Для оценки безопасности от электризации пользу­ ются неравенством

WH< K6.WD,

где WH — энергия искрового разряда с наэлектризо­ ванного продукта или оборудования, Дж; WB — энер­ гия воспламенения продукта, Дж; Кб — коэффициент безопасности, в зависимости от условий составляющий от 0,4 до 0,1 [241.

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Традиционно в производствах дымных, пироксилино­ вых и баллиститных порохов средством защиты от за­ рядов статического электричества являлось заземление и поддержание относительной влажности около 60 %.

Внедрение в производство ТРТ механизации и ав­ томатизации технологических процессов, использова­ ние в процессах взрывоопасных компонентов (гексо­ ген, октоген и других высокоэнергетических веществ), обладающих высокими диэлектрическими свойствами и чувствительностью к электрической искре, потребо­ вали от исследователей и заводских инженеров обра­ тить особое внимание на явление статической элект­ ризации, тем более что этому явлению в последние го­ ды как у нас, так и за рубежом стали приписывать все больше и больше аварийных случаев, особенно из раз­ ряда труднообъяснимых.

Показано, что по вине статического электричества происходит от 3,1 до 5,7 % аварийных случаев в произ­ водствах ВВ и порохов [8]. Несмотря на многочислен­ ные исследования, механизм возникновения электро­ статических зарядов еще недостаточно изучен из-за сложного комплекса одновременно протекающих фи­ зико-химических процессов, а именно:

образования двойного слоя зарядов на межфазной границе;

разделения разноименно заряженных обкладок двой­

ного слоя при механическом разделении тел, нахо­ дившихся в контакте;

появления частичных разрядов при разделении на­ электризованных тел.

Все это затрудняет теоретическую интерпретацию явления и требует от исследователей проведения экс­ периментов в каждом конкретном случае. Основной вклад в электризацию при переработке сыпучих мате­ риалов в различных аппаратах, а также при пневмо- и вакуум-транспортировке, вносит интенсивное заряже­ ние при прерывании и возобновлении контакта частиц со стенками аппарата или трубопровода. Этот процесс заряжания зависит от наличия пленок влаги, загрязне­ ния поверхностей, внешних электромагнитных полей и других факторов. В докторской диссертации С.Е. Ма­ линина показаны наиболее опасные стадии технологи­ ческого процесса, когда могут скапливаться довольно большие заряды статического электричества. К таким операциям относится загрузка смесителей объемного типа для приготовления СТТ взрывоопасными компо­ нентами: гексогеном, октогеном и другими мощными окислителями, обладающими склонностью к повышен­ ной электризации и высокой чувствительностью к ис­ кровым разрядам (табл. И).

*Данные работы [8].

В исследовательских работах были зарегистриро­ ваны электростатические заряды с энергией выше 10-4Дж при загрузке объемных смесителей гексогеном и алюминием. Полученные результаты стимулировали разработку технических мер по снижению энергии электростатических зарядов.

К таким мерам относится организация передачи сыпучих материалов по пневмоили вакуум-транспор­ ту в максимально однородном, "плотном", без разры­ вов потоке. В этом случае удельный массовый заряд снижается в 40 —50 раз.

В ряде исследований была показана эффективность использования ПАВ, например ОП-Ю (оксиэтилированный алкилфенол), алкомонов (ОС-2, ГН) при обра­ ботке ими порошков гексогена и октогена. Обработка гексогена различными ПАВ позволяет снизить элект­ ризацию в 10—20 раз, а октогена в 10 —200 раз. ПАВ не сказываются отрицательно на физико-химических свойствах, чувствительности к механическим воздей­ ствиям, сохранности свойств в течение гарантийного срока, но могут сказываться на уровне прочности свойств кристаллов ВВ и соответственно готовых изде­ лий СТРТ.

Большое значение для повышения безопасности имеет создание и использование электропроводящих резин и полимерных композиций для различных узлов в устройствах и механизмах, работающих в пороховых производствах (катки и ролики на дефектоскопии, ко­ леса внутрицехового транспорта, полы, стеллажи, сто­ лы и детали оборудования).

Для этих целей используются резина на основе бу- тадиен-стирольного каучука (КР-388), на основе нату­ рального каучука (КР-245). На основе бутадиеннитрильных каучуков разработаны электропроводные резины для вибростойких рукавов, течек, патрубков и клиновых ремней.

