СТОЙКОСТЬ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВВ

Стойкость ВВ определяется скоростью изменения его физических и химических, а следовательно и взрывчатых свойств в течение времени. Чем меньше эта скорость, тем больше скорость ВВ и наоборот.

Различают два рода стойкости: физическую и химическую.

Физической стойкостью называют способность ВВ сохранять свои физические свойства в практических условиях их хранения.

Химической стойкостью называют способность ВВ не претерпевать при нормальных условиях хранения химических превращений, способных привести к самовоспламенению.

3.1 Теория химической стойкости

Как видно из приведенных определений и химическая и физическая стойкости имеют практическое значение. Наибольшее практическое значение имеет химическая стойкость ВВ.

Химическая стойкость определяется двумя основными процессами:

1) процессом первичного распада, скорость которого зависит от температуры и природы вещества;

2) процессом самоускоряющегося распада, протекающим по автокаталитическому механизму, скорость которого зависит кроме как от температуры и химической природы вещества также от примесей и внешних условий (накопление газообразных продуктов).

Процессы медленного распада по-разному влияют на химическую стойкость различных ВВ. Например.

а) Нитросоединения – константа скорости распада невелика, ускорение вторичной реакции так же мало. Поэтому ТУ не предусмотрена проверка их на химическую стойкость.

б) Нитраты спиртов и нитроэфиры тщательно проверяют на химическую стойкость.

Скорость первичной реакции сильно зависит от температуры, при низких температурах она обычно очень мала. Зависимость константы скорости от температуры выражается уравнением Аррениуса:

.

Для характеристики скорости распада термостойких ВВ используют понятие «период полураспада». Расчитывают период полураспада ВВ по формуле:

.

3.2 Влияние основных факторов, определяющих химическую стойкость ВВ

а) Химическое строение

Наименее стойкими ВВ являются азотнокислые эфиры. С увеличением М.в. последних стойкость их понижается. Низкоазотные эфиры целлюлозы более химически стойки, чем высокоазотные.

б) Примесь катализаторов и добавки стабилизаторов

При разложении нитроэфиров образуются окислы азота и , которые с влагой образуют и в присутствии которых происходит ускорение разложения ВВ. Для устранения этого процесса вводят стабилизаторы (дифениламин, анилин), которые вступают в реакцию с и , образуя стойкие вещества, не являющиеся катализаторами. Процесс введения стабилизатора называют стабилизацией.

3.2.1 Основные методы (пробы) для определения химической стойкости

В основе методов определения химической стойкости лежит допущение, что если при повышенной температуре при испытании одно из двух ВВ оказалось менее стойким, чем другое, то первое будет менее стойким и при длительном хранении и нормальной температуре.

3.2.1.1 Проба Абеля (йодокрахмальная проба)

Проба основана на реакции между окислами азота, образующимися при распаде ВВ в контакте с воздухом и йодным калием, которым совместно с крахмалом пропитана индикаторная, йодокрахмальная бумажка.

1 – пробирка; 2 – пробка; 3 – бумажка; 4 – навеска ВВ

Рисунок 26 – Йодокрахмальная проба

Пробирку вставляют в водяную баню и при определенной температуре (например, 75ºС) выдерживают до появления легкого бурого окрашивания в месте перехода от смоченной части бумажки к сухой.

Это самая первая, неточная проба используют только для определения стойкости НГ и динамитов.

3.2.1.2 Проба Вьеля (лакмусовая)

Применяют для пироксилина и бездымных порохов. Она состоит в определении времени, в течение которого ВВ в герметически закрытом цилиндре в термостате при Т = 106,5ºС окрашивает стандартную синюю бумажку в красный цвет.

3.2.1.3 Манометрические и электрометрические пробы

Методы, основанные на измерении давления газов или количества выделившихся окислов азота, являются более точными. Вещество нагревают при определенной температуре, измеряют через равные промежутки времени давление продуктов разложения и строят кривую. Стойкость характеризуют временем, затраченным на достижение определенного давления.

К электрометрическим пробам относится, например, проба Ганзена. Нагревают при 110ºС по 5г ВВ в восьми пробирках, вынемают через каждый час по одной пробе и определяют pH водной вытяжки. Кривая pH – время характеризует стойкость пороха.

3.3 Физическая стойкость

Физическая стойкость характеризуется склонность ВВ к физическим изменениям, самопроизвольным или происходящим под влиянием внешних причин. Природа и механизм этих изменений для разных ВВ могут быть различными. Приведем некоторые примеры.

Черный порох при очень низких температурах приобретает хрупкость; это приводит к растрескиванию пороховых элементов при выстреле иногда вызывающий разрыв ствола оружия или камеры реактивного снаряда.

Пироксилиновые пороха обладают большой летучестью и гигроскопичностью, поэтому их хранят в герметичной укупорке и вводят специальные добавки для снижения гигроскопичности.

Разрывные заряды, изготовленные из тротила с низкой температурой плавления могут при хранении легкоплавкие эвтектические сплавы в виде маслообразной жидкости. При вытекании образуются пустоты, что снижает его стойкость к сотрясению при выстреле. Кроме того, взрывчатая жидкость может попасть в резьбу корпуса и способствовать преждевременным разрывам.

3.4 Чувствительность ВВ и начальный импульс

Для того чтобы взрыв начался, необходимо произвести на ВВ внешнее воздействие, сообщить ему некоторое количество энергии. Это внешнее воздействие носит название начального импульса.

Способность претерпевать взрывное превращение под влиянием того или иного внешнего воздействия называют чувствительностью ВВ.

2.4.1 Начальный импульс и механизм возбуждения взрыва

Для возбуждения взрыва можно применять разнообразные воздействия: тепловое, механическое, электрическое, химическое, взрывное, облучение и т.д.

ВВ избирательно чувствительны к определенным видам воздействия. Кроме того, зависит еще и характер какого – либо выбранного воздействия. На одно и то же ВВ одно и то же тепловое воздействие оказывает различное влияние в зависимости от скорости передачи энергии. Так, при медленном сжатии многие ВВ не взрываются при очень больших давлениях, в то время как при быстром ударе инициирование взрыва может быть достигнуто при меньшем давлении и при меньшей затрате энергии.

Разные виды начального импульса отличаются тем, какую форму химического превращения ВВ они вызывают. Воспламенение всегда вызывает горение ВВ, переходящее в детонацию. Капсюль – детонатор в противоположность тепловому импульсу вызывает детонацию; к ней же приводит в конечном счете и действие удара.

2.4.2 Чувствительность ВВ к тепловому импульсу

Если ВВ поместить в термостат с постоянной или медленно растущей температурой, то через некоторое время можно наблюдать вспышку. Механизм возникновения вспышки в таких условиях в основных чертах близок к механизму теплового взрыва (рисунок 26).

В 1 – теплоприход; 2, 3 – теплоотвод

 

Т

 

Рисунок 27 – Графическое изображение теплового взрыва ВВ

На участке АВ наблюдается вспышка.

Минимальную температуру термостата, при которой наступает воспламенение, называют температурой вспышки ВВ.

эта температура может служить одним из показателей чувствительности ВВ к действию тепла.