6. Методы анализа в пиротехнике

6.1. Общие свойства

Пиротехнические смеси, как и другие вещества, подвергаются исследованию. Среди основных направлений анализа выделяют изучение химического состава смеси, ее устойчивости к механическим воздействиям, условиям хранения и некоторых других параметров.

Изучение химических компонентов идёт по аналогии с обычными методами аналитической химии, но из-за большого разнообразия компонентов отсутствует единый алгоритм работы.Обычно пользуются способами, описанными при черном и минном порохе или также при взрывчатых веществах.

Для начала, состав подвергают экстрагированию водой. Остаток от водной вытяжки освобождают от смол при помощи спирта, нерастворимые в воде соли переводят в раствор действием кислот, а тяжелые металлические опилки отделяют посредством взмучивания, причем железные опилки можно удалить с помощью магнита. Следует обращать особое внимание на вид зерен и характер смеси составных частей пиротехнического состава.

Для определения химической стойкости две пробы взрывчатого вещества по 10 г, помещенные в неплотно прикрытые весовые стаканчики (высота 5 см, диаметр 3 см), выдерживают непрерывно в течение 48 часов при 75°. При этом наблюдают, не происходит ли выделение кислых газообразных продуктов каких-либо других изменений взрывчатого веществ а при хранении.

В двух других пробах в открытых стаканчиках определяют потерю веса за 24 и за 48 часов. Большинство взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры, хлоратных и перхлоратных взрывчатых веществ1-ой и 2-ой группы, а также спрессованный минный порох и взрывчатые вещества, подобные черному пороху, выдерживают эту пробу значительно дольше. Отношение динамитов к этой пробе в значительной степени зависит от их состава и от содержания в них компонентов со стабилизирующим действием.

В основе определения стойкости пиротехнических составов лежит химический анализ, производимый как до, так и после хранения составов при различных условиях температуры и влажности. Химический анализ позволяет дать оценку качественных и количественных изменений составов, происшедших за определенный промежуток времени. Показателями степени стойкости при этом являются характерные продукты окисления или восстановления компонентов.

Однако химический анализ не всегда может дать ответ о допустимом времени хранения составов вообще. Это объясняется тем, что еще не разработаны допускаемые пределы химического изменения составов в связи с допустимым уменьшением пиротехнического эффекта (сила света, цветность, зажигательное действие и т. д.). Поэтому, чтобы дать ответ о сроках хранения составов, было бы наиболее правильным исходить не из форсированных условий хранения (повышения температуры и влажности), а из естественных условий хранения. Если известна стойкость каких-либо составов, хранившихся продолжительное время (5—10 л.) в естественных условиях, то с ней можно сравнивать стойкость аналогичных новых составов при условиях повышенной влэ/кности и температуры.

6.2.Расчёты характеристик взрыва

Наиболее важным характеристическим параметром любого взрывчатого вещества это его тротиловый эквивалент. Это показатель такого количества тринитротолуола, которое выделяет ровно такое же количество энергии: 1 грамм вещества выделяет 1000 термохимических калорий, или 4184джоулей. Тротиловый эквивалент взрывчатых веществ представляет собой коэффициент, который указывает во сколько раз сильнее или слабее данное вещество по сравнению с тротилом

Таблица 2

Тротиловый эквивалент некоторых ВВ

Взрывчатое вещество	Тэ
порох	0.66
аммонал	0.99
тротил	1.00
тетрил	1.15
гексоген	1.30
ТЭН	1.39
триптонал	1.53

Основным поражающим действием взрывчатых веществ является ударная волна. Поэтому для определения поражающего действия взрывчатого вещества необходимо рассчитать избыточное давление взрыва∆p, расчёт которой происходит в два этапа.

На первом этапе рассчитывается радиус зоны взрыва:

R – расстояние от центра взрыва, м.

M – масса заряда, кг.

К – коэффициент, характеризирующий подстилающую поверхность

Тэ - тротиловый эквивалент взрывчатого вещества

Таблица 3

Коэффициенты различных подстилающих поверхностей

Материал подстилающей поверхности	коэффициент
металл	1.00
бетон	0.95
дерево	0.80
грунт	0.60

На втором этапе рассчитывают уже само избыточное давление в зависимости от радиуса. Если R< 6.2, то рассчитывают по этой формуле:

Если же значение R> 6.2, то используют другую формулу:

Используя расчетные данные избыточного давления, можно провести оценку степени разрушения, производимого взрывом

Таблица 4

Степень воздействия взрывной волны

Объект воздействия	Степень воздействия	∆p, кПа
Кирпичное здание	Полное разрушение	>70
	Сильное разрушение	33-70
	Среднее разрушение	25-33
	Слабое разрушение	12-25
Люди	Крайне тяжёлое поражение	>100
	Тяжёлое поражение	60-100

	Среднее поражение	40-60
	Лёгкое поражение	20-40