pdf.php@id=6178

—интенсивное перемешивание за счет высокой скорости сдвига в зазоре между вращающимися рабочими органами ро­ тора и неподвижным статором;

—акустическое облучение широкого диапазона частот;

—кавитацию как результат довольно мощных звуковых колебаний с ярко выраженными волнами сжатия и разреже­ ния.

ЭВС и ГАРТ обеспечивают увеличение на 3—4 порядка энергии смешения в единице объема и скорости сдвига, что представляет практический интерес для получения тонкой эмульсии пластификаторов и смешения компонентов.

Магнитная обработка среды, акустические колебания и ка­ витация в аппаратах этого типа могут воздействовать на кине­ тику и глубину процессов капиллярной пропитки и, в ка­ кой-то степени, диффузии.

Предварительная проверка показала высокую эффектив­ ность того и другого аппаратов при проведении процесса из­ готовления пороховой массы.

На рис. 52—55 приведены результаты таких оценок, под­ тверждающие эффективность того и другого аппаратов.

Существенно улучшается диспергирование, ускоряется ка­ пиллярная пропитка, повышается однородность топливной массы по химическому составу, по баллистическим и механи­ ческим характеристикам.

5 10

Рис. 52. Диспергирование капель пластификатора в водной эмульсии в различных аппаратах:

1 — инжектор; 2 — ГАРТ; 3 — ЭВС

1 3 1

Рис. 53. Влияние магнитной обработки воды на процесс капиллярной про­ питки:

1 — омагниченная вода; 2 — водопроводная вода

Рис. 54. Однородность смеси в зависимости от степени обработки

Разброс, %

Рис. 55. Снижение разбросов основных характеристик в зависимости от степени обработки

132

Расширенные производственные испытания аппаратов типа ГАРТ и ЭВС показали их высокую эффективность и в заво­ дских условиях. Включение их в типовой промышленный про­ цесс потребовало широких конструктивных проработок приме­ нительно к конкретным технологическим операциям.

При этом на стадии промышленных испытаний, несмотря на некоторые преимущества аппарата ЭВС, по соображениям безопасности (унос частиц из индуктора) и большей конструк­ тивной сложности от него пришлось отказаться в пользу гид­ родинамического аппарата, который отличался предельной простотой, ибо мог быть изготовлен любым предприятием на базе центробежных насосов. Применительно к специфическим требованиям той или иной операции было разработано не­ сколько различных конструкций.

Подготовка, дозирование порошкообразных компонентов

иприготовление суспензий

Ввышеописанном первом варианте непрерывной техноло­ гической схемы «варки» транспортировка сыпучих компонен­ тов к дозаторам и засыпка их в расходный бункер производи­ лась вручную. На производствах с относительно малой произ­ водительностью применялись передвижные бункеры — смесители, что позволяло механизировать операции по транс­ портировке и загрузке сыпучих компонентов.

Однако использование передвижных контейнеров на заво­ дах, имеющих более высокие производительности, проблема­ тично, ибо потребует больших площадей и трудозатрат.

Более оптимальна технологическая схема, представленная на рис. 56.

Сыпучие компоненты из тары 1 вакуумным пневмотранс­ портом по трубопроводу подаются в стационарный бункер 5. Разделение порошка от воздуха производится в циклонах пер­ вичной 2 и вторичной 3 очистки. Циклон первичной очистки соединен с бункером через клапан разгрузки 4.

Вакуум создается водокольцевым насосом типа ВВН. Для очистки воздуха в схеме предусмотрен «мокрый» фильтр. Ста­ ционарный бункер устанавливается над дозатором типа ДН, который дозирует порошок в гидродинамический аппарат АПТС 7 (аппарат приготовления и транспортировки суспен­ зии).

Аппарат АПТС (рис. 57) совмещает функции гидродинами­ ческого аппарата и насоса.

