Технологический процесс получения СП

Различают два метода:

- дистрибутивный;

- лаковый.

Эти методы отличаются лишь по способу подачи основных компонентов пороха на эмульгирование в реактор.

В случае лакового метода в воду вводится

На реборде винта натянута в виде цилиндра сетка соответствующего размера.

Барабаны расположены параллельно друг другу со смещением по высоте. Каждый барабан установлен в отдельную ванну с наклонным дном.

Ванны расположены рядом со смещением по высоте 600 мм.

Первый барабан соединяется со вторым переменным патрубком, который отходит от кругового кармана, находящегося в конце ванны.

5.Флегматизация. Особенностью флегматизации СП является то, что она осуществляется эмульсионным способом при соотношении воды и пороха 1:3.

Процесс флегматизации осуществляется периодическим способом.

Аппарат для флегматизации представляет собой вертикальный смеситель с мешалкой пропеллерного типа и с рубашкой для подогрева.

Аналогичную конструкцию, только лишь меньшую по объему, имеет эмульгатор – аппарат по приготовлению эмульсии.

Используются следующие флегматизаторы:

- ДНТ + централит № 1 (чаще всего);

- централит № 1;

- ДБФ.

Эти соединения имеют резко отрицательную b.Они обладают некоторой пластифицирующей способностью к НЦ.

Процесс флегматизации ведется при температуре 78 ± 2 ºС.

В начале готовится эмульсия флегматизатора: в аппарат заливается рассчитанное количество воды и заливается мездровый клей. Содержимое аппарата перемешивается в течение 30 минут с одновременным подогревом до 78 ºС. В подогретый раствор вводят расплав ДНТ + централит № 1. Параллельно в аппарат для флегматизации загружается суспензия пороха, температура суспензии доводится до 78 ºС. В подготовленную суспензию заливается эмульсия флегматизатора.

Время флегматизации примерно 1 час.

Далее идет промывка от остатков флегматизатора теплой и холодной водой. Далее идет формирование частной партии пороха.

6. Отжим пороха от воды: проводят на карусельных вакуум-фильтрах – это аппарат роторного типа, в котором вращаются только фильтровальные воронки (8 штук).

За счет вращения центрального вала – ротора, насаженного на вал фильтровальной воронки, последовательно проходят зоны загрузки, отжима и выгрузки.

В одну воронку загружается около 40 кг пороха.

В рабочей зоне – зоне отжима с помощью вакуумного водокационного насоса создается разряжение, которое способствует отжиму.

Влажность пороха после зоны отжима составляет 15 – 22 %.

Далее в трубу пневмотранспорта добавляют графит.

7. Сушка и графитовка СП: осуществляется в аэрофонтанной сушилке АС – 12.

Принцип действия аппарата АС – 12 основан на создании кипящего слоя пороха в потоке нагретого воздуха, подаваемого в камеры вентиляторами высокого давления через распределитель.

Это аппарат роторного типа.

Сам аппарат по мере движения проходит пять зон: 4 зоны сушки и одну зону охлаждения.

 

 

начальной скорости снаряда и давления пороховых газов при выстреле; 5) малое РЭД пороховых газов на канал ствола; 6) минимальная дымность выстрела и отсутствие обратного и дульного пламени при выстреле. Производственно экономические требования: 1) наличие широкой отечественной сырьевой базы; 2) безопасность производства; 3) непрерывная механизированная и автоматизированная технологич ность процесса; 4) кратковременность и гибкость технологических циклов, минималь ный расход рабочей силы, сырья и материалов; 5) надежный и быстрый контроль производства. Назначение и область применения ПП, достоинства и недостатки ПП применяются в большинстве артиллерийских систем, особенно, в дальнобойных и скоростных орудиях. ПП обладают меньшим РЭД, лучшей воспламеняемостью, более высокой термостабильностью, чем БП. ПП также применяются в стрелковом орудии и минометах. Достоинства ПП: 1) ПП не термопластичны и обладают высокой механической прочностью, поэтому при изменении температуры заряда наблюдается меньшее по сравнению с БП отклонение от нормы начальной скорости заряда и максимального давления пороховых газов в канале ствола орудия; 2) ПП легче придать зерненную многоканальную форму, что обеспечи вает прогрессивность горения и универсальность их использования; 3) ПП можно изготовить с малой толщиной горящего свода»0,1 мм; 4) старые ПП, которые не могут быть использованы, поддаются пере делке. Недостатки ПП: 1) на летучем спиртоэфирном растворителе нельзя готовить толсто сводные шашки это связано с тем, что не полностью удаляется растворитель; 2) гигроскопичность и перераспределение растворителя при хранении порохов, для сохранения постоянных баллистических свойств необходима герметическая укупорка; 3) малый диапазон теплот взрывчатого превращения; 4) длительность производства. Разновидности ПП 1) самым простейшим является обыкновенный (орудийный) ПП: состав – смесевые пироксилины, спиртоэфирный растворитель, стабилизатор химической стойкости; 2) беспламенный ПП: содержит в своем составе пламегасящие добавки (2 - 4 % K₂SO₄ или канифоль 3 - 6 %). Используется для артиллерийского орудия; 3) малогигроскопичный ПП: содержит в своем составе гидрофобные добавки (ДНТ, ДБФ 2 – 4 %). Используется для раздельно-гильзового заряжания; 4) малоэрозионный ПП: содержит в своем составе добавки, снижающие РЭД (парафин, церезин, вазелин);   Недостатки спиртоэфирной смеси: 1) опасность производства; 2) невозможность пластификации пироксилина № 1; 3) длительность технологического цикла; 4) токсичность. Заменители: формаль глицерин, карбитол, тетрагидрофурфуриловый спирт. Требования к стабилизаторам 1) должен связывать окислы азота; 2) не должен обладать кислотными и основными свойствами; 3) хорошо растворяться в растворителях; 4) быть высокоэффективным и вводиться в порох в небольших количе ствах; 5) не должен быть летучим; 6) не должен маскировать химическую стойкость. Требования к флегматизаторам Флегматизаторы вводят в ПП с целью снижения скорости горения и создания прогрессивного горения. Требования: -должен быть легкоплавким и легко растворяться в спирте и эфире, образуя устойчивые соединения; -не должен быть летучим; -должен быть нейтральным и не должен снижать химическую стойкость порохов. В качестве флегматизатора используется камфора – бициклический кетон терпенового ряда, Т_пл. = 180ºС; Т_возг. = 204ºС. В воде мало растворим, растворяется в большинстве органических растворителей. Также в качестве флегматизатора используют ДБФ и централит № 1. Графит используют для снижения электризуемости. Технологическая схема производства ПП 1) смешение компонентов и пластификация НЦ в растворителе с целью получения пороховой массы, обладающей упруго эластичными и пластичными свойствами; 2) формование пороховой массы за счет вязкого течения через формующее устройство; 3) получение пороховых элементов требуемых размеров для обеспечения баллистических и эксплуатационных качеств порохового заряда и стадия удаления растворителя; 4) получение однообразия пороховых элементов в заряде путем смешения их в общую партию. Различают непрерывную и периодическую схему производства. Основные стадии производства: 1) обезвоживание пироксилинов; 2) приготовление пороховой массы; 3) прессование пороховой массы в шнуры; 4) резка пороховых шнуров; 5) удаление растворителя из пороха: а) провялка; б) вымочка пороха в воде; в) сушка и увлажнение; 6) мешка пороха и формирование общих партий; 7) испытание партий пороха; 8) укупорка пороха; 9) изготовление зарядов.   