CC BY
68
Е. И. Староверова, А. С. Арутюнян, А. И. Хацринов,
Р. Ф. Гатина, С. М. Абдулкаюмова, А. Р. Имамиева
СФЕРИЧЕСКИЙ ПОРОХ «КАРБАЙН»
С СОДЕРЖАНИЕМ НИТРОЭФИРА ДО 30 мас.%
Ключевые слова: утилизация порохов, распределение флегматизатора.
В виду скопившегося большого количества порохов с истекшим гарантийным сроком хранения, нами был предложен метод утилизации по эмульсионной технологии. Полученные пороха флегматизировались. Были проведены исследования по распределению флегматизатора в объеме зерна. Использование порохов с истекшим гарантийным сроком хранения в качестве сырья позволило снизить себестоимость пороха.
Keywords: recovery ofpowder, distribution of deterrent.
In a kind accumulated more of powders with the expired warranty period storage, we had been offered a recycling method by emulsion technology. Received powders were covered deterrent. Researches have been carried out distribution deterrent in grain volume. Using of powders with the expired warranty period of storage as raw materials has allowed to lower the powder cost price.
В настоящее время сохраняется спрос на оружие спортивно-охотничьего направления, возрастают требования к метательным зарядам (МЗ). Поэтому совершенствование охотничьих и спортивных патронов является важным направлением в области разработки порохов для нарезного оружия. В связи с этим возникла необходимость разработки пороха и МЗ к 7,62 мм спортивно-охотничьему патрону 7,62*33 мм.
Изготовители сферических порохов (СФП) испытывают существенные трудности с сырьевым обеспечением производств ввиду их высокой стоимости, в частности, цены на нитраты целлюлозы на уровне или выше мировых. Поэтому задача создания конкурентоспособного сферического пороха отечественного производства напрямую связана с удешевлением сырья. Эта задача может быть решена за счет использования порохов с истекшими гарантийными сроками хранения, которых накоплено значительное количество на базах и арсеналах и дальнейшее хранение их нецелесообразно и представляет опасность. Традиционная утилизация путем сжигания ухудшает экологическую обстановку в регионах. Рациональная переработка указанных порохов в условиях роста цен на сырье и энергию является актуальной.
Нами предложен оптимальный вариант-утилизация порохов по эмульсионной технологии, так как этот процесс изначально был создан для переработки устаревших поро-хов, но в отечественной практике не использовался, при этом данный процесс характеризуется более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с такими технологиями как гидропрессовая и баллиститная.
В качестве утилизируемых порохов используется баллиститный порох типа НБ, как носитель нитроглицерина (НГц), и пироксилиновый высокоазотный порох без добавок (ПП) в качестве нитроцеллюлозного сырья.
Проведенные баллистические расчеты зарядов к патрону 7,62х33 показали, что заданные баллистические характеристики: среднее значение максимального давления пороховых газов (Рмах ср), наибольшее значение максимального давления пороховых газов (Рмах нб) и средняя скорость полета пули (V25 ср) могут быть обеспечены на метательном заряде из сферического флегматизированного пороха с содержанием НГц не менее 15 мас.%. Порох СНФ «Карбайн» для спортивно-охотничьего патрона 7,62х33 разрабатывался на основе нитробаллиститного пороха (НБ), состоящего из 40 мас.% НГц и 60 мас.% коллоксилина.
На основании проведенных термодинамических расчетов рецептуры и прогнозирования энергетических характеристик СФП были отработаны технологические режимы формирования и флегматизации пороха СНФ «Карбайн» с содержанием НГц до 30 мас.%. в направлении получения СФП с размером пороховых частиц от 0,2 до 0,4 мм. В качестве сырья использовали пороха с истекшим гарантийным сроком хранения состава НБ с добавлением пироксилинового пороха (1111) с истекшим гарантийным сроком хранения или нитроцеллюлозы с содержанием окиси азота не менее 204 мл/г. Полученные пороховые гранулы подвергались флегматизации штатными флегматизаторами централитом I (Ц I) и динитротолуолом (ДНТ).
Для улучшения полноты сгорания зерна пороха СНФ «Карбайн» имеют малую толщину и диаметр и достаточно большую удельную поверхность Эуд = 167 см2/г.
Наиболее интересным в данной работе было изучение распределения флегматиза-тора в объеме зерна. Глубина флегматизированной части зерна, имеющего толщину 180 мкм и диаметр 400 мкм, замеренная оптическим методом, составляет 37 мкм, что согласно расчетам занимает 60 % от всего объема зерна.
Распределение флегматизатора по глубине зерна изучалось методом десорбции, которая принята за математическую модель процесса флегматизации, как процесс обратный абсорбции.
Для оценки характера распределения флегматизатора использовался метод УФ-спектроскопии, который достаточно чувствителен к таким компонентам как ДНТ и Ц I и позволяет определять их в интервале концентраций от 10"1 до 10"5 % с высокой точностью и воспроизводимостью. В результате исследований установлено, что наибольшее количество флегматизаторов (до 70 мас.%) экстрагируется уже в первые 10...20 минут, в течение последующих 30.60 минут экстрагируется остальная часть (30 %) усвоенного при флег-матизации количества флегматизаторов. Значительная интенсивность экстракции в течение 10.20 минут обусловлена, в первую очередь, высокой дисперсностью (высокой удельной поверхностью) пороха СНФ «Карбайн».
Таким образом, разработан СФП СНФ «Карбайн» и МЗ из него для 7,62х33 винтовочного патрона, который полностью удовлетворяет предъявляемым требованиям и обладает малым градиентом скорости и давления в интервале температур +20...+50°С, термостабильность по скорости и давлению при температуре минус 50°С находится в пределах норм, предъявляемых нормативной документацией.
© Е. И. Староверова - канд. техн. наук, нач. лаб. 1054 Технологического центра, ФКП «ГосНИ-ИХП»; А. С. Арутюнян - канд. техн. наук, нач. Технологического центра, ФКП «ГосНИИХП»; А. И. Хацринов - д-р техн. наук, проф., зам. директора по НИОКР ФКП «ГосНИИХП»; Р. Ф. Гатина - д-р хим. наук, проф., дир. ФКП «ГосНИИХП»; С. М. Абдулкаюмова - гл. спец. лаб. 1054 Технологического центра, ФКП «ГосНИИХП»; А. Р. Имамиева - асп. КГТУ, вед. инженер-технолог лаборатории 1054 Технологического центра, ФКП «ГосНИИХП», [email protected].
