Abstract
During the safety inspection of nitrocellulose-made explosive containers stored for more than 10 years, cracks were found in the containers. Therefore, a failure cause analysis test was performed. First, the cause of failure through the failure tree analysis was conducted to select the factors that influenced failure. The changes in the properties of the container caused by the acceleration of the reaction were found to be the cause of the failure by confirming the influence on the environment and internal/external factors that may occur during storage. To confirm this, environmental tests, such as thermal shock test and vacuum thermal stability test, were performed using a naturally aged container to analyze the cause of failure, and an accelerated aging test was performed to reproduce the failure. Through this, the chemical reaction was accelerated by heat and charge, as in the result of the fault tree analysis, and it was confirmed that the physical properties of the container were changed. In addition, the service life of the container was estimated using the Arrhenius model for the storage life due to thermal aging.
10년 이상 보관된 니트로셀룰로오스 (Nitrocellulose, 니트로셀룰로오스) 재질의 화약용기 안전 검사를 진행하는 과정 중 화약이 보관되어진 용기에 균열이 발생한 것을 확인하여 고장 원인 분석 시험을 실시하였다. 고장이 발생한 데에 영향을 준 요인을 선별하기 위해 먼저 고장수목분석(Fault Tree Analysis, FTA)을 통해 고장 요인 및 원인에 대해 탐구하였으며, 보관 시 발생할 수 있는 내·외부적인 요인 및 환경에 대한 영향성을 확인한 결과 열에 의해 화학 반응이 가속화되어 발생한 화약용기의 물성 변화가 고장의 원인인 것으로 추정하였다. 이를 확인하기 위해 자연 노화된 화약용기를 이용하여 열충격시험, 양립성 시험 등의 환경시험을 수행하여 고장의 원인 분석을 수행하였으며, 가속노화시험을 통해 고장 재현 시험을 실시하였다. 이를 통해 앞선 고장수목분석 결과와 같이 열과 화약에 의해 화학 반응이 가속화되는 것을 확인할 수 있었으며, 화약용기의 물성이 변화하는 것을 확인하였다. 또한, 열 노화에 의한 수명 추정을 위해 아레니우스 모델(Arrhenius Model)을 이용하여 화약용기의 사용 수명을 추정하였다.