Mr Luka Grbović,
pukovnik, dipl. inž.
Uprava za odbrambene tehnologije MO, Beograd
Slaviša Stoiljković,
potpukovnik, dipl. inž.
Tehnički remontni zavod, Kragujevac
ANALIZA REZULTATA ODREĐIVANJA SADRŽAJA STABILIZATORA U PRIRODNO STARENIM BARUTIMA
UDC: 662.3 : 662.216.1
Rezime:
Praćenje sadržaja stabilizatora jedna je od savremenih i pouzdanih metoda koja se u svetu, a i kod nas, primenjuje za kontrolu hemijske stabilnosti i prognoziranje veka upotre-bljivosti baruta. Radi ocene hemijske stabilnosti baruta domaće proizvodnje u radu su anali-zirani rezultati određivanja sadržaja stabilizatora u prirodno starenim jednobaznim baruti-ma tipa NC i NCD i dvobaznim barutima tipa NGB i NGH. Pri tome su uporedno analizirani rezultati uzoraka iz kolekcija baruta iz Kragujevca (KB-1) i Zelenike (KB-2). Dobijeni rezultati ukazuju na znatno brži pad stabilnosti uzoraka baruta iz kolekcije KB-2, što se može ob-jasniti značajnim uticajem klimatskih uslova. Osim toga, dobijeni rezultati potvrđuju uticaj mnogih faktora na hemijsku stabilnost baruta, kao što su: sastav, kvalitet sirovina, tehnološ-ki postupak, oblik i dimenzije barutnog zrna i sl.
Ključne reči: barut, hemijska stabilnost, stabilizator, tečna hromatografija.
CONTENT OF STABILIZER DETERMINATION RESULTS ANALYSIS OF NATURALLY AGED GUN PROPELLANTS
Summary:
Monitoring of the stabilizer content is one of the modern and reliable methods in the world, and here also, which is used to control chemical stability and to predict the usage time of gun propellants. For the purpose of evaluation of gun propellants' chemical stability manufactured in our country, in this paper we analyzed results from the content of stabilizer determination in naturally aged single base, NC and NCD type, and double base, NGB and NGH type of gun propellants. At the same time we analyzed results from both collections of gun propellant samples, one from Kragujevac factory (KB-1) and the other from Zelenika factory (KB-2). Obtained results point that the stability decays faster for KB-2 collection samples, which can be explained due to climate factors. Beside this influence, obtained results prove the influence of many factors on chemical stability of gun propellants: used components, quality of the ingredients, procedures of manufacture, shape and dimensions of gun propellant grains, etc.
Key words: gun propellant, chemical stability, stabilizer, HPLC.
Uvod
Osnovna komponenta malodimnih baruta - nitroceluloza, po svojoj prirodi je hemijski nestabilna, i podložna termičkoj dekompoziciji (razgradnji) i na temperatu-rama okoline. Produkti dekompozicije ni-troceluloze su azotni oksidi, koji autokata-
liziraju dalju razgradnju i tako uzrokuju promenu fizičko-hemijskih osobina baruta. Da bi se usporila njena razgradnja, barutima se dodaju stabilizatori, supstance koje reaguju sa azotnim oksidima. Reakcije de-kompozicije baruta i reakcije stabilizatora sa azotnim oksidima su egzotermne -uzrokuju akumuliranje toplote i povećanje
168
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
temperature u masi baruta, što u određenim kritičnim uslovima može dovesti i do sa-mozapaljenja baruta.
Stabilnost baruta je rezultat uticaja brojnih parametara od kojih neki, još uvek, nisu dovoljno proučeni, pa je posti-zanje zadovoljavajuće stabilnosti u du-žem periodu čuvanja i danas predmet mnogih istraživanja.
Stabilnost i vek trajanja baruta
Od kada je proizveden prvi barut na bazi nitroceluloze (pre više od 150 godina), prisutan je problem njegove stabilnosti i veka trajanja [1, 2]. Pod stabilnoš-ću baruta podrazumeva se zadržavanje njegovih početnih karakteristika na nivou koji garantuje bezbednu upotrebu i čuva-nje bez rizika u uslovima skladištenja, a obuhvata hemijsku, balističku i mehanič-ku stabilnost.
Hemijska stabilnost baruta bavi se problemom termičke dekompozicije baruta. Produkti razgradnje nitroestera (azotni oksidi) autokataliziraju dalju raz-gradnju baruta. Budući da se radi o egzo-termnim reakcijama, dolazi do akumuli-ranja toplote (barut je loš provodnik to-plote) i povećanja temperature u masi ba-ruta, što može prouzrokovati samozapa-ljenje. Da bi se usporila autokataliziraju-ća razgradnja estera azotne kiseline, ba-rutima se dodaju stabilizatori, centralit (CI) i difenilamin (DFA) - supstance ko-je akceptiraju produkte razgradnje (azotne okside). Autokataliza se odlaže zahva-ljujući tome što NO2 reaguje oko 20 000 puta brže sa CI i DFA nego sa osnovnim komponentama baruta (nitrocelulozom i nitroglicerinom) [3, 4].
Markrol (Marquerol) je utvrdio da je DFA odličan stabilizator nitroceluloznih baruta, ali samo u količinama do 5% jer pri većoj količini DFA uzrokuje hidrolizu nitroceluloze [1]. U reakcijama DFA sa azotnim oksidima prvo nastaju mononitro derivati DFA (N-nitrozodifenilamin, 2-ni-trodifenilamini, 4-nitrodifenilamin), koji su bazičnog karaktera i veoma dobri stabi-lizatori nitroceluloznih i dvobaznih baruta. Pod daljim uticajem azotnih oksida na-staju dinitro derivati DFA, a stabiliziraju-će dejstvo DFA prestaje nastajanjem trini-trodifenilamina [1, 3, 4].
Šreder (Schoeder) je utvrdio da je dietildifenilkarbamid - centralit I odličan stabilizator za dvobazne i trobazne baru-te. U prvoj fazi reakcije centralita sa azotnim oksidima nastaju mononitro derivati (2-nitrocentralit, 4-nitrocentralit, N-nitrozo-N-etilanilin) koji imaju stabili-zirajuće delovanje (akceptiraju azotne okside). U kasnijim fazama nastaju dinitro i trinitro derivati koji nemaju stabili-zirajućih svojstava [1].
Metode za kontrolu hemijske stabilnosti i prognoziranje veka trajanja baruta
Da bi se neka metoda mogla koristiti za ocenu hemijske stabilnosti baruta, trebalo bi da bude brza, jednostavna, pouzdana, re-produktivna i da omogućava predviđanje ponašanja baruta u toku dugogodišnjeg ču-vanja municije u skladištima. Postoji veliki broj metoda koje se koriste za kontrolu hemijske stabilnosti baruta, odnosno za prognoziranje njegovog veka trajanja. U procesu skladištenja ubojnih sredstava, prema SNO 8069/91, kod nas se u tu svrhu koriste slede-
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
169
će tri metode: metoda grejanja na 100°C, metoda praćenja sadržaja stabilizatora i metoda merenja toplotne aktivnosti - mikroka-lorimetrija [2].
Metoda grejanja na 100°C
Kriterijum za ocenu hemijske stabilno-sti baruta po metodi grejanja na 100°C je broj dana i sati od početka stavljanja uzorka baruta u aparat, da se greje na povišenoj temperaturi, do početka izdvajanja vidljivih azotnih oksida (gasovi žutosmeđe boje).
Metoda grejanja na 100°C je indika-tivna, naročito za NC barute. Barut koji zadovoljava po ovoj metodi hemijski je stabilan i obrnuto - barut koji ne zadovoljava po ovoj metodi ima narušenu he-mijsku stabilnost, u manjoj ili većoj meri zavisno od rezultata. Zbog svoje jedno-stavnosti i dugogodišnjeg iskustva ona je pogodna za primenu kao indikativna metoda u kontroli hemijske stabilnosti baruta.