Все компоненты поступают в виде приготовленных растворов, нерастворенные в эфире компоненты подаются на смешение в виде суспензии. На данной стадии протекает два процесса: 1) чисто механический процесс: смешение, перераспределение компонентов с целью получения однородной смеси. 2) процесс пластификации пироксилинов в спиртоэфирном растворителе. Для приготовления пороховой массы выделяют два типа аппаратов: - двухвальный лопастной мешатель Вернера-Афельдера; - «перовой» мешатель. Двухвальный лопастной мешатель Вернера-Афельдера:   1 – стальной корпус; 2 – вал с винтообразными лопастями; 3 – крышка; 4 – рубашка-охладитель; 5 – люки для отбора проб и заливки эфира. Общая загрузка до 20 кг. Время смешения 45 – 60 минут. Полный оборот мешателя 60 – 80 минут. Достоинство: меньшее время. Недостаток: может встречаться брак. «Перовой» мешатель:     1 – корпус;2 – станина;3 – крышка; 4 – люк загрузки; 5 – вал, на конце которого закреплено перемешивающее устройство 6; 6 - перемешивающее устройство. В процессе работы вал с пером совершает как вращательные, так и возвратно-поступательные движения. Время обработки 75 – 95 минут. Масса 90 – 110 кг. Достоинство: равномерное усреднение. Недостаток: длительность. При получении орудийных порохов на основе смесевых пироксилинов марки СА с растворимостью 40 %, на 100 массовых долей пироксилина берется 85 – 100 массовых долей растворителя. При получении винтовочных порохов из смесевых пироксилинов марки ВА с растворимостью 25 %, на 100 массовых долей сухого пироксилина берется 95 – 110 массовых долей растворителя. Соотношение спирта к эфиру может быть 1:0,9 – 1:1,5. Как оценивается качество пороховой массы - пластомеры. Используется метод оценки контрольного давления прессования, используется специальный лабораторный гидравлический пресс, в изложницу загружается 0,5 кг пороховой массы и за счет воздействия давления эта пороховая масса пропекается через металлическую сетку с отверстиями диаметром 1,1 мм и фиксируется давление. Для пороха марки ВТ Р_к = 95 – 98 кг/см², Р_пр. 3) формование пороховых шнуров заданных геометрических размеров, формы и плотности. Величина необратимой деформации кроме свойств самой пороховой массы зависит от приложенного к системе напряжения и от времени воздействия. В периодической технологии для прессования пороховой массы используют вертикальный гидравлический пресс отечественного производства типа ВИВ (Р = 450 кг/см²). Для получения качественной пороховой массы производится двухкратное прессование с предварительной фильтрацией пороховой массы. Общий цикл длится примерно 12 – 15 минут. Пресс-инструмент представляет собой сборку, основной деталью которой является матрица. Сборка для прессования порохов мелких марок состоимт из обоймы с отверстиями, диска с матрицами, цилиндра из двух фильтрующих сеток (средней сетки между дисками и верхней - сверху), вся скоба скрепляется четырьмя болтами. Назначение всех дисков-сеток – задержать посторонние включения в пороховой массе, создать противодавление при прессовании и произвести дополнительную пластификацию. В диск вставляется до 252 матриц. Пресс-инструмент для фильтрации отличается отсутствием средней сетки и вместо 252 матриц в диск вставляется 15 матриц без иглодержателей. Пресс-инструмент для прессования зерненых порохов и порохов трубчатой формы с большей толщиной горящего свода, т.е. средних и крупных марок, отличается от первого отсутствием отдельного диска с матрицами, матрицы вставляются в обойму. Количество матриц в обойме может быть различным в зависимости от марки пороха. Устройство матриц Матрицы бывают: 1) коническими: для формования пороховой массы мелких марок - одноканальные; 2) цилиндрическими: формование одно- или семиканальных порохов. 3) добровольного: получение семиканальных порохов с малой толщиной горящего свода. Матрица состоит из: - матричной втулки; - иглодержателя; - иглы. Брак при прессовании 1) шнуры с неправильными каналами (узкие, широкие, смещенные каналы); 2) с шероховатой поверхностью («рыбья чешуя»); 3) шнуры с плохо пластифицированным пироксилином. Резка пороховых шнуров Цель этой операции: придание пороховым элементам требуемой длины. При резке берут длину с 10 % усадкой. Аппаратура: 1) станок Сан-Галли для резки порохов мелких марок и порохов трубчатой формы. 