Технология по применению технологий для расснаряжения боеприпасов потоком сухого льда




Скачать 187.18 Kb.
Дата07.03.2016
Размер187.18 Kb.


Технология по применению технологий для расснаряжения боеприпасов потоком сухого льда

ВВЕДЕНИЕ
В современное время на базах и в арсеналах Министерств Обороны Российской Федерации и стран СНГ накоплены большие запасы боеприпасов с истекшим гарантийным сроком хранения, устаревших и не пригодных к боевому применению. Их хранение приводит к возникновению аварийных ситуаций, связанных с большим экономическим и экологическим ущербом. Кроме того, хранение таких боеприпасов требует больших затрат на охрану, проведение дополнительных мероприятий по недопущению возможности хищения взрывчатых веществ и использования их для проведения террористической деятельности, либо совершения иных преступлений криминальными структурами.

Опыт длительного хранения боеприпасов показывает, что чувствительность взрывчатых веществ в них к внешним воздействиям со временем повышается. Изменение свойств взрывчатого вещества происходит в следствии его взаимодействия с материалами корпуса боеприпасов и образованию более чувствительных по сравнению с исходным взрывчатым веществом соединениями, что повышает опасность дальнейшего хранения боеприпасов. В большей степени это относится к боеприпасам с истекшим сроком хранения.

В процессе старения изделий происходит накопление продуктов распада, их взаимодействие с лакокрасочным покрытием и конструкционным материалом. Степень изменения активности к детонации взрывчатого вещества зависит как от условий и времени хранения, так и от конструктивных особенностей изделий. Повышение в основном продукте взрывчатого вещества примесей кислот и щелочей даже на доли процента может существенно повышать взрывоопасность при длительном хранении.

В связи с этим, хранение боеприпасов, отслуживших свой срок или снятых с вооружения, с каждым годом будет требовать все больших затрат.

Уничтожение боеприпасов путем подрыва или сжигания в небольших количествах относительно экологически безопасно, разумеется при соблюдении несложных правил обращения со взрывчатыми веществами.

Однако при значительном объеме уничтожаемых взрывчатых веществ нельзя игнорировать образование токсичных продуктов в процессе детонации или открытого горения, таких как монооксид углерода, окислы азота, метан, частицы твердого углерода. Выделение значительного количества этих продуктов в одном районе может наносить реальный вред окружающей среде.

Устаревшие боеприпасы представляют собой значительные запасы ценных вторичных материалов, таких как черных и цветных металлов, взрывчатых веществ и порохов, которые можно и нужно использовать других сферах экономики. В частности, устаревшее взрывчатое вещество с истекшим гарантийным сроком хранения можно использовать в качестве сырья для производства новых видов взрывчатых материалов, которые применялись бы в мирных целях. Кроме этого на базе извлеченного взрывчатого вещества возможен выпуск инновационной продукции.

В настоящее время известно несколько способов извлечения взрывчатого вещества из боеприпасов. Наиболее часто встречается метод контактного выплавления, в котором подготовленные боеприпасы с взрывчатыми веществами группами устанавливаются в кассеты и загружаются в камеру, куда подается горячий пар. Другой метод заключается в непосредственной подаче пара в боеприпас. Известны методы выплавки с использованием других теплоносителей, таких как парафины, силиконовое масло, церазин. К контактным методам, также относится метод расснаряжения гидровымыванием высоконапорной водяной струей с абразивным материалом.

Все эти методы имеют свои преимущества и недостатки. Основными недостатками является небезопасность, большая энергоемкость, повышенные требования к температурным условиям в сооружениях, необходимость дополнительных мероприятий по отделению взрывчатых веществ от теплоносителей или абразивных материалов.

Предлагаемые методы вымывания потоком гранул сухого льда относительно безопасны и лишены большинства перечисленных недостатков.

На протяжении последних двадцати лет наши конструктора активно разрабатывали инструмент и технологии для очистки различных поверхностей.

Полученный практический опыт проведения работ и научно-технический задел в данной области позволили предложить в качестве элемента для извлечения взрывчатых веществ гидракавитационную струю, способную диспергировать взрывчатое вещество и извлекать его в качестве эмульсий и суспензий.

При расснаряжении гексогеносодержащих боеприпасов целесообразно использовать поток гранул сухого льда как способ воздействия на взрывчатое вещество. По этой причине в лаборатории был разработан и запатентован новый способ извлечения взрывчатых веществ из боеприпасов потоком гранул сухого льда. Использование этого способа позволит безопасно, экологