Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

Однако испытание при более высокой производительности (до 5 т/час) показало, что налипание имеет место и требует сокращения времени абсорбции НГЦ полимером, включая улучшение смачиваемости и ускорение капиллярной пропитки.

В новой непрерывной технологической схеме повышение качества смешения и производительности было достигнуто за счет применения гидродинамических аппаратов типа АПТС, СН-4, РПС, при этом однородность пороховых масс возросла в 2 — 3 раза, а производительность по суспензии составила 35 м3/час, по массе — 5 т/час.

Принципиальная схема современного технологического процес­ са изготовления пороховой массы баллиститного типа (рис. 65)

Основными узлами технологической схемы являются опи­ санные выше процессы подготовки, дозирования и смешения компонентов:

—подготовка суспензии КВВ определенной (точной) кон­ центрации в весовом концентратомере типа ВК и дозирования

еев форсмеситель;

—подготовка и дозирование жидких компонентов в АПР, приготовление смеси пластификаторов (НГЦ, ДБФ, вазелино­ вое масло, и пр.);

—подготовка и дозирование порошкообразных компонен­ тов (окись магния, катализаторы и др.);

—подготовка и дозирование металлического горючего

иВВ;

—смешение всех компонентов на установке с гидродина­ мическими аппаратами;

—формирование пороховых смесей в смесителях общих партий.

Краткое описание технологической схемы

КВВ с концентрацией 9... 12% подается с фазы изготовле­ ния НЦ в расходные ажитаторы, далее на фазу смешения мо­ жет подаваться по двум вариантам: через ажитатор точной концентрации винтовым насосом-дозатором или из расходных дозаторов, имеющих определенную заранее концентрацию, дистанционно управляемыми винтовыми насосами-дозаторами. В последнем случае устанавливается 2—3 расходных ажитатора, которые работают попеременно в режимах заполнения, оп­ ределения концентрации и расхода.

Все переключения режимов работы ажитаторов произво­ дятся дистанционно с помощью кранов, снабженных пневмо­ приводами. Таким образом, эта схема дозирования КВВ дает

146

возможность отказаться от приготовления точной концентра­ ции КВВ, полностью механизировать и автоматизировать про­ цесс.

Жидкие компоненты (ДНТ, ДБФ, индустриальное масло) кроме НГЦ из расходных баков здания хранения шестеренча­ тыми насосами перекачиваются в расходные емкости на фазу приготовления пластификаторов (АПР). Дозирование осущест­ вляется плунжерными насосами-дозаторами типа НД или до­ зировочными агрегатами типа ДА. Настройка дозаторов на за­ данную производительность осуществляется с помощью объ­ емных мерников в режиме рециркуляции через переключатели потоков. Инертные пластификаторы через аппарат АПТС пе­ редаются на фазу смешения (в форкамерный смеситель). Ак­ тивные пластификаторы (НГЦ, ДНТ) смешиваются в АПР со стабилизаторами химической стойкости (ДФА, централит и пр.) и инжектором через эмульгирующее гидродинамическое устройство также транспортируются в форкамерный смеситель.

Порошкообразные компоненты, требующие предваритель­ ной химической защиты от взаимодействия с водой (А1 + Mg, MgO), готовятся по режимам, описанным выше, и в виде до­ зируемых суспензий подаются в форкамерный смеситель.

Катализаторы и стабилизаторы горения (РЬС03, ТЮ2, СаС03, салицилаты и фталаты РЬ и Си и пр.) загружаются с помощью спиральных транспортеров в передвижные бунке­

к стационарному бункеру-накопителю, а затем дозатором типа ДН дозируются в АПТС, который приготовленную суспензию подает в форкамерный смеситель.

Суспензия порошкообразных ВВ (гексоген, дазин и пр.) готовится дистанционно, дозируется и транспортируется в форкамерный смеситель по технологической схеме, описан­ ной выше.

Смешение всех компонентов, как отмечалось ранее, произ­ водится в форкамерном смесителе, из которого суспензия мас­ сы поступает в роторно-пульсационный смеситель-насос типа РПС, которым транспортируется в промежуточный смеситель и далее в смеситель общих партий.

Особенности современной технологической схемы. Недостат­

ки

Первый вариант непрерывной технологической схемы «варки», разработанной в 50—60-х гг. прошлого столетия

148

и описанной ранее, по отношению к модифицированным высоконаполненным топливам не выполнял условие непрерыв­ ности и не обеспечивал необходимого однообразия пороховой массы по причине низкой точности дозирования и плохого перемешивания. Операции по подготовке металлического го­ рючего, окиси магния, ВВ (пассивация, гидратация, гидрофобизация) выполнялись периодически и требовали больших за­ трат ручного труда.

Основной технологический процесс производства «варки» пороховой массы — пластификация, включающая операции смачивания НЦ пластификаторами, капиллярной пропитки, диффузии НГЦ в межмакромолекулярном объеме НЦ и набу­ хания волокон со структурной перестройкой — протекает мед­ ленно и никак не ускоряется за счет применения стимулирую­ щих физических способов.

Так называемое «созревание» пороховой массы требует длительного времени (десятки часов) и приводит к необходи­ мости разрыва производственного процесса «варка — перера­

Новый непрерывный технологический процесс в сравне­ нии с первым вариантом («варка» в двух «варочных котлах» простых составов без металла и ВВ) имеет существенные пре­ имущества и дает значительный технико-экономический эф­ фект.

Наиболее важные из них:

— использование специально разработанных для операций обработки суспензий, эмульсий, смешения пороховой массы гидродинамических аппаратов АПТС, СН-4, РПС, ЭМУ обес­ печивает увеличение энергии смешения как минимум на три порядка, что ускоряет все процессы и повышает однообразие распределения компонентов в массе в 2—3 раза;

— дистанционно управляемые дозирующие устройства с переключателями потоков для жидко-вязких и порошкооб­ разных компонентов позволяют в автоматическом режиме проводить процесс изготовления массы, включая за счет нали­ чия переключателей потока его начало и завершение;

— создание непрерывных процессов гидратации, пассива­ ции и гидрофобизации позволило в непрерывном режиме проводить изготовление пороховых масс современных моди­ фицированных высоконаполненных ракетных топлив;

149

— применение 2-х стадийных режимов «варки» (холодной капиллярной пропитки и горячей диффузии пластификатора и набухания полимера) позволяют ускорить процесс пласти­ фикации с десятков до 2...3 часов.

Однако, несмотря на значительный прогресс в области тех­ нологии производства пороховой массы, применительно к со­ временной номенклатуре систем вооружения, в особенности высокоточному оружию, современная технология обладает ря­ дом существенных недостатков.

Самыми важными из этих недостатков являются длитель­ ность и недостаточная глубина процесса пластификации, вы­ зывающие в технологии БРТТ в целом необходимость двух весьма нежелательных операций: создания промежуточного за­ паса пороховой массы в смесителях общих партий и введения на фазе переработки операций вальцевания с высокими пара­ метрами силового поля (напряжения, скорость сдвига, темпе­ ратура), приводящими к опасности воспламенения.

Современные БРТТ для высокоточного оружия отличаются повышенными требованиями к баллистическим характеристи­ кам и их воспроизводимости. В первую очередь это касается зависимости скорости горения от давления (v) и температуры

(В). Снижение этой зависимости достигается применением смешанной катализирующе—ингибирующей системы, эффек­ тивность которой в значительной мере зависит от степени из­ мельчения ингредиентов и равномерности их распределения в тонкоизмельченном состоянии. К сожалению, современная технология не обеспечивает необходимого измельчения и не исключает агломерации тонкоизмельченных порошкообразных компонентов в процессе смешения массы.

Серьезным недостатком технологии является ее низкая мо­ бильность, определяемая жесткой привязкой к производству нитроэфиров, промежуточное хранение которых в буферных емкостях по соображениям безопасности крайне нецелесооб­ разно, а диапазон изменения производительности фаз нитро­ вания спиртов и стабилизации эфиров весьма невелик. Поэто­ му и те и другие (нитрация и «варка») рассчитаны на разрыв фаз «варка — переработка».

Основные задачи и направления модернизации производства. Прогнозируемая модель развития

Учитывая те недостатки, которые имеет производство по­

150