2) для семиканальных порохов, порохов средних и крупных марок используют станки Разумеева и ленточный резательный станок. Станок имеет капсюлирующее устройство. Он отсасывает пары растворителя. Удаление растворителя из пороховых элементов После резки остается 30 – 40 % растворителя.     входить до 160 кг пороха. Общее время флегматизации 3 – 6 ч. Температура флегматизации 30 ºС. Мешка ПП Общая партия 50 – 80 т. Причины разнообразия качеств пороха в отдельных порциях: - разнообразие качеств пороха в отдельных порциях зависит от разнообразия условий фабрикации пороха и от различных условий исходных компонентов пороха; - некоторую погрешность вводят дозирующие устройства. Для мешки зерненных ПП используется аппарат Тарасова - распределительный стол, состоящий из 14 сваренных желобов. Он основан на том, что сначала осуществляется выставка пороха. После мешки проводится полный ФХ анализ пороха: - плотность; - толщина горящего свода; - химическая стойкость; - содержание компонентов в порохе; - Р_max; - начальная скорость полета пули; - r_V: . Укупорка ПП Цели: 1)удобство в эксплуатации; 2)сохранение постоянства свойств. В качестве укупорочных средств используются короба, различные емкости. Исправление некондиционных и малых общих партий пороха 1)содержание удаляемых летучих веществ: - больше нормы: порох подвергается дополнительной сушки; - меньше нормы: проводится увлажнение пороха. 2) содержание не удаляемых летучих веществ: - больше нормы: порох подвергается вымочке, сушке и увлажнению; - меньше нормы: эту партию пороха расформировывают и добавляют в партии, где содержание не удаляемых летучих веществ больше нормы. 3)насыпная плотность: - меньше нормы: эту партию пороха расформировывают и добавляют в партии, где содержание не удаляемых летучих веществ больше нормы. 4)максимальное давление пороховых газов (Р_max): - больше нормы: производят дополнительное увлажнение пороха; - меньше нормы: порох нужно дополнительно подсушивать, либо спе циально изготавливают маленькие партии пороха с меньшей толщиной горящего свода. 5)r_V: - больше нормы (1 – 3 м/с): производят дополнительную операцию мешки. Непрерывный способ производства ПП Недостатки: - каждая операция осуществляется в отдельном здании; - худшее качество; - использование ручного труда. Причины: - не явилась универсальной, по ней нельзя было получать качественные пороха мелких марок и пороха, содержащие добавки. В зоне сушки порох пересушивается до содержания удаляемых летучих веществ 0,4 – 1%. Поэтому, чтобы довести содержание летучих веществ в порохе до норм по ТУ осуществляется его увлажнение. Увлажнение осуществляется холодным воздухом 15 – 20 ºС и относительной влажности 80 – 90 %. Время пребывания пороха в этой зоне 5 часов. Далее ящики поступают в загрузочный бункер. Общее время процесса 60 – 85 часов. Для удаления растворителя из порохов трубчатой формы имеются некоторые отличия. Нарезанные пороховые трубки укладываются в кассеты, в них помещаются провялочные шкафы на 1,5 – 2 часа. В провялочных шкафах содержание растворителя уменьшается до 20 – 25 %. Далее пороховые трубки увязываются в пучки и вручную вертикально укладываются в ящики. Для того чтобы происходило равномерное орошение водой, ящики внутри имеют перегородки. При необходимости может быть реализован комбинированный способ для удаления растворителя. Недостатком этой технологии (аппарата Г-3Ф) явилась невозможность удаления растворителя у порохов мелких марок (толщина горящего свода до 0,7 мм: 4/1, ВУ, ВТ, 5/7, 4/7, 6/7). Мешка пороха Аппарат механизированной мешки ТТ (ленточно-бункерный способ мешки). В основу работы установки механизированной мешки положен принцип линейной и возвратно-круговой мешки. Этот аппарат предназначен для мешки малых партий пороха в общие.     Линейный принцип заключается в наслоении порций пороха от всех партий друг на друга с последующей перемешкой. Возвратно-круговой принцип основан на подмешивании ранее перемешанного пороха к вновь поступающим порциям. Вследствие этого свежие порции перемешиваются между собой. Сама установка мешки это большой комплекс взаимосвязанных аппаратов. Критерием после мешки являются баллистические характеристики (r_V). Общая партия 80 – 100 тонн. Данная установка позволяет смешивать 5 – 8 малых партий в общие. Достоинства: высокая производительность до 50 тонн/сутки. Этот аппарат применяется для мешки зерненных порохов крупных марок (толщина горящего свода 0,7 мм и более). Для порохов мелких марок используется установка каскадно-бункерный способ мешки. Три смесителя расположенные каскадно друг над другом.     