Обзор существующих методов утилизации боеприпасов

Разработано много перспективных предложений по утилизации изделий и повторному использованию составляющих элементов, но существует большое количество трудностей в их практической реализации. Разделка артиллерийского выстрела на составляющие элементы технологически не составляет большой проблемы. Главная трудность заключается в извлечении взрывчатого вещества (ВВ) из корпуса снаряда или боевой части (БЧ). Наличие заряда ВВ и конструкция каморы с поднутрением затрудняют рациональное построение цикла разборки изделия в последовательности, обратной его сборке. Сложность заключается в том, что основной энергетический компонент по причине опасности требует ограничений уровня воздействия не только непосредственно на него, но и на корпус изделия, в частности при механических и термических воздействиях.

Метод разделения выстрела на составляющие элементы вне зависимости от калибра может быть реализован по схеме прямого цикла: изготовление - снаряжение - окончательное снаряжение - выстрел - подрыв. В настоящее время операция "выстрел" может быть опущена, т.к. отделение снаряда от гильзы является штатной операцией, отработанной при выполнении контрольных проверок при хранении. Наиболее проблематичной операцией является подрыв изделия. Несмотря на то, что металл в данном случае может быть собран в виде мелких фрагментов и хорошо очищен от лака, покрывающего поверхность каморы, данный путь опасен, и в первую очередь экологически.

Средства инициирования содержат гремучую ртуть, азид свинца, а продукты взрыва боевого заряда при своем разложении дают гамму экологически вредных окислов углерода, азота и других соединений.

По этой причине наиболее предпочтительны обратные циклы, которые не допускают сам факт взрыва и рассматривают его как нежелательный фактор, требующий гарантированного исключения из технологической последовательности. Последовательность операций обратного цикла состоит в эвакуации ВВ и разделке корпуса снаряда.

Для отечественной промышленности утилизация не является традиционным технологическим процессом, а накопленный многолетний опыт изготовления и снаряжения изделий лишь частично может быть использован для разборки по причине отличающихся режимов этих операций. В наибольшей степени эти операции, их режимы и оборудование могут быть использованы для изделий, снаряженных ВВ методом заливки. Однако основная масса снарядов основного назначения в настоящее время снаряжается прессованными составами, не допускающими их выплавления по причине химического разложения при плавлении.

По этим и ряду других причин необходимы специальные исследования с целью достоверного определения параметров критических термических и ударных воздействий на корпус снаряда и снаряжение, не вызывающих подрыв взрывчатого вещества.

Рассмотрим основные принципиальные предложения по утилизации изделий. Имеющийся доступный материал по этому вопросу и системный анализ информации позволяют представить многообразие методов с позиций принципиальных положений, составляющих основу того или иного метода утилизации (рис.6.1).

Рис. 6.1. Разновидности воздействий при реализации

различных методов утилизации

Всю совокупность возможных воздействий на изделие в целом и на его снаряжение в частности можно разделить на две группы: термические и механические.

Термические воздействия подразумевают воздействие на снаряжение изделия повышенных или пониженных температур, приводящих заряд в состояние, наиболее благоприятное для его извлечения, или создание таких состояний заряда, которые будут способствовать его безопасному извлечению. Следует отметить, что температурное воздействие не однозначно влияет на физическое состояние корпуса снаряда и заряда ВВ, а следовательно, и на его чувствительность, определяя в итоге опасность технологической операции.

Верхний предел температур опасен с точки зрения возможности термического разложения, нижний предел - область криогенных температур - ведет к охрупчиванию корпуса, заряда (ВВ и флегматизатора), локальной концентрации энергии в зонах образования трещин и развитию процесса взрывчатого разложения. Следует отметить, что системные исследования по физико-механическому состоянию и установление степени опасности при термических воздействиях не проводились.

Термическое воздействие необходимо рассматривать в совокупности с механическими процессами, его сопровождающими, т.е. термическое воздействие всегда сопровождается механической реакцией на снаряжение и корпус. При повышении температуры заряд начинает расширяться, увеличивая внутреннее давление в системе вплоть до фазового перехода, что для замкнутого (полузамкнутого) объема изделия приводит к повышению температуры плавления. Это явление будет проявляться тем ярче, чем интенсивнее нагрев. Имеющийся в системе воздух (газы, являющиеся следствием газификации при хранении) расширяется, создавая локальные очаги повышенного давления. При медленном нагреве по причинам связанной (открытой) пористости воздух будет выходить из системы, в этом случае производительность операции будет падать. В стадии нагрева до плавления будет обеспечиваться устойчивый контакт с внутренней поверхностью корпуса и его покрытием. При понижении температуры наблюдается частично иная картина. Заряд, имея коэффициент объемного расширения на порядок больший, чем оболочка, уменьшаясь в объеме, интенсивно растрескивается. Если его сцепление с внутренним покрытием корпуса меньше предела прочности на разрыв ВВ, то заряд отделится от внутренней поверхности корпуса.

Под предельным тепловым воздействием будем понимать температуры, приводящие к плавлению ВВ и возможности последующего удаления заряда из корпуса изделия. Безопасность такой операции допускают системы на основе плавного наполнителя, которым по сей день является ТНТ, допускающего безопасный фазовый переход при температурах, далеких от термического разложения (∆Т=50°С), что не требует точного контроля за тепловым режимом процесса.

В настоящее время известны следующие методы разделения артиллерийского снаряда на составляющие:

Вскрытие боеприпаса для обеспечения доступа к взрывчатому веществу может выполняться следующими средствами и способами:

гидрорезкой;

взрывной резкой кумулятивными струями;

ультразвуковой резкой;

прожиганием корпусов продуктами сгорания пиротехнических составов (термитных резаков);

разламыванием корпусов в химически активных средах;

резанием (фрезерованием, сверлением) лезвием (резцом) на металлообрабатывающих станках;

изламыванием после предварительного резания;

химическим растворением корпусов или их частей;

электрохимическим растворением (травлением);

воздействием лазером.

Извлечение взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов или их элементов может осуществляться следующими методами:

выплавлением;

вымыванием струей жидкости;

выбиванием с помощью механических средств;

импульсным способом (нагруженным импульсом ударной волны);

вытачиванием;

магнитодинамическим воздействием на корпус;

растворением;

воздействием сверхнизких температур.

Дата добавления: 2015-07-20