Korelacija rezultata ispitivanja hemijske stabilnosti prirodno i ubrzano starenih baruta Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Mr Luka Grbović,

pukovnik, dipl. inž.

Uprava za odbrambene tehnologije MO, Beograd

Slaviša Stoiljković,

major, dipl. inž.

Tehnicki remontni zavod, Kragujevac

KORELACIJA REZULTATA ISPITIVANJA HEMIJSKE STABILNOSTI PRIRODNO I UBRZANO STARENIH BARUTA

UDC: 662.312.1 : 543.544.5

Rezime:

Praćenje sadr'aja stabilizatora jedna je od savremenih i pouzdanih metoda koja se u svetu, a i kod nas, primenjuje za kontrolu hemijske stabilnosti i prognoziranje veka upotre-bljivosti baruta. Radi ocene pouzdanosti metode ispitivani su uzorci prirodno starenog jed-nobaznog baruta tipa NC i dvobaznog baruta tipa NGB razli~itih godina proizvodnje. Uzorci su uzimani iz ubojnih sredstava. Odre^ne su konstante brzine reakcije utro{ka stabilizatora i vremena upotrebljivosti baruta. Ove vrednosti upore^ne su sa analognim rezultatima do-bijenim za iste barute pre dvadeset godina pri ~emu je uBr^no zadovoljavajuće slaganje kako za prirodno tako i ubrzano starenje. Pored toga, utv^eno je da NC baruti iz dehermeti-zovanog pakovanja municije pokazuju znatno manju stabilnost od baruta iz originalnog pa-kovanja.

Klju~ne re~i: barut, hemijska stabilnost, stabilizator, te~na hromatografija.

CORRELATION OF CHEMICAL STABILITY ESTIMATION RESULTS OF NATURALY AND ACCELERATED AGGING GUN POWDERS

Summary:

Monitoring the content of the stabilizer is one of the most reliable and modern methods used all over the world as well as in our country for chemical stability control and shelf life prediction of gun powders. For reliability rating of the used method, there has been examined samples of naturally aged single-based gun powder NC type and double-based gun powder NGB type all manufactured in different years. The samples were taken from explosive ordnance. Reaction rates constants of stabilizer consumption and shelf life of gun powders have been determined. These values were compared to analog results taken for the same gun powders tested 20 years ago. Satisfactory agreement either for naturally or accelerating aging gun powders has been confirmed. Beside that, it was determined that NC gun powder from non hermetic munitions cases proved to be considerably less stable than the originally packed NC gun powder.

Key words: gun powder, chemical, stability, stabilizer, liquid chromatography.

Uvod

Osnovne komponente baruta - estri azotne kiseline (nitroceluloza, nitro-gli-cerin, dietilenglikoldinitrat) - nestabilna su hemijska jedinjenja, podložna dekom-poziciji (razgradnji) i na obicnim tempe-raturama. Produkti dekompozicije baruta

su azotni oksidi, koji autokataliziraju da-lju razgradnju i tako uzrokuju promenu fizicko-hemijskih osobina baruta. Da bi se usporila razgradnja azotnih estera, ba-rutima se dodaju stabilizatori, supstance koje reaguju sa azotnim oksidima. Reakcije dekompozicije baruta i reakcije stabilizatora sa azotnim oksidima su egzo-

442

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 5/2005.

termne - uzrokuju akumuliranje toplote i povećanje temperature u masi baruta, sto u određenim kriticnim uslovima može dovesti i do samozapaljenja baruta.

Stabilnost baruta je rezultat uticaja brojnih parametara od kojih neki, jos uvek, nisu dovoljno prouceni, pa je posti-zanje zadovoljavajuće stabilnosti u du-žem periodu cuvanja i danas predmet mnogih istraživanja.

Stabilnost i vek trajanja baruta

Od kada je napravljen prvi barut na bazi nitroceluloze (pre vise od 150 godina), prisutan je problem njegove stabilnosti i veka trajanja [1, 2]. Pojam „stabilnost“ baruta podrazumeva zadržavanje pocetnih karakteristika na nivou koji garantuje bez-bednu upotrebu i cuvanje bez rizika u uslo-vima skladistenja, a obuhvata hemijsku, balisticku i mehanicku stabilnost.

