РЕФЕРАТ
По дисциплине «Химическая переработка и утилизация элементов боеприпасов и специзделий»
на тему: «Уничтожение капсюлей воспламенителей сжигаением, действием химических реагентов»
Выполнил:
студент группы 1161-51
Корнилова В.С.
Проверил:
Д.т.н, доцент кафедры «ХТОСА»
Гильманов Р.З.
Казань 2021
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………..……………….…3
1.Основные принципы утилизации……………………………….…4
2 Технология расснаряжения боеприпасов………………………...6
3.Способы и методы расснаряжения боеприпасов и утилизации ВВ
3.1Общие сведения утилизации……………………………………...8
3.2 Расснаряжение боеприпасов методом выплавки…………...….10
3.3 Рассняряжение боеприпасов методом гидравлического
вымывания………………………………………………………….…11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………….…13
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………14
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время скопилось десятки тысяч вагонов боеприпасов, технически непригодных или запрещенных к боевому применению. Вооруженным силам не требуются огромные запасы боеприпасов, которые были накоплены в предыдущие годы. Поэтому весьма актуальной стала проблема утилизации боеприпасов.
Отечественными и зарубежными специализированными предприятиями уже накоплен положительный опыт промышленного применения взрывчатых материалов из утилизированных боеприпасов различного назначения (авиационных, артиллерийских, инженерных и др.)
Под методами расснаряжения боеприпасов понимают методы извлечения из них элементов взрывчатых веществ с последующей утилизацией как ВВ, так и элементов корпусов.
Технологии расснаряжения боеприпасов имеют определенную специфику, которую следует обязательно учитывать при проведении работ. Во-первых, в боеприпасах используются чувствительные к механическим и тепловым воздействиям вещества, представляющие собой значительную потенциальную взрывоопасность. Случайный взрыв одного снаряда в месте, где сосредоточены их значительные запасы, во многих случаях приводит к трагическим последствиям. Во-вторых, подлежащие утилизации боеприпасы, как правило, представляют собой неразъемную конструкцию, изначально не предполагаемую для демонтажа и, следовательно, для извлечения заполненных продуктов. В-третьих, необходима раздельная утилизация, например металлической составляющей боеприпаса, и значительной доли ВВ, порохов, твёрдых ракетных топлив и т.д.
1. Основные принципы утилизации
Капсюль-воспламенитель является средством воспламенения порохового заряда. Воспламенение капсюля происходит в результате динамического сжатия ударного состава бойком ударника на наковальне гильзы. В этом смысле патронные капсюли-воспламенители называют ударными капсюлями-воспламенителями.
Устройство капсюлей-воспламенителей для патронов разных калибров однотипно. Они отличаются друг от друга в основном размерами и массой. Конструкция капсюля-воспламенителя обеспечивает обтюрацию пороховых газов в капсюльном гнезде.
Рис. 1-Образец капсюля-воспламенителя: 1-колпачок; 2-фольговый кружок, 3-ударный состав
Капсюль-воспламенитель (рис.1) состоит из цельнотянутого металлического колпачка 1, в который запрессован чувствительный к удару состав 3, и фольгового кружка 2, прикрывающего ударный состав. Колпачок изготовляется из латуни марок Л68 или Л70, а кружок - из оловянной фольги.
Как сложная техническая задача переработки взрывоопасных изделий длительного хранения, нередко с неизвестной историей эксплуатации, утилизация должна строиться на ряде основных принципов:
I. Процесс утилизации должен предусматривать переработку всех элементов изделий, включая боевые части, метательные заряды и двигатели, средства инициирования, системы управления, тару и т.д.
II. Безопасность ведения процессов утилизации.
Процесс утилизации в ряде случаев более опасен, чем процесс снаряжения, как по ряду объективных причин (большое разнообразие конструкций, сосредоточенных в одном производстве, разнообразные условия хранения и эксплуатации конкретных изделий, трудности разборки и извлечения ВВ и т.д.), так и в силу субъективных причин, вызванных меньшей изученностью процессов расснаряжения, малым производственным опытом отечественной промышленности по утилизации, организационными вопросами поставки боеприпасов на утилизацию и т.п.