133

►к вакуум - насосу

Рис. 56. Схема транспортировки и подготовки сыпучих компонентов:

1 —тара; 2, 3 — циклоны первичной и вторичной очистки; 4 — клапан разгрузки; 5 — стационарный бункер; 6 — дозатор ДН; 7 — АПТС

134

ДБФ и вазелинового масла или в ДНТ. При проведении про­ цесса в непрерывном режиме ранее гидрофобизация осуществ­ лялась в двух последовательно связанных емкостях с мешалка­ ми объемом по 200 л (смеситель и гидрофобизатор). Емкости снабжены паровой рубашкой и загрузочными люками для вво­ да компонентов и соединены между собой переливной трубой. Габаритные размеры — 1,8х0,9х2 м. Время процесса — 15...20 мин при температуре И0...120°С.

С целью сокращения времени процесса и габаритов обору­ дования проведена существенная интенсификация гидрофобизации в гидродинамических аппаратах АПТС.

Для определения оптимального времени гидрофобизации обработка Mg(OH)2 проводилась в роторном излучателе АПТС

и вазелиновое масло) в заданном соотношении, аппарат вклю­ чался в режим рециркуляции и при достижении температуры 110...120°С вводился Mg(OH)2. Через определенное время от­ бирались пробы для оценки степени гидрофобизации методом

Как видно из таблицы, гидрофобизация Mg(OH)2, характе­ ризуемая смачиваемостью, осуществляется практически за один проход в роторном излучателе. Таким образом, с исполь­ зованием гидродинамического аппарата АПТС процесс подго­ товки и ввода Mg(OH)2 осуществляется на малогабаритной не­ прерывной установке, включающей дозатор типа ДН и ГАРТ типа АПТС.

Непрерывный процесс пассивации и гидрофобизации алюминие­ во-магниевых порошков

В первом варианте непрерывной технологии «варки» под­ готовка металлических порошков (пассивация и гидрофобиза-

136

ция) осуществлялась периодически с ручными операциями по транспортировке, загрузке и выгрузке. Далее ввод защищенно­ го металла осуществлялся непрерывно в виде дозируемой сус­ пензии. Пассивация производилась в 0,2% растворе хромата калия (КСг04), гидрофобизация — раствором стеарата натрия (в расчете 1,5% от массы алюминиево-магниевого сплава). Данный способ был отработан и применялся в промышленно­ сти при изготовлении БРТТ, содержащих сплавы типа ПАМ-4.

Создание плазменных топлив, содержащих в составе боль­ шее количество металлического горючего и, кроме того, се­ литру, создающую при изготовлении топлива весьма агрессив­ ную среду, потребовало дополнительных исследований по изы­ сканию более надежных способов защиты металлического порошка.

В конце 70-х годов был выполнен комплекс исследований по увеличению коррозионной устойчивости сплавов АМД-10

иАМД-5 в двух основных направлениях:

—изыскания более эффективных способов пассивации сплава;

—поиск более эффективных способов гидрофобизации пассивированных порошков.

Эффективность новых технологических приемов по повы­ шению коррозионной устойчивости сплавов оценивалась ско­ ростью коррозии последних в агрессивных средах. В качестве агрессивных сред были использованы 0,005% раствор КОН (pH = 10,5) для испытания пассивированных образцов и 0,2% раствор КОН (pH = 12,5) для гидрофобизованных образцов. Скорость коррозии оценивалась по количеству водорода, вы­ делившегося в течение двух часов.

Кроме коррозионной устойчивости образцов сплава надеж­ ность способов защиты сплава оценивалась термической ус­ тойчивостью топлива, содержащего сплав, обработанный раз­ личными способами.

Для улучшения качества защиты алюминиево-магниевых сплавов были использованы более концентрированные раство­ ры окислителя и поверхностно-активных гидрофобизующих веществ.

На рис. 58 показаны результаты оценки коррозионной ус­ тойчивости сплава АМД-10 (10% Mg), пассивированного рас­ творами К2Сг20 7 различной концентрации, а на рис. 59 — коррозионная устойчивость тех же образцов, гидрофобизован­ ных 1,5% стеарата натрия.