Pojam „vek trajanja - život baruta“ obuhvata vreme tokom kojeg barut, u uslovima skladistenja, zadržava svoje po-cetne fizicko-hemijske, balisticke i me-hanicke osobine. U okviru tog pojma po-sebno se razmatraju period sigurnog skladistenja i period upotrebljivosti (vre-me do pocetka gubitka fizicko-hemijskih, balistickih i mehanickih osobina).

U barutnoj masi se, vremenom, de-savaju promene koje uzrokuju dekompo-ziciju - starenje baruta, pri cemu dolazi do sledećih pojava:

- oslobađanja gasova: NO (koji u prisustvu vazduha daje NO2), CO2, CO, N2, N2O i vodene pare,

- nastajanja ostalih produkata raz-gradnje (voda, aldehidi, manje ili vise složene organske kiseline i sl.),

- gubitka mase,

- promene molarnih masa,

- promene sadržaja azota u nitroce-lulozi,

- promene sadržaja stabilizatora,

- oslobađanja toplote.

Hemijska stabilnost baruta bavi se problemom njegove termicke dekompo-zicije. Produkti razgradnje nitroestera (azotni oksidi) autokataliziraju dalju raz-gradnju baruta. Budući da se radi o egzo-termnim reakcijama, dolazi do akumuli-ranja toplote (barut je los provodnik toplote) i povećanja temperature u masi baruta, sto može prouzrokovati samozapa-ljenje. Da bi se usporila autokataliziraju-ća razgradnja estera azotne kiseline, ba-rutima se dodaju stabilizatori, centralit (CI) i difenilamin (DPA) - supstance koje akceptiraju produkte razgradnje (azotne okside). Autokataliza odlaže se zahva-ljujući tome sto NO2 reaguje oko 20 000 puta brže sa CI i DPA nego sa osnovnim komponentama baruta (nitrocelulozom i nitroglicerinom) [3, 4].

Stabilizatori su aromatska organska jedinjenja sa sledećim karakteristikama:

- ne reaguju sa nitroestrima,

- tacka topljenja im je niža od 100°C,

- ne isparavaju,

- ne stvaraju higroskopna jedinjenja,

- tokom vremena ne uticu na bali-sticke osobine baruta,

- bazicnog su karaktera, pa brzo ap-sorbuju produkte razgradnje koji su kiseli.

Markrol (Marquerol) je utvrdio da je DPA odlican stabilizator nitroceluloznih baruta, ali samo u kolicinama do 5%, jer pri većoj kolicini DPA uzrokuje hidrolizu nitroceluloze [1]. U reakcijama DPA sa azotnim oksidima prvo nastaju mononitro-

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 5/2005.

443

derivati DPA (N-nitrozodifenilamin, 2-ni-trodifenilamini, 4-nitrodifenilamin), koji su bazi~nog karaktera i veoma dobri stabiliza-tori nitroceluloznih i dvobaznih baruta. Pod daljim uticajem azotnih oksida, nasta-ju dinitroderivati DPA, a stabiliziraju}e dejstvo DPA prestaje nastajanjem trinitro-difenilamina [3, 4].

[reder (Schoeder) je utvrdio da je die-tildifenilkarbamid - centralit I odli~an stabilizator za dvobazne i trobazne barute. U prvoj fazi reakcije centralita sa azotnim ok-sidima nastaju mononitroderivati (2-nitro-centralit, 4-nitrocentralit, N-nitrozo-N-eti-lanilin) koji imaju stabilizirajuće delovanje (akceptiraju azotne okside). U kasnijim fa-zama nastaju dinitro i trinitro derivati koji nemaju stabilizirajućih svojstava [1].

Metode za kontrolu hemijske

stabilnosti i prognoziranje

veka trajanja baruta

Da bi se neka metoda mogla kori-stiti za ocenu hemijske stabilnosti baruta, ona treba da bude brza, jednostavna, pouzdana, reproduktivna i da omoguća-va predvidanje ponasanja baruta u toku dugogodisnjeg ~uvanja municije u skla-distima. Postoji veliki broj metoda koje se koriste za kontrolu hemijske stabilnosti baruta, odnosno za prognoziranje njegovog veka trajanja. U procesu skla-distenja ubojnih sredstava prema SNO 8069/91 kod nas se koriste sledeće tri metode [2]:

- metoda grejanja na 100°C,

- metoda praćenja sadržaja stabili-zatora,

- metoda merenja toplotne aktivno-sti - mikrokalorimetrija.