Poznavanjem konstante brzine reak-cije utroška stabilizatora može se, na osnovu izraza (1), prognozirati promena sadržaja stabilizatora sa vremenom, a time i vek trajanja baruta, zavisno od usvojenog kriterijuma kritičnog sadržaja stabilizatora. U svetu ti kriterijumi još uvek nisu jedinstveni i predmet su istra-živanja. Ako se za kriterijum stabilnosti usvoji pad sadržaja stabilizatora na 50% od početne vrednosti, vek trajanja baruta je jednak poluvremenu reakcije utroška stabilizatora:
ln2
k
(2)
Dakle, vek trajanja baruta je vreme za koje koncentracija stabilizatora do-stigne polovinu svoje početne vrednosti.
Mikrokalorimetrija
Određivanje sadržaja stabilizatora
Na temperaturi skladištenja reakcija utroška stabilizatora usled termičke de-kompozicije baruta, do koncentracije 50% od početne, može se smatrati (aproksimirati) nepovratnom reakcijom prvog reda. U tom slučaju konstanta brzine reakcije (k) je [2, 4]:
k = — ln<C° (1)
tsk C w
gde je:
tsk - vreme skladištenja,
C0 - početna koncentracija stabilizatora, C - koncentracija stabilizatora u nekom vremenu t odvijanja reakcije.
Ova metoda podrazumeva merenje brzine razvijanja toplote u najkritičnijem delu uzorka (geometrijskom centru) za vreme termostatiranja na određenoj temperaturi [2, 3, 4]. Poznavanjem količine toplote koja se akumulira u jedinici vre-mena, pri dekompoziciji uzorka baruta; onih dimenzija koje odgovaraju realnim dimenzijama zrna, ili kalibru municije, može se odrediti:
- energija aktivacije procesa dekompozi-cije baruta;
- vreme do gubitka određene količine toplote u uslovima skladištenja, što može po-služiti kao mera balističke stabilnosti baruta;
- veličina kritičnog prečnika na osnovu kojeg se može proceniti mogućnost sa-mozapaljenja baruta.
170
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
Mikrokalorimetrija je savremena metoda koja jedina prati direktni uzroč-nik samozapaljenja - brzinu oslobađanja toplote. U nekim zemljama je veoma usavršena (Švedska). Kod nas je uvedena pre 15 godina i još uvek je u fazi usavr-šavanja. Dobijeni rezultati, uglavnom, korespondiraju sa rezultatima dobijenim merenjem sadržaja stabilizatora. Unapre-đenje ove metode kod nas zahteva na-bavku veoma skupe opreme, jer je posto-jeća skromnih mogućnosti.
Opis istraživanja
Izvršena je analiza rezultata ispitiva-nja hemijske stabilnosti baruta sprovede-nih u TRZ Kragujevac određivanjem sa-držaja stabilizatora metodom UV-VIS spektrofotometrije (spektrofotometar „Perkin Elmer lambda 25“) i tečne hromato-grafije - HPLC (tečni hromatograf „LDC - Milton Roy 3000“ sa UV detektorom).
Analizirani su rezultati sadržaja stabilizatora prirodno starenih baruta doma-će proizvodnje, i to jednobaznih baruta tipa NC i NCD i dvobaznih baruta tipa NGB i NGH. Za svaki tip baruta analizi-rano je više vrsta, a unutar svake vrste analizirani su ukupno raspoloživi rezulta-ti od svih kolekcioniranih serija baruta. Rezultati sadržaja stabilizatora grupisani su prema vremenu skladištenja (eksploa-tacije) baruta tsk - broj godina od proizvodnje do ispitivanja.
U okviru analize rezultata sadržaja stabilizatora po tipovima, vrstama i vre-menu skladištenja, posebno su analizirani rezultati uzoraka baruta iz kolekcije Kra-gujevac (KB-1) i kolekcije Zelenika (KB-2). Pri tome su upoređivani, uglav-
nom, rezultati istih serija baruta nakon jednakog vremena skladištenja, a u nekim slučajevima, usled nedostatka poda-taka, upoređivani su i rezultati različitih serija iste vrste baruta, dobijeni nakon jednakog perioda skladištenja u dve raz-ličite klimatske zone (KB-1 i KB-2).
Za ocenu stabilnosti jedne vrste baru-ta, nakon konkretnog vremena eksploataci-je, uzimana je srednja vrednost rezultata od najmanje pet serija nakon istog (konkret-nog) vremena skladištenja, s tim da nisu uzimani u obzir rezultati koji odstupaju od srednje vrednosti više od ±10%.
Na osnovu srednje vrednosti rezultata sadržaja stabilizatora od više vrsta baruta, koji pripadaju jednom tipu baruta, izračunate su srednje vrednosti parameta-ra hemijske stabilnosti baruta za svaki analizirani tip baruta.
Osnovni sastav analiziranih baruta, prema SNO za svaku vrstu, prikazan je u tabeli 1 [5].
Tabela 1
Sastav ispitivanih baruta
Tip i vrsta baruta % NC % N2 u NC % NGL % DNT % DFA % CI % vlage
1 2 3 4 5 6 7 8
NC-A 97,5 13,10 1,60 1,30
NC-B 96,8 13,10 1,50 1,35
NC-C 94,3 13,05 1,20 4,00 1,25
NC-D 96,7 13,10 1,50 1,35
NC-E 97,4 13,10 1,60 1,30
NC-F 97,5 12,95 1,10 1,30
NC-G 96,8 13,25 1,40 1,20
NC-H 96,75 13,00 1,50 1,35
NCD-A 82,9 13,05 9,75 1,30 0,60
NCD-B 82,6 13,05 9,75 1,30 0,60
NCD-C 86,0 13,05 9,75 1,30 0,60
NGB-A 57,5 12,75 40,50 1,70 0,50
NGB-B 57,5 12,75 40,50 1,70 0,50
NGB-C 58,0 12,15 40,00 1,70 0,30
NGB-D 57,5 12,75 40,50 1,70 0,30
NGB-E 58,0 12,15 40,00 1,70 0,30
NGH-A 56,0 12,05 26,80 9,00 3,00 0,70
NGH-B 56,0 12,05 26,60 9,00 3,00 0,70
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
171
Analiza rezultata
JEDNOBAZNIBARUTI
NC baruti
Sumami prosečni rezultati ispitiva-nja promene sadržaja stabilizatora četiri vrste NC baruta iz KB-1 i pet vrsta NC baruta iz KB-2 prikazani su u tabeli 2.
2 1,00 i
3 ■
■ ^ 0,50 I £ 1
3 0,00 ■
l»A0 [>FAuf UFA NNO- 2N-DFA 4N-UFA UFA
Witascabilizacora
Sl. 1 — Prosečna promena sadržaja stabilizatora NC baruta nakon 27,5 godina u KB-1, odnosno 21 godinu u KB-2
IQ] CU 3 0.20 | 0.CM 0.06 0.0, 0,(w
Jklyl'".'
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NC baruta
Tabela 2
Red. br. Vrsta baruta Br. serija tsk C0 (%) C, % (HPLC) Q Q I Q Q SD S T m W
DFA NNO- dfa 2N- dfa 4N- dfa dfa DFAef dfa DFAef
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1. NC-B 6 25 1,48 1,16 0,09 0,03 0,04 21,54 10,68 0,02 0,09 0,01 0,06 72,2 1
2. nc-d 9 25 1,46 1,17 0,10 0,02 0,03 19,73 9,30 0,05 0,10 0,03 0,07 80,2 1
3. NC-A 9 30 1,59 1,32 0,15 0,06 0,04 17,24 1,54 0,04 0,04 0,03 0,03 111,7 1
4. NC-E 14 30 1,61 1,21 0,16 0,03 0,03 25,01 10,85 0,08 0,15 0,05 0,10 76,2 1
5. AV 9,5 27,5 1,54 1,22 0,13 0,04 0,04 20,88 8,09 0,07 0,12 0,05 0,08 85,1 1
6. nc-d 9 15 1,62 0,77 0,29 0,10 0,15 52,72 19,21 0,33 0,12 0,21 0,08 18,8 2
7. NC-F 6 15 1,43 1,15 0,16 0,03 0,04 19,39 3,43 0,08 0,07 0,05 0,05 57,3 2
8. NC-H 10 15 1,55 1,28 0,15 0,04 0,02 17,29 3,72 0,05 0,05 0,03 0,03 57,0 2
9. NC-A 9 30 1,59 0,95 0,18 0,07 0,00 40,48 24,97 0,05 0,05 0,03 0,03 40,4 2
10. NC-E 13 30 1,61 0,60 0,24 0,08 0,07 62,35 37,96 0,29 0,15 0,19 0,09 24,0 2
11. AV 9,4 21,0 1,56 0,95 0,20 0,06 0,06 38,45 17,86 0,28 0,19 0,18 0,12 39,5 2
12. NC-A 9 30 1,59 1,32 0,15 0,06 0,04 17,24 1,54 0,04 0,04 0,03 0,03 111,7 1
13. 0,95 0,18 0,07 0,00 40,48 24,97 0,05 0,05 0,03 0,03 40,4 2
14. NC-E 6 1,60 1,28 0,18 0,06 0,05 20,16 1,99 0,02 0,03 0,02 0,02 93,2 1
15. 0,82 0,19 0,06 0,02 48,43 31,85 0,15 0,09 0,10 0,06 32,6 2
NAPOMENA: Ddfa = (C0-C)x100/C0, DDFAef = (C0-Cef)x100/C0, SD = standardna devijacija, S = odstupanje od srednje vrednosti, AV = srednja vrednost.