Активность: - статическая: характеризуется максимальным количеством пара или газа, поглощенного адсорбентом до полного его насыщения, т.е. до установления состояния равновесия при заданной температуре и концентрации; - динамическая: характеризуется количеством поглощенного адсорбентом растворителя до его проскока, т.е. появления растворителя с другой стороны адсорбента. Статическая > динамической. Активность угля как адсорбента зависит от: - температуры: чем меньше температура, тем лучше сорбция; - влажности; чем выше влажность, тем ниже адсорбирующая способность; - концентрации адсорбированного вещества в ПВС: чем выше концентрация, тем больше скорость и степень адсорбции. На рекуперационных промышленных установках с адсорберами периодического способа возможны три метода: 1)включает в себя сорбцию, десорбцию, сушку и охлаждение угля. Десорбция осуществляется острым паром с температурой 115 – 120 ºС, происходит съем паров растворителя. Сушка осуществляется теплым воздухом с температурой 70 – 80 ºС. Рабочими являются только фазы сорбции и десорбции. Динамическая активность угля 10 – 12 %. 2)включает сорбцию, десорбцию и сушку. В этом методе исключена как самостоятельная фаза охлаждение. После сушки горячий слой угля переключается на фазу сорбции. Здесь происходит охлаждение. 3)Состоит из адсорбции и десорбции. Процессы сушки и охлаждения угля совмещаются с процессом ад сорбции. С этой целью в начале ПВС подается в адсорбер, нагретый до 50 – 70 ºС, затем температуру угля, равной 110 – 115 ºС начинает падать из расхода тепла на удаление влаги. Когда уголь подсушивается, его температура снова увеличивается и в этот момент выключается подогреватель ПВС. Далее фазу насыщения проводят на холодной смеси. Динамическая активность 7 – 8 %. Двухфазный метод наиболее предпочтителен. Процесс насыщения 2 – 48 часов. Спиртовая вода после вымочки имеет концентрацию 6 – 10 º Тр. Получение диэтилового эфира Температура кипения эфира 34 ºС. Схема получения эфира основана на реакции взаимодействия этилового спирта и серной кислоты. 1) С₂Н₅ОН + Н₂SО₄ ® С₂Н₅ОSО₃Н + Н₂О реакция экзотермическая; 2) С₂Н₅ОSО₃Н + С₂Н₅ОН ® (С₂Н₅)₂О + Н₂SО₄. Реализуется непрерывный процесс получения эфира. Побочные реакции: 1) С₂Н₅ОSО₃Н + С₂Н₅ОН ® С₂Н₄ + Н₂SО₄. 2) С₂Н₅ОН ® СН₃С ® СН₃С. Процесс получения эфира: 1 стадия: получение и нейтрализация «сырого» эфира; 2 стадия: очистка «сырого» эфира от примесей путем ректификации.     - НГЦ – 30 %; - ВМ – 5 %. Характерная особенность КП это получение стержня, струны, корда. Технология изготовления КП близка к технологии получения ПП. Недостаток КП: толщина горящего свода колеблется от 0,2 до 5 мм. Технологические стадии производства: 1. обезвоживание пироксилина № 1. Для этого используют гидравлические пресса Лумиса. Конечный продукт: - этиловый спирт – 20 – 25%; - влага – 1 – 3 %. 2. смешение компонентов и приготовление пороховой массы: Цель операции: получение по возможности однородной массы и процесс пластификации. В мешатель добавляется 35 % ацетона по отношению к составу пороха. К ацетону добавляют до 10 % воды по отношению к количеству ацетона. НГЦ добавляется в идее раствора в ацетоне. Процесс смешения идет при комнатной температуре, время смешения 1- 2 часа. 3. формование пороховой массы: Процесс прессования осуществляется при комнатной температуре на вертикальных гидравлических прессах. 4. резка пороховых шнуров. 5. удаление растворителя. Для удаления растворителя выбрали сушку теплым воздухом 35 – 55 ºС, т.к. НГЦ улетает. Для более полного удаления растворителя время сушки 7 – 15 суток. Это существенный недостаток в технологии. 6. мешка: для дальнейшего усреднения свойств пороха. Качество смешения определяется величиной r_v: чем меньше r_v, тем порох более однородный. 7. укупорка. Некоторые основные процессы и аппараты из курса «Химия и технология сферического пороха (СП)» СП впервые был получен в 1933 году в США Фредом Олсеном. В СССР разработки по СП были начаты в 1954 году. В 1962 году промышленное получение СП. Используется два вида растворителя в производстве СП: - инертный; - взрывчатый. В основе производства СП лежит эмульсионная (водно-дисперсионная) технология. СП называются НЦ мелкозерненые пороха шаровой или сплюснутой эллипсоидной формы, получаемые с использованием легко летучего растворителя по эмульсионной технологии. Основой СП является НЦ, преимущественно высокой степени замещения. Обязательным компонентом является стабилизатор химической стойкости (ДФА и централит № 2). В