Metoda grejanja na 100°C

Postoji vise klasi~nih metoda za kontrolu hemijske stabilnosti baruta, koje se zasnivaju na ubzanoj razgradnji nitro-estera grejanjem na povisenim tempera-turama, a kvalitet baruta ocenjuje se kva-litativnim i kvantitativnim odredivanjem produkata degradacije nitroestera. Nai-me, iz uzorka nestabilnog baruta će se, za isto vreme grejanja, izdvojiti veća koli~i-na azotnih oksida, u odnosu na uzorak nekog stabilnog baruta.

Vremenom je uo~eno vise nedosta-taka klasi~nih metoda, a najveći su slede-ća tri [4]:

- nemogućnost ocene sklonosti baruta prema samozapaljenju,

- kriterijumi za ocenu hemijske stabilnosti baruta po ovim metodama nisu eksperimentalno odredeni i nau~no po-tvrdeni,

- nemogućnost predvidanja veka trajanja baruta.

Kriterijum za ocenu hemijske stabilnosti baruta po metodi grejanja na 100°C jeste broj dana i sati od po~etka stavlja-nja uzorka baruta u aparat, da se greje na povisenoj temperaturi, do po~etka izdva-janja okom vidljivih azotnih oksida (ga-sovi žuto-smede boje).

Metoda grejanja na 100°C je indika-tivna - barut koji zadovoljava po ovoj metodi hemijski je stabilan i, obrnuto, barut koji ne zadovoljava po ovoj metodi ima narusenu hemijsku stabilnost, u ma-njoj ili većoj meri zavisno od rezultata. Zbog svoje jednostavnosti i dugogodi-snjeg iskustva ona je pogodna za prime-nu kao indikativna metoda u kontroli he-mijske stabilnosti.

444

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 5/2005.

Određivanje sadr'aja stabilizatora

Reakcija utroska stabilizatora usled termicke dekompozicije baruta može se smatrati nepovratnom reakcijom prvog reda. U tom slucaju konstanta brzine re-akcije k izracunava se po obrascu [2, 4]:

k =11n^L (1)

t C

gde je:

C0 - pocetna koncentracija stabilizatora, C - koncetracija stabilizatora u nekom vremenu t odvijanja reakcije.

Za reakcije prvog reda, kakva je reakcija utroska stabilizatora, konstanta se ne menja tokom odvijanja reakcije na stalnoj temperaturi. Osim toga, zavisnost ln C0/C od t je, u slucaju reakcija prvog reda, linearna i konstanta brzine reakcije može se odrediti iz nagiba pravca. Ako se jednacina (1) izrazi u eksponencijal-nom obliku, ona glasi:

C = C, ■ e-(2)

Uocljivo je da se koncentracija stabilizatora tokom vremena eksponencijalno smanjuje.

Zavisnost konstante brzine reakcije od temperature opisuje se Areniusovom (Arrhenius) jednacinom:

k = A ■ e~E1RT (3)

gde je:

A - predeksponencijalni faktor,

R - univerzalna gasna konstanta.

Njen logaritamski oblik omogućuje određivanje energije aktivacije:

In k

E 1 , .

------+ in A

R T

(4)

Kako sledi iz jednacine (4), graficki prikaz zavisnosti ln k od 1/T daje pravac s nagibom -E/R iz kojeg se racuna ener-gija aktivacije procesa utroska stabiliza-tora.

Energija aktivacije može se izracu-nati i kada su poznate vrednosti konstanti brzina reakcije na dve razlicite temperature, na osnovu izraza:

inKL = -E ■T-A K2 R T ■ T2

(5)

Izraz (5) omogućuje da se na osno-vu konstante brzine reakcije na povisenoj temperaturi odredi konstanta brzine reakcije utroska stabilizatora na normalnoj temperaturi, odnosno temperaturi skladi-stenja.

