2. Химическая стойкость порохов

В состав современных порохов входят химически малостойкие взрывчатые вещества (нитраты целлюлозы, нитроглицерин). Поэтому пороха по сравнению с при­меняемыми для снаряжения боеприпасов взрывчатыми веществами обладают меньшей химической стойкостью.

При длительном хранении происходит разложение пороха. В определенных условиях разложение химически нестойкого пороха может протекать настолько быстро, что происходит его воспламенение.

Ускорению разложения пороха способствует повыше­ние температуры окружающей среды. Нагревание поро­ха на 5⁰C ускоряет процесс разложения в 1,5—2 раза. Присутствие влаги в небольших количествах ускоряет процесс так называемого гидролитического распада, еще более губительного, чем термическое разложение.

Процесс разложения пороха протекает с образовани­ем химически активных продуктов (окислов азота) и вы­делением тепла. Образующиеся при разложении пороха окислы азота играют роль катализатора, ускоряющего процесс разложения.

Существуют вещества, способные замедлять процесс разложения. Эти вещества называются стабилизаторами химической стойкости. В качестве стабилизатора хими­ческой стойкости пироксилиновых порохов применяли амиловый спирт, вазелин, касторовое масло, анилин, мо­чевину.

В 1897 г. на основе исследований, выполненных под руководством Г.П. Киснемского, H.А. Голубицкого, В.H.Никольского, в качестве стабилизатора химиче­ской стойкости пироксилиновых порогов предложен дифениламин.

Для нитроглицериновых порохов были разработаны стабилизаторы химической стойкости на основе произ­водных мочевины, названные централитами.

В процессе изготовления порохов небольшие количе­ства этих веществ вводятся в их состав.

Стабилизаторы химической стойкости, взаимодейст­вуя с окислами азота, образуют химически стойкие со­единения, не являющиеся катализаторами. Тем самым устраняется одна из наиболее значительных причин, ус­коряющих процесс разложения. При наличии в порохе стабилизатора химической стойкости разложение идет без самоускорения. После того как весь стабилизатор химической стойкости перейдет в связанное состояние, начинается прогрессивное ускорение процесса разложе­ния. Время с момента изготовления пороха до начала его ускоренного разложения и определяет срок его без­опасного хранения, или так называемый запас химиче­ской стойкости пороха.

Срок безопасного хранения пороха со стабилизато­ром химической стойкости свыше 20 лет, без стабилиза­тора — около 10 лет. Эти сроки могут увеличиваться или сокращаться в зависимости от условий хранения поро­хов.

О разложении пороха можно судить по ряду внеш­них признаков.

Если порох в качестве стабилизатора химической стойкости содержит дифениламин, то при разложении он меняет свою окраску: сначала принимает коричневый цвет, затем зеленоватый и наконец почти черный. Это происходит потому, что дифениламин, соединяясь с окис­лами азота, сам меняет свою окраску от коричневого до черного цвета.

Признаком разложения пороха является также появ­ление на поверхности пороховых элементов расползаю­щихся желтоватых пятен, вздутий и трещин. Разложив­шийся порох склонен к слеживанию и слипанию. При значительном разложении порох становится настолько хрупким, что растирается пальцами. Кроме того, раз­ложившийся порох легко определить по запаху окислов азота. При энергичном разложении заметно выделение бурых паров окислов азота. Синяя лакмусовая бумажка, положенная на разложившийся порох, моментально краснеет.

Если порох помещен в гильзу, то в случае его разло­жения окислы азота окисляют латунную гильзу и на внутренней поверхности ее появляется зленый налет окиси меди.

При разложении пороха, помещенного в матерчатые картузы, прочность картузов заметно уменьшается, цвет их меняется.

Разложение пороха может кончиться самовоспламе­нением и быстрым его сгоранием. Поэтому порох с при­знаками разложения, как представляющий опасность, должен быть немедленно изъят.

При изготовлении порохов, а также периодически в процессе их хранения производят специальные испыта­ния по определению запаса химической стойкости. По результатам испытаний устанавливается срок безопас­ного хранения пороха. Испытания основаны на искусст­венном ускорении процесса разложения пороха при на­гревании. При повышенных температурах разложение даже химически стойкого пороха протекает настолько быстро, что появляются внешние признаки, по которым можно судить о степени разложения пороха. Наиболь­шее распространение в практике производства порохов и контроля за порохами, находящимися на снабжении армии, получили лакмусовые пробы: простая и повтор­ная.

Сущность простой лакмусовой пробы состоит в опре­делении времени, в течение которого порох в герметиче­ски закрытом стеклянном стаканчике, помещенном в термостат при температуре 106,5⁰C, окрашивает стандарт­ную синюю лакмусовую бумажку в красный цвет. Изме­нение окраски связано с тем, что выделяющиеся при разложении пороха окислы азота образуют с водой азо­тистую и азотную кислоты, а лакмусовая бумажка, как известно, от действия кислот краснеет. Нитроцеллюлозный порох считается стойким, если окрашивание лакму­совой бумажки произойдет не ранее чем через 6 часов. Испытания по простой лакмусовой пробе проводят в те­чение одного дня. Порох выдерживается в термостате не более 7 часов. Если за это время покраснение лакму­совой бумажки не произойдет, испытания прекращают. Более полная оценка запаса химической стойкости производится по повторной лакмусовой пробе. Повтор­ная проба состоит из последовательного ряда испыта­ний простой пробой с одной и той же массой пороха.

Каждый раз испытание ведут до появления красного ок­рашивания, но не более 7 часов. В промежутках между испытаниями пробу хранят при обычной температуре. На следующий день испытание повторяют. Повторное испытание продолжают до получения красного окраши­вания лакмусовой бумажки через 1 час от начала на­гревания, но не более 10 дней. Сумма часов нагревания характеризует стойкость пороха. Стойкие пороха долж­ны выдерживать: пироксилиновые — 60 часов, нитрогли­цериновые — 40 часов.

В США широкое распространение получила метил-виолетовая проба. Испытуемый образец в зависимости от природы пороха выдерживают при температуре 120 или 134,5° С. О стойкости пороха судят по времени до изменения цвета индикаторной бумажки от фиолетового до оранжево-розового.