Uočena je značajna razlika u stabilnosti između uzoraka NC baruta iz KB-1 i KB-2, čak i pri najopštijim poređenjima srednjih vrednosti rezultata određivanja sadržaja stabilizatora od uzoraka baruta različitih vrsta i različitih perioda skladištenja (slike 1 i 2). Baruti iz KB-2 pokazuju brži pad stabilnosti - smanjenje sadržaja DFA i povećanje sadržaja mono-nitro derivata DFA, što je po-sledica klimatskog faktora (veća prosečna temperatura, znatno veća vlažnost i uticaj slane atmosfere u zoni KB-2).
a
.a
403020 100-
DFAef DFA
38,45
-17,86-
20,88
8,09
d
□ KB-1/27,5
□ KB-2/21
Vrsta stabilizatora
Sl. 2 — Pad sadržaja preostalog i efektivnog stabilizatora za NC barute nakon 27,5 godina u KB-1, odnosno 21 godinu u KB-2
Osim toga, baruti iz KB-1 pokazuju manji pad efektivnog stabilizatora (zbir pre-
172
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
ostalog DFA i nastalih mono-nitro derivata) u odnosu na barute iz KB-2, što se može objasniti činjenicom da u nepovoljnim uslo-vima, kakvi su u KB-2, nastaje veća količi-na azotnih oksida, proces dekompozicije NC se samoubrzava, stabilizator se brže troši, pored mononitro derivata DFA nastaju dini-tro i trinitro derivati DFA, a menja se i model reakcije utroška stabilizatora (tako se red reakcije pomera od prvog ka nultom redu).
Nepovoljan uticaj uslova u KB-2 na hemijsku stabilnost baruta potvrđuju re-zultati hemijske stabilnosti od svih vrsta NC baruta, a posebno egzaktno od 9 istih serija baruta NC-A i 6 istih serija baruta NC-E nakon jednakog vremena skladište-nja (30 godina) u KB-1 i KB-2, koji su prikazani u tabeli 2 i na slikama 3 i 4. Osim toga, analizom ovih rezultata uoče-na je bolja stabilnost baruta NC-A u odnosu na barut NC-E, po rezultatima iz obe kolekcije. S obzirom na to da su baruti NC-A i NC-E praktično istog hemijskog sastava, ova pojava se jedino može objasniti njihovim različitim oblicima (barut NC-A ima oblik jednokanalne cilindrične cevčice, a barut NC-E je cilindričnog ob-lika sa sedam kanala). Iako ovi baruti imaju gotovo identičan odnos površine i mase (NC-A=0,68; NC-E=0,70 mm2/mg), a s obzirom na dobru stabilnost drugih baruta koji, takođe, imaju oblik jednokanalne cevčice (NGH-A i NGH-B), može se
S 2,00 I 1,50
1 1,00
0,50 t! 0,00
M DFA0 DFAef DFA NNO- 2N-DFA 4N-DFA
DFA
Vrsta stabilizatora
1,60 1,60 1,57 1,10 1,30 0,78
□ KB-1/30 ■ KB-2/30
Sl. 3 — Zavisnostpromene sadržaja stabilizatora baruta NC-A i NC-E od uslova čuvanja
T3
50.00
40.00
30.00
20.00 10,00
0,00
45,18
DFAef DFA
■ KB-1/30
■ KB-2/30
Vrsta stabilizatora
Sl. 4 — Zavisnost pada preostalog i efektivnog stabilizatora od uslova čuvanja za barute NC-A i NC-E
zaključiti da je jednokanalna cevčica po-voljnija za hemijsku stabilnost baruta, jer omogućava bržu izmenu nastale toplote u barutu sa okolinom, čime se usporava i odlaže autokatalitički proces hemijske de-gradacije baruta.
Pojedine serije NC baruta iz KB-2 pokazuju drastičan pad stabilnosti i znat-no odstupaju od prosečnih rezultata. Po-daci su prikazani u tabeli 3.
Analizom rezultata hemijske stabilnosti baruta, iz tabele 3, uočeno je da po-jedine serije, praktično od svih vrsta NC baruta, nakon određenog perioda skladiš-tenja, pre svega u uslovima KB-2, pokazuju nagli pad hemijske stabilnosti. Za većinu baruta to je period od 15 do 20 godina, a za izrazito stabilne barute (po-put NC-A) to je period od 25 do 30 godina. Nakon kritičnog perioda, kod određe-nih serija NC baruta dolazi do naglog ubrzanja reakcije stabilizatora sa azotnim oksidima i promene mehanizma odvija-nja reakcije od prvog ka nultom redu. Ovu tvrdnju potkrepljuju sledeći primeri:
- NC-A: velika je razlika u stabilnosti za serije koje su ispitane nakon istog perioda skladištenja od 30 godina; razlika je samo u godini proizvod-nje. Serije iz 1970. godine (9 serija) stabilnije su od serija koje su proizve-
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
173
Tabela 3
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NC baruta iz KB-2 karakteristični primeri
Red. br. Vrsta baruta Br. serija tsk C0 (%) C, % (HPLC) Q Q I Q Q SD S T m W
DFA NNO- DFA 2N- DFA 4N- DFA DFA DFAef DFA DFAef
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1. NC-A 9 30 1,59 0,95 0,18 0,07 0,00 40,48 24,97 0,05 0,05 0,03 0,03 40,35 2
2. 5 30 0,52 0,28 0,08 0,10 67,14 37,51 0,16 0,13 0,10 0,08 19,25 2
3. 3 30 0,15 0,33 0,14 0,13 90,30 52,76 0,04 0,06 0,02 0,04 8,90 2
4. 31 0,13 0,30 0,14 0,16 92,01 54,37 0,05 0,07 0,03 0,04
5. 32 0,02 0,36 0,16 0,21 98,72 52,57 0,03 0,07 0,02 0,04
6. NC-B 3 15-16 1,54 1,17 0,12 0,04 0,04 24,41 11,03 0,06 0,09 0,04 0,06 40,32 1
7. 0,02 0,36 0,13 0,13 98,49 57,50 0,02 0,15 0,01 0,10 2,93 2
8. 1 15 1,64 1,24 0,16 0,04 0,08 24,39 7,32 39,67 2
9. 18 0,00 0,03 0,11 0,06 100,0 87,80 - 2
10. NC-D 3 15 1,45 1,12 0,18 0,04 0,03 23,22 5,60 0,11 0,05 0,07 0,03 41,73 1
11. 0,36 0,30 0,10 0,12 76,22 40,14 0,34 0,47 0,22 0,31 10,37 2
12. NC-F 4 15 1,41 1,20 0,16 0,03 0,03 14,85 -0,95 0,03 0,04 0,02 0,02 70,42 2
13. 19 0,00 0,17 0,17 0,19 100,0 62,41 0,00 0,09 - 0,06 - 2
14. NC-G 3 10 1,09 0,38 0,61 0,10 0,21 65,46 19,25 0,23 0,17 0,15 0,11 6,99 2
15. NC-H 4 17 1,64 0,36 0,31 0,13 0,17 77,98 43,16 0,09 0,05 0,06 0,03 7,82 2
16. 18 0,21 0,40 0,12 0,17 87,30 45,31 0,09 0,07 0,06 0,05 5,70 2
17. 19 0,18 0,34 0,13 0,13 89,01 52,53 0,02 0,04 0,01 0,03 5,33 2
18. 21 0,09 0,43 0,13 0,17 94,53 50,26 0,03 0,05 0,02 0,04 4,04 2
19. NC-B 4 15 1,60 0,11 0,29 0,18 0,29 93,47 45,87 0,11 0,57 0,07 0,37 3,71 2
20. NC-D 6 20 1,60 0,13 0,41 0,15 0,20 91,76 43,98 0,04 0,06 0,03 0,04 5,53 2
21. NC-H 7 19,3 1,60 0,19 0,34 0,14 0,16 88,32 48,05 0,05 0,13 0,03 0,08 6,19 2
22. NC-H 7 21,3 1,60 0,08 0,41 0,14 0,17 94,86 50,06 0,04 0,04 0,02 0,03 4,89 2
