168122 (625129), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Методы извлечения из боеприпасов взрывчатых веществ и составов
В некоторых случаях рассмотренные выше методы расснаряжения боеприпасов позволяют непосредственно извлечь взрывчатый элемент-наполнитель путем отделения его от вскрытого корпуса. Такая ситуация, в частности, имеет место при использовании метода гидрорезки, который особенно эффективен для авиационных бомб наружной подвески и крупногабаритных морских мин. В этом случае ВВ после извлечения, по существу, может быть использовано вторично в народном хозяйстве. В случае малогабаритных мин (противотанковых, противопехотных и т.д.) возможны простые механические способы вскрытия и освобождения оболочки (металлической, пластиковой, тканевой) с последующим механическим дроблением формованного взрывчатого состава на куски определенных размеров, пригодные для непосредственного использования на карьерах и в рудниках.
Что касается извлечения ВВ из снарядов различного калибра, в этом случае целесообразно использовать иные подходы.
Для тротилсодержащих боеприпасов наиболее разработанным методом является выплавка наполнителя с использованием внутреннего или внешнего обогрева водяным паром или специально подобранным жидким теплоносителем.
Наиболее дешевый метод — применение водяного пара для подачи внутрь боеприпаса с целью выплавки тротилсодержащего взрывчатого состава с последующей сепарацией мелкодисперсного металла (алюминия) и с использованием воды в замкнутом оборотном цикле. При этом тротил после кристаллизации может быть употреблен вторично в народном хозяйстве в качестве компонента промышленных ВВ.
Эффективно, особенно для крупногабаритных изделий, применение других жидких теплоносителей (силиконовое масло, парафин, церезин). При этом теплоноситель также участвует в замкнутом оборотном цикле, а тротил подвергается соответствующей переработке и используется в народном хозяйстве. В качестве внешнего теплоносителя может быть и водяной пар. Для этого возможно применение секционных антидетонационных ванн прямоугольного сечения с встроенными паровыми теплообменниками, которые одновременно выполняют роль антидетонационных броне" вкладышей. Секционная пятислойная конструкция и защита исключают передачу детонации при случайном взрыве 152-миллиметрового изделия (снаряда). Передача детонации между ваннами также исключается вследствие их размещения на расстоянии 100 мм друг от друга и заполнения промежутков между ними железобетоном. Применение водяных ванн с паровым обогревом и минимальным объемом воды гарантированно исключает перегрев (свыше 100 °С) при любых неполадках системы и в то же время позволяет значительно сэкономить тепло- и энергоресурсы.
При выплавке заряда в нем предварительно высверливается канал диаметром 30—45 мм. Выплавка тротила осуществляется на специальных установках пароводяной смесью при температуре воды 93—95 °С и пара 125 °С. Время выплавки в зависимости от типа боеприпаса колеблется в пределах 7—19 мин.
Имеющийся по этим методам опыт утилизации боеприпасов показывает, что существует вероятность аварийного слива тротилсодержащих жидкостей непосредственно в грунт и через него в грунтовые воды.
В этой связи с экологической точки зрения идеальным решением является использование в качестве теплоносителя непосредственно тротила или парафина. Тротил является универсальным ВВ, имеющим низкую точку плавления (80,2 °С), поддающимся всем способам снаряжения (заливка, шнекование, прессование) и в то же время — всем способам расснаряжения. Как теплоноситель он является универсальной жидкостью: взрывобезопасен, термически стабилен в жидкой и газовой фазах, имеет низкую упругость пара (1,33 • 10'4 Па при комнатной температуре). Его использование в качестве теплоносителя при расснаряжении позволит обеспечить экологическую безопасность технологии утилизации боеприпасов, исключить попадание в грунт и в окружающую атмосферу в силу комплекса его физико-химических свойств.
Обогрев боеприпаса с целью выплавки тротилсодержащих ВВ можно осуществлять и без жидкого теплоносителя путем индукционного воздействия на корпус боеприпаса. Важной особенностью такого подхода является экологическая чистота.
Преимущества метода индукционного разогрева: высокая концентрация энергии в нагреваемом материале, надежность работы, устройство регулирования и автоматизации технологических процессов, безопасные условия труда и отсутствие загрязнения окружающей среды. На установках выплавки используется низкотемпературный индукционный нагрев на промышленной частоте. Время разогрева корпуса боеприпаса составляет 3—4 мин, время выплавки ВВ — 4— 5 мин.
Описанные выше методы наиболее перспективны для извлечения из боеприпасов тротилсодержащих взрывчаты составов типа ТА-23, ТГ, ТГА и др. В то же время они непригодны для извлечения из боеприпасов гексоген- и октогенсодержащих взрывчатых составов, не содержащих тротила, а также металлизированных композиций на основе гексогена и октогена. В данном случае необходимо применение "сухих" методов извлечения ВВ. Например, вытачивание гексогенсодержащих ВВ, запрессованных в малокалиберные снаряды. Этот метод удовлетворяет требованиям взрывобезопасности, высокой производительности, гигиеничности условий работы, экологичности. Экологическая установка включает два блока: блок вытачивания разрывного заряда из штатного 30-миллиметрового снаряда с "естественным" опусканием продукта точения (под действием силы тяжести) к системе отвода и накопления порошкообразного ВВ и блок аэродинамического отбора, транспорта и накопления продукта утилизации разрывного заряда. В принципе производительность метода вытачивания по сравнению с нынешним уровнем может быть поднята в несколько раз при сохранении безопасности. При этом метод вытачивания остается наименее энергоемким по сравнению с другими методами извлечения ВВ.
Еще одним перспективным и эффективным является импульсный метод, по которому ВВ из корпуса извлекается за счет ударной волны от сосредоточенного заряда, распространяющейся через передающую рабочую среду. Действующие на изделие силовые факторы характеризуются большой интенсивностью и кратковременностью действия, измеряемой микросекундами. Импульсное воздействие возбуждает в материале разрывного заряда многократные упругие волны сжатия-растяжения. Последние приводят к диспергированию заряда внутри металлической оболочки. При этом возможность и необходимость использования относительно незначительного по величине импульсного воздействия (не превышающего предела динамической упругости материала оболочки) гарантируют безопасность процесса и сохранение свойств извлекаемого ВВ. Последнее позволяет использовать энергетический продукт по прямому назначению без дополнительной переработки.
Имеется возможность создания технологии расснаряжения взрывателей артиллерийских снарядов мелкого и среднего калибров на основе ультразвукового эффекта. Создается ультразвуковой автоматизированный комплекс, позволяющий обеспечить 100 %-ное расснаряжение боеприпасов в условиях безлюдной технологии.
Магнитодинамический способ извлечения снаряжения из корпуса боеприпаса заключается в обеспечении пластических деформаций цилиндрических оболочек в результате воздействия электромагнитного поля, что позволяет извлечь заряд ВВ без нарушения его целостности. Этот способ принадлежит к числу нетрадиционных способов расснаряжения боеприпасов. В настоящее время получены соотношения для оценки параметров магнитных полей, обеспечивающих пластическое деформирование цилиндрических оболочек, в результате чего заряд ВВ может быть извлечен из корпуса при сохранении его целостности. Полученные результаты и имеющиеся предварительные проработки позволяют рекомендовать магнитодинамическое воздействие для извлечения кумулятивных облицовок в случаях утилизации кумулятивных зарядов и боевых частей, обезвреживания средств взрывания, имеющих ферромагнитные корпуса (капсюли-детонаторы КД № 8С, взрыватели мин МВЗ-57, МВЧ-62 и т.п.).
Способ выбивания снаряжения из корпуса с определенными ограничениями может быть применен для извлечения инициирующих и бризантных ВВ. Если возможны изменения свойств ВВ, способ, по-видимому, непригоден.
Способ растворения ВВ в жидкости применим в том случае, когда взрывчатое вещество, растворяясь в жидкости, образует химически устойчивые, не токсичные, мало- или нвзрывоопасные смеси. Растворимость ВВ в воде крайне низка. Например, растворимость тротила в 100 г воды при 15 °С составляет 0,012 г, тетрила — 0,017 г. азида свинца — 0,023 г (при 80 °С — 0,09 г), тринитрорезорцината свинца при 17 °С в 1 л - 0,7 г.
При методе воздействия криогенных температур процесс извлечения ВВ предусматривает охлаждение изделия в холодильной камере. В качестве хладоагента может использоваться жидкий азот. При низкой температуре происходит растрескивание ВВ и при вибрации разрушение и измельчение заряда ВВ, после чего его удаляют.
Расснаряжение и утилизация капсюлей-детонаторов составляют самостоятельную, пока не решенную проблему, во-первых, в связи с большими масштабами производства (миллионы штук), во-вторых, из-за значительно более высокой опасности, а также ввиду наличия в капсюлях-детонаторах токсичных веществ (гремучей ртути, азида свинца).
В настоящее время данная проблема решается двумя способами: обжигом капсюлей-детонаторов, требующим специальной кабины с ее последующей демеркуризацией, и использованием извлеченных из корпусов детонаторов для инициирования промышленных ВВ.
Предварительная оценка методов расснаряжения боеприпасов показывает, что работы по извлечению ВВ у изделий с истекшими гарантийными сроками хранения (ГСХ) и последующая утилизация извлеченных ВВ в народном хозяйстве содержат потенциальную опасность возникновения аварийных ситуаций.
В процессе старения боеприпасов в течение ГСХ происходят накопление продукта распада, взаимодействие ВВ и продуктов распада с лакокрасочным покрытием (ЛКП) и с конструкционным материалом. Глубина превращения может зависеть как от условий и времени хранения, так и от конструктивных особенностей боеприпасов. Извлечение наполнителя из изделий путем выплавки или диспергирования может привести к дополнительному изменению веществ за счет растворения в них ЛКП. При этом не исключена возможность попадания в извлекаемый продукт сенсибилизирующих нерастворимых частиц ЛКП и твердых примесей в виде стружки, окалины и т.п. Таким образом, извлеченный продукт может существенно отличаться по физико-химическим и взрывчатым свойствам от продукта, использованного при наполнении, что может вызвать неконтролируемый его распад на различных стадиях переработки: при разборке изделий, извлечении наполнителя, переработке в товарную форму, транспортировке, применении в качестве взрывчатого материала в народном хозяйстве.
Изложенное выше позволяет считать, что экономически приоритетными являются гидроструйный и магнитодинамический способы как наиболее взрывобезопасные и технологичные, которые в принципе могут быть автоматизированы в промышленном масштабе. Учитывая широкую номенклатуру боеприпасов, отсутствие и нецелесообразность разработки универсальных методов расснаряжения, следует признать, что при решении конкретных задач расснаряжения данного вида боеприпасов не исключена разработка и других альтернативных подходов к решению этой проблемы, включая все вышеупомянутые.
Отечественные и зарубежные разработки в сфере утилизации боеприпасов
До настоящего времени уничтожение технически непригодных боеприпасов проводилось Минобороны методами подрыва, сжигания или затопления. Это приводило к безвозвратным потерям ценных, дефицитных материалов и значительному загрязнению окружающей среды. Сейчас в качестве общего подхода к проблеме ликвидации запасов непригодных боеприпасов выбраны методы их утилизации и расснаряжения.
В связи с этим весьма актуальна задача создания на территории России экологически чистых производств по демонтажу, расснаряжению и переработке элементов боеприпасов.
Утилизация боеприпасов является работой повышенной опасности, требует наличия высококвалифицированных специалистов, оригинального технологического оборудования, производственных и складских помещений, отвечающих условиям взрывопожаробезопасности.
Всему комплексу требований, удовлетворяющих "Правилам устройств предприятий по изготовлению и переработке взрывчатых веществ, порохов, ракетных топлив и т.д." и "Правилам эксплуатации производств при изготовлении, применении и переработке взрывчатых веществ, порохов, ракетных топлив и т.д. отвечают только специализированные заводы Главного управления боеприпасов и спецхимии.
Исходя из этого все работы по утилизации боеприпасов в России должны выполняться только на специализированных заводах или в специально оборудованных пунктах на арсеналах при обязательном участии и контроле разработчиков боеприпасов и технологий снаряжения.
Передача и продажа боеприпасов для их утилизации неспециализированным организациям и предприятиям категорически запрещена [2].
При утилизации боеприпасов должны быть достигнуты следующие цели:
— возвратить народному хозяйству содержащееся в боеприпасах значительное количество ценных материалов и продуктов (цветные и черные металлы, ВВ, пороха и т.д.);
— повысить живучесть и взрывопожаробезопасность арсеналов, складов и баз;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
