亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        典型濕度條件下某雙基發(fā)射藥的安全儲(chǔ)存壽命預(yù)估?

        2021-05-28 08:28:06胡敏恩宋立騫劉大斌
        爆破器材 2021年3期

        胡敏恩 李 芳 宋立騫 劉大斌 潘 峰 錢 華③

        ①南京理工大學(xué)化工學(xué)院(江蘇南京,210094)

        ②國(guó)家民用爆破器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(江蘇南京,210094)

        ③特種能源材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(江蘇南京,210094)

        引言

        發(fā)射藥在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)受到濕度、溫度、酸堿度、機(jī)械沖擊等各種因素的影響[1-3],從而產(chǎn)生老化現(xiàn)象。 研究發(fā)射藥的儲(chǔ)存老化性能,能夠?yàn)闇?zhǔn)確預(yù)測(cè)發(fā)射藥的儲(chǔ)存壽命和制定相應(yīng)的防老化措施提供依據(jù),對(duì)保證武器裝備的安全性能、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義[4-7]。

        近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)發(fā)射藥的安全儲(chǔ)存壽命做了廣泛研究。 Boulkadid 等[8]研究了球形雙基發(fā)射藥燃速隨老化時(shí)間的變化情況。 顧妍等[9]采用恒溫加速老化試驗(yàn)對(duì)某三基發(fā)射藥進(jìn)行壽命預(yù)估。胡哲等[10]研究了溫度對(duì)發(fā)射藥比熱容影響的規(guī)律。Tirak 等[11]研究了不同老化時(shí)間的球形雙基發(fā)射藥燃燒速率與活度之間的關(guān)系。 上述研究均把溫度作為老化過(guò)程中的唯一變量,未能準(zhǔn)確模擬藥劑的實(shí)際儲(chǔ)存環(huán)境,準(zhǔn)確性有待商榷。

        某雙基發(fā)射藥以硝化棉(NC)和硝化甘油(NG)為主要成分,具有高能和高燃速特點(diǎn),主要應(yīng)用于小口徑槍彈中。 發(fā)射藥裝藥時(shí)會(huì)將微量水汽封裝進(jìn)彈殼內(nèi),故儲(chǔ)存壽命的主要影響因素為環(huán)境溫度及裝配時(shí)工房的濕度。 對(duì)該雙基發(fā)射藥進(jìn)行加速老化試驗(yàn),分別考察濕度封裝及裸藥干燥條件下樣品感度、燃燒性能及安定劑含量的變化規(guī)律[12],明確濕度條件對(duì)樣品失效模式及安全儲(chǔ)存壽命的影響,為該類發(fā)射藥的安全儲(chǔ)存壽命預(yù)估提供參考。

        1 試驗(yàn)

        1.1 試劑與儀器

        某雙基發(fā)射藥,主要成分為鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、NG、NC、2#中定劑,瀘州北方化學(xué)工業(yè)有限公司;溴化鉀、溴酸鉀、硫代硫酸鈉、鹽酸、乙醚和乙醇等,均為化學(xué)純。

        恒溫烘箱,昆山科美斯機(jī)電設(shè)備有限公司;落錘儀、摩擦儀,中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所;DSC1型差示掃描量熱儀,梅特勒-托利多公司;密閉爆發(fā)器測(cè)試系統(tǒng),愛(ài)迪塞恩公司。

        1.2 加速老化試驗(yàn)

        某雙基發(fā)射藥制備成型后,直接裝配成彈藥。鑒于該發(fā)射藥裝配工房濕度控制范圍為65% ~75%,從嚴(yán)考慮,封裝時(shí)相對(duì)濕度取75%[13]。

        參考GJB770B—2005,模擬發(fā)射藥裝藥條件進(jìn)行加速老化試驗(yàn)。 首先考察在71 ℃、75%濕度條件下封裝和裸藥干燥樣品的退化規(guī)律,用于確定失效模式及相應(yīng)的性能退化數(shù)據(jù);其次考察51、61、81 ℃下樣品典型失效模式的性能退化規(guī)律。

        1.3 機(jī)械感度測(cè)試

        撞擊感度測(cè)定根據(jù)GJB770B—2005 方法601.2中的特性落高法;摩擦感度測(cè)定根據(jù)方法602.1 中的爆炸概率法。

        撞擊感度的測(cè)試條件:落錘質(zhì)量2 kg,藥量(30.0 ±2.0)mg,室溫 18 ℃,相對(duì)濕度 36%。

        摩擦感度的測(cè)試條件:落錘質(zhì)量1.5 kg,藥量(20.0 ±1.0)mg,表壓 2.45 MPa,擺角 80°,室溫 21℃,相對(duì)濕度58%。

        1.4 DSC 測(cè)試

        根據(jù)GJB770B—2005 方法502.1 安全性和相容性。 坩堝類型為不銹鋼,氮?dú)鈿夥?,升溫速率?0 ℃ /min。

        1.5 燃燒性能測(cè)試

        參照GJB770B—2005 方法703.1 密閉爆發(fā)器試驗(yàn)。 采用100 cm3高壓密閉爆發(fā)器本體,裝填密度為0.2 g/cm3,點(diǎn)火壓力為10.98 MPa,點(diǎn)火藥包采用2#NC,每個(gè)藥包質(zhì)量1. 1 g,采樣頻率為1 MHz。