Поэтому должен быть создан специальный комплекс методов (технологий и специализированного оборудования) в зависимости от типа ВВ, порохов и топлив, габаритно-весовых характеристик изделий и их конструкций, а также решены вопросы контролируемой поставки изделий на утилизацию, проектирования и эксплуатации производств, технологической дисциплины и подготовки кадров.
III. Процессы утилизации должны быть экологически чистыми.
При прямом сжигании на открытом воздухе или подрывах в окружающую среду попадает большое количество токсичных окислов, цианидов, солей тяжелых металлов, диоксинов. Происходит загрязнение воздуха, воды и почвы. Поэтому технологии утилизации должны исключить отравление окружающей среды.
IV. Применяемые процессы утилизации должны осуществляться с минимальными экономическими потерями, а при глубоких вторичных переделах получаемого сырья в местах утилизации они должны быть экономически выгодны, за исключением переработки отдельных классов и видов боеприпасов
2. Технология расснаряжения боеприпасов
В большинстве случаев расснаряжение боеприпасов предполагает выполнение следующих типовых операций: удаление взрывателя, вскрытие корпуса для доступа к взрывчатому веществу, извлечение взрывчатого материала, последующая переработка элементов корпуса и ВВ.
Удаление и расснаряжение взрывателя также предполагают вскрытие корпуса, извлечение иницирующего ВВ, последующую утилизацию корпуса и взрывчатого вещества.
В настоящее время практически нет универсального способа расснаряжения боеприпасов. Это связано с большим разнообразием конструкций боеприпасов, взрывателей, а также широкой рецептурой штатных бризантных ВВ, используемых для целей снаряжения и отличающихся своими физико-химическими и механическими свойствами.
Удаление взрывателя из корпуса боеприпаса осуществляют: вывинчиванием его из корпуса средствами механизации или автоматизации; отделением встроенных взрывателей; применением кумулятивных зарядов, пиротехнических составов для термической резки; использованием ультразвуковых или гидродинамических резаков; обычной механической резкой на станках.
Вскрытие корпуса боеприпаса для осуществления доступа к взрыв; чатому веществу может осуществляться следующими средствами и способами:
-гидравлической резкой;
-взрывной резкой кумулятивными струями;
-ультразвуковой резкой;
-прожиганием корпуса продуктами сгорания пиротехнических составов (термической резкой);
-разрушением корпуса в химически активной среде;
-механическим резанием (фрезерованием, сверлением) лезвием
(резцом) на металлообрабатывающих станках;
- электрохимическим растворением (травлением);
-воздействием лазерного луча.
Извлечение взрывчатого материала из корпусов боеприпасов или их элементов может осуществляться следующими способами:
-выплавлением;
-вымыванием струей жидкости;
-выбиванием с помощью механических средств;
-импульсным способом (нагружением импульсом ударной волны);
-механическим вытачиванием;
-магнитодинамическим воздействием на корпус;
-растворением в химических средах;
-воздействием сверхнизких (криогенных) температур.
Технологический процесс извлечения взрывчатых веществ из каморы боеприпаса является наиболее опасным и сложным с точки зрения обеспечения специальным оборудованием и осуществления технологического процесса. Выбор способа извлечения ВВ из корпуса зависит от многих факторов, например, состава взрывчатого материала и его свойств, подготовки утилизируемого взрывчатого вещества к дальнейшей переработке, выполнения условий и требований по безопасности.
3.Способы и методы расснаряжения боеприпасов и утилизации вв
3.1Общие сведения утилизации
Практически все страны, производящие обычные боеприпасы, всегда сталкивались с проблемой их утилизации применительно к устаревшим и снятым с вооружения, а также непригодным к использованию по прямому назначению.
В военных руководящих документах рекомендуется взрывчатые вещества и средства взрывания, непригодные для взрывных работ (ВР), уничтожать взрыванием, сжиганием, потоплением в водах морей и океанов или растворением в воде. Для уничтожения ВВ путем возбуждения в них детонационной волны (взрыванием) выбирают территорию (полигон) достаточной площади, удовлетворяющей следующим основным требованиям:
— воздействие взрывов, проводящихся на полигоне, не должно превышать допустимых норм (как и при любом производственном процессе) на окружающие объекты;
— при проведении работ необходимо гарантировать отсутствие на территории полигона людей, непосредственно не занятых в процессе уничтожения;
— расстояние от мест складирования ВВ до полигона должно обеспечивать как безопасность складских помещений, так и минимум транспортных операций.