23. AV 6,0 19,0 1,60 0,13 0,36 0,15 0,21 92,10 46,90 0,05 0,04 0,03 0,03 5,08 2
24. NC-C 12 15 1,24 0,95 0,14 0,01 0,02 22,99 9,84 0,14 0,12 0,09 0,08 48,78 2
25. 6 20 1,20 0,05 0,34 0,09 0,16 96,23 46,85 0,07 0,16 0,04 0,11 4,69 2
26. 5 15 *4,36 *3,59 17,37 *0,24 *0,16 2
27. 5 20 *3,50 *2,88 17,53 *0,18 *0,12 2
28. 6 26 *3,31 *2,55 22,53 *0,20 *0,13 2
NAPOMENA: rezultati od uzoraka iz KB-1 su dati radi poređenja, * - podaci se odnose na CI
dene 1972. godine (pet serija), odnosno znatno stabilnije od serija proizvedenih 1973. godine (tri serije), koje su najne-stabilnije. To se može objasniti utica-jem tehnološkog postupka i kvaliteta sirovina na hemijsku stabilnost baruta (logično je da su serije iz iste godine proizvedene po približno istom tehno-loškom postupku i od sirovina istog kvaliteta). Primetan je veliki pad stabil-nosti tri serije iz 1973. godine u toku sledeće dve godine skladištenja;
- NC-B: hemijska stabilnost serija MBL 8873, 8981 i 8985 nakon 15 do 16 godina skladištenja u KB-2 znatno je niža od prosečnih rezultata za NC barute iz KB-2, a drastično niža od rezultata istih serija nakon istog perioda skladištenja u KB-1. Uočeno je da više uzoraka serija baruta NC-B nakon 15 godina čuvanja u KB-2 pokazuju nagli pad hemijske stabil-nosti. To najbolje ilustruju rezultati hemij-ske stabilnosti serije MBL 8768 nakon 15 i 18 godina skladištenja;
174
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
- NC-D: hemijska stabilnost serija MBL 89150, 89154 i 89157 nakon 15 godina skladištenja u KB-2 znatno je niža od prosečnih rezultata za NC barute iz KB-2, a drastično niža od rezultata tih serija nakon istog perioda skladištenja u KB-1;
- NC-F: hemijska stabilnost serija MBL 8613, 8614 i 8615 nakon 15 godina skladištenja u KB-2 je u nivou prosečnih rezultata za NC barute iz KB-2, a nakon 19 godina sledi drastičan pad hemijske stabilnosti istih serija;
- NC-G: hemijska stabilnost serija MBL 9407, 9511 i 9712 nakon prosečno 10 godina skladištenja u KB-1 znatno je niža od prosečnih rezultata za NC barute iz KB-1. Praktično, to je jedinstven primer da NC barut nakon desetak godina čuvanja u KB-1 pokaže veliki pad hemijske stabilnosti, a ob-jašnjava se hemijskim sastavom baruta. Na-ime, barut NC-G sadrži so kalijumsulfat (kalijumnitrat) [5], koja je izrazito higro-skopna, a to u krajnjem veoma ubrzava pro-ces degradacije baruta;
- NC-H: hemijska stabilnost 10 serija (proizvedenih 1985, 1987 i 1988) nakon 15 godina skladištenja u KB-2 je u nivou prosečnih rezultata za NC barute iz KB-2. Međutim, hemijska stabilnost dru-gih 6 serija (proizvedenih, uglavnom, 1984) nakon prosečno 19,3 godina skla-dištenja u KB-2 znatno je niža od proseč-nih rezultata za NC barute iz KB-2, a pad stabilnosti tih 6 serija baruta u istim uslo-vima nakon narednih dve godine veoma je ubrzan. Osim toga, drastičan pad hemijske stabilnosti uočen je kod četiri se-rije (proizvedene 1984) već nakon 17 godina skladištenja, a ubrzano opada tokom svake sledeće godine. Na osnovu iznetog očito je da barut NC-H pokazuje manju
stabilnost od baruta NC-A, iako se radi o barutima sličnog sastava i istog oblika barutnog zrna [5]. Baruti u obliku jedno-kanalne cevčice izrazito su stabilni. Uzrok manje stabilnosti pojedinih serija baruta NC-H verovatno je u tehnologiji i kvalitetu sirovina, što potvrđuje činjenica da su baruti proizvedeni 1984. godine pokazali prosečno znatno manju stabilnost od ostalih baruta ove vrste;
5
4
Ž3 O 2 1 0
4,36 3,59
■ CI0
■ CI
15 god. 20 god. 25 god.
Vreme (god.)
Sl. 5 — Utrošak CI sa vremenom u barutu NC-C
- NC-C: u okviru NC baruta poseb-no su specifični oni koji u svom sastavu pored DFA u svojstvu stabilizatora imaju i CI u svojstvu balističkog modifikatora (površinska obrada - poliranje) [1]. Tipi-can predstavnik ovih baruta je NC-C [5]. Hemijska stabilnost 12 serija nakon 15 godina skladištenja u KB-2 je u nivou prosečnih rezultata za NC barute iz KB-2. Nakon 20 godina čuvanja u KB-2 uzorci pokazuju pad stabilnosti, po HPLC metodi, ali po metodi grejanja na 100°C ovi baruti su izrazito stabilni, čak i onda kada se DFA potpuno potroši. To se objašnjava prisustvom CI (makar i na površini barutne mase), koji neminovno preuzima ulogu stabilizatora. U prilog ovom zaključku ide činjenica da se kon-centracija CI smanjuje tokom vremena (slike 5 i 6). I ovde je uočeno da baruti istog godišta pokazuju približno istu sta-
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
175
25
^ 20 xO
O 15 O 10 5 0
Sl. 6 ■
-17,37 -
22,53
17,53-----
15 god 20 god ' 25 god
Vreme (god)
- Pad sadržaja CI sa vremenom u barutu NC-C
bilnost koja se znatno razlikuje od baruta drugog godišta nakon istog perioda skla-dištenja od 15 godina u istim uslovima, što potvrđuje zaključak da tehnološki po-stupak i kvalitet sirovina bitno utiču na hemijsku stabilnost baruta.
NCD baruti
Na slici 7 dato je poređenje pada stabi-lizatora NC i NCD baruta. Oba baruta u KB-1 imaju približno istu stabilnost, ali u nepovoljnijim uslovima ( KB-2) NCD baru-ti su stabilniji i pokazuju znatno manje osci-lacije u hemijskoj stabilnosti od NC baruta. Ovaj fenomen može se objasniti povoljni-jim sastavom NCD baruta u odnosu na NC barute. Naime, NCD baruti imaju za 10 do 14% manji sadržaj NC u barutnoj masi, a NC je glavni generator nestabilnosti baruta. Na račun NC, NCD baruti sadrže oko 10% DNT-a, koji je stabilno hemijsko jedinjenje. Osim toga, DNT vrši i delimičnu želatiniza-ciju molekula NC koja na taj način postaje stabilnija' Takođe, NCD baruti imaju manji početni sadržaj vlage i manje su higroskop-ni od NC baruta [1, 5].
Sumarni prosečni rezultati ispitivanja promene sadržaja stabilizatora dve vrste NCD baruta iz KB-1 i tri vrste NCD baru-ta iz KB-2 prikazani su u tabeli 4.
