Spôsob urýchlenia chemických procesov munície

(22) Dátum podania prihlášky 8. 12. 2014 (13) Druh dokumentu Yl(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (201501)(33) Krajina alebo regionálna organizácia priority F 42 B 35/00(43) Dátum zverejnenia prihlášky 1. 7. 2015 Vestník UPV SR Č. 07/2015(45) Dátum oznámenia 0 zápise ÚRAD úžitkového vzoru 3. 12. 2015 PRIEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 12/2015 VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 21. 10. 2015(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(54) Názov Spôsob urýchlenia chemických procesov muníciePodstatou technického riešenia je urýchlenie chemických JIOCCSOV aplikáciou rôznych hodnôt teploty v každom použitom materiáli, najmä vo výbušninách, ato tým, že ich umiestnime do temperačných komôr, ktoré zaručujú svojím(onštrukčným riešením udržanie predpísanej teploty, TemJeračná komora je charakteristická samostatným vyhrievacím alebo chladiacim zariadením a regulačným systémom,(torým je možné vopred naprogramovat hodnotu teploty a dĺžku časového cyklu, Časové cykly a teplota sa nastavuje podľa konkrétnych skladovacích podmienok. Výsledkom Jôsobenia zvýšených teplôt je urýchlenie nežiaducich chemických rozkladaných reakcií, ktoré znehodnocujú výbušniny a znižujú ich pracovnú schopnosť. Kombináciou vlh(osti a nízkych teplôt sa pôsobí na fyzikálne vlastnosti výaušnín, ktoré môžu spôsobiť deformáciu alebo praskanie JÓVOClIJýCh požadovaných tvarov výbušnín, čo môže mať za následok nežiaducu predčasnú iniciáciu výbušniny. Tako získané informácie môžu byt podkladom, Či konkrétne dávky a množstvá munície, ktoré sú po garancii, sa poneChajú naďalej v zásobách alebo sa odsunú do opravy, alebo sa vyradia zo zásob a zabezpečí sa ich bezpečná likvidácia.Spôsob urýchlenia chemických procesov munície, tzv. umelé starnutie munície je experimentálna metóda skúšky, ktorá sa využíva V procese hodnotenia možnosti predĺženia technickej životnosti munície. Spôsob urýchlenia chemických procesov munície je počas relatívne krátkej doby (niekoľko týždňov) priviesť muníciu do stavu, v ktorom sa z hľadiska jej projektovaných technických parametrov bude s najväčšou pravdepodobnosťou nachádzať za niekoľko rokov prirodzeného starnutia.Munícia ako špeciálny druh materiálu patrí medzi najnáročnejšie výrobky vzhľadom na veľké nároky na dodržiavanie bezpečnostných, kvalitatívnych a technologických podmienok v etape jej výroby a aj počas jej celého životného cyklu. V priebehu životnosti munície dochádza k fyzikálno-chemickým procesom, ktoré pôsobia na jej kvalitu a vlastnosti. Tie môžu významne meniť jej parametre, ktoré sú dôležité pre jej správnu funkciu a bezpečnosť používateľa. Príčinou týchto procesov je vzájomné pôsobenie munície a okolitého prostredia. Okolité prostredie predstavuje pôsobenie klimatických podmienok, ktorými je munícia zaťažovaná,ide najmä o extrémne zmeny teploty, vlhkosti a pod. Tie pôsobia súbežne s vyvolanými prostrediami, ktoré vyplývajú z prevádzkového používania, napr. skladovania, prepravy, manipulácie, nabíjania a pod. Súčasťou životného cyklu munície alebo muničného systému je jej základná životnosť uvádzaná aj ako technická životnosť. Pre jednotlivé druhy munície stanovujú a garantujú základnú životnosť výrobcovia dobu 5 až 15 rokov od ich výroby. Munícia všetkých druhov a typov môže byť prevádzkovaná aj po ukončení jej základnej životnosti. Pri takejto munícii je však treba vykonávať špeciálne skúšky, ktoré sa musia pravidelne opakovať v stanovených intervaloch. Ide o skúšky chemické, fyzikálne, technické a strelecké, súhrnne nazývané prevádzkové skúšky. Môžu ich vykonávať výrobcovia, odborné pracoviská ozbrojených SÍl a iné akreditované pracoviská. V programoch týchto