RU2731276C2 - Термостойкий пиротехнический накольный состав - Google Patents
Термостойкий пиротехнический накольный состав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731276C2 RU2731276C2 RU2019103933A RU2019103933A RU2731276C2 RU 2731276 C2 RU2731276 C2 RU 2731276C2 RU 2019103933 A RU2019103933 A RU 2019103933A RU 2019103933 A RU2019103933 A RU 2019103933A RU 2731276 C2 RU2731276 C2 RU 2731276C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- heat
- pyrotechnic
- resistant
- binder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B27/00—Compositions containing a metal, boron, silicon, selenium or tellurium or mixtures, intercompounds or hydrides thereof, and hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
- C06B33/02—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide with an organic non-explosive or an organic non-thermic component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
- C06C7/00—Non-electric detonators; Blasting caps; Primers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Air Bags (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пиротехническим составам, а именно термостойкому малогазовому составу, который может быть использован в качестве накольного в средствах инициирования: капсюлях-воспламенителях (KB) и капсюлях-детонаторах (КД) для прострелочно-взрывных работ в глубоких нефтяных и газовых скважинах. Пиротехнический состав, запрессованный в оболочку при удельном давлении более 350 МПа, содержит в качестве горючего кремний, в качестве окислителя оксиды свинца - свинцовый сурик и/или двуокись свинца и необязательно связующее. Изобретение направлено на повышение термостойкости и безопасности чувствительного к наколу состава и изделий на его основе. 3 з.п. ф-лы, 7 табл.
Description
Изобретение относится к пиротехническим составам, в частности к пиротехническому малогазовому составу, использованному в качестве школьного в средствах инициирования (капсюлях-воспламенителях (КВ) и капсюлях-детонаторах (КД)) для прострелочно-взрывных работ в глубоких нефтяных и газовых скважинах. Данное предполагаемое изобретение может быть использовано также в спецтехнике.
Штатные КВ и КД накольного действия снаряжены составами содержащими инициирующие взрывчатые вещества (ИВВ) (азид свинца, тетразен, ТНРС (тринитрорезорцинат свинца), гремучая ртуть и др.), что делает их чувствительными к механическим воздействиям [1]. Известно, что традиционно в рецептурах капсюльных составов в качестве ИВВ используется гремучая ртуть, в качестве окислителей используется бертолетова соль, а в качестве горючего - трехсернистая сурьма. Но гремучая ртуть теряет свои взрывчатые свойства при увлажнении и при нагревании в течение 35-50 часов при 90-95°С, а также гремучая ртуть весьма токсична. Известен капсюльный состав [2], чувствительный к наколу, содержащий ТНРС (50 мас. %), тетразен (5 мас. %), азотнокислый барий (25 мас. %) и трехсернистую сурьму (20 мас. %). Введение в рецептуру ТНРС и тетразена позволяет обеспечить высокий уровень чувствительности к наколу, но термостойкость составов на основе тетразена составляет не более 80-90°С.
Известен термостойкий накольный состав [3], который не содержит тетразен, имеющий следующее содержание компонентов:
Перхлорат калия | 9,0-18,0 мас. % |
Трехсернистая сурьма | 58,0-62,5 мас. % |
Смесь азида свинца и ТНРС | остальное. |
К недостаткам состава следует отнести достаточно высокую его опасность (содержит азид свинца и ТНРС) и недостаточную термостойкость (до 200°С в течение 2 часов).
Известные КВ и составы не обеспечивают необходимой термостойкости до 160-200°С в течение 6 суток, в то время как современные методы прострелочно-взрывных работ требуют длительного времени нахождения аппаратуры в скважине.
Технической задачей настоящего изобретения является создание состава повышенной термостойкости и безопасности, чувствительного к наколу (0,196 Дж и менее в конструкции типа КВ-Н-11 на приборе ОСТ 84-1099 от накола жалом №1, обладающего достаточно высокой безопасностью, не содержащего ИВВ при обеспечении термостойкости при 160-200°С в течение 6 суток.
Задача решается тем, что в качестве накольного состава используется малогазовый пиротехнический состав, запрессованный в оболочку при высоком давлении более 350 МПа, содержащий в качестве горючего кремний, в качестве окислителя оксиды свинца (свинцовый сурик или двуокись свинца) и связующее при следующем содержании компонентов:
Кремний | 5-50 мас. % |
Свинцовый сурик (или двуокись свинца) | 50-95 мас. % |
Связующее | 0-2 мас. % |
В качестве связующего может быть использован коллоксилин или каучук СКФ-260, вводимые в состав в виде лака (раствора связующего, например, в ацетоне), при грануляции состава. Так же возможно гранулирование водой с последующей сушкой в термостате при 100°С до полного удаления воды.