Slično NC barutima, i NCD baruti iz KB-2 pokazuju manju stabilnosti u od-nosu na barute iz KB-1, što je posledica uticaja klimatskog faktora.
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NCD baruta
Tabela 4
Red. br. Vrsta baruta Br. serija tsk C0 (%) C, % (HPLC) Q Q I Q Q SD s T m W
DFA NNO- DFA 2N- DFA 4N- DFA DFA DFAef DFA DFAef
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1. NCD-A 5 20 1,41 1,14 0,07 0,01 0,04 19,21 12,50 0,02 0,06 0,02 0,04 66,58 1
2. NCD-A 5 26 1,42 1,14 0,12 0,02 0,00 19,32 9,15 0,04 0,04 0,03 0,03 89,01 1
3. NCD-B 7 20 1,42 1,15 0,06 0,02 0,02 18,45 11,60 0,04 0,07 0,02 0,04 80,57 1
4. AV 5,7 22,0 1,42 1,14 0,08 0,02 0,02 18,99 11,08 0,01 0,03 0,00 0,02 78,72 1
5. NCD-A 7 25 1,40 1,03 0,09 0,08 0,03 25,89 11,57 0,05 0,06 0,03 0,04 59,66 2
6. NCD-B 5 20 1,38 0,99 0,10 0,07 0,03 27,87 13,17 0,05 0,06 0,03 0,04 44,09 2
7. NCD-B 8 25 1,44 0,77 0,17 0,12 0,05 46,19 22,92 0,25 0,15 0,16 0,10 33,85 2
8. NCD-C 10 25 1,43 1,02 0,14 0,09 0,05 28,17 8,77 0,25 0,14 0,16 0,09 79,13 2
9. AV 7,5 23,8 1,41 0,95 0,13 0,09 0,04 32,03 14,11 0,12 0,08 0,08 0,05 53,43 2
176
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
DVOBAZNIBARUTI
NGB baruti
Sumami prosečni rezultati hemijske stabilnosti pet vrsta NGB baruta prikaza-ni su u tabeli 5. Većina rezultata odnosi se na uzorke baruta iz KB-2, izuzev baruta NGB-B za koji postoje rezultati od uzoraka iz KB-1 i KB-2. Rezultati baruta NGB-A odnose se na uzorke baruta dela-borisane iz UbS, koja su čuvana u zoni KB-2, pa su i ovi rezultati tretirani kao da su od uzoraka baruta iz KB-2.
Dvobazni barut NGB-B (slično jedno-baznim barutima NC i NCD) pokazuje ma-nju stabilnost u KB-2 u odnosu na KB-1.
U tabeli 6 i na slikama 8 i 9 prikaza-ni su zbirni rezultati promene sadržaja stabilizatora kod NGB baruta iz KB-2, grupisani prema vremenu ispitivanja i metodama. Uočeno je da se po UV-VIS metodi dobijaju manje vrednosti sadržaja CI, veći pad stabilizatora i kraći vek tra-janja NGB baruta nego po HPLC metodi.
01,8 1,661,561,77 1,571,51 1,731,47 1,81 1,351,29
H
Tb * 15
15 god 20 god 25 god 30 god . Vreme (god) .
0
□ CI0
□ CI HPLC
Pci uv-vis
Sl. 8 — Zavisnost sadržaja stabilizatora u NGB barutima iz KB-2 sa vremenom
Tabela 5
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NGB baruta
Red. br. Vrsta baruta Broj serija bk C0 (%) Cc % Dci, % SDci Sci T Barut iz
UV-VIS HPLC UV- VIS HPLC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1. NGB-B 4 25 1,78 1,58 11,19 0,14 0,09 186,6 KB-1
2. 1,48 16,67 0,07 0,04 100,4 KB-2
3. NGB-A 8 22,8 1,77 1,46 17,54 0,09 0,06 86,0 UbS
4. NGB-B 4 25 1,78 1,48 16,67 0,07 0,04 100,4 KB-2
5. 4 30 1,79 1,29 27,82 0,06 0,04 65,3
6. NGB-C 3 15 1,84 1,56 14,71 0,12 0,08 80,7
7. 5 20 1,79 1,49 16,44 0,08 0,05 80,1
8. 4 25 1,70 1,46 14,12 0,08 0,05 120,9
9. NGB-D 4 30 1,82 1,29 29,26 0,06 0,04 60,9
10. NGB-E 9 15 1,77 1,55 12,57 0,12 0,08 118,9
11. 14 20 1,74 1,52 12,26 0,09 0,06 119,5
12. 6 25 1,70 1,46 14,40 0,05 0,03 113,3
13. AV 6,1 22,8 1,77 1,46 17,58 0,09 0,06 91,7
14. NGB-A 8 22,8 1,77 1,45 18,54 0,08 0,06 80,1 UbS
15. NGB-B 3 30 1,80 1,34 25,88 0,05 0,03 69,9 KB-2
16. NGB-C 3 15 1,84 1,67 8,96 0,07 0,05 154,3
17. 5 20 1,79 1,60 10,59 0,07 0,04 130,3
18. 3 25 1,72 1,56 9,68 0,08 0,05 179,2
19. NGB-D 4 30 1,82 1,36 25,27 0,02 0,02 71,7
20. NGB-E 9 15 1,77 1,64 7,07 0,07 0,04 221,6
21. 14 20 1,74 1,53 11,62 0,06 0,04 125,3
22. 6 25 1,70 1,55 9,20 0,06 0,04 191,2
23. AV 6,1 22,5 1,77 1,52 14,09 0,12 0,08 135,9
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
177
Tabela 6
Zbirni rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NGB baruta, grupisani po godinama starosti
tE uv-vis HPLC
C0 , (%) Cci, % Dci, % C0 , (%) Cci, % Dci, %
1 2 3 4 5 6 7
15 1,81 1,56 13,64 1,81 1,66 8,02
20 1,77 1,51 14,35 1,77 1,57 11,11
25 1,73 1,47 15,06
30 1,81 1,29 28,54 1,81 1,35 25,58
30 25,58^28,54
25/ f 20'8.02 13 64 11,11 14,35 15"06 m
15' ' 0
15 god 20 god 25 god 30 god
□ CI HPLC
Pci uv-vis
Vreme (god)
Sl. 9 — Zavisnost pada stabilizatora NGB baruta iz KB-2 sa vremenom
Uočeno je da na NGB barute, u poređenju sa jednobaznim, pogotovo NC barutima, manje utiču nepovoljni uslovi skladištenja kakvi vladaju u zo-ni KB-2. To se može objasniti činjeni-com da NGB baruti imaju povoljniji sastav od NC baruta (manji sadržaj NC u barutnoj masi, manji sadržaj azota u NC, manji početni sadržaj vlage i ma-nju higroskopnost). Takođe, nitrogli-cerin vrši impregnaciju i želatinizaciju molekula nitroceluloze i čini ih stabil-nijim.
NGH baruti
Sumarni prosečni rezultati ispitivanja promene sadržaja stabilizatora dve vrste NGH baruta iz KB-1 i KB-2 prika-zani su u tabeli 7. Slično opisanim barutima, i dvobazni NGH baruti iz KB-2 po-kazuju manju stabilnost.
I kod NGH baruta određene serije, različitih godina proizvodnje, iste vrste baruta nakon jednakog perioda skladištenja u istoj kolekciji pokazuju različitu stabilnost, što se, kao u prethodnim slučajevima, mo-že objasniti razlikama u tehnološkom po-stupku ili u kvalitetu sirovina (tabela 7).
Tabela 7
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NGH baruta različitih godina starosti
Red. br. Vrsta baruta Broj serija tsk C0 (%) Co, % Dc % SDci Sci T m W
uv-vis HPLC uv- vis HPLC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1. ngh-b 9 15 3,07 2,92 4,83 0,04 0,03 230,5 1
2. ngh-a 17 30 3,21 2,86 10,90 0,14 0,09 201,4
3. AV 13,0 22,50 3,14 2,89 7,87 0,04 0,03 216,0
4. ngh-a 5 15 3,18 2,77 12,94 0,11 0,07 171,5 2
5. ngh-b 15 20 3,12 2,81 9,92 0,11 0,07 156,8
6. ngh-a 3 25 3,16 2,76 12,69 0,14 0,09 134,8
7. AV 7,7 20,0 3,15 2,78 11,85 0,03 0,02 154,4
8. ngh-a 5 15 3,18 2,82 11,53 0,10 0,07 180,7 2
9. ngh-b 15 20 3,12 2,89 7,29 0,05 0,04 188,2
10. ngh-a 3 25 3,16 2,79 11,61 0,04 0,02 142,2
11. AV 7,7 20,0 3,15 2,83 10,14 0,05 0,03 170,4
12. ngh-a 4 25 3,14 3,04 3,19 0,03 0,02 541,1 2
13. ngh-a 3 25 3,16 2,76 12,69 0,14 0,09 134,8
14. ngh-a 4 25 3,14 3,05 3,03 0,05 0,04 631,3
15. ngh-a 3 25 3,16 2,79 11,61 0,04 0,02 142,2
16. ngh-a 4 35 3,08 2,85 7,54 0,09 0,06 331,2 1
178
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
U poređenju sa NGB barutima, NGH baruti su stabilniji, i to u uslovima obe kolekcije, pogotovo u nepovoljnim uslovima smeštaja kakvi vladaju u zoni KB-2. To je uslovljeno optimalnim he-mijskim sastavom (DNT, DBF, DEF i manji saržaj NGL) i povoljnim oblikom barutnog zrna (jednokanalna cevčica) NGH baruta. Na slici 10 prikazani su uporedni rezultati stabilnosti.
Sl. 10 — Poređenje pada stabilizatora za NGB i NGH barute
U poređenju sa jednobaznim barutima, dvobazni baruti pokazuju bolju sta-bilnost (slike 11 i 12), što se objašnjava činjenicom da dvobazni baruti imaju po-voljniji sastav (naročito NGH baruti), manju poroznost, homogeniju strukturu, veći stepen želatinizacije nitroceluloze, manji početni sadržaj vlage i manju hi-groskopnost, što u krajnjem rezultira bo-ljom hemijskom stabilnošću.
Međutim, pitanje je pouzdanosti do-bijenih rezultata za dvobazne barute, jer su na osnovu analize rezultata uočene sledeće pojave:
| 40 •
3 30 •
■S
-o ^ 20 • cu
10 •
0
NC/21,0 NCD/23,8 NGB/22,6 NGH/20,0
Tip baruta
Sl. 11 — Poređenje pada stabilizatora jednobaznih i dvobaznih baruta iz KB-2
10,14
nr&
38,45
200
Vek trajanja
(god)0
100
50 0
NC/21,0 NCD/23,8 NGB/22,6 NGH/20,0
Sl. 12 — Poređenje veka trajanja jednobaznih i dvobaznih baruta iz KB-2
170,4
/ 35, 9
/
Q □
- često se dešava da se nakon perio-da skladištenja od 15 i više godina dobiju veće vrednosti preostalog sadržaja stabilizatora od vrednosti početnog (određen analitičkim merenjem), što je očigledna eksperimentalna greška. To je uočeno kod svih baruta koji u svom sastavu imaju CI, bilo u svojstvu stabilizatora (dvobazni baruti) ili u svojstvu modifikatora (pojedini jednobazni baruti npr. NC-C);
- uočena je zavisnost rezultata ispi-tivanja sadržaja stabilizatora CI od meto-de. Naime, po UV-VIS metodi dobijaju se manje vrednosti sadržaja CI, veći pad stabilizatora i kraći vek trajanja dvobaznih baruta nego po HPLC metodi.
Zaključak
Hemijska stabilnost baruta zavisi od mnogo faktora, pre svega od uslova skla-dištenja. Svi analizirani baruti pokazuju manju stabilnost u nepovoljnijim uslovima čuvanja, kakvi vladaju u KB-2, naro-čito NC baruti kod kojih se nakon 15 do 20 godina provedenih u KB-2 naglo ubr-zava proces degradacije, a mehanizam reakcije utroška stabilizatora menja od prvog ka nultom. Pored toga, hemijska stabilnost zavisi od sastava - jednobazni baruti su manje stabilni od dvobaznih. U okviru jednobaznih baruta, NCD baruti su stabilniji od NC baruta, jer sadrže DNT, koji vrši želatinizaciju molekula
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
179
NC i čini ih znatno stabilnijim. Takođe, NGH baruti su stabilniji od NGB baruta zbog povoljnijeg sastava.
Uočeno je da hemijska stabilnost baruta zavisi i od dimenzija i oblika ba-rutnog zrna. Sa tog aspekta može se za-ključiti da jednokanalna cevčica ima po-voljan oblik, jer omogućava bržu izmenu nastale toplote sa okolinom, čime se usporava autokataliza degradacije baruta. Kod dvobaznih baruta uočena je zavi-snost rezultata sadržaja CI od metode -po UV-VIS metodi se dobijaju manje vrednosti sadržaja CI, veći pad stabiliza-tora i samim tim kraći vek trajanja baruta u odnosu na HPLC metodu. Ovaj feno-men do sada nije analiziran. Potrebno je utvrditi uzroke postojanja razlika i, u
skladu s tim, predložiti korekciju SNO za ispitivanje hemijske stabilnosti baruta.
Literatura:
[1] Maksimović P., V.: Eksplozivne materije, VIZ, Beograd 1985.
[2] Praćenje hemijske stabilnosti baruta i raketnih goriva -
SNO 8069/91, Beograd 1991.
[3] Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 935 „Reactions in the System Nitro-cellulose/ Diphenylamine with Special Reference to the Formacion of a Stabiliying Product Bonded to Nitro-cellulose“, BY TORBJORN LINDBLON, ACTA UNIVERSITATIS UPSALIENSIS, Uppsala, 2004.
[4] Grbović, L: Hemijska degradacija baruta, Magistarski rad, Tehnološki fakultet, Zagreb, 1985.
[5] SNO broj: 7118/94 (NC-18), 1243/89 (NC-27), 1240/94
(NC-29), 1261/89 (NC-37), 1175/84 (NC-38), 1189/84 (nC-40) 7653/97 (Nc-70), 7883/88 (NC-123), 1194/89 (NCD-11), 1195/89 (NCD-21), 1218/95 (nCD-27),
1269/84 (NGB-061), 1178/84 (NGB-081), 1167/94 (NGB-161), 1179/84 (NGB-231), 1224/94 (NBG-261), 1170/84 (NGH-215) i 1268/92 (NGH-285).
[6] Zbornik radova Kvalitet uskladištenih UbS, Tematski skup TU GŠVJ, Beograd 1994.