137

Рис. 58. Коррозионная устойчивость АМД-10, пассивированного раствора­

Рис. 59. Зависимость коррозионной устойчивости гидрофобизованного АМД-10 от концентрации раствора К2Сг20 7 при пассивации сплава:

1 - 0,2%; 2 - 0,3%; 3 - 0,5%; 4 - 2,0%; 5 - 1,0%; 6 - 1,2%; 7 - 1,5%

138

Как видно из графиков, существенное улучшение коррози­ онной устойчивости сплавов достигается при повышении кон­ центрации К2Сг20 7 с 0,2...0,3% до 0,5... 1,0%. Дальнейшее уве­ личение концентрации раствора до 2% оказывает менее суще­ ственное влияние, и использование в производстве такой концентрации нецелесообразно.

Внастоящее время в зависимости от оборудования и орга­ низации технологических процессов «варки» существуют и пе­ риодический, и непрерывный способы подготовки и ввода ме­ таллического горючего.

Вкачестве пассивирующих реагентов применяют растворы КСЮ4 (для топлив типа РАМ-10К) и К2Сг20 7 для плазменных топлив.

Технология непрерывной подготовки и ввода металличе­ ского горючего показана на рис. 60.

Вскрытие барабанов производится дистанционно на стан­ ке, установленном в отдельной кабине отделения гидрофобизации. Из барабанов с использованием кантователя сплав пе­ ресыпается в расходный контейнер 2. Автоматически открыва­ ется нижний разгрузочный люк контейнера и сплав самотеком поступает по рукаву в бункер дозатора ДН 5, которым дозиру-

Рис. 60. Технологическая схема непрерывной подготовки и ввода металли­ ческого горючего:

1 —■барабан с алюминиево-магниевым сплавом; 2 — расходный контей­ нер; 3 — дозатор ДН; 4 — насос-дозатор НД; 5 — пассиватор; 6 — гидро­ динамический аппарат; 7 — гидрофобизатор; 8 — винтовой насос; 9 — емкость раствора бихромата калия; 10 — емкость раствора стеарата натрия

139

ется в пассиватор 5. Одновременно в пассиватор из бачка — растворителя 9 дозатором НД 4 через теплообменник дозиру­ ется раствор хромата (бихромата) калия. Из пассиватора сус­ пензия сплава самотеком по переливной трубе поступает в гидрофобизатор 7. С целью интенсификации пассивации до момента перелива суспензия многократно прокачивается через гидродинамический аппарат типа СН, АПТС 6.

Из гидрофобизатора суспензия сплава самотеком поступает по переливной трубе в винтовой насос 8, которым транспор­ тируется через теплообменник в форсмеситель.

Подготовка и ввод ВВ

Взрывчатые вещества, вводимые в состав БРТТ (гексоген,

и чувствительность к трению и удару, представляют серьезную опасность и требуют разработки специальных мероприятий.

Применительно к непрерывному процессу изготовления топливной массы ввод ВВ потребовал решения двух вопросов:

—снижения чувствительности к электризации и механи­ ческим воздействиям;

—разработки способа непрерывного дозирования ВВ.

о влиянии влажности на взрывчатые характеристики ВВ в ши­ роком температурном диапазоне не имелось, были проведены целенаправленные исследования взрывчатых характеристик ув­ лажненных гексогена и дазина в широком температурном диа­ пазоне (20...—40°С).

На рис. 61, 62 приведены данные по влиянию влажности на чувствительность гексогена и дазина к удару и трению. Из графиков видно, что чувствительность к механическим воздей­ ствиям при увлажнении уменьшается как при положительных, так и отрицательных температурах. Чувствительность к удару гексогена при содержании влаги 20% падает более чем в 10 раз.

Увлажнение ВВ существенно снижает и их взрывчатые ха­ рактеристики. В табл. 11, 12 приведены данные по влиянию

140