        1.6 安定劑相對(duì)含量測(cè)試

        GJB770B—2005 中,按照方法102.1 提取有效成分;依據(jù)方法210.1 測(cè)定安定劑的相對(duì)含量。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 機(jī)械感度隨老化時(shí)間的變化

        表1 ~表2 為發(fā)射藥的機(jī)械感度隨老化時(shí)間的變化情況。

        表1 不同裝藥條件下發(fā)射藥的撞擊感度Tab.1 Impact sensitivity of the propellant under different charging conditions cm

        表2 不同裝藥條件下發(fā)射藥的摩擦感度Tab.2 Friction sensitivity of the propellant under different charging conditions %

        由表1、表2 可知,老化試驗(yàn)后,雙基發(fā)射藥機(jī)械感度仍處于同一水平。 含能材料受沖擊或摩擦?xí)r,部分區(qū)域(例如內(nèi)部空隙、雜質(zhì)、密度間斷處等)受到機(jī)械作用,從而形成熱點(diǎn)。 火藥裝藥在老化過(guò)程中,由于硝酸酯的分解、小分子擴(kuò)散、組分升華、顆粒間摩擦等因素,可能在內(nèi)部形成空隙,從而增大熱點(diǎn)的形成幾率,導(dǎo)致機(jī)械感度上升。 然而,該雙基發(fā)射藥在機(jī)械感度方面沒(méi)有明顯變化。 分析認(rèn)為,該種藥型顆粒小,比表面積大,受到外界沖擊時(shí),作用力沿發(fā)射藥表面迅速傳遞,單位表面承受的作用力減小,阻止了熱量傳遞,使熱點(diǎn)不易生成;同時(shí),樣品表面涂覆有石墨,使得其對(duì)外界沖擊的緩沖作用大,這也是機(jī)械感度維持在較低水平的原因。

        2.2 熱感度

        表3 是樣品在不同老化條件下的熱分解特征參數(shù)。 表 3 中,θ0是起始分解溫度,θp是最大分解溫度。 由表3 可知,樣品的最大分解溫度在198 ~201℃之間,對(duì)應(yīng)著 NC 和部分 NG 的分解[14]。 可以看出,不同老化條件下,樣品的熱分解特征參數(shù)無(wú)顯著差異,說(shuō)明該雙基發(fā)射藥的熱穩(wěn)定性較好。 75%濕度封裝及裸藥干燥條件下,樣品的熱分解參數(shù)均處在同一水平,故75%濕度封裝對(duì)該雙基發(fā)射藥的熱分解溫度無(wú)明顯影響。

        表3 不同老化條件下發(fā)射藥的熱分解特征參數(shù)Tab.3 Thermal decomposition characteristic parameters of the propellant under different aging conditions

        2.3 燃燒性能

        由圖1 可知,隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng),雙基發(fā)射藥初始燃燒壓力逐漸增大,但最大燃燒壓力不變。 這是由于隨著老化的進(jìn)行,發(fā)射藥中的鈍感劑逐漸由外向內(nèi)遷移,藥粒外部鈍感劑含量減少,抑制燃燒作用減弱,導(dǎo)致起始燃速增加,壓力增大。 老化后的最大燃燒壓力沒(méi)有變化,說(shuō)明不同老化狀態(tài)對(duì)發(fā)射藥的能量組分無(wú)影響,穩(wěn)定性較好。

        處理數(shù)據(jù)并作L-B曲線,如圖2 所示。

        圖1 不同老化條件下發(fā)射藥的p-t 曲線Fig.1 p-t curves of the propellant under different aging conditions

        圖2 不同老化條件下發(fā)射藥的L-B 曲線Fig.2 L-B curves of the propellant under different aging conditions

        由圖2 可知:隨著老化時(shí)間增加,曲線起始部分逐漸上升;當(dāng)發(fā)射藥表面鈍感劑遷移時(shí),表面的抑制燃速作用減弱,造成初始燃速上升,表現(xiàn)為曲線上升;當(dāng)鈍感劑遷移平衡時(shí),燃燒漸增性喪失,發(fā)射藥呈現(xiàn)減面燃燒特性。 結(jié)果表明,濕度封裝和裸藥干燥兩種情況下樣品的p-t及L-B曲線未出現(xiàn)顯著差異,故濕度封裝對(duì)發(fā)射藥起始燃速無(wú)明顯影響。

        2.4 安定劑含量隨時(shí)間的變化

        表4 為安定劑含量的變化情況。

        表4 不同裝藥條件下安定劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab.4 Mass fraction of stabilizer under different charging conditionss %

        由表4 可知:隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng),安定劑的含量下降;且相同溫度下,75%濕度封裝樣品中的安定劑比裸藥干燥時(shí)下降得快。 因此,安定劑含量的損失是雙基發(fā)射藥的失效模式。 進(jìn)一步測(cè)試51、61、71、81 ℃時(shí)的安定劑含量的變化情況,如圖3。