Poznavanjem konstante brzine reakcije utroska stabilizatora može se, na osnovu izraza (1), prognozirati promena sadržaja stabilizatora sa vremenom, a time i vek trajanja baruta zavisno od usvo-jenog kriterijuma kriticnog sadržaja stabilizatora. Ovi kriterijumi jos uvek nisu jedinstveni i predmet su istraživanja. Ako se za kriterijum stabilnosti usvoji pad sadržaja stabilizatora na 50% od po-cetne vrednosti, onda je vek trajanja baruta jednak poluvremenu reakcije utroska stabilizatora:

ln2 T =----

k

(6)

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 5/2005.

445

Vek trajanja baruta t =t je vreme za koje koncentracija stabilizatora do-stigne polovinu svoje pocetne vrednosti, tj. C = C0/2.

Mikrokalorimetrija

Ova metoda podrazumeva merenje brzine razvijanja toplote u najkriticnijem delu uzorka (geometrijskom centru) za vreme termostatiranja na odre|enoj tem-peraturi [2, 3, 4]. Poznavanjem kolicine toplote koja se akumulira u jedinici vre-mena, pri dekompoziciji uzorka baruta onih dimenzija koje odgovaraju realnim dimenzijama zrna, ili kalibru municije, može se odrediti:

- energija aktivacije procesa de-kompozicije baruta;

- vreme do gubitka odredene kolicine toplote u uslovima skladistenja, sto može poslužiti kao mera balisticke stabil-nosti baruta;

- velicina kriticnog precnika na osnovu kojeg se može proceniti moguć-nost samozapaljenja baruta.

Mikrokalorimetrija je savremena metoda koja jedina prati direktni uzroc-nik samozapaljenja - brzinu oslobadanja toplote. U nekim zemljama veoma je usavrsena (Svedska). Kod nas je uvedena pre 15 godina i jos uvek je u fazi usavr-savanja. Dobijeni rezultati uglavnom ko-respondiraju sa rezultatima dobijenim merenjem sadržaja stabilizatora. Unapre-denje ove metode kod nas zahteva na-bavku veoma skupe opreme, jer je posto-jeća skromnih mogućnosti.

Opis eksperimenta

Izvrseno je odredivanje sadržaja sta-bilizatora metodom spektrofotometrije

(UV-VIS) i tecne hromatografije (HPLC) na uzorcima prirodno starenih baruta NC-08 i NGB-061 razlicitih godina pro-izvodnje. Uzorci baruta delaborisani su iz municije, s tim da je barut NC-08 uzet iz municije koja se nalazila u hermetizo-vanom i dehermetizovanom pakovanju (oko 10 do 15 godina), a barut NGB-061 uzet je samo iz mina u originalnom polu-hermetizovanom pakovanju. Sva munici-ja je raseljavana u toku NATO dejstava i bila je uskladistena u poljskim uslovima oko 6 meseci.

Osnovni sastav ispitivanih baruta prikazan je u tabeli 1 [5, 6].

Tabela 1

Sastav ispitivanih baruta

Komponenta Kolicina

NC-08 NGB-061

% NC maks. 97,00 57,50±2,00

% N2 u NC min. 13,15 12,75±0,10

% NGL 40,50±1,50

% DFA 1,30±0,20

% CI maks. 1,50 1,70±0,20

Ispitivanje je izvrseno prema SNO 8069/91 na UV-VIS spektrofotometru „Perkin Elmer lambda 25“ i tecnom hro-matografu EDC „Milton Roy 3000“ sa UV detektorom.

Rezultati i diskusija

NC barut

Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora baruta NC-08 razlicitih godina proizvodnje prikazani su u tabeli 2. Pore-denja radi, u ovoj tabeli dati su i rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora koji su na analogan nacin dobijeni 1985. godine, s tim sto je stabilizator odredivan samo spektroskopski [4].

446

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 5/2005.

Rezultati ispitivanja sadriaja stabilizatora NC baruta razlicitih starosti

Tabela 2

Red. br. Serija baruta *E C0 C Primedba

DFA UV-VIS DFA HPLC NNO- DFA 2N-DFA 4N-DFA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ispitivanje izvrseno 2005.