качестве легколетучего растворителя используется этилацетат:   В состав большинства СП входит также НГЦ. Готовый СП содержит также небольшой количество остаточного растворителя (этилацетата), влагу и графит. Технологический процесс получения СП По отношению к пороховому составу этилацетат берется 300 – 400 %. Влажная НЦ растворяется в этилацетате легче, чем сухая. Наличие влаги в НЦ понижает активность растворителя, замедляет скорость набухания и растворения в этилацетате. Этилацетат свободно диффундирует внутри волокон НЦ, равномерно пропитывает их и лишь, потом почти одновременно по всей массе начинается процесс набухания и растворения НЦ в этилацетате. Скорость диффузии опережает скорость набухания. Если мы имеем дело с сухой НЦ, то этилацетат, являясь весьма активным растворителем, быстро растворяет сухую НЦ в точках соприкосновения с ней. При этом образуется плотная пленка вязкого раствора, которая препятствует дальнейшей диффузии этилацетата во внутреннем слое НЦ. В этом случае скорость растворения превышает скорость диффузии. Процессу смешения с образованием порохового лака способствует механическое перемешивание. Выпускаемая промышленностью НЦ обычно содержит 28 – 33 % влаги. Эта вода при растворении НЦ в этилацетате равномерно распределяется по всей массе порохового лака. При влажности НЦ 40 – 50 % часть воды отслаивается, не смешиваясь с пороховым лаком. Это говорит о том, что состав порохового лака при дистрибутивном и лаковом способах получения СП практически одинаково. При дистрибутивном методе, когда компоненты пороха суспендированы в воде и сюда же заливается этилацетат, сначала происходит сорбция растворителя, а затем диффузия и растворение. Поскольку этилацетат не имеет химического сродства к воде, он быстро образует с компонентами пороха внутреннюю фазу эмульсии, в которой благодаря диффузионным процессам, происходит гомогенизация состава порохового лака. 2. Диспергирование порохового лака: представляет собой эмульгирование очень вязкой жидкости в воде. В данном случае пороховой лак является дисперсной фазой, а вода – дисперсионной средой. Процесс эмульгирования осуществляется за счет механического перемешивания; для диспергирования могут использоваться УЗ колебания. В связи с тем, что процесс диспергирования сопровождается увеличением свободной поверхностной энергии, то его облегчают введением в систему «пороховой лак - вода» гидрофильных эмульгаторов. Они снижают поверхностное натяжение дисперсной фазы и тем самым облегчают диспергирование. Диспергирование порохового лака в воде – процесс многостадийный и длительный. Сначала пороховой лак разбивается на крупные куски. Затем при непрерывном перемешивании они вытягиваются в направлении движения и дробятся на мелкие кусочки, а те в свою очередь еще на более мелкие кусочки. Причем каждая частица делится на две равновеликие (это энергетически более выгодно). Именно по этой причине эмульсии всегда полидисперсны. На процесс диспергирования влияет влага в предварительно приготовленный раствор компонентов пороха в этилацетате, так называемый пороховой лак, который в результате механического перемешивания диспергируется в воде с образованием эмульсии. При дистрибутивном методе в воду вводят компоненты пороха в смеси или по отдельности, а затем заливается этилацетат. Поскольку НЦ и другие компоненты пороха не растворимы в воде, но хорошо растворимы в этилацетате, они очень быстро переходят из водной суспензии в этилацетат, т.е. процесс образования порохового лака осуществляется непосредственно под водой. Образовавшийся пороховой лак тут же за счет механического перемешивания начинает диспергироваться в воде, образуя эмульсию. Некоторой разновидностью лакового метода является гранулирование. Достоинства гранулирования: - меньшая полидисперсность; - возможность получения более крупных пороховых элементов (диаметр 1 – 3 мм, толщина горящего свода 3 мм). Более простым в использовании является дистрибутивный метод, но более универсальным – лаковый метод. Лаковый метод позволяет повторно использовать отработанную технологическую воду, что важно сточки зрения экологии и экономики. Он позволяет осуществить полноценный ввод различных добавок не растворимых в этилацетате, но растворимых в воде. Он обеспечивает более высокую однородность пороха по составу без предварительного приготовления. Современная промышленная схема изготовления СП представляет собой многостадийный дискретно непрерывный технологический процесс с циклической и непрерывной работой аппаратов. Единая технологическая линия стадий производства требует согласования интенсивности материальных потоков всех фаз. В технологии различают следующие фазы: 1. подготовка компонентов; 2. формирование пороховых элементов; 3. промывка пороха; 4. «мокрая» сортировка пороха, т.