Для обеспечения надежной работы состава в конструкции КВ или КД необходимо использовать порошок кремния с удельной поверхностью более 17000 см2/г, толщина слоя состава после запрессовки должна быть не менее 2 мм. Оптимальным давлением прессования данного состава является давление 500 МПа. Состав, снаряженный при этом давлении в конструкцию КВ-Н-11 при толщине слоя запрессованного состава более 2 мм обеспечивает надежную работу изделия от энергии накола 0,196 Дж (на приборе ОСТ 84-1099 от накола жалом №1) при расчетной вероятности срабатывания 0,999 после выдержки при температуре 160°С в течении 6 суток.
Испытание рецептур составов кремний-свинцовый сурик и кремний-двуокись свинца с разным соотношением компонентов проводили в конструкции КВ-Н-11. Поскольку связующее вводится в состав только для обеспечения сыпучести и предотвращения возможного расслоенния компонентов состава при длительном хранении и его введение в состав незначительно влияет в указанных соотношениях (0-2%) на чувствительность, при испытаниях связующее не использовали. Для проверки чувствительности составов они снаряжались в капсюли-воспламенители КВ-Н-11, которые выдерживались при температуре 160°С в течении 6 суток. Накол КВ производился на приборе ОСТ 84-1099 от накола жалом №1 с энергией 0,196 Дж. Сравнительные характеристики заявляемого состава и прототипа приведены в таблицах 1-4.
Как видно из данных таблиц, составы по заявляемому техническому решению (2-8) обладают большей безопасностью в обращении и большей термостойкостью, чем состав-прототип (1), после выдержки при температуре 160°С в течении 6 суток.
Для увеличения чувствительности состава к наколу в пиротехническом составе, содержащем кремний и свинцовый сурик, необходимо использовать порошок кремния, прошедший ультразвуковую (УЗ) обработку в дистиллированной воде в кавитационном режиме. Состав, изготовленный на таком кремнии по штатной технологии и запрессованный при аналогичном давлении и навеске в КВ позволяет значительно понизить энергию накола при обеспечении термостойкости 200°С в течении 6 суток.
УЗ обработка порошка кремния в дистиллированной воде позволяет не только повысить его дисперсность в 1,5-2 раза, что подтверждается обработкой РЭМ (рентгеновский электронный микроскоп) снимков, но и получить тончайшую оксидную пленку на частицах кремния, что подтверждается методом электронно-зондового микроанализа.
Оксид кремния вступает в твердофазную экзотермическую реакцию с оксидами свинца, входящими в состав свинцового сурика, лимитирующую, по-видимому, чувствительность состава к наколу. Как известно, скорость взаимодействия частиц твердых веществ в значительной мере зависит от их дисперсности и от площади контакта фаз реагентов. Для увеличения межфазной поверхности порошок кремния, прошедший ультразвуковую обработку, можно смешать со свинцовым суриком при воздействии УЗ в дистиллированной воде в кавитационном режиме по известной технологии [7].
Для сравнительных испытаний были изготовлены составы кремний-свинцовый сурик (Кр45Сс55К) и кремний-двуокись свинца (Кр50Сд50) изготовленные с использованием кремния Кр-1 ГОСТ 2169-69 (с удельной поверхностью Sуд=23000 см2/г) и аналогичные составы, но изготовленные на кремнии (Sуд=17000 см2/2), прошедшем ультразвуковую обработку до Sуд≈23000 см2/г и состав на основе азида и ТНРС (AT), перхлората калия (П) и антимония (А)-АТ(65/35)24П18А58 (прототип).
Ультразвуковая обработка кремния проводилась на диспергаторе ИЛ 100-6/4 в дистиллированной воде в кавитационном режиме в течение 30 минут в стальном сосуде диаметром 72 мм при концентрации 50 г/л и частоте УЗ 22 кГц. Результаты испытаний приведены в таблице 5. Накол КВ производился на приборе ОСТ 84-1099 жалом №1 с различной энергией. Высота падения груза варьировалась в области, обеспечивающей четко выраженный вероятностный характер срабатывания КВ. Результаты испытаний использовались для расчета вероятности срабатывания по методу квантилей [4,5,6].