skúšok sú realizované previerky energetických materiálov a nevýbušných elementov, ktoré sú v munícii zalaborované a previerky elementov, ktoré tvoria súčasť munície vrátane mechanických častí, obalov a prevádzkovej dokumentácie. Na základe výsledkov skúšok a takto získaných informácií o technickom stave munície sú realizované ďalšie činnosti, ako je skladovanie a obmeny munície,určenie munície pre výcvik, ošetrovanie a opravy, vyradenie nespôsobilej munície a príprava podkladov na obstarávanie novej munície. Z uvedeného vyplýva, že rozhodnutie o ponechaní alebo vyradení munície s ukončenou životnosťou v zásobách bolo podmienené výsledkami špeciálnych prevádzkových skúšok. Ak tieto výsledky potvrdili, že vlastnosti munície a jej komponentov zodpovedajú jej projektovaným parametrom, bola jej životnosť administratívnym veliteľským rozhodnutím predĺžená o 3 - 5 rokov do ďalšej periodickej kontroly. Nevýhodou tejto metódy predĺženia technickej životnosti munície bolo to, že výsledky špeciálnych prevádzkových skúšok poskytovali informáciu o technickom stave munície len v aktuálnom čase. Na ich základe nebolo možné objektívne prognózovať jeho ďalší vývoj. V období medzi dvomi cyklickými prevádzkovými kontrolami munície mohlo dôjsť k strate jej parametrov, mohla sa na základe degradačných procesov stať pre používateľa nebezpečnou.Uvedené nedostatky (nevýhody) do značnej miery odstraňuje spôsob urýchlenia chemických procesov munície, ktorý v rámci postupu predĺženia technickej životnosti, pri ktorom sú vybrané druhy munície podrobené po ukončení základnej garantovanej životnosti súboru namáhaní, skúškam a kontrolám. Tieto simulujú klimatické, mechanické, chemické a fyzikálne podmienky, zodpovedajúce reálnemu namáhaniu počas stanoveného obdobia, o ktoré má byť technická životnosť predĺžená. Výsledky realizovaného programu predĺženia životnosti poskytujú dôkaz, že munícia zostane plne bojaschopná, bezpečná pri manipulácii, preprave, skladovaní a musí splniť svoju predurčenú funkciu pri použití v novoprojektovanom období svojho životného cyklu. Najvýznamnejšou súčasťou technologického procesu predĺženia technickej životnosti spôsobom urýchlenia chemických procesov munície je experimentálne namáhanie - umelé (zrýchlené) starnutie munície. Umelé (zrýchlené) starnutie munície je proces simulujúci prirodzené starnutie munície. Je vykonávaný obvykle pôsobením teploty rôznej hodnoty, tzn. temperáciou za zvýšených a znížených teplôt, pôsobením vlhkosti, námrazy a rosy, ktoré urýchľujú fyzikálno-chemické procesy, ktoré za normálnych skladovacích alebo exploatačných podmienok prebiehajú niekoľko rokov.Cieľom umelého starnutia spôsobom urýchlenia chemických procesov munície je počas relatívne krátkej doby (niekoľko týždňov) priviesť muníciu do stavu, v ktorom sa bude s najväčšou pravdepodobnosťou nachádzať o niekoľko rokov prirodzeného starnutia. Význam umelého starnutia pre prevádzkové skúšobníctvo munície a výbušnín spočíva v možnosti vykonať skúšanie munície a výbušniny v stave, v akom sa bude na 1 Dchádzať napr. o 5 resp. 10 rokov prirodzeného starnutia. Týmto je možné garantovať bezpečnosť a spoľahlivosť munície V uvedenom období po vykonanej kontrole. Výbušniny sa z výbušných predmetov - munície nevyberajú V prípade, že veľkosť munície dovoľuje umiestniť ju V prístrojoch a zariadeniach i pôvodnej munícii alebo pokiaľ je to nevykonateľné, tak V náhradnom balení čo najviac zodpovedajúcom podmienkam svojej muničnej aplikácie. Pri voľbe režimov umelého starnutia je potrebné vychádzať zo skutočných extrénmych namáhaní, ktorým môže byť munícia počas skladovania a exploatácie podrobovaná.Podstatou technického riešenia je urýchlenie chemických procesov aplikáciou rôznych hodnôt teploty V každom