Патент на изобретение №2237049
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПОРОХОВОЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к пороховым взрывчатым составам. Предложен пороховой взрывчатый состав, содержащий сенсибилизаторы – пироксилин и/или коллоксилин, стабилизаторы химической стойкости – дифениламин и/или централит, растворитель – этилацетат и антистатическую добавку – графит. Изобретение направлено на создание водоустойчивого взрывчатого вещества со сниженными электростатическими характеристиками и повышенной химической стойкостью в процессе хранения. 2 табл. Изобретение относится к разработке пороховых взрывчатых составов, используемых в горнодобывающей отрасли промышленности для отбойки горной массы открытым и подземным способом (как в сухих, так и в обводненных шахтах), в строительстве и в других отраслях, где применяется работа взрывом, а также может быть использовано при утилизации ловушечных коллоксилина и пироксилина. Бризантные взрывчатые вещества широко применяются как в народном хозяйстве, так и в военной технике. Известны и широко используются бризантные взрывчатые вещества (ВВ) на основе азотнокислых эфиров или нитратов спиртов и углеводов, нитросоединения и взрывчатые смеси с окислителями. К азотнокислым эфирам углеводов относятся нитраты целлюлозы (коллоксилин и пироксилин). Известны пороховой взрывчатый состав и способ его изготовления по патенту RU № 2130446, С 06 В 25/24, от 20.05.99, на основе пироксилинового пороха, неорганического окислителя и минерального масла. Недостатком данного взрывчатого состава является ограниченность использования исходного сырья (только пироксилиновый порох), а наличие в составе минерального масла может привести к разбросу взрывчатых характеристик из-за его расслоения (стекания) при хранении. Известно взрывчатое вещество по патенту RU № 2103247, С 06 В 21/00, 31/28, 31/02 от 27.01.98, содержащее в своем составе жидкое горючее в количестве 25 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пороховой состав по патенту RU 2026273, С 06 В 25/14, 25/24 от 03.06.91, принятый авторами за прототип. Пороховой состав по прототипу содержит: гранулы артиллерийского баллиститного пороха (34-37 мас.%), гранулы аммиачной селитры (25-30 мас.%), приборное масло (1-2 мас.%) и зерненый пироксилиновый порох (остальное). Гранулы артиллерийского баллиститного пороха, в свою очередь, содержат, мас.%: Зерненый пироксилиновый порох содержит, мас.% Спиртоэфирная смесь 1,0-2,5 Дифениламин 1-2 Вода 0,5-1,5 Пироксилин Остальное Недостатками порохового состава-прототипа являются: 1. Пониженная водоустойчивость из-за наличия в его составе гигроскопической аммиачной селитры, что ограничивает его применение в обводненных скважинах; 2. Возможность прерывания детонации в заряде из взрывчатого состава, т.к. критический диаметр детонации велик и составляет 100 3. Низкая химическая стойкость, т.к. в качестве стабилизатора химстойкости используется малоэффективное для этих целей приборное масло. Задачей предлагаемого изобретения является: 1. создание водоустойчивого взрывчатого вещества; 2. повышение эффективности ПВВ; 3. расширение ассортимента промышленных взрывчатых веществ (ПВВ), а именно создание порохового взрывчатого состава на основе нитроцеллюлозы – пироксилина и коллоксилина; 4. снижение электростатических характеристик готового ПВВ; 5. повышение химической стойкости ПВВ в процессе его хранения; 6. снижение себестоимости ПВВ. Задача решается за счет того, что пороховой состав, включающий сенсибилизаторы, стабилизаторы химической стойкости и растворитель, дополнительно содержит антистатическую добавку – графит, в качестве сенсибилизаторов он содержит пироксилин и/или коллоксилин, в качестве стабилизаторов химической стойкости – дифениламин и/или централит, а в качестве растворителя – этилацетат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Этилацетат 1,0 Графит 0,05 Дифениламин и/или Централит 0,5 Пироксилин и/или Коллоксилин Остальное В предлагаемом составе используются пироксилин (ОСТ В 84-2373-87) и коллоксилин (ОСТ В 84-2440-90), которые широко применяются при изготовлении артиллерийских порохов, баллиститных твердых топлив различного назначения и могут быть использованы как сенсибилизаторы в пороховых взрывчатых составах. Известно, что наличие в пороховом составе механических примесей повышает чувствительность состава