180
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
Sastav ispitivanih baruta
Tabela 1
Tip i vrsta baruta % NC % N2 u NC % NGL % dnt % dfa % CI % vlage
1 2 3 4 5 6 7 8
NC-A 97,5 13,10 1,60 1,30
NC-B 96,8 13,10 1,50 1,35
NC-C 94,3 13,05 1,20 4,00 1,25
NC-D 96,7 13,10 1,50 1,35
NC-E 97,4 13,10 1,60 1,30
NC-F 97,5 12,95 1,10 1,30
NC-G 96,8 13,25 1,40 1,20
NC-H 96,75 13,00 1,50 1,35
ncd-a 82,9 13,05 9,75 1,30 0,60
ncd-b 82,6 13,05 9,75 1,30 0,60
ncd-c 86,0 13,05 9,75 1,30 0,60
NGB-A 57,5 12,75 40,50 1,70 0,50
NGB-B 57,5 12,75 40,50 1,70 0,50
NGB-C 58,0 12,15 40,00 1,70 0,30
ngb-d 57,5 12,75 40,50 1,70 0,30
NGB-E 58,0 12,15 40,00 1,70 0,30
NGH-A 56,0 12,05 26,80 9,00 3,00 0,70
NGH-B 56,0 12,05 26,60 9,00 3,00 0,70
Tabela 2
Rezultati ispitivanja sadržgja stabilizatora NC baruta
Red. br. Vrsta baruta Br.serija tsk C0 (%) C, % (HPLC) Q Q I Q Q SD S T m W
dfa NNO- dfa 2N- dfa 4N- dfa dfa DFAe f dfa DFAe f
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1. NC-B 6 25 1,48 1,16 0,09 0,03 0,04 21,54 10,68 0,02 0,09 0,01 0,06 72,2 1
2. nc-d 9 25 1,46 1,17 0,10 0,02 0,03 19,73 9,30 0,05 0,10 0,03 0,07 80,2 1
3. NC-A 9 30 1,59 1,32 0,15 0,06 0,04 17,24 1,54 0,04 0,04 0,03 0,03 111,7 1
4. NC-E 14 30 1,61 1,21 0,16 0,03 0,03 25,01 10,85 0,08 0,15 0,05 0,10 76,2 1
5. AV 9,5 27,5 1,54 1,22 0,13 0,04 0,04 20,88 8,09 0,07 0,12 0,05 0,08 85,1 1
6. nc-d 9 15 1,62 0,77 0,29 0,10 0,15 52,72 19,21 0,33 0,12 0,21 0,08 18,8 2
7. NC-F 6 15 1,43 1,15 0,16 0,03 0,04 19,39 3,43 0,08 0,07 0,05 0,05 57,3 2
8. NC-H 10 15 1,55 1,28 0,15 0,04 0,02 17,29 3,72 0,05 0,05 0,03 0,03 57,0 2
9. NC-A 9 30 1,59 0,95 0,18 0,07 0,00 40,48 24,97 0,05 0,05 0,03 0,03 40,4 2
10. NC-E 13 30 1,61 0,60 0,24 0,08 0,07 62,35 37,96 0,29 0,15 0,19 0,09 24,0 2
11. AV 9,4 21,0 1,56 0,95 0,20 0,06 0,06 38,45 17,86 0,28 0,19 0,18 0,12 39,5 2
12. NC-A 9 30 1,59 1,32 0,15 0,06 0,04 17,24 1,54 0,04 0,04 0,03 0,03 111,7 1
13. 0,95 0,18 0,07 0,00 40,48 24,97 0,05 0,05 0,03 0,03 40,4 2
14. NC-E 6 1,60 1,28 0,18 0,06 0,05 20,16 1,99 0,02 0,03 0,02 0,02 93,2 1
15. 0,82 0,19 0,06 0,02 48,43 31,85 0,15 0,09 0,10 0,06 32,6 2
NAPOMENA: Ddfa = (C0-C)x100/C0, DDFAef= (C0-Cef)x100/Co, SD = standardna devijacija, S = ostupanje od srdnje vrednosti, AV = srednja vrednost.
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
181
Tabela 3
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NC baruta iz KB-2 karakteristični primeri
Red. br. Vrsta baruta Br.serija tsk C0 (%) C, % (HPLC) Q Q I Q Q SD S T w
DFA NNO- DFA 2N- DFA 4N- DFA DFA DFAe f DFA DFAe f
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1. NC-A 9 30 1,59 0,95 0,18 0,07 0,00 40,48 24,97 0,05 0,05 0,03 0,03 40,35 2
2. 5 30 0,52 0,28 0,08 0,10 67,14 37,51 0,16 0,13 0,10 0,08 19,25 2
3. 3 30 0,15 0,33 0,14 0,13 90,30 52,76 0,04 0,06 0,02 0,04 8,90 2
4. 31 0,13 0,30 0,14 0,16 92,01 54,37 0,05 0,07 0,03 0,04
5. 32 0,02 0,36 0,16 0,21 98,72 52,57 0,03 0,07 0,02 0,04
6. NC-B 3 15-16 1,54 1,17 0,12 0,04 0,04 24,41 11,03 0,06 0,09 0,04 0,06 40,32 1
7. 0,02 0,36 0,13 0,13 98,49 57,50 0,02 0,15 0,01 0,10 2,93 2
8. 1 15 1,64 1,24 0,16 0,04 0,08 24,39 7,32 39,67 2
9. 18 0,00 0,03 0,11 0,06 100,0 87,80 - 2
10. NC-D 3 15 1,45 1,12 0,18 0,04 0,03 23,22 5,60 0,11 0,05 0,07 0,03 41,73 1
11. 0,36 0,30 0,10 0,12 76,22 40,14 0,34 0,47 0,22 0,31 10,37 2
12. NC-F 4 15 1,41 1,20 0,16 0,03 0,03 14,85 -0,95 0,03 0,04 0,02 0,02 70,42 2
13. 19 0,00 0,17 0,17 0,19 100,0 62,41 0,00 0,09 - 0,06 - 2
14. NC-G 3 10 1,09 0,38 0,61 0,10 0,21 65,46 19,25 0,23 0,17 0,15 0,11 6,99 2
15. NC-H 4 17 1,64 0,36 0,31 0,13 0,17 77,98 43,16 0,09 0,05 0,06 0,03 7,82 2
16. 18 0,21 0,40 0,12 0,17 87,30 45,31 0,09 0,07 0,06 0,05 5,70 2
17. 19 0,18 0,34 0,13 0,13 89,01 52,53 0,02 0,04 0,01 0,03 5,33 2
18. 21 0,09 0,43 0,13 0,17 94,53 50,26 0,03 0,05 0,02 0,04 4,04 2
182
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
Red. br. Vrsta baruta Br.serija tsk C0 (%) C, % (HPLC) Q Q I Q Q sd s T m W
dfa NNO- dfa 2N- dfa 4N- dfa dfa DFAe f dfa DFAe f
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
19. NC-B 4 15 1,60 0,11 0,29 0,18 0,29 93,47 45,87 0,11 0,57 0,07 0,37 3,71 2
20. nc-d 6 20 1,60 0,13 0,41 0,15 0,20 91,76 43,98 0,04 0,06 0,03 0,04 5,53 2
21. NC-H 7 19,3 1,60 0,19 0,34 0,14 0,16 88,32 48,05 0,05 0,13 0,03 0,08 6,19 2
22. NC-H 7 21,3 1,60 0,08 0,41 0,14 0,17 94,86 50,06 0,04 0,04 0,02 0,03 4,89 2
23. AV 6,0 19,0 1,60 0,13 0,36 0,15 0,21 92,10 46,90 0,05 0,04 0,03 0,03 5,08 2
24. 12 15 1,24 0,95 0,14 0,01 0,02 22,99 9,84 0,14 0,12 0,09 0,08 48,78 2
25. 6 20 1,20 0,05 0,34 0,09 0,16 96,23 46,85 0,07 0,16 0,04 0,11 4,69 2
26. NC-C 5 15 *4,36 *3,59 17,37 *0,24 *0,16 2
27. 5 20 *3,50 *2,88 17,53 *0,18 *0,12 2
28. 6 26 *3,31 *2,55 22,53 *0,20 *0,13 2
NAPOMENA: rezultati od uzoraka iz KB-1 su dati radi poređenja, * - podaci se odnose na CI
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NCD baruta
Tabela 4
Red. br. Vrsta baruta Br.serija tsk C0 (%) C, % (HPLC) Q Q I Q Q sd s T m W
dfa NNO- dfa 2N- dfa 4N- dfa dfa DFAe f dfa DFAe f
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1. ncd-a 5 20 1,41 1,14 0,07 0,01 0,04 19,21 12,50 0,02 0,06 0,02 0,04 66,58 1
2. ncd-a 5 26 1,42 1,14 0,12 0,02 0,00 19,32 9,15 0,04 0,04 0,03 0,03 89,01 1
3. ncd-b 7 20 1,42 1,15 0,06 0,02 0,02 18,45 11,60 0,04 0,07 0,02 0,04 80,57 1
4. AV 5,7 22,0 1,42 1,14 0,08 0,02 0,02 18,99 11,08 0,01 0,03 0,00 0,02 78,72 1
5. ncd-a 7 25 1,40 1,03 0,09 0,08 0,03 25,89 11,57 0,05 0,06 0,03 0,04 59,66 2