použitom materiáli, najmä vo výbušninách, a to tým, že sú umiestnené do temperačných komôr,ktoré zaručujú svojím konštrukčným riešením udržanie predpísanej teploty. Temperačná komora je charakteristická samostatným vyhrievacím alebo chladiacim zariadením a regulačným systémom, ktorým je možné vopred naprogramovať hodnotu teploty a dlžku časového cyklu. Časové cykly a teplota sú nastavené podľa konkrétnych skladovacích podmienok.Výsledkom pôsobenia zvýšených teplôt je urýchlenie nežiaducich chemických rozkladných reakcií, ktoré znehodnocujú Výbušniny a znižujú ich pracovnú schopnosť. Kombináciou vlhkosti a nízkych teplôt je pôsobené na fyzikálne Vlastnosti výbušnín, ktoré môžu spôsobiť deformáciu alebo praskanie pôvodných požadovaných tvarov výbušnín, čo môže mať za následok nežiaducich predčasných iniciácií výbušnín.Vysoká alebo nízka teplota spojená zo zvýšenou vlhkosťou negatívne pôsobí aj na ostatné použité materiály použité pri výrobe munície.Spôsob urýchlenia chemických procesov munície imituje skladovanie munície počas piatich rokov skladovania a používania, pričom je použitý program namáhania (tabuľka l), ktorý sa vykonáva pri muničných celkoch obsahujúcich Výbušné látky. Režimy záťaže sú stanovené podľa druhov účinkov ročného skladovacieho cyklu a predpokladaných prepravných cykloch. EXtrémnemu namáhaniu sú podrobené Všetky skúšobné Vzorky. Na zabezpečenie režimov umelého starnutia je Využitá temperačná komora s dostatočným objemom,ktorá je schopná V stanovenom čase udržovať nastavenú teplotu s presnosťou i 0,5 °C. Priestorová odchýlka teploty V rôznych miestach komory neprekračuje il °C.Umelé stamutie munície je vykonávané vo vyhotovení, ktoré sa čo najviac približuje reálnej muničnej aplikácii V praxi (munícia V originálnom balení). Režim experimentálneho namáhania - umelé stamutie je rozdelené na niekoľko po sebe nasledujúcich etáp.Je uskutočňované V temperačnej komore a je stanovené na základe posúdenia predpokladaných možných tepelných namáhaní V reálnych podmienkach. Najdôležitejšie vplyvy z hľadiska namáhania sú vplyvy pôsobenia teplôt. Pre klimatické oblasti s vysokou teplotou okolitého prostredia je najvhodnejšia aplikácia namáhania jednou vysokou teplotou počas jedného časového cyklu. Odporúčaná teplota 65 °C sa blíži teplote skutočného klimatického namáhania. Táto teplota je stanovená empiricky, na základe skutočných tepelných namáhaní, ktoré sú typické pre tropické oblasti nasadenia, kde prevažujú extrémne plusové teploty. V krajinách s miernejšou klímou sú vhodné časovo cyklické zmeny teploty. V tejto oblasti sa nachádza aj SR. Striedanie teplôt nepriaznivo vplýva predovšetkým na výbušniny a dochádza k ich urýchlenému starnutiu.Je uskutočňované V temperačnej komore, kde je možné overiť funkčnosť, bezpečnosť a spoľahlivosť pri skúške simulujúcej nepriaznivé podmienky skladovania, manipulácie a dopravy V podmienkach inovate a rosy. Temperačná komora umožňuje zmenu vlhkosti temperovaného priestoru. Skúška je vykonávaná V nadväznosti na temperáciu pri mínusovej teplote. Dôležité je po ukončení temperácie Otepľovanie vzorky max. rýchlosťou 3 °C/min 1, pri relatívnej vlhkosti min. 70 až na teplotu 28 °C.Poznámka V prípade, že teplota okolia dosahuje 25 °C a relatívna Vlhkosť min. 70 , je povolené muníciu vytiahnuť z temperačnej komory a vykonať výdrž na teplote okolia počas min. 6 hodín.Cyklické namáhanie pri zvýšenej vlhkosti V temperačnej komorePre kategóriu klimatických oblastí, kde dochádza k podstatným zmenám mínusových teplôt V noci a plusových teplôt vo dne s vysokou relatívnou vlhkosťou, je vhodné muníciu podrobiť režimu, ktorý zabezpečuje kombinované pôsobenie týchto faktorov. Proces prebieha V temperačných komorách, ktoré umožňujú zmenu vlhkosti