При организации взрывных работ необходимо достигать максимальной степени реагирования ВВ (полной детонации зарядов) путем установки достаточного количества инициирующих устройств.
Основным фактором воздействия взрывных процессов на окружающую территорию является воздушная ударная волна. Ее интенсивность может быть существенно уменьшена путем частичного или полного углубления уничтожаемых боеприпасов с ВВ в грунт или производства взрывов в специальных бронированных камерах, а также путем применения глушителей в виде пены, специальных покрытий, взрывания в воде и др.
Взрывание может быть рекомендовано как метод уничтожения боеприпасов с истекшим сроком хранения и не подлежащих демонтажу ввиду опасности. Использование данного метода достаточно безопасно при соблюдении несложных правил обращения со взрывчатыми материалами. В то же время подрыв на открытой местности может создать мощную нагрузку на окружающую среду, привести к загрязнению воздушного бассейна, воды, гибели лесных массивов.
Таким образом, проблема загрязнения атмосферы продуктами неполной детонации ВВ является чрезвычайно важной при уничтожении больших количеств боеприпасов методами взрывания или сжигания. Однако она не может быть решена путем улучшения процессов окисления при использовании этих методов, поскольку даже при наибольшей степени реагирования могут образовываться значительные количества таких веществ, как монооксид углерода, окислы азота, частицы твердого углерода и др.
Все известные операции по извлечению ВВ из боеприпасов можно условно объединить в три группы.
1.Для удаления ВВ из боеприпасов, снаряженных тротилом и другими плавкими веществами на его основе, используют различные варианты контактного и неконтактного нагрева и плавления ВВ паром, расплавом парафина или тротила, горячей водой, индукционного способа нагревания корпуса боеприпаса и вымывание ВВ из корпуса боеприпаса струей воды высокого давления.
2.Крупногабаритные боеприпасы, снаряженные смесевыми плавкими ВВ, расенаряжаются различными способами вымывания высококипящи- ми инертными жидкостями, а также струей воды высокого давления.
3.Боеприпасы, снаряженные неплавкими ВВ типов А-1Х-1 (флег- матизированный гексоген) и А-1Х-2 (смесь флегматизированного гек- согена с 20% алюминиевой пудры) прессованием в корпус, расснаряжаются различными способами механического разрушения разрывного заряда, в том числе струей воды высокого давления.
Не вызывает принципиальных сложностей извлечение ВВ (разрывного заряда) из корпуса боеприпаса, снаряженного раздельно-шашечным способом на закрепителе с относительно низкой температурой плавления. При нагревании корпусов таких боеприпасов закрепляющее разрывной заряд вещество плавится и компактированное ВВ легко извлекается. Для утилизации боеприпасов тротилового снаряжения используют методы плавления ВВ при контактном и бесконтактном нагреваниях разрывного заряда.
3.2 Расснаряжение боеприпасов методом выплавки
Технология и оборудование расснаряжения головных частей боеприпасов типа реактивных глубинных бомб (РГБ), снаряженных смесевыми взрывчатыми веществами (ТНТ, гексоген), основан на нагревании корпусов до температуры плавления ВВ и его истечении через горловину корпуса.
Подготовленные к выплавке ВВ изделия устанавливают в кассеты по одному или группами, состоящими из нескольких штук. Кассеты с изделиями загружают в камеры установок выплавки, куда подается пар, обогревающий внешнюю поверхность изделия и оплавники. При движении камеры выплавки вниз обеспечивают соприкосновение среза заряда с оплавником, обогреваемым паром. Затем включают вибраторы на камере выплавки и оплавниках. При этом происходит плавление ВВ, которое в виде расплава вытекает через кольцевой зазор между оплавником и очком корпуса изделия. Расплав направляется в сборник-разбавитель. В сборнике-разбавителе извлеченный взрывчатый материал перемешивается с тротилом. Тротил предварительно плавится в плавителе, накапливается в копильнике, затем отмеренная в мернике 6 доза сливается в сборник-разбавитель, в котором происходит приготовление одной из специально разработанных рецептур промышленного ВВ.
Приготовленная в сборнике-разбавителе смесь сжатым воздухом передавливается в установку гранулирования.
