§ 6. Чувствительность пиротехнических составов

Чувствительность пиротехнических составов к действию начального импульса – к огню, и удару и к трению – зависит от химических свойств компонентов, от степени их измельчения, от плотности состава и от примесей к компонентам. Характеристика чувствительности составов чрезвычайно важна как с точки зрения применения их в различных изделиях, так и для разработки безопасного режима производства и обработки в заводских условиях.

Чувствительность состава определяется экспериментально.

Увеличение степени измельчения компонентов увеличивает чувствительность состава. Это явление можно объяснить тем, что увеличивается поверхность реагирующих компонентов, а это облегчает условия возбуждения реакции горения.

С увеличением плотности чувствительность состава уменьшается. При большой плотности энергия, сообщаемая начальным импульсом, распределяется на относительно большую массу, и эффективность воздействия на отдельные части состава несколько снижается.

Примеси в основных компонентах влияют на чувствительность состава двояко. Некоторые примеси увеличивают ее, другие уменьшают. Твердые примеси с острыми краями (песок, осколки стекла, твердые металлические стружки и т.п.) увеличивают чувствительность состава к трению. Другие примеси, способные обволакивать частицы компонентов, входящих в состав, наоборот, уменьшают его чувствительность. Так действуют парафин, олифа, касторовое масло, канифольный лак и некоторые другие вещества, называемые ф л е г м а т и з а т о р а м и.

Некоторые инертные примеси, например кизельгур, понижают чувствительность состава, воспринимая часть энергии, сообщаемой составу каким-либо начальным импульсом.

Ч у в с т в и т е л ь н о с т ь с о с т а в о в к д е й с т в и ю о г н я, т. е. в о с п л а м е н я е м о с т ь, определяется действием луча огня от горящего бикфордова шнура или от газовой горелки. Бикфордов шнур состоит из хлопчатобумажной оплетки с запрессованным внутри пороховым столбиком.

Для испытания бикфордовым шнуром небольшую навеску состава (о,1 –0,2 г) помещают на дно пробирки, неплотно закрытой пробкой; в пробирку вставляют отрезок бикфордова шнура. Наибольшее расстояние между концом шнура и поверхностью состава, при котором последний воспламеняется, может служить мерой чувствительности состава. Хлораты повышают чувствительность составов к огню.

Чувствительность составов к огню газовой горелки определяется на специальном маятниковом приборе (рис. 2).

Небольшое количество испытуемого состава насыпается в железную чашечку b вровень с ее краями. Чашечка находится на нижнем конце маятника, который, качаясь, проходит через пламя бунзеновской горелки a. При этом по шкале отмечается либо начальное положение маятника (т.е. угол его отклонения), при котором первое качание его даст воспламенение состава, либо то количество качаний при данном угле отклонений, которое потребуется для воспламенения состава.

Данные испытаний пиротехнических составов на чувствительность к воспламенению, приводимые в статье Ленце и др. (перевод в сбор-

нике «Пиротехния» № 1), показывают, что результаты, получаемые двумя описанными выше способами, соответствуют друг другу. Хлоратные составы сравнительно легко воспламеняются при обоих испытаниях. Составы, содержащие в качестве окислителя нитраты, воспламеняются труднее. Сравнительно легко воспламеняются составы, содержащие пороховую мякоть.

Чувствительность пиротехнических составов к удару определяется на приборе, называемым копром. Он устроен следующим образом (рис. 3). Между двумя неподвижными рельсами 1 свободно скользит стальной груз 2 (вес его можно брать 2,5 или 100 кг). Груз в верхней части заканчивается головкой, зажимаемой между стальными лапками выключателя. Специальным приспособлением выключатель с грузом можно перемещать на различную высоту, измеряемую по шкале. Под рельсами на прочном фундаменте помещается стальная наковальня 3, на которой установлен штемпельный приборчик Каста (рис. 4).

Приборчик Каста состоит из стальной наковальни 1 с основанием, стального бойка 2 с головкой и стальной направляющей муфты 3. ударные поверхности бойка и наковальни обычно хорошо пришлифовываются.

Небольшая навеска состава помещается между ударными поверхностями наковальни и бойка. Груз ударяет по головке бойка; чтобы отскочивший при ударе груз не упал вторично, его удерживает специальное приспособление.

В зависимости от чувствительности состава, веса груза и высоты его падения состав при ударе может воспламениться или дать отказ. Иногда за меру чувствительности принимается процент воспламенений (или взрывов) состав при 20 или более испытаниях ударом одного и того же груза с той же высоты. Можно также принимать за меру чувствительности величину работы удара груза, вызывающего воспламенение. При опытах установлено, что наибольшей чувствительностью обладают составы с хлоратом бария.

Ч у в с т в и т е л ь н о с т ь п и р о т е х н и ч е с к и х с о с т а в о в к т р е н и ю обычно определяется простым растиранием маленькой навески состава в фарфоровой ступке. Вспышки при этом доказывают, что состав чувствителен к трению. Этот способ прост, но недостаточно точен и объективен. Между тем большинство составов в производственных процессах подвергаются трению, и очень важно найти более точный способ определения чувствительности составов к трению.