        圖3 安定劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨老化時(shí)間的變化曲線Fig.3 Curves of mass fraction of stabilizer changing with aging time

        老化溫度越高,安定劑的含量下降得越快。 相同老化時(shí)間條件下,濕度越大,老化過(guò)程中安定劑的含量下降得越快。 這是由于在高溫儲(chǔ)存的過(guò)程中,硝酸酯類物質(zhì)的化學(xué)鍵斷裂,產(chǎn)生的氮氧化物會(huì)加速硝酸酯的分解[15]。 在反應(yīng)前期,由于安定劑能夠吸收此類氮氧化物,故隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng),安定劑的相對(duì)含量下降,此時(shí)NO2自催化作用微弱。 濕度封裝條件下,體系內(nèi)有一定的水汽,并且水分子的橫截面積很小,能夠透過(guò)發(fā)射藥的表面滲入內(nèi)部,與NO2反應(yīng)生成硝酸和亞硝酸,這時(shí)H+會(huì)加速硝酸酯的分解[16-17]。 因此,濕度封裝條件下安定劑含量下降得較快,導(dǎo)致發(fā)射藥安全壽命縮短。

        利用軟件處理,得到不同老化溫度過(guò)程中安定劑含量的線性回歸方程。

        式中:w為安定劑質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;t為老化時(shí)間,d。

        以安定劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)消耗50%為發(fā)射藥壽命的終點(diǎn),得到不同裝藥條件下的儲(chǔ)存壽命,見(jiàn)表5。

        表5 不同老化溫度下發(fā)射藥的安全儲(chǔ)存壽命Tab 5 Safe storage life of the propellant under different aging temperatures d

        按 GJB2005—770B 方法 506.1,采用 Berthelot方程計(jì)算某雙基發(fā)射藥常溫下的安全儲(chǔ)存壽命:

        式中:τ為加熱時(shí)間,d;θ為老化溫度,℃;A、B為有關(guān)系數(shù)。

        其中,A、B可由式(16)、式(17)求得:

        用Berthelot 方程進(jìn)行擬合,得到方程:

        75%濕度封裝時(shí),

        裸藥干燥時(shí),

        式中:θ為老化溫度,℃;t為老化時(shí)間,d。

        以安定劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降50%為失效判據(jù),由式(18)、式(19)可外推,溫度為30 ℃、75%濕度封裝與裸藥干燥條件下,該發(fā)射藥的安全儲(chǔ)存年限分別為 9.7 a 和 11.4 a。

        3 結(jié)論

        1)該雙基發(fā)射藥在溫度-濕度耦合加速老化試驗(yàn)條件下,樣品機(jī)械感度和熱分解溫度均無(wú)顯著變化;初始燃速隨老化時(shí)間的增加而增大,但樣品達(dá)到的最大壓力不變;安定劑的含量隨老化時(shí)間的增加而明顯下降。

        2)與裸藥干燥相比,75%濕度封裝條件下樣品的性能退化速率更高。

        3)該雙基發(fā)射藥的失效模式是安定劑損失。以安定劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)消耗50%為失效判據(jù),該雙基發(fā)射藥在30 ℃時(shí)、75%濕度封裝與裸藥干燥條件下的安全儲(chǔ)存壽命分別為9.7 a 和11.4 a。

        4)彈藥殼體內(nèi)的微濕度環(huán)境對(duì)藥劑的安全儲(chǔ)存壽命具有顯著的影響。 加速老化試驗(yàn)條件中應(yīng)加入濕度條件,確保安全儲(chǔ)存壽命預(yù)估的準(zhǔn)確性。

        无码少妇一区二区性色av| 国产白浆一区二区三区佳柔| 精品国产亚洲av高清大片| 色综合久久精品亚洲国产| 国内精品九九久久久精品| 国产一区二区精品网站看黄| 风流熟女一区二区三区| 正在播放强揉爆乳女教师| 1000部精品久久久久久久久| 国产精品人成在线观看| 久久中文字幕亚洲综合| 国产精品美女久久久久av福利| 国产精品后入内射日本在线观看| 天天摸天天做天天爽天天舒服| 蜜桃网站免费在线观看视频| 香港三日本三级少妇三级视频| 99re6热在线精品视频播放6| 日韩精品一区二区三区在线观看的| 丝袜美腿视频一区二区| 国产麻传媒精品国产av| 日韩中文字幕不卡网站| 女人天堂av免费在线| 五十六十日本老熟妇乱| 亚洲中文字幕无码永久在线| 美女被射视频在线观看91| 日本高清一区二区三区在线观看 | 成年人干逼视频水好多| 人妻av鲁丝一区二区三区| 亚洲第一无码精品久久| 国产一区二区三区小向美奈子| 中文字幕亚洲无线码一区女同| 国产成人精品三级麻豆| 丝袜美腿一区二区在线观看| 丝袜美腿一区二区国产| 99精产国品一二三产品香蕉| 久久99久久99精品免视看国产成人| 国产免费人成视频在线| 丰满爆乳在线播放| 日韩中文在线视频| 男人的精品天堂一区二区在线观看| 伊人久久大香线蕉av色|