Научная статья на тему 'Проблемные вопросы утилизации порохов и некоторые области применения их в народном хозяйстве'

Проблемные вопросы утилизации порохов и некоторые области применения их в народном хозяйстве Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
1713
353
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УТИЛИЗАЦИЯ / ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА / ПОРОХА / НАРОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО / RECYCLING / EXPLOSIVES / GUNPOWDER / THE NATIONAL RECYCLING ECONOMY

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Косточко А. В., Косточко А. А., Ибрагимов Р. А., Храмова Е. В.

Проблема утилизации порохов имеет большое значение для народного хозяйства. Решение этой проблемы связано с разработкой новых взрывчатых веществ. КНИТУ является базой для совместных разработок новых составов ВВ в решении проблем утилизации. Одним из направлений работы является создание искусственных энергетических топлив.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Косточко А. В., Косточко А. А., Ибрагимов Р. А., Храмова Е. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The problem of disposal of explosives is of great importance for the national economy. The solution to this problem involves the development of new explosives. KNIRTU is the basis for joint development of new formulations of explosives in solving the problems of disposal. One aspect of this work is to create artificial energy fuels.

Текст научной работы на тему «Проблемные вопросы утилизации порохов и некоторые области применения их в народном хозяйстве»

А. В. Косточко, А. А. Косточко, Р. А. Ибрагимов,

Е. В. Храмова

ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ УТИЛИЗАЦИИ ПОРОХОВ И НЕКОТОРЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИХ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Ключевые слова: утилизация, взрывчатые вещества, пороха, народное хозяйство.

Проблема утилизации порохов имеет большое значение для народного хозяйства. Решение этой проблемы связано с разработкой новых взрывчатых веществ. КНИТУ является базой для совместных разработок новых составов ВВ в решении проблем утилизации. Одним из направлений работы является создание искусственных энергетических топлив.

Keywords: recycling, explosives, gunpowder, the national recycling economy.

The problem of disposal of explosives is of great importance for the national economy. The solution to this problem involves the development of new explosives. KNIRTU is the basis for joint development of new formulations of explosives in solving the problems of disposal. One aspect of this work is to create artificial energy fuels.

Проблема утилизации порохов является столь же масштабной, что и утилизация ВВ из рас-снаряжаемых боеприпасов [1]. Проблема утилизации снятых с вооружения боеприпасов имеет огромное народнохозяйственное значение. Решению этих проблем в настоящее время посвящено большое количество проектов, публикаций, научных исследований, получен большой ряд отечественных и зарубежных патентов. Утилизацию устаревших порохов и взрывчатых материалов осуществляется по нескольким основным направлениям [3]:

1. Переработка утилизируемых порохов в новые пороха и ТРТ.

2. Использование утилизируемых порохов в качестве энергоемких материалов для интенсификации нефтедобычи.

3. Переработка устаревших порохов в новые полимерные материалы.

4. Разработка нетрадиционных видов топлив.

5. Использование устаревших порохов в пиротехнических изделиях.

Безусловно, наиболее целесообразным вариантом является переработка пироксилиновых и баллиститных порохов в новые пороха и топлива, например, сферические. Это направление должно быть доминирующим, однако большое количество устаревших и утилизируемых порохов заставляет технологов искать параллельно и другие варианты.

В настоящее время метод восстановления нефтяных скважин с помощью пороховых газогенераторов широко используется в народном хозяйстве и позволяет добывать дополнительные миллионы тонн нефти [4].

Экспериментально показана высокая эффективность резки громоздких металлоконструкций с помощью разработки кумулятивных зарядов, изготовляемых на основе существующей технологии баллиститных порохов с использованием конверсионного сырья [3].

Освоение производства эластичных кумулятивных зарядов (ЭКЗ) осуществляется на ПО

«Авангард» в виде зарядов различного диаметра (от 5 до 42 мм) с кумулятивной выемкой. Полигонные испытания ЭКЗ показали, что все заряды ЭКЗ взрываются от электродетонатора, разрез получается ровным, без зазубрин. Преимуществом заряда ЭКЗ перед имеющимися аналогами является то, что он не требует облицовки кумулятивной выемки, что намного облегчает изготовление заряда.