Результаты испытаний КВ-Н-11, приведенные в таблице 5 были использованы для расчета среднего квадратичного отклонения, высоты падения груза, при которой вероятность срабатывания КВ составляет 50% и вероятности срабатывания КВ-Н-11 при доверительной вероятности 0,9 по методу квантилей. В таблицах 6 и 7 приведены результаты расчетов.
Полученные данные, приведенные в таблице 7, позволяют говорить о том, что все рецептуры составов на основе кремния и свинцового сурика, а также кремния и двуокиси свинца обладают гораздо большей чувствительностью к наколу по сравнению с составом на основе азидо-тенеросовой композиции (прототип) после выдежки КВ в течение 6 суток при температуре 160°С и 200°С. Кроме того, составы под номерами 2 и 5, представленные в таблице 7, также как и прототип надежно срабатывают от накола жалом №1 на приборе OCT 84-1099 после выдержки при температуре минус 60°С в течение 2 часов при энергии менее 0,147 Дж.
Литература
1. Карпов П.П. Средства инициирования. - М.: Оборонгиз, 1945, С. 58.
2. Будников М.А., Левкович Н.А., Быстрое И.В., Сиротинский В.Ф., Шехтер Б.И. Взрывчатые вещества и пороха. - М.: Оборонгиз, 1955, С. 119.
3. Патент RU 2309138 от 24.01.2006
Агеев М.В., Волосастов Э.Д., Егоров В.Н., Каталкина В.А., Палева Н.Н., Петров В.Н., Сидорович Т.Н. Инициирующий взрывчатый состав, чувствительный к наколу // Патент RU 2309138 от 24.01.2006
4. Зажигаев Л.С., Кишьян А.А., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента - М.: Атомиздат, 1978, 232 с.
5. ОСТ 84-1898-80. Изделия пиротехнические. Методы оценки соответствия требованиям надежности: Утв. НПО «Краснознаменец», 1980. - 202 с.
6. ОСТ 84-727-87. Средства инициирования. Общие требования к надежности: Утв. НПО «Краснознаменец», 1987. - 63 с.
7. Патент RU 2663047 от 04.04.2017
Агеев В.М., Попов В.К., Ведерников Ю,Н., Михайлов В.Д., Филиппов Р. «Способ изготовления пиротехнических составов» // Патент RU 2663047 от 04.04.2017
Claims (5)
1. Термостойкий пиротехнический накольный состав, содержащий горючее и окислитель, отличающийся тем, что в нем используется малогазовый пиротехнический состав, не содержащий инициирующих взрывчатых веществ, запрессованный в оболочку при удельном давлении более 350 МПа, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
2. Термостойкий пиротехнический накольный состав по п. 1, отличающийся тем, что в нем используется в качестве связующего коллоксилин или фторкаучук СКФ-260.
3. Термостойкий пиротехнический накольный состав по п. 1, отличающийся тем, что в нем используется в качестве связующего при грануляции дистиллированная вода с последующей сушкой до полного удаления.
4. Термостойкий пиротехнический накольный состав по п. 1, отличающийся тем, что в нем используется порошок кремния, прошедший ультразвуковую обработку в дистиллированной воде в кавитационном режиме, обеспечивающую получение порошка кремния с удельной поверхностью более 20000 см2/г.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103933A RU2731276C2 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Термостойкий пиротехнический накольный состав |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103933A RU2731276C2 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Термостойкий пиротехнический накольный состав |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019103933A3 RU2019103933A3 (ru) | 2020-08-12 |
RU2019103933A RU2019103933A (ru) | 2020-08-12 |
RU2731276C2 true RU2731276C2 (ru) | 2020-09-01 |
Family
ID=70478408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019103933A RU2731276C2 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Термостойкий пиротехнический накольный состав |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2731276C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783293C1 (ru) * | 2021-08-06 | 2022-11-11 | Акционерное общество "Муромский приборостроительный завод" | Неоржавляющий ударный состав |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1805214A (en) * | 1925-01-03 | 1931-05-12 | George C Hale | Delay powder |
GB675052A (en) * | 1950-04-06 | 1952-07-02 | Canadian Ind | Improvements in delay electric blasting caps |
DE958453C (de) * | 1951-06-20 | 1957-02-28 | Ici Ltd | Elektrischer Verzoegerungszuender |