е. сортировка пороха в воде; 5. Флегматизация пороха; 6. отжим пороха от воды; 7. сушка с одновременным графитованием и полированием пороха; 8. смешение (мешка), развеска и укупорка. Основным аппаратом технологической схемы является реактор - диспергатор. 1. Рецептура СП: - пироксилин № 1;- коллоксилин «Н»; - НГЦ;- ДФА;- централит № 2;- ДНТ; - растворитель – этилацетат; - Na₂SO₄;- мездровый клей;- декстрин. Три мешателя для: - Na₂SO₄;- мездровый клей;- декстрин. Подготовка Na₂SO₄ заключается в том, что готовится 10 % водный раствор. Подготовка мездрового клея и декстрина заключается в том, что готовится 7 % водный раствор. Подготовка этилацетата: погружными насосами он перекачивается в мерники. Мерник – сгуститель: из него производится подача пороховой взвеси. В начале готовится пороховая смесь. Это равномерное смешение всех компонентов, Загрузка в одной камере 40 кг. Весь цикл занимает от 1 часа 45 минут до 2 часов 45 минут. Производительность аппарата АС – 12 может быть увеличена примерно в 1,5 – 2 раза за счет ведения процесса предварительной сушки для удаления влаги до 10 % в потоке горячего воздуха за счет использования пневматической трубы – сушилки. Производительность 300 кг/час. Влажность пороха после сушки составляет 1,0 – 1,5 %. Далее после сушки порох с помощью сжатого воздуха транспортируется на окончательную сортировку с использованием аппарата ЗРШ – 4М или ЗРШ – 6М (зернорассев шкафной). Недостаток этого аппарата – малая эффективность. 8. Мешка. Для мешки СП используется каскадно-бункерный агрегат смешения, в котором реализован порционный принцип смешения. Этот агрегат включает: - наклонно-секционный смеситель НСС – 500 для предварительного смешения; - объемный делитель; - двадцати секционный бункер – делитель; - далее через статический делитель порох поступает на линию развески и укупорки. Прежде чем произвести развеску и упаковку проводят ФХ испытания. Оценка качества пороха определяется по следующим показателям: 1. определение ФХ характеристик: - геометрические размеры; - фракционный состав; - состав пороха, т.е. содержание остаточного этилацетата, НГЦ, влаги, стабилизатора химической стойкости, флегматизатора; - определяется удельная теплота горения; - плотность; - пористость пороха. 2. оцениваются баллистические испытания: - максимальное давление пороховых газов при выстреле (Р_max); - начальная скорость полета пули или снаряда (V₀); - вероятное отклонение начальной скорости полета пули или снаряда от среднего значения (r_V = 1 – 5 м/с).   5) флегматизированный ПП: является порохом прогрессивного горения, за счет возрастающей калорийности пороховой массы от слоя к слою. Поверхность пороховых элементов пропитывается флегматизированным веществом, которое снижают скорость горения; 6) пористый ПП: имеет пористую структуру, низкую плотность и малое время горения. Используется для стрельбы из короткоствольного орудия; 7) пламегасящий ПП: содержит в своем составе пламегасящую добавку (K₂SO₄ 45 – 50 % или перхлорвиниловая смола 10 – 30 %). Используется для гашения обратного пламени при выстреле; 8) цветной ПП: состоит из 30 – 40 % красителей; 9) высококалорийный ПП: содержит в своем составе 5 – 10 % добавок мощных ВВ (октоген, гексоген); 10) малоградиентный ПП: порох, баллистические характеристики которого мало изменяются в зависимости от температуры заряда. В состав вводят водорастворимые добавки до 5 % K₂SO₄. Сочетание пористости с флегматизацией дает возможность получить ПП, у которого температура 80ºС и отсутствует градиент. Основные характеристики ПП, их определение, обозначение и размерность 1) форма и геометрические характеристики пороховых элементов: важной характеристикой является толщина горящего свода, определяющая время сгорания заряда (0,1 – 6 мм). Величина горящего свода – кратчайшее расстояние, по которому перемещается фронт горения пороха. 2) плотность пороха зависит от природы компонентов входящих в состав пороха и от их процентного содержания, от условий изготовления пороха (для штатных ПП 1560 – 1620 кг/м³). 3) гравиметрическая (насыпная) плотность – отношение массы пороха, свободно насыпанного в сосуд к объему этого сосуда. Характеризует максимальный вес заряда, т.