При разрезании крупногабаритных объектов ЭКЗ легко обертывается вокруг разрезаемого оборудования без специального крепления и подрывается. Широкое внедрение кумулятивных зарядов для этих целей позволит вернуть в производство много тысяч тонн дефицитного материала, и решить проблемы эффективной и экономической резки, например, танков, устаревших подводных лодок и т.д. [6].

Разработаны и применяются в горнодобывающей промышленности взрывчатые материалы на основе устаревших пироксилиновых и баллистит-ных порохов (типа «Грампор»). Необходимо проведение работ по снижению чувствительности таких составов к тепловым и механическим воздействиям. Возможны модификации таких составов аммиачной селитрой и динитрозом и др. конверсионными продуктами ч целью ликвидации этих недостатков. Термодинамические расчеты параметров детонации показывают, что подобные рецептуры существенно превосходят по параметрам тротил, а в близких к стехиометрии смесях с аммиачной селитрой приближаются к гексогену при той же начальной плотности [1].

Интересным новым составом с различных точек является состав «Дитолан-С», разработка которого осуществлена ПО «Авангард» совместно с Казанским национальным исследовательским технологическим университетом.

Решение комплекса задач связано с разработкой и применением новых ВМ с применением конверсионного сырья, требует проведения научных исследований по следующим направлениям:

1. Проведение термодинамических расчетов для новых взрывчатых составов (теплота, температура, состав продуктов, скорость и давление детонации, показатель политропии, критерий работоспособности ВМ).

2. Определение детонационных характеристик (скорость и критический диаметр детонации, пределы условий инициирования, возникновение незкоростной детонации, образование газообразных продуктов).

3. Определение характеристик, определяющих безопасность составов ВМ - параметр воспламенения и горения, возможность перехода в детонацию, чувствительность к механическим воздействиям.

4. Оценка технологических параметров составов ВМ (реологические характеристики составов, стабильность и др.)

5. Эксплуатационные характеристики ВВ и зарядов при лабораторно-полигонных и промышленных испытаниях.

Такие методологические подходы позволят комплексно оценить возможность использования новых составов ВМ на конверсионной основе. Ниже приводятся некоторые варианты использования утилизированных порохов, разработанные в Казанском национальном исследовательском технологическом университете в течение последних двух десятилетий.

1. Искусственные энергетические топлива

Многочисленные работы по созданию альтернативных источников тепловой энергии за счет вторичного использования горючих материалов обусловлены рядом причин. Это, прежде всего, потребность в утилизации промышленных и бытовых отходов, дефицит природного топлива в некоторых регионах, наконец, осознание необходимости экономного использования природных ресурсов.

В начале 90-х годов прошлого века разработки в этом направлении получили дополнительный импульс, что связано с рядом экономических, технологических и социальных проблем, возникших в результате перестройки экономики и конверсии предприятий оборонного комплекса.

Изложенные обстоятельства и накопленный опыт в области создания порохов и твердых ракетных топлив, предопределили формирование на кафедре химии и технологии высокомолекулярных соединений КНИТУ нового направления - создания научных основ и разработки искусственных энергетических топлив, использующих в качестве компонентов отходы предприятий пороховой промышленности, а также устаревшие или подлежащие утилизации нитратцеллюлозные пороха. Потенциальными потребителями таких топлив могут стать ТЭЦ, работающие на твердом топливе, железные дороги, геологи, фермеры и т. д. в компактном, высококалорийном и легковоспламеняемом топливе остро нуждаются и воинские формирования в новых местах дислокации.

Проведенные маркетинговые исследования оценивают годовую потребность в такого рода топливе ориентировочно в 300 - 500 тыс. тонн.

Реализация данного направления одновременно может способствовать и решению проблемы утилизации боеприпасов, повышению экологической безопасности общества.

