Фрагмент для ознакомления
2
ВВЕДЕНИЕ
Опасности, связанные со взрывчатыми веществами из-за статического заряда/электричества, давно изучаются. Все взрывчатые вещества являются сильными диэлектриками, и на этих взрывчатых веществах возникает электростатический потенциал. Это может легко вызвать искровой разряд между ними и заземленными предметами. Если такой искровой разряд происходит вблизи взрывчатых веществ, то даже искры малой энергии порядка 2–3 мДж достаточно, чтобы инициировать первичные взрывчатые вещества, что может привести к детонации, вызывающей повреждение окружающей среды. Опасность статического разряда, как правило, связана с производственными и заправочными операциями, аккумулирующими на человеке энергию до 20 мДж. При оценке таких видов электростатической опасности, связанной со взрывчатыми веществами, наиболее важна информация о минимальной энергии искры, необходимой для инициирования первичных взрывчатых веществ. В недавних работах [1–6], опубликованных в области электростатического инициирования чувствительных энергетических материалов, показано, что искровая чувствительность зависит не только от химического состава материала, заданного гранулометрическим составом, зернистостью, формой, механическими свойствами, температурой и влажностью, но и от конфигурации электродов и структуры цепи [7]. Не существует стандартного прибора для оценки уровней энергии дефлаграции таких взрывчатых веществ. Поэтому пока невозможно разработать международные стандарты испытаний, определяющие эти опасности. Дан и др. [8] показали, что чувствительность к электростатическому разряду, полученная для энергетических материалов, зависит от комбинации конфигурации электродов и структуры схемы испытательного устройства. Таким образом, методология испытания является ключевым фактором, поскольку значения минимальной энергии инициирования для одного и того же взрывчатого вещества могут сильно различаться с помощью различных устройств. Также возможно, что ранжирование чувствительности взрывчатых веществ может различаться для одного и того же устройства при изменении параметров или скорости доставки энергии. Таким образом, данные, представленные несколькими исследователями, могут отличаться из-за этих факторов и, следовательно, сравнение чувствительности, определенной разными приборами, не является ответственным. В данной работе представлены данные электростатической чувствительности в терминах нулевой вероятности воспламенения (НВВ) некоторых инициирующих взрывчатых веществ, приготовленных в заданных условиях. Хорошо известно, что поливинилпирролидон (ПВП) используется в нескольких областях, в том числе в качестве покрывающего агента [12]. Таким образом, аналогичные данные были также представлены для образцов взрывчатых веществ, покрытых ПВП, для изучения его влияния на электростатическую чувствительность с использованием установки электростатического разряда, разработанной в лаборатории для этой цели. Поэтому в этой работе описывается экспериментальная установка и уровни энергии дефлаграции, полученные для различных инициирующих взрывчатых веществ.
Фрагмент для ознакомления
3
Davis, T.L.: The Chemistry of Powder and Explosives. Wiley, New York (1943)
2. Urban´ski, T.: Chemistry and Technology of Explosives. PWN—Polish Scientific Publisher, Warszawa (1967)
3. Hale, G.C.: Explosive. US Patent 2,011,578, 1934 Fig. 13.2 SEM photograph of nickel hydrazinium nitrate (NHN) (kindly provided by Tom Musil) References 333
4. Millar, R.W.: Lead-free Initiator Materials for Small Electro-explosive Devices for Medium Caliber Munitions. Report QinetiQ/FST/CR032702/1.1, 2003
5. Blatt: Compilation of Data on Organic Explosives, Sensitivities to Impact of K, Fe, Pb and Cu Salts. Report, Office of Scientific Research and Development, 1944