temperovaného priestoru. Z dôvodu zvýšenia účinkov namáhania sa zaraďuje dávkovanie namáhaní po cykloch, pričom jeden cyklus predstavuje jeden záťažový činiteľ. Na realizáciu stanovených namáhaní je Vhodné použiť samostatné temperačné komory pre plusové aj mínusové teploty.Tabuľka 1 Spôsob urýchlenia chemických procesov munície- nábeh na teplom -40 °C a Výdrž na tejto teplote počas 8 hod.,- temperácia pri 20 °C počas min. 12 hod.,- nábeh na teplotu 50 °C a Výdrž na tejto teplote 8 hod.,namáhanie V podmienkach inovate a rosy Vykonať 3 cykly po sebe Cyklus má dva kroky- nábeh na teplotu -20 °C a Výdrž na tejto teplote počas 6 hod.,- otepľovanie vzorky, max. rýchlosťou 3 °C/min 1, pri relatívnej vlhkosti min. 70 až na teplotu 25 °C a výdrž na tejto teplote počas min. 6 hodín. Poznámka - v prípade teploty okolia min. 25 °C a relatívnej vlhkosti (RH) min 70 dovoľuje sa vzorky vytiahnuť po ukončení temperácie na teplote -20 °C z temperačnej komory a vykonať výdrž na teplote okolia- krok A nábeh na teplotu -40 °C a výdrž na tejto teplote počas 12 hod.,- krok B nábeh na teplotu 65 °C pri relatívnej vlhkosti 95 a výdrž na tejto teplote počas 12 hod.,- krok C nábeh na teplotu 20 °C a výdrž na tejto teplote počas 24 hod.,- krok D nábeh na teplotu -40 °C a výdrž na tejto teplote počas 8 hod.,- krok E nábeh na teplotu 65 °C pri relatívnej vlhkosti 95 a výdrž na tejto teplote počas 12 hod.,- krok F nábeh na teplotu 20 °C a výdrž na tejto teplote počas 16 hod.Celý cyklu sa vykonáva V poradí krokov A-B-A-B-C-D-E-D-E-D-F.Spôsob urýchlenia chemických procesov munície podľa tabuľky predstavuje jeden rok skladovania vo vojenských skladoch. Pri úlohe nechať zostarnúť muníciu o 5 rokov je potrebné spôsob urýchlenia chemických procesov munície podľa tabuľky zopakovať päťkrát. Namáhaniu podľa tabuľky 1 boli podrobené všetky skúšobné vzorky. Po ukončení zvoleného programu sa vzorky nechali vytemperovať na laboratórnu teplotu a použili sa na ďalšie predpísané kontroly a skúšky.Predmet úžitkového vzoru môže byť uplatnený pri prognózovaní životnosti munície, ktorá je už po jej garantovaní výrobcom. Spôsob urýchlenia chemických procesov munície - umelé starnutie munície je proces simulujúci prirodzené starnutie munície s cieľom počas relatívne krátkej doby (niekoľko týždňov) priviesť muníciu do stavu, v ktorom sa bude z hľadiska jej technických parametrov nachádzať o niekoľko rokov prirodzeného starnutia, napr. zá 5, resp. 10 rokov. Takto získané informácie môžu byť podkladom pre odborné orgány s rozhodovacou právomocou, či konkrétne dávky a množstvá munície, ktoré sú po garancii, ponechá naďalej v zásobách alebo ich odsunie do opravy, alebo ich vyradí zo zásob a zabezpečí ich bezpečnú likvidáciu.1. Spôsob urýchlenia chemických procesov munície, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že munícia sa ohreje v temperačnej komore v určitom časovom intervale a následne sa ochladzuje v temperačnej komore v určitom časovom intervale, pričom temperačná komora má vyhrievacie, chladiace a regulačné systémy.2. Spôsob urýchlenia chemických procesov munície podľa nároku 1, V y z n a č u j ú c i S a t ý m , že pozostáva z nasledovných krokov- nábeh na teplotu -40 °C a výdrž na tejto teplote počas 8 hod.,- nábeh na teplotu 50 °C a výdrž na tejto teplote 8 hod.,3. Spôsob urýchlenia chemických procesov munície podľa nároku 1,t ý m , že pozostáva s nasledovných krokov- nábeh na teplotu -20 °C a výdrž na tejto teplote počas 6 hod.,- Otepľovanie vzorky, max. rýchlosťou 3 °C/min, pri relatívnej vlhkosti min. 70 až na teplotu 25 °Ca výdrž na tejto teplote počas min. 6 hodín., pričom uvedené kroky sa zopakujú trikrát. 4. Spôsob urýchlenia chemických procesov munície podľa nároku 1, V y z n a č u j ú c i S a