GB999302A (en) * | 1961-10-05 | 1965-07-21 | Thiokol Chemical Corp | Improved bridgewire squib |
US3499386A (en) * | 1962-11-29 | 1970-03-10 | Dynamit Nobel Ag | Primer |
US3617403A (en) * | 1969-04-24 | 1971-11-02 | Duane M Johnson | Ignition transfer composition comprising fuel, oxidizer and fluoroelastomer |
RU2238257C1 (ru) * | 2003-02-10 | 2004-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Состав воспламенительный термостойкий |
UA22434U (en) * | 2006-11-13 | 2007-04-25 | State Scient Res I Of Chemical | Pyrotechnic igniting composition 12-06 |
RU2309138C1 (ru) * | 2006-01-24 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" | Инициирующий взрывчатый состав, чувствительный к наколу |
-
2019
- 2019-02-12 RU RU2019103933A patent/RU2731276C2/ru active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1805214A (en) * | 1925-01-03 | 1931-05-12 | George C Hale | Delay powder |
GB675052A (en) * | 1950-04-06 | 1952-07-02 | Canadian Ind | Improvements in delay electric blasting caps |
DE958453C (de) * | 1951-06-20 | 1957-02-28 | Ici Ltd | Elektrischer Verzoegerungszuender |
GB999302A (en) * | 1961-10-05 | 1965-07-21 | Thiokol Chemical Corp | Improved bridgewire squib |
US3499386A (en) * | 1962-11-29 | 1970-03-10 | Dynamit Nobel Ag | Primer |
US3617403A (en) * | 1969-04-24 | 1971-11-02 | Duane M Johnson | Ignition transfer composition comprising fuel, oxidizer and fluoroelastomer |
RU2238257C1 (ru) * | 2003-02-10 | 2004-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Состав воспламенительный термостойкий |
RU2309138C1 (ru) * | 2006-01-24 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" | Инициирующий взрывчатый состав, чувствительный к наколу |
UA22434U (en) * | 2006-11-13 | 2007-04-25 | State Scient Res I Of Chemical | Pyrotechnic igniting composition 12-06 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783293C1 (ru) * | 2021-08-06 | 2022-11-11 | Акционерное общество "Муромский приборостроительный завод" | Неоржавляющий ударный состав |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019103933A3 (ru) | 2020-08-12 |
RU2019103933A (ru) | 2020-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2714187C1 (ru) | Неоржавляющий ударный воспламенительный состав | |
Abd-Elghany et al. | Thermal behavior and decomposition kinetics of RDX and RDX/HTPB composition using various techniques and methods | |
RU2731276C2 (ru) | Термостойкий пиротехнический накольный состав | |
Yılmaz et al. | Effect of inert plasticizers on mechanical, thermal, and sensitivity properties of polyurethane‐based plastic bonded explosives | |
RU2415831C1 (ru) | Взрывчатая композиция многофункционального действия | |
Damse et al. | Nitramine-based high energy propellant compositions for tank guns | |
Caro et al. | Behavior of hydroxyl-terminated polyether (HTPE) composite rocket propellants in slow cook-off | |
RU2637016C1 (ru) | Способ изготовления термостойких светочувствительных взрывчатых составов и светодетонатор на их основе | |
RU2771496C1 (ru) | Термостойкая взрывчатая композиция | |
Jangid et al. | 1, 3, 5‐Trinitroperhydro‐1, 3, 5‐triazine (RDX)‐based sheet explosive formulation with a hybrid binder system | |
Ageev et al. | Properties of two and three-component explosive compositions based on porous silicon | |
RU2734192C1 (ru) | Взрывчатый состав для изготовления зарядов кумулятивных перфораторов (варианты) | |
US9409830B1 (en) | Non-toxic primer mix | |
RU2772413C1 (ru) | Капсюль-детонатор накольного действия и способ его изготовления | |
US2079777A (en) | Safety igniter for blasting explosive devices | |
US3132585A (en) | Detonator having a priming sponge | |
Florczak | A comparison of properties of aluminized composite propellants containing HMX and FOX-7 | |
JP2007046889A (ja) | 金属ヒドラジン硝酸塩を有する電気式火工品 | |
RU2309138C1 (ru) | Инициирующий взрывчатый состав, чувствительный к наколу | |
US1797509A (en) | Electric blasting cap and ignition material for the same | |
RU2293074C1 (ru) | Водосодержащий взрывчатый состав | |
Wingborg | Characterization of solid propellants based on ADN and GAP | |
US9752857B1 (en) | Electric detonator with milled and unmilled DBX-1 | |
Collins et al. | A Reappraisal of Silver Fulminate as a detonant | |
US2104513A (en) | Blasting cap composition |