Электропроводные полимерные материалы в про­ мышленности СТТ применяют для изготовления кор­ пусов изложниц, элементов техоснастки, емкостей, контейнеров и т.п.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ КОМПОНЕНТОВ И СТРТ

КВИБРАЦИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Впроизводстве нитроглицериновых Дорохов и СТРТ, имеющем дело с композициями, содержащими МВВ, при построении безопасной технологии недостаточно ориентироваться только на традиционные тесты на безопасность.

Впроцессе переработки пороховые массы испыты­ вают на себе комбинированные воздействия ряда фак­ торов — ударные, сдвиговые, тепловые, электромаг­ нитные и т.д.

Впроизводственных условиях сегодня методики определения комбинированных воздействий не ис­ пользуются, но исследования в этом направлении ак­ тивно ведутся, и выход в заводские условия вопрос времени.

К настоящему времени нет достаточно приемлемого математического решения задачи по механизму воз­ буждения взрыва через механическое воздействие.

Поэтому исследователи вынуждены в каждом кон­ кретном случае получать зависимости из эксперимен­ та. В последние годы все больше внимания уделяется такому фактору воздействия на СТРТ, как вибрация.

В результате действия вибронагрузки, по мнению Н.П. Логинова и С.М. Муратова, происходит неупругая деформация частиц ВМ, сопровождающаяся разруше­ нием кристаллов, увеличением выходов дислокаций и деструкцией полимерных молекул, образованием ак­ тивных ядер и радикалов. На дислокациях в твердых ВМ образуются локальные очаги химической реакции разложения, которые постепенно развиваются и при определенных условиях распространяются на весь объем ВМ с переходом разложения во взрыв.

Одной из особенностей вибрационной нагрузки, по сравнению с однократной ударной и статической, яв­ ляется многократное повторение сжимающих и растя­ гивающих напряжений в исследуемых взрывчатых ма­ териалах, что уменьшает пределы их прочности, более

широко изменяет площадь контакта порошкообразное ВВ — поверхность воздействия и реологические ха­ рактеристики вязкопластичных взрывчатых систем. При этом длительность одного цикла вибронагруже­ ния (10-1 —1СГ3 с) больше времени удара (10_3 —10-5 с) в 100 раз, что приводит к разогреву испытуемого ма­ териала и изменению его физико-механических харак­ теристик.

Повышение частоты колебаний может привести к переходу изотермического процесса в адиабатический, к неравномерному нагреву частиц ВВ и их химичес­ кому разложению.

Необходимость исследований вибрационных воз­ действий актуальна еще и потому, что на заводах заре­ гистрированы случаи взрывов ВВ, в частности при виброшнековании и при вибросмешении.

Поскольку вибрация может возникать не только в виброустройствах, но и в обычных аппаратах и меха­ низмах, методы оценки виброопасности должны стать в ближайшее время стандартными на всех пороховых заводах.

Обстоятельные исследования по воздействию виб­ рации на СТРТ проводятся в Центральном Научно­ конструкторском бюро совместно с Самарским госу­ дарственным техническим университетом. Ими разра­ ботаны лабораторно-стендовые устройства и приборы для определения (изучения) чувствительности взрыв­ чатых материалов к вибрации.

В СГТУ разработано примерно 14 разновидностей приборов [9]. Наиболее универсальный по широкому диапазону регулируемых параметров прибор ВП-2НЧ. Прибор имеет следующие характеристики:

В табл. 12 приведены результаты [8] по определе­ нию чувствительности взрывчатых компонентов и жид­ ковязких масс ТРТ к вибрационному воздействию.

Вероятность развития химических реакций до взры-

Чувствительность компонентов и жидковязких масс ТРТ к вибрации

ва определяется по углу наклона (tga) прямых в лога­ рифмических координатах газовыделение (АР) — вре­ мя т, а степень разложения — по углу (а). Исследова­ ниями установлено, что для таких рецептур порохов, как Опал-55, Опал-МС и НБл, угол наклона, равный 17°, является критическим и при его увеличении на­ блюдается переход медленного разложения во взрыв.

Методики определения чувствительности ВМ разра­ ботаны для двух способов:

определения чувствительности по частости взрывов из 10 параллельных испытаний;

определения "пороговых характеристик" при регис­ трации давления газообразных продуктов, образую­ щихся в процессе разложения. При этом из графичес­ ких зависимостей определяется tga.

Исследованиями была доказана принципиальная возможность возникновения взрыва в заряде ВМ под