6. ncd-b 5 20 1,38 0,99 0,10 0,07 0,03 27,87 13,17 0,05 0,06 0,03 0,04 44,09 2
7. ncd-b 8 25 1,44 0,77 0,17 0,12 0,05 46,19 22,92 0,25 0,15 0,16 0,10 33,85 2
8. ncd-c 10 25 1,43 1,02 0,14 0,09 0,05 28,17 8,77 0,25 0,14 0,16 0,09 79,13 2
9. AV 7,5 23,8 1,41 0,95 0,13 0,09 0,04 32,03 14,11 0,12 0,08 0,08 0,05 53,43 2
Tabela 5
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NGB baruta Vrsta | m Ek I C0 I CCI % I Dct % I sdct I Sci I T I
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
183
UV-VIS HPLC UV- VIS HPLC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1. NGB-B 4 25 1,78 1,58 11,19 0,14 0,09 186,6 KB-1
2. 1,48 16,67 0,07 0,04 100,4 KB-2
3. NGB-A 8 22,8 1,77 1,46 17,54 0,09 0,06 86,0 UbS
4. NGB-B 4 25 1,78 1,48 16,67 0,07 0,04 100,4 KB-2
5. 4 30 1,79 1,29 27,82 0,06 0,04 65,3
6. NGB-C 3 15 1,84 1,56 14,71 0,12 0,08 80,7
7. 5 20 1,79 1,49 16,44 0,08 0,05 80,1
8. 4 25 1,70 1,46 14,12 0,08 0,05 120,9
9. NGB-D 4 30 1,82 1,29 29,26 0,06 0,04 60,9
10. NGB-E 9 15 1,77 1,55 12,57 0,12 0,08 118,9
11. 14 20 1,74 1,52 12,26 0,09 0,06 119,5
12. 6 25 1,70 1,46 14,40 0,05 0,03 113,3
13. AV 6,1 22,8 1,77 1,46 17,58 0,09 0,06 91,7
14. NGB-A 8 22,8 1,77 1,45 18,54 0,08 0,06 80,1 UbS
15. NGB-B 3 30 1,80 1,34 25,88 0,05 0,03 69,9 KB-2
16. NGB-C 3 15 1,84 1,67 8,96 0,07 0,05 154,3
17. 5 20 1,79 1,60 10,59 0,07 0,04 130,3
18. 3 25 1,72 1,56 9,68 0,08 0,05 179,2
19. NGB-D 4 30 1,82 1,36 25,27 0,02 0,02 71,7
20. NGB-E 9 15 1,77 1,64 7,07 0,07 0,04 221,6
21. 14 20 1,74 1,53 11,62 0,06 0,04 125,3
22. 6 25 1,70 1,55 9,20 0,06 0,04 191,2
23. AV 6,1 22,5 1,77 1,52 14,09 0,12 0,08 135,9
Zbirni rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NGB baruta, grupisani po godinama starosti
Tabela 6
tE UV-VIS HPLC
C0 , (%) Cci, % Dci, % C0 , (%) Cci, % Dci, %
1 2 3 4 5 6 7
15 1,81 1,56 13,64 1,81 1,66 8,02
20 1,77 1,51 14,35 1,77 1,57 11,11
25 1,73 1,47 15,06
30 1,81 1,29 28,54 1,81 1,35 25,58
Tabela 7
Rezultati ispitivanja sadržaja stabilizatora NGH baruta različitih godina starosti
Red. br. Vrsta baruta Broj serija tsk C0 (%) CCI, % DCI, % SDci Sci T W
UV-VIS HPLC UV- VIS HPLC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1. NGH-B 9 15 3,07 2,92 4,83 0,04 0,03 230,5 1
2. NGH-A 17 30 3,21 2,86 10,90 0,14 0,09 201,4
3. AV 13,0 22,50 3,14 2,89 7,87 0,04 0,03 216,0
4. NGH-A 5 15 3,18 2,77 12,94 0,11 0,07 171,5 2
184
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.
Red. br. Vrsta baruta Broj serija tsk C0 (%) CCI % DCI % SDci Sci T W
UV-VIS HPLC UV- VIS HPLC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
5. NGH-B 15 20 3,12 2,81 9,92 0,11 0,07 156,8
6. NGH-A 3 25 3,16 2,76 12,69 0,14 0,09 134,8
7. AV 7,7 20,0 3,15 2,78 11,85 0,03 0,02 154,4
8. NGH-A 5 15 3,18 2,82 11,53 0,10 0,07 180,7 2
9. NGH-B 15 20 3,12 2,89 7,29 0,05 0,04 188,2
10 NGH-A 3 25 3,16 2,79 11,61 0,04 0,02 142,2
AV 7,7 20,0 3,15 2,83 10,14 0,05 0,03 170,4
11. NGH-A 4 25 3,14 3,04 3,19 0,03 0,02 541,1 2
12. NGH-A 3 25 3,16 2,76 12,69 0,14 0,09 134,8
13. NGH-A 4 25 3,14 3,05 3,03 0,05 0,04 631,3
14. NGH-A 3 25 3,16 2,79 11,61 0,04 0,02 142,2
15. NGH-A 4 35 3,08 2,85 7,54 0,09 0,06 331,2 1
■tt
"re
co
2,00 1,50 1,00 0,50 0,00
DFA0 DFAef DFA NNO- 2N-DFA 4N-DFA
1,54 1,56 1,411,27 1,220,95
KB-1/27,5
■KB-2/21
DFA
Vrsta stabilizatora
Sl. 1 — Prosečna promena sadržaja stabilizatora NC baruta
21godinu u KB-2
nakon 27,5 godina u KB-1, odnosno
DFAef DFA
Vrsta stabilizatora
38.45
KB-1/27,5
KB-2/21
Sl. 2 — Pad sadržaja preostalog
efektivnog stabilizatora za NC barute nakon 27,5 godina u KB-1, odnosno 21godinu u KB-2
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
185
1,60 1,60 1,571,10 1,30 0,78
2,00
1 1,50
"re CO 1,00 0,50
0,00
DFA0 DFAef DFA NNO- 2N-DFA 4N-DFA DFA
Vrsta stabilizatora
Sl. 3 — Zavisnostpromene sadržaja stabilizatora baruta NC-A i NC-E od uslova čuvanja
O
N
-S
T3
CX
50.00
40.00
30.00
20.00 10,00
0,00
28,97
2,32
DFAef DFA
45,18
Vrsta stabilizatora
KB-1/30
KB-2/30
Sl. 4 — Zavisnostpada preostalog i efektivnog stabilizatora od uslova čuvanja za barute NC-A i NC-E
5
4
3
2
1
0
4,36 3,59
15 god. 20 god. 25 god. Vreme (god.)
■ CI0
■ CI
Sl. 5 — Utrošak CI sa vremenom u barutu NC-C
186
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
Sl. 6 — Pad sadržaja CI sa vremenom u barutu NC-C
A
□ DFA ■ DFAef
KB-1
NC/27,5
KB-1 KB -2 KB -2
NCD/22,0 NC/21,0 NCD/23,8
Sl. 7 — Poređenje pada stabilizatora za NC i NCD barute
3 8.45
32.03
20.88
18.9 9
14.11
17.8 6
11.08
8.09
x©
O'-
o
2
1,5
1
0,5
0
1,81 1,66 1,56 1,77 1,57 1,51 1,73 1,47 1,81 1,35 1,29
15 god. 20 god. 25 god. 30 god.
Vreme (god.)
■ CI0
■ CI HPLC CI UV-VIS
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 2/2006.
187
Sl. 8 — Zavisnost sadržaja stabilizatora u NGB barutima iz KB-2 sa vremenom
30 '
Pad d5( %)
20 8,02
0
13,64 n,n 14,35 15,06
15 god 20 god 25 god 30 god Vreme (god)
■ Cl HPLC
■ Cl UV-VIS
Sl. 9 — Zavisnost pada stabiizatora NGB baruta iz KB-2 sa vremenom
b
a
■S £
^ 1
20
15
10
5
0
14,09
UV-VIS HPLC NGB/22,8 NGB/22,6
11,85
10,14
UV-VIS HPLC NGH/20,0 NGH/20,0
Sl. 10 — Poređenje pada stabilizatora za NGB i NGH barute
40
(%) 30
20 10 0
NC/21,0 NCD/23,8 NGB/22,6 NGH/20,0
Tip baruta
Sl. 11 — Poređenje pada stabilizatora jednobaznih i dvobaznih baruta iz KB-2
Vek trajTod.200 150 100 50 0
NC/21,0 NCD/23,8 NGB/22,6 NGH/20,0
Tip baruta/vreme skladištenja
Sl. 12 — Poređenje veka trajanja jednobaznih i dvobaznih baruta iz KB-2
188
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 2/2006.