е. количество пороха, которое войдет в гильзу. Зависит от плотности пороха, от формы и размеров пороховых элементов и состояния поверхности пороховых элементов. 4) содержание остаточного растворителя в готовом ПП: это инертные вещества (С₂Н₅ОН, (С₂Н₅)₂О, Н₂О 1,5 – 5 %). Удаляемые летучие вещества – вещества, которые удаляются из готового пороха (Н₂О и частично спиртоэфирная смесь, 1 – 1,8 %). Не удаляемые – которые остаются (остаточный спиртоэфирный растворитель, не менее 0,2 – 1 %). 5) калорийность – количество тепла, которое выделяется при горении 1 кг пороха в постоянном объеме и при охлаждении газов при температуре +18ºС (3250 – 3750 ккал/кг). 6) удельный объем газов (W₁, л/кг) – количество газов, выделяющихся при горении 1 кг пороха и приведенные к температуре 0ºС и давлению 760 мм рт. ст. 7) температура горения – средняя температура пороховых газов в момент их образования при горении пороха в постоянном объеме (2700 – 2900). 8) сила пороха (f = 37,85 · W₁· Т₁)– теоретическая работа, которую производили бы газообразные продукты горения 1 кг пороха, расширяясь под атмосферным давлением при нагревании от 0 до Т₁ (800 – 1000 кДж/кг). Обезвоживание пироксилинов Содержание влаги 2 – 5 % является благоприятным для пластификации, улучшается смачиваемость и диффузия волокон. Влага удаляется сушкой в сушильных печах при температуре 45 – 50 ºС. В 1892 г. Менделеев предложил для обезвоживания использовать водоотжимающие жидкости (этиловый спирт). Метод основан на вытеснении из пироксилина воды этиловым спиртом при продавливании спирта через плотный слой пироксилина. Во время обезвоживания происходит смешение влаги с диффундировавшим пироксилином и удаление ее со спиртом. Удаление воды из пироксилина происходит главным образом в результате вытеснения спирта, который имеет более сильное сродство, чем вода. При обезвоживании его этиловым спиртом в нем остается влаги 3 – 5 % и 25 – 29 % этилового спирта. При обезвоживании из пироксилина удаляются растворенные низкоазотные фракции НЦ и нестойкие примеси. Основные факторы, которые влияют на процесс обезвоживания: 1) содержание азота: высокоазотные пироксилины обезвоживаются легче, чем средне- или низкоазотные. Низкоазотные НЦ вследствие их структуры труднее уплотняются, масса их более рыхлая, этиловый спирт при движении через слой пироксилина встречает меньше сопротивления и частично проскакивает в зазоры между частицами пироксилина. Низкоазотные НЦ содержат большее количество гидроксильных групп и имеют большее сродство к воде, чем высокоазотные НЦ, поэтому они труднее отдают воду при обезвоживании. Низкоазотные НЦ содержат значительно большее количество растворенных в спирте веществ по сравнению с высокоазотными НЦ, вследствие этого отжимаемый спирт в случае пироксилина ВА будет иметь меньшую вязкость и будет легче отжиматься от пироксилина. 2) природа Ц, из которой получен пироксилин: пироксилин из ХЦ обезвоживается легче, чем из древесной Ц. Пироксилин на основе древесной Ц требует большего времени и большего расхода спирта, т.к. в нем содержится больше примесей растворенных в спирте (лигнин пектиновые вещества). Так же влияет структура древесного волокна, с учетом этого ВА пироксилины комплектуются из: пироксилин № 1 на основе ДЦ; пироксилин № 2 на основе ХЦ. 3) крепость спирта: ВА НЦ лучше обезвоживаются при применении крепкого спирта, т.к. в них мало содержится растворимых примесей и наоборот для НА НЦ процесс обезвоживания замедляется с повышением крепости спирта. Спирт высокой концентрации вызывает растворение поверхностного слоя пироксилина с образованием высоковязкой пленки, препятствующей дальнейшему обезвоживанию, с учетом этого для снижения растворимости НА фракций НЦ в первый период применяется спирт повышенной крепости примерно 70 – 75 º Тр. Если пороховая масса не пластична, то давление будет выше. Далее масса поступает на прессование пороховых шнуров. ФХ процессы, протекающие при смешении пироксилинов со спиртоэфирным растворителем 1)смачивание капиллярной пропиткой; 2)набухание; 3)собственно растворение. Смачивание капиллярной пропиткой: относится к адсорбционным про- цессам, чисто диффузионный процесс. Закономерности этого процесса определяются диффузионной активно- стью растворителя, которая зависит от вязкости и температуры растворителя, а так же физическими свойствами НЦ. Скорость капиллярной пропитки будет тем больше, чем меньше поверхностное натяжение на границе раздела НЦ - р