1. MBL 7353 32 1,26 1,14 1,11 0,22 0,08 0,06 hermet.

2. 32 1,26 1,00 0,97 0,29 0,00 0,08 dehermet.

3. MBL 7690 29 1,21 0,75 0,60 0,44 0,12 0,11 dehermet.

4. MBL 79140 26 1,14 1,06 1,01 0,21 0,09 0,07 hermet.

5. MBL 80154 25 1,21 1,17 1,05 0,23 0,08 0,07 hermet.

6. MBL 80157 25 1,25 1,15 1,07 0,22 0,08 0,08 hermet.

7. 25 1,25 0,77 0,61 0,41 0,12 0,12 dehermet.

8. MBL 84191 21 1,30 1,09 1,08 0,22 0,08 0,07 dehermet.

9. MBL 85208 20 1,32 1,20 1,13 0,20 0,07 0,06 hermet.

10. MBL 86222 19 1,24 1,13 1,00 0,26 0,08 0,07 hermet.

Ispitivanje izvrseno 1985.

1. 1963 22 1,30 1,01 barut iz KB-2

2. 1965 20 1,30 1,02

3. 1967 18 1,30 1,05

4. 1969 16 1,30 1,08

5. MBL 7353 12 1,26 1,13

Na slici 1 prikazana je promena sadr-žaja stabilizatora sa vremenom za ovu vrstu baruta razlicitih godina starosti. Uocava se korespondiranje rezultata sa rezultatima iz 1985. godine za hermetizovanu municiju, i neznatno odstupanje rezultata sadržaja stabilizatora određenih po UV-VIS i HPLC metodi. Takođe, sa slike se može zakljuciti da dehermetizovani baruti pokazuju veći pad stabilnosti u odnosu na hermetizovane.

Radi određivanja konstante brzine reakcije utroska stabilizatora u prirodnim

Sl.l — Promena sadriaja stabilizatora sa vremenom prirodnog starenja za barut NC-08

uslovima starenja na slici 2 dat je grafic-ki prikaz promene sadržaja stabilizatora za hermetizovane barute u skladu sa jed-nacinom (1). Pri tome su uzeti u obzir sa-mo rezultati dobijeni metodom tecne hro-matografije, jer su najpouzdaniji.

Konstanta brzine reakcije predsta-vlja nagib prave na slici 2 i iznosi 0,00556 god-1.

Radi definisanja temperature za uslove prirodnog starenja (prosecna tem-peratura skladistenja) za koju bi vezali dobijenu konstantu, analizirani su rezul-tati sistematskog praćenja temperature u skladistima UbS, koja se nalaze u konti-nentalnom delu nase zemlje [7]. Za ma-gacine tipa M-40 temperatura se u toku godine kreće od 2 do 20°C, tj. može se smatrati da je prosecna temperatura skladistenja 15°C.

Ako se uzme u obzir da je municija u toku dugogodisnjeg skladistenja neko-

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 5/2005.

447

Sl 2 — Određivanje konstante brzine reakcije utroska stabilizatora NC baruta u uslovima prirodnog starenja

liko puta seljena i da je pri tome odrede-no vreme provela i u losijim uslovima, može se zakljuciti da je realnim uslovima približnija prosecna temperatura skladistenja 20°C.

Ako se žele ukljuciti svi faktori koji uticu na hemijsku stabilnost baruta (kva-litet sirovina, sastav baruta, proces proiz-vodnje, uslovi smestaja, preseljenja i dr.) i time uvede odredeni stepen sigurnosti, jos je pouzdanije racunati da prosecna temperatura skladistenja iznosi 25°C. Na taj nacin prakticno se može unapred defi-nisati garantovani vek trajanja baruta.

Na osnovu dobijene vrednosti konstante, pomoću izraza (5) preracunate su konstante brzine reakcije za temperature skladistenja 20°C i 25°C i izracunat vek trajanja baruta po izrazu (6). Pri tome je uzeta

Sl. 3 — Promena sadriaja stabilizatora sa vremenom prirodnog starenja za NGB barut

vrednost energije aktivacije za NC barut od 122 kJ/mol [3]. Rezultati proracuna dati su u tabeli 3. Poredenja radi, dati su i rezultati dobijeni ispitivanjem iste vrste baruta 1985. godine [4]. Može se zakljuciti da nema veli-kog odstupanja rezultata.

Tabela 3 pokazuje da temperatura skladistenja ima presudan uticaj na vek trajanja baruta (eksponecijalna zavi-snost). Ako se temperatura skladistenja poveća za 5°C, dobija se približno duplo kraći vek traiania, skladistenia.

Tabela 3

Konstante brzine reakcije utroska stabilizatora i vek trajanja baruta NC-08

T °C k (god'1) T (god)

1985. UV-VIS 2005. HPLC 1985. UV-VIS 2005. HPLC

15 0,0062 0,0056 111,80 124,67

20 0,0147912 0,0132643 46,86 52,26

25 0,0352868 0,0316443 19,64 21,90

Analizom rezultata odredivanja sa-držaja mononitroderivata DPA, dobijenih 2005. godine HPLC metodom (tabela 2), uocava se da je porast koncentracije NNO-DPA od 2,5 do 3,0 puta veći od koncentracije 2N-DPA i 4N-DPA, s tim da je koncentracija 2N-DPA neznatno veća od koncentracije 4N-DPA. To kore-spondira sa mehanizmom degradacije NC baruta [3]. Takode, primetno je da uzorci baruta iz dehermetizovane muni-cije daju veću koncentraciju mononitro-derivata DPA u odnosu na uzorke baruta iz hermetizovane municije.

Barut NGB-061

Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora baruta NGB-061 razlicitih godina proizvodnje prikazani su u tabeli 4, ana-logno kao i za barut NC-08. Takode, u istoj tabeli su i rezultati ispitivanja ovog baruta iz 1985. godine.

448

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 5/2005.

Tabela 4

Rezultati ispitivanja sadriaja stabilizatora NGB baruta razlicitih godina starosti

Red. br. Serija baruta *E C0 C Primedba

CI UV-VIS CI HPLC

1 2 3 4 5 6 7

Ispitivanje izvrseno 2005.

1. SPV 7738 33 1,70 1,42 1,39 Barut delaborisan iz UbS koja su raseljavana u toku NATO dejstava Barut delaborisan iz UbS koja su raseljavana u toku NATO dejstava (u poljskim uslovima nalazila se 6 meseci)

2. SPV 7839 32 1,73 1,39 1,43

3. SPV 7941 26 1,75 1,54 1,53

4. SPV 8149 24 1,70 1,40 1,34

5. SPV 8253 23 1,59 1,51 1,42

6. SPV 8356 22 1,76 1,37 1,39

7. SPV 8458 21 1,70 1,48 1,44

8. SPV 8560 20 1,80 1,46 1,39

9. SPV 8662 19 1,58 1,56 1,55

10. SPV 8763 18 1,81 1,62 1,58

11. SPV 8864 17 1,90 1,50 1,51

Ispitivanje izvrseno 1985.

1. 1956 29 1,50 1,000 Barut iz KB-2.

2. 1957 28 1,50 1,048

3. 1959 26 1,50 1,068

4. 1966 19 1,50 1,174

5. 1970 15 1,50 1,240

6. 1978 12 1,50 1,410

Na slici 3 prikazana je promena sa-držaja stabilizatora sa vremenom za ba-rute ove vrste razli~itih godina proizvod-nje. Uo~ava se dobra korelacija sa rezul-tatima iz 1985. godine, kao i neznatno odstupanje rezultata između metoda UV--VIS i HPLC.

Analogno kao i kod baruta NC-08 na slici 4, prikazana je zavisnost ln C0/C od vremena prirodnog starenja i iz nagiba prave određena konstanta brzine utroska stabilizatora koja iznosi 0,00563 god-1.

Pomoću izraza (5) prera~unate su konstante brzine reakcije za temperature skladistenja 20°C i 25°C i izra~unat vek trajanja baruta po izrazu (6). Izra~unate vrednosti konstante brzine reakcije i veka trajanja baruta prikazane su u tabeli 5. Po-ređenja radi, dati su i rezultati dobijeni 1985. godine metodom UV-VIS [4]. S ob-zirom na to da je za ovu vrstu baruta 1985. godine izvrseno i ubrzano starenje na temeperaturama 80°C, 90°C i 100°C [4], u tabeli su date i vrednosti za k i T

Konstante brzine reakcije utroska stabilizatora i vek trajanja baruta NGB-061

Tabela 5

T°C k, god'1 (dan'1 za ubrz. star.) t (god)

1985. UV-VIS prirodno starenje 1985. UV-VIS ubrzano starenje 2005. HPLC 1985. prirodno starenje 1985. ubrzano starenje 2005. HPLC

15 0,0063200 1,71597E-05 0,00563 109,68 110,67 123,12

20 0,0126708 3,44031E-05 0,0112875 54,70 55,20 61,41

25 0,0248174 6,73829E-05 0,0221079 27,93 28,18 31,35

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 5/2005.

449

Sl. 4 — Određivanje konstante brzine reakcije utroska stabilizatora NGB baruta u uslovima prirodnog starenja

dobijene preracunavanjem iz kinetickog modela. Vidi se da se rezultati ne razliku-ju mnogo, tj. da je odstupanje u granica-ma dozvoljene eksperimentalne greske.

Rezultati određivanja sadržaja stabilizatora iz 1985. godine [4] ujednaceniji su od rezultata iz 2005. godine, sto se ob-jasnjava cinjenicom da su 1985. godine ispitivani baruti uzeti iz kolekcije baruta, a 2005. godine delaborisani su iz UbS, koja su predislocirana tokom 1991-1992. godine i raseljavana tokom NATO dej-stava 1999. godine. Zbog toga je doslo do neujednacenosti kvaliteta baruta, cak i u okviru iste serije.

Zaključak

Prognoziranje veka trajanja baruta metodom merenja sadržaja stabilizatora pouzdana je metoda, pogotovo kada se ko-riste savremene analiticke tehnike (HPLC).

Po rezultatima iz 2005. godine, prose-can vek trajanja baruta NC-08 i NGB-061,

na osnovu prirodnog starenja, iznosi 52 godine, odnosno 61 godinu, sto je za oko 5% vise u odnosu na rezultate dobijene 1985. godine (UV-VIS). Pored toga, dobijeni vek trajanja za barut NGB-061 dobro se slaže i sa prognoziranim vekom trajanja na osnovu kinetickog modela koji je dobijen ubr-zanim starenjem 1985. Pri tome je racuna-to da temperatura skladistenja iznosi 20°C. Ako se žele uzeti u obzir i ostali faktori koji uticu na hemijsku stabilnost baruta (kva-litet sirovina, proces proizvodnje, uslovi smestaja i dr.) uzima se da prosecna temperatura skladistenja iznosi 25°C. U tom slucaju dobija se da vek trajanja iznosi 22 godine za NC-08, odnosno 31 godinu za NGB-061 barut, sto se može smatrati ga-rantovanim vekom trajanja ovih baruta, a zavisi od brojnih parametara, od kojih neki nisu dovoljno istraženi i predmet su stalnih istraživanja u svetu i kod nas.

Literatura:

[ 1] Maksimović, P.: Eksplozivne materije, VIZ, Beograd, 1985.

[2] Praćenje hemijske stabilnosti baruta i raketnih goriva — SNO 8069/91, Beograd, 1991.

[3] Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 935 Reactions in the System Nitro-cellulose/ Diphenylamine with Special Reference to the Formacion of a Stabiliying Product Bonded to Nitro-cellulose, BY TORBJORN LINDBLON, ACTA UNI-VERSITATIS UPSALIENSIS, Uppsala, 2004.

[4] Grbović, L.: Hemijska degradacija baruta, magistarski rad, Tehnoloski fakultet, Zagreb, 1985.

[5] Barut jednobazni NC-08, SNO 1165/94, Beograd, 1994.

[6] Nitroglicerinski barut balisticki NGB-061, SNO 1269/84, Beograd, 1984.

[7] Zbornik radova Kvalitet uskladistenih UbS, tematski skup TU GSVJ, Beograd, 1994.

450

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 5/2005.