Установка гранулирования состоит из кондиционера, диафрагменного насоса, диспергатора, ленточного кристаллизатора.
Установка работает следующим образом. Из кондиционера термостатированная и дополнительно перемешанная смесь диафрагменным насосом подается в диспергатор. Здесь из расплава формируются капли, которые распределяются на охлаждаемую ленту кристаллизатора. При движении на ленте капли кристаллизуются, образуя гранулы полусферической формы. Затвердевшие гранулы собираются в накопительном бункере, из которого выгружаются в транспортную тару или расфасовываются в мешки.
Все технологические аппараты модуля выплавки и установки гранулирования связаны обогреваемыми трубопроводами. Контактирующие с взрывчатым материалом части оборудования и продуктопроводы выполнены из нержавеющей стали. Управление работой установки осуществляется в местном или дистанционном автоматическом режиме с помощью электропневматической системы управления.
3.3 Рассняряжение боеприпасов методом гидравлического вымывания
Вымывание ВВ струей воды высокого давления позволяет извлекать как плавкие, так и неплавкие композиции разрывных зарядов при расснаряжении боеприпасов, имеющих сложную внутреннюю конструкцию.
Так, для извлечения гексогенсодержащих и других штатных В В из корпусов артиллерийских боеприпасов среднего калибра (100-152 мм), подлежащих утилизации, применяют установки модульного типа для вымывания ВВ струей высокого давления, обеспечивающие безопасность и экологическую чистоту технологического процесса. Каждая установка работает совместно с блоком очистки технологической воды.
Модуль вымывания кабинный размещен в железобетонной кабине с защитным шиберным устройством специализированных снаряжательных заводов; при наличии аналогичных кабин модуль может применяться на базах и арсеналах хранения боеприпасов.
Модуль вымывания содержит П-образную раму с закрепленным на ней вверху механизмом вращения снарядов. В центре П-образной рамы установлена пара направляющих с тележкой, а внизу смонтирована емкость с двумя сопловыми головками. Сопловые головки закреплены на штангах, которые связаны гибким трубопроводом с гидростанцией и могут перемещаться в вертикальном направлении от пневматического привода.
Подача корпусов в кабину осуществляется тележкой, установленной на четырех катках и оснащенной приводом от телескопического пневмоцилиндра. Модуль имеет табло, предназначенное для наблюдения за процессом вымывания (за передвижением сопел), которое установлено на внешней стенке кабины.
Управление работой модуля осуществляется с дистанционного пульта пневматической системы управления.
Вода под давлением порядка 250 МПа по гибкому трубопроводу поступает в сопловые головки и через форсунки воздействуют на срез разрывного заряда, вымывая ВВ.
В нижней части модуля установлен сборник водной суспензии ВВ, представляющий собой емкость с разделительными сетками под различные фракции продукта. Сборник связан трубопроводом с пневмонасосом, который предназначен для перекачки суспензии «вода — ВВ» в блок очистки воды
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Процесс утилизации взрывчатых веществ весьма сложен и опасен. Опасность заложена в виду ряда причин. В ходе процесса утилизации происходи т масса необходимых дополнительных операций, при которых ВВ подвергается механическому и тепловому воздействию. Опасность возрастает также из-за того, что этому воздействию подвергаются "состарившиеся" ВВ (которые находились в изделиях и имеют в своем составе продукты разложения и, возможно, продукты их взаимодействия с корпусом изделия). Необходимо отметить, что на утилизацию наиболее часто поступают боеприпасы, которые находились в служебном обращении - ржавые, имеющие повреждения и дефекты корпуса.
К тому же, применяемые в настоящее время способы утилизации далеко не идеальны и получаемые ПВВ не в полной мере удовлетворяют всем предъявленным к ним требованиям. Именно поэтому изыскание новых, более эффективных методов утилизации и использования «ненужных» взрывчатых веществ является важной задачей специалистов, работающих в данной области.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Генералов М.Б. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ: Учебное пособие для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 397с.
2. Под общей ред. Щукина Ю.Г. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1988. – 319с.
3. Кутняшенко И.В., Бован Д.В. Перспективы и проблемы утилизации взрывчатых веществ на предприятиях Украины: сборник научных трудов ДонНТУ серия «Химия и химическая технология», 1995-2005., 110с.