Предлагаемые в многочисленных работах составы и технологии получения топливных композиций во многом определяются развитием той или иной отрасли в регионе. В частности, широкое применение в качестве горючей основы топлив нашли отходы деревоперерабатывающей и целлюлознобумажной промышленности - опилки, гидролизный лигнин, кора и т.д. Известен ряд составов, использующих композиции торфа, бурого и каменного угля с воском, парафином и иными добавками, увеличивающими прочность и влагостойкость топлив. Перспективными представляются разработки, предлагающие использование в различных вариантах бытового мусора.

В последнее время изменилась роль торфа и его структура потребления. Если раньше весь добываемый торф применялся в качестве топлива, то теперь большую его часть используют в сельском хозяйстве. Высокое содержание фосфора в торфе повышает его ценность как удобрения. Вместе с тем, существует проблема утилизации отходов торфодобывающих и торфоперерабатывающих предприятий. Эти отходы широко используются при изготовлении топливных брикетов. Тверским политехническим институтом совместно с Пермским филиалом всесоюзного научно-исследовательского института целлюлозно-бумажной промышленности предложен способ производства окускованного топливного торфа, отличающийся тем, что с целью снижения затрат на производство брикетов при одновременном повышении их качества в торф вводится упрочняющая добавка в виде отходов бумажного производства СКОП, влажностью 80-95%.

Практический интерес вызывают разработки растопочных средств. Во многих случаях это смеси их древесной муки, опилок и парафина или воска. При этом большинство подобных изделий имеют сложную конфигурацию, либо представляют собой сборные конструкции, что усложняет их изготовление и приводит к существенному удорожанию.

В целом, можно утверждать, что большинство известных составов и изделий трудно воспламеняются от обычных тепловых источников, содержат значительное количество модифицирующих добавок, которые зачастую являются либо энергетическим балластом, либо небезопасны экологически, в частности, некоторые высокомолекулярные соединения.

Создание искусственных энергетических топлив включает в себя определенный комплекс задач.

Определяющим моментом в его решении является обоснованный выбор компонентов, разработка и оптимизация рецептур топлив с целью обеспечения необходимого уровня основных характери-

стик - энергетических, физико-механических, экологических и др.

По итогам предварительной оценки свойств рассчитан и оптимизирован ряд топлив и растопочных составов, включающих в себя отходы природных органических горючих - торфа, каменного и бурого угля, отходы производства и утилизируемые пороха.

Теплотехнические расчеты и результаты предварительных исследований позволяют утверждать, что разработанные топлива обладают высоким уровнем технических характеристик, причем по ряду параметров - прочности, влагостойкости, зольности, превосходящим природные горючие.

Определенный интерес составляют разработанные составы на основе битума, гидролизного лигнина и отслуживших баллеститных при горении оксидов серы.

Для изготовления топливных брикетов предложено использовать оборудование и технологию, прежде всего пороховых производств. В качестве базовой принята распространенная технология проходного прессования. Разработанный процесс включает в себя фазы подготовки компонентов, смешения и временного перевода в пластическое состояние, формование брикетов , используя вязкое течение мессы через формующее устройство. По предложенной технологии на Рошальском пороховом заводе выпущены промышленные партии топливных брикетов.

В качестве одного из компонентов разрабатываемых топлив предлагается использовать отслужившие пороха, подлежащие утилизации. При постоянном дефиците и дороговизне сырья на предприятиях, изготовляющих топливные брикеты, возникла еще одна проблема-создание гибкой рецептуры, обеспечивающей взаимозаменяемость исходных компонентов, применение наиболее дешевого сырья при сохранении эксплуатационных свойств топлив.

В зависимости от сырьевой базы заказчиков предлагается оригинальная экономически выгодная рецептура на основе отходов торфо- и угольных предприятий, древесных опилок, лигнина, других промышленных отходов с использованием отслуживших порохов.

Изучены основные эксплуатационные характеристики топливных материалов и показано их преимущество по прочности, влагоемкости, зольности, воспламеняемости и комфортности в эксплуатации по сравнению с существующими торфяными брикетами.

Разработанные топливные материалы могут найти широкое применение в качестве:

- растопки для разжигания других видов

ИТТ;

- топливных брикетов для обогрева жилых и производственных помещений, железнодорожных вагонов, теплиц и при использовании в кузнечных мастерских.

2. Нетрадиционные топлива для железнодо-

рожного транспорта

В связи с большим количеством потребляемых железной дорогой топливных материалов предлагаются нетрадиционные топлива и растопочные средства, отличающиеся хорошей зажигаемостью, малой зольностью, экологически чистыми продуктами сгорания, достаточной механической прочностью, улучшенной комфортностью в эксплуатации.

Найдены технологические решения для получения брикетов на основе торфяно-угольной пыли и крошки, которые в настоящее время являются отходами и скапливаются на железнодорожных станциях. Добавление отходов пороховых производств либо устаревших порохов позволяет модифицировать свойства брикетов в различных направлениях. Применение простой технологии проходного прессования с использованием оборудования существующих (и простаивающих) пороховых производств может решить некоторые проблемы конверсии предприятий военно-промышленного комплекса.

Использование регионального сырья, подлежащего утилизации, практически исключает затраты на транспортные расходы. Утилизация отходов производств и железнодорожного транспорта позволяет одновременно решать проблемные экологические задачи.

Предварительно проведенные расчеты теплотехнических характеристик выбранных рецептур топливных брикетов, а также экспериментальные исследования на основных эксплуатационных свойств, показали, что разрабатываемые топлива отличаются от существующих торфяных, угольных брикетов хорошей жаропроизводительностью (теплотворная способность р=4000-5000 ккал/кг), лучшей воспломеняемостью, низкой зольностью (не более 15%), высокой механической прочностью (прочность 15-20 МПа) и экологически чистыми продуктами сгорания.

Разработанные брикеты могут использоваться в качестве топлива в бытовых печах, каминах, для отопления сельскохозяйственных теплиц, железнодорожных вагонов, разжигания костров, разогрева металла в кузнечных мастерских и т. д.

3. Промышленные взрывчатые вещества на

основе конверсионного сырья

Исследования последних лет по применению взрывчатых веществ (ВВ) показали, что обработка и резка металлов, в том числе крупногабаритных объектов, с помощью энергии взрыва является более эффективными и менее трудоемкими в сравнении с традиционными способами. Наиболее интересными и перспективными, в нашей точки зрения, путем использования устаревших и снятых с вооружения порохов ВВ является применение их в рецептурах промышленных ВМ для горнодобывающей промышленности.

В последние годы с этой целью разработаны серии рецептур промышленных взрывчатых ма-

териалов (ВМ) для резки и упрочнения металлических изделий, ВВ I и II класса для горнодобывающей промышленности, а также водостойкий детонирующий шнур. Изготовление подобных ВМ может быть существенно на основе существующих технологий производства баллиститных порохов с использованием конверсионного сырья (устаревших баллиститных порохов и снимаемых с вооружения зарядов). Для получения взрывчатых материалов с достаточно широким спектром как взрывчатых, так и физико-химических характеристик варьируется состав взрывчатых композиций, который состоял из штатных ВВ (гексоген, смесь гексогена и тротила ТГ -20, дина), пороховой «крошки», пластификаторов, аммиачной селитры и технологических добавок.

4. Эластичные промышленные ВВ для резки металла

Потребность в резке металлов остро ощущается практически во всех отраслях народного хозяйства, между тем использование электро-или газосварки бывает затруднено, а в ряде случаев и неприемлемо. Более рациональным является резка металлических изделий с помощью взрыва, что позволяет сократить трудоемкость этих операций в 1015 раз. Для этих целей нами был разработан эластичный кумулятивный заряд (ЭКЗ), изготавливаемый на основе существующей технологии производства баллиститных порохов с использованием конверсионного сырья. Имеются рецептуры и условия получения опытных составов, которые перерабатываются при близких температурно-временных режимах. В зависимости от состава - содержания ВВ и пластификаторов - может изменяться эластичность порохового полотна, а также давление прессования образцов. Критический диаметр детонации почти у всех образцов равен 4мм, а уровень скорости детонации для всех образцов составляет 7,3 - 7,6 км/с.

Освоение производства ЭКЗ может осуществляться на ПО «Авангард» в виде зарядов различного диаметра ( от 5 до 42мм ) с кумулятивной выемкой. Полигонные испытания опытных партий ЭКЗ, проведенные на ПО «Авангард» по разрезанию старого технологического оборудования и орудийного ствола показали следующее. Все заряды ЭКЗ взрываются от электродетонатора, при этом глубина разреза получается ровной, без зазубрин. Преимуществом предполагаемого заряда ЭКЗ перед имеющимися аналогами является то, что они не требуют облицовки кумулятивной выемки, что намного облегчает изготовление заряда.

При разрезании крупногабаритных объектов эластичный ЭКЗ легко обертывается вокруг разрезаемого оборудования без специального крепления и подрывается.

5. Водостойкие составы для детонирующих шнуров

Детонирующий шнур (ДШ) предназначен для быстрой передачи детонации при одновремен-

ном взрыве нескольких зарядов для быстрой передачи детонации которых обычно не менее 6,5 км/с. В рецептуру предлагаемых составов для ДШ входит пороховая крошка, смесевой пластификатор, качестве ВВ - гексоген и дина, в количестве не более 25%.

Одним из требований для ДШ является их повышенная эластичность,которая в разработанных рецептурах достигается применением смеси НГЦ-ДНДЭГ и дины, изготовление ДШ на баллиститной основе без применения водорастворимых компонентов, делает их абсолютно водостойкими.

В результате проведенных исследований серии рецептур для ДШ был определен оптимальный состав (%): гексоген 15-20, дина 2-5, НГЦ 1215, ДНДЭГ 14-16, коллоксилин 10-15, крошка бал-листитного пороха 4К 33-38, технологическая добавка 0,5-1,0. Образцы указанного состава имеют скорость детонации в пределах 7,2-7,5 км/с, вес одного погонного метра образца равен 15-17 г при диаметре 4 мм, что находится в соответствии с требованием ГОСТ.

6. Эластичные составы для упрочнения материалов

Использование энергии ВВ позволяет производить поверхностное и объемное упрочнение деталей из различных материалов, недостижимое другими методами. В настоящее время в промышленных масштабах упрочнения взрывом применяются для деталей из сталей, легированных марганцем, применяемых в строительных и дорожных машинах, горных машинах, железнодорожном транспорте, повышая их износостойкость и механическую прочность. За рубежом для этих целей применяют пластичные ВВ со скоростью детонации 6,77,3 км/с., России составы типа гексопласта ГП-87К.

Нами в качестве эластичных составов для упрочнения металлических изделий были предложены эластичные ВМ на основе пороховой крошки и синтетических каучуков. В качестве пластификаторов применялись нитроглицерин (НГЦ), динитра-этиленгликоль (ДНДЭГ), дибутилфлатат (ДБФ) и технологические добавки.

По баллиститной технологии изготавливались опытные образцы ВМ на основе коллоксилина и пороховой крошки. При содержании ТГ-20 в составе 20% образцы ВМ не детонируют. Увеличение содержания ТГ-20 до 40% приводит к тому, что образец детонируют с критическим диаметром равным 8мм. Скорость детонации при этом в случае использования в качестве пластификатора смеси НГЦ-ДНДЭГ равна 6,9 км/с.

При разработке рецептур ВМ с использованием синтетических каучуков (СКН-40) для упрочнения металлов предполагается, что образцы будут представлять собой пластичную массу типа пластилина или эластичного листа при этом в качестве наполнителя использовали гексоген и ТГ-20, а в качестве пластификатора - дибутилфлатат, ДНДЭГ и вазелиновое масло.

При соотношении каучук-пластификатор равном 2:1 и содержании гексогена 70% образцы детонируют со скоростью 6,1 - 6,8 км /с при критическом диаметре 8мм. Введение вместо гексогена ТГ-20 резко увеличивает критический диаметр зарядов, скорость детонации при этом находиться на уровне 5,0 км/с.

По разработанным рецептурам были изготовлены образцы эластичных ВМ для упрочнения металлических поверхностей и экспериментально исследовано их упрочняющее воздействие на пластины стали. После обработки взрывом твердость (прочность) поверхностного слоя металла увеличивается на 25-40%.

7. Промышленные взрывчатые вещества 1 и 2 класса

Учитывая требования, предъявляемые к ВВ 1 и 2 классов и основываясь на результатах термодинамических расчетов и подборе компонентов в настоящее время разработаны рецептуры новых промышленных ВВ 1 и 2 классов.

Для компоновки составов ВВ 1 класса (для которых не существует ограничений по составу продуктов взрывчатого превращения) предложено использование «крошки» устаревших порохов бал-листитного типа (35-41%) в смеси с ТГ-20 (44-46%). Переработку подобных композиций можно производить по штатной баллистической технологии. С целью обеспечения необходимой технологичности и физико-механических свойств готовых изделий в состав вводится коллоксилин (5-7%), пластификатор: смесь НГЦ-ДНДЭГ (7-9%) и технологические добавки (1,8-2,2%), а для обеспечения требуемого запаса химической стойкости - централит №2 (0,81,2%).

При компоновке рецептур промышленных 2 класса (для которых существует ограничение по составу рудных газов в продуктах взрывчатого превращения) нами предложен в качестве основного компонента нитрат аммония (марка «ЖВ»). При компоновке подобных рецептур сформулированы рекомендации:

- оптимальным содержанием нитрата аммония, баллиститного пороха и и пластифицирующей смеси (ГЦ-ДНДЭГ) должны составлять 57%, 27,6 и 9%, соответственно;

- для обеспечения требуемых реологических и физико-механических свойств композиции необходимо введение в их состав коллоксилина в количестве 6% и комплекса технологических добавок. В связи с тем, что у существующих аммиачно-силитровых промышленных ВВ гарантийные сроки хранения не превышают одного года , и для обеспечения необходимого уровня кислородного баланса стабилизаторы химической стойкости в рецептуру ВВ 2 класса не вводятся.

Изготовление подобных составов производится на оборудовании баллиститных производств, с тем отличием, что все компоненты, кроме аммиачной селитры, смешиваются в обычном порядке, от-

жимаются до влажности не более 10%, а затем в массу вводится перед вальцеванием аммиачная селитра. Состав перерабатывается в гранулы диаметром 3..4 мм, что позволяет в промышленных условиях производить механизированные заряжения скважин.

Таким образом, на основании проведенных исследований показана реальная возможность использования устаревших порохов, ТРТ, и ВВ из боевых частей вооружения составах промышленных ВВ различного назначения (резка и упрочнение металла, в горнодобывающей промышленности) изготавливаемых по технологиям конверсионных производств.

8. Термостойкие пороха для нефтедобывающей промышленности

В нашей стране и за рубежом в скважинных системах нефтедобывающей промышленности широкое применение находят термостойкие пороха. Проблема получения термостойких порохов возникла давно, поскольку вся история совершенствования рецептур порохов связана с повышением термостойкости.

Разработки мощных термостойких порохов для нефтеперерабатывающей промышленности за рубежом и у нас в стране начались сразу после второй мировой войны. Существенное влияние на разработку термостойких составов оказало развитие исследований по синтезу новых высокотермостойких нитросоединений в 70-х годах. Однако, отсутствие сырьевой базы в нашей стране не позволяло наладить промышленный выпуск термостойких зарядов на основе этих соединений.

Систематические исследования, проводимые в КНИТУ и в ВНИПИ «Взрывгеофизика», позволили разработать ряд термостойких порохов с различными уровнями термостойкости (от 160 до 280 °С). Эти пороха кроме повышенной термостойкости обладают улучшенными эксплуатационными, энергетическими и баллистическими характеристиками.

В настоящее время при освоении нефтяных, газовых месторождений, для отбора проб грунта из стенок необсаженных скважин находят применение боковые стреляющие грунтоносы (ГБС), в которых для метания бойка используется энергия пороховых газов. Для скрытия продуктивных пластов скважины широко применяют пулевые перфораторы (типа ПВК-70, ПВК-30, для интенсификации добычи нефти осуществляется разрыв пластов с помощью пороховых генераторов давления (ПГД), в которых пороховыми зарядами обеспечивается кратковременное повышение давления и температуры в скважине за счет газообразных продуктов горения.

Условия работы зарядов для нефтяных скважинных систем достаточно жесткие. Температура в забое скважин глубиной до двух километров достигает 100 °С, глубиной до семи километров -230-250 °С. Глубокие скважины заполнены жидкостью с кислотными и щелочными свойствами. Гид-

ростатическое давление жидкости может достигать 100 Мпа. Термостойкие заряды могут находиться под воздействием высоких температур и давлений в течение длительного времени, до 6 часов.

9. Термостойкие пороха и заряды для прострелочных работ в скважинах

Разработаны рецептура и технология изготовления термостойких порохов и зарядов для боковых стреляющих грунтоносов, пулевых скважинных перфораторов и взрывных пакетов.

Изготовление термостойких порохов осуществляется на существующем оборудовании производства пиротехнических составов и пироксилиновых порохов. Высокая эффективность разработанных термостойких порохов подтверждена стендовыми испытаниями. Изготовлена установочная партия термостойких пороховых зарядов для боковых стреляющих грунтоносов.

10. Заряды термостойких порохов для генераторов давления

нефтедобывающей промышленности

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Используемые в настоящее время для интенсификации добычи нефти пороховые генераторы давления потребовали создания зарядов, не изменяющих своих характеристик при температурах до 200°С и более. В результате длительных и многочисленных экспериментальных исследований на кафедре ХТВМС КНИТУ был разработан термостойкий порох (ТСП) на основе перхлората аммония и дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30.

Традиционные СТТ на основе перхлората аммония имеют термостойкость не более 160°С. Применение термоэластопласта ДСТ-30 в составе ТСП и разработка комплексной системы ингибирования процессов термического разложения обеспечило неизменность основных эксплуатационных

характеристик в течение длительного времени при температурах 200-240°С. Отличительной особенностью составов ТСП является хорошая технологичность и более высокий уровень безопасности производства. Составы ТСП могут получаться в виде тонкосводных пороховых элементов с использованием оборудования производств пироксилиновых поро-хов или по смешанной технологии формоваться в виде крупногабаритных шашек.

На основе состава ТСП был разработан заряд для пороховых генераторов давления ЗПГД/200 с термостойкостью до 200°С. Производство зарядов успешно освоено на Чебоксарском производственном объединении им. В. И. Чапаева. Использование генераторов ЗПГД 42/200 на ряде месторождений показало, что заряды из состава ТСП обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

Литература

1. С. А. Губин, Б. Л. Корсунский, В. И. Пепекин. Проблемы утилизации боеприпасов в России. ИХФ им. И. И. Семенова, Москва, 1994.

2. В. И. Пепекин, С. А. Губин. Исследования по утилизации боеприпасов, проводимых в ВУЗах России. Конверсия, Москва, 1993.

3. А. В, Косточко. Специальные полимеры и композиции. Казань, 1999.

4. А. А, Косточко. Успехи в создании термостойких составов для интенсификации нефтяных скважин. Вестник КГТУ. №4. (2010).

5. А. В. Косточко, Е. Б Смола, Т. Т. Вахитова (и др), В сб. Конверсия организаций и предприятий спецхимии и спецтехнологии. Межвуз. Сб. науч. Трудов, Казань, 1995.

6. Состояние и перспективы по реализации и конверсионной продукции в народном хозяйстве. Решение Научного совета РАН по химии, технологии и применению ЭКС, Москва, 1992.

© А. В. Косточко - д-р техн. наук, проф. каф. ХТВМС КНИТУ; А. А. Косточко - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; Р. А. Ибрагимов - зам. ген. дир. ФКП Завод «Авангард»; Е. В. Храмова - магистрант КНИТУ, [email protected].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.