6. Fedoroff, B.T., Sheffield, O.E., Kaye, S.M.: Encyclopedia of Explosives and Related Items. Picatinny Arsenal, New Jersey (1960–1983)
7. Franz, A.O.: Explosive compound, process of making same and a composition thereof. US Patent 2,708,623, 1955
8. Hirlinger, J.M., Bichay, M.: New Primary Explosives Development for Medium Caliber Stab Detonators. Report SERDP PP-1364, US Army ARDEC, 2004
9. Hirlinger, J., Fronabarger, J., Williams, M., Armstrong, K., Cramer, R.J.: Lead azide replacement program. In: Proceedings of NDIA, Fuze Conference, Seattle, Washington, April 5–7, 2005
10. Musil, T., Matya´sˇ, R., Lycˇka, A., Ru˚zˇicˇka, A.: 4,6-Diazido-N-nitro-1,3,5-triazine-2-amine (DANT)—synthesis and characterization. Propellants Explosives Pyrotechnics (2012) 37, 275–281 (2012)
11. Fronabarger, J., Sitzmann, M.E., Williams, M.D.: Method for azidotriazole, nitrosoguanazine, and related compounds. US Patent 7,375,221 B1, 2008
12. Bichay, M., Hirlinger, J.M.: New Primary Explosives Development for Medium Caliber Stab Detonators. Report SERDP PP-1364, US Army ARDEC, 2004
13. Dave, P.R., Forohar, F., Axenrod, T., Bedford, C.D., Chaykovsky, M., Rho, M.-K., Gilardi, R., George, C.: Novel spiro substituted cyclotriphosphazenes incorporating ethylenedinitramine units. Phosphorus Sulfur Silicon 90, 175–184 (1994)
14. Forohar, F., Dave, P.R., Iyer, S.: Substituted cyclotetraphosphazene compound and method of producing the same. US Patent 6,232,479, 2001
15. Hariharanath, B., Chandrabhanu, K.S., Rajendran, A.G., Ravindran, M., Kartha, C.B.: Detonator using nickel hydrazine nitrate as primary explosive. Defence Sci. J. 56, 383–389 (2006)
16. Me´dard, L., Barlot, J.: Pre´patarion et proprie´te´s des nitrates complexes des me´taux bivalentes et de l’hydrazine et d’un styphnate complexe analogue. Me´morial des poudres 34, 159–166 (1952)
17. Lao, Y.-L.: Chemistry and Technology of Primary Explosives. Beijing Institute of Technology Press, Beijing (1997)
18. Talawar, M.B., Agrawal, A.P., Chhabra, J.S., Ghatak, C.K., Asthana, S.N., Rao, K.U.B.: Studies on nickel hydrazinium nitrate (NHN) and bis-(5-nitro-2H tetrazolato-N2 )tetraamino cobalt(III) perchlorate (BNCP): Potential lead-free advanced primary explosives. J. Sci. Ind. Res. 63, 677–681 (2004)
19. Zhu, S., Wang, Z., Li, Y., Zhang, L., Ye, Y.: Performance of NHA and its application. In: Schelling, F.J. (ed.) Proceedings of 35th International Pyrotechnics Seminar, pp. 201–206, Fort Collins, Colorado (2008)
20. Chhabra, J.S., Talawar, M.B., Makashir, P.S., Asthana, S.N., Haridwar, S.: Synthesis, characterization and thermal studies of (Ni/Co) metal salts of hydrazine: Potential initiatory compounds. J. Hazard. Mater. A99, 225–239 (2003)
21. Zhu, S., Wu, Y., Zhang, W., Mu, J.: Evaluation of a new primary explosive: Nickel hydrazine nitrate (NHN) complex. Propellants Explosives Pyrotechnics 22, 317–320 (1997)
22. Thangadurai, S., Kartha, K.P.S., Sharma, D.R., Shukla, S.K.: Review of some newly synthesized high energetic materials. Sci. Technol. Energetic Mater. 65, 215–226 (2004)
23. Hirlinger, J.M., Cheng, G.: Investigation of alternative energetic compositions for small electro-explosive devices for medium caliber ammunition, in, US Army armaments research WP-1307-FR-01, Picatinny Arsenal (2004)
24. Fincham, J.K., Shaws, R.A.: Phosphorus-nitrogen compounds. Part 62. The reactions of 2,2-diamino-4,4,6,6,8,8-hexachloro- and 2,6-diamino-2,4,4,6.8,8- hexachloro-cyclotetraphosphazatetraene with sodium methoxide in methanol. The first example of amino group migration in the tetramer system. 31P, 1 H, and 13C nuclear magnetic resonance spectroscopic investigations of the products, Phosphorus, Sulfur and Silicon 47, 109–117 (1990)