к механическому и тепловому воздействиям, повышает его взрывчатые характеристики (увеличивает скорость детонации и снижает критический диаметр). Этот положительный эффект может быть использован при введении в пороховой взрывчатый состав ловушечных пироксилина и коллоксилина, которые улавливаются различными вентустановками при производстве баллиститных ракетных топлив и порохов и являются отходами прямого производства. Утилизация ловушечных коллоксилина и пироксилина экономически нецелесообразна. В качестве стабилизатора химической стойкости используют централит (ГОСТ 2154-77) и/или дифениламин (ГОСТ 194-80). В качестве растворителя используется этилацетат (ГОСТ 8981-78). В качестве антистатической добавки используется графит (ГОСТ 8295-73). Повышение водоустойчивости достигается за счет использования малогигроскопических элементов, а повышение эффективности и снижение себестоимости ПВВ достигается за счет использования технологических отходов – ловушечных коллоксилина и пироксилина. Введение в состав графита при изготовлении ПВВ повышает электропроводность гранул состава и снижает его электростатические характеристики, а использование низколетучего растворителя – этилацетата повышает его химическую стойкость в процессе хранения. Примеры конкретного выполнения образцов с различным содержанием компонентов приведены в табл. 1. Изготовлены опытные образцы составов, проведены их испытания. Основные свойства изготовленных образцов в сравнении с прототипом представлены в табл. 2. При содержании стабилизатора химической стойкости (централита или дифениламина) менее 0,5% повышается химическая активность входящих в состав компонентов, что снижает химическую стойкость состава, ухудшает взрывчатые характеристики состава в процессе хранения и снижает его эксплуатационный срок. Увеличение стабилизатора химстойкости более 1,0% снижает физическую стойкость и уровень физико-механических характеристик состава. Содержание растворителя более 6,0% повышает вероятность его улетучивания, что в итоге снижает температуру начала интенсивного разложения, ухудшает химическую стойкость состава, снижает эксплуатационный срок применения, а содержание растворителя менее 1,0% ухудшает физико-механические свойства состава. В сравнении с составом-прототипом предлагаемая рецептура состава находится на одном уровне по чувствительности к удару, однако превосходит состав по прототипу по критическому диаметру детонации и чувствительности к трению. Приготовление порохового взрывчатого состава производится по следующей схеме. Перед загрузкой компонентов в реактор производится их подготовка: – протирка пороховой массы в водной среде в протирочном барабане шнек-пресса, где масса разрыхляется, протирается, просеивается и отжимается до влажности 50 – производится дозировка всех компонентов. В реактор через мерник или через счетчик заливают воду, включают мешалку, через сгуститель загружают пороховую массу на ловушечном коллоксилине или пироксилине, или их смеси, перемешивают в течение 10 После промывки сваренная масса поступает на фазу отжима в карусельном вакуум-фильтре до влажности не более 20%. Для уменьшения электризации готового продукта в сваренную массу добавляют суспензию графита в количестве 0,05…0,20% к массе состава. Окончательную сушку состава проводят в кипящем слое нагретым воздухом при температуре 75±5°С до влажности не более 5%. Изготовлены опытно-промышленные партии порохового взрывчатого состава и проведены натурные испытания промышленного взрывчатого вещества в горных карьерах и шахтах для различных скважин, в том числе обводненных, с положительным результатом. Формула изобретения
Пороховой взрывчатый состав, включающий сенсибилизаторы, стабилизаторы химической стойкости и растворитель, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит антистатическую добавку – графит, в качестве сенсибилизаторов он содержит пироксилин и/или коллоксилин, в качестве стабилизаторов химической стойкости – дифениламин и/или централит, а в качестве растворителя – этилацетат при следующем соотношении, мас.%: Этилацетат 1,0-6,0 Графит 0,05-0,2 Дифениламин и/или централит 0,5-1,0 Пироксилин и/или коллоксилин Остальное РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
55%, что также может привести к значительному разбросу взрывчатых характеристик из-за стекания горючего и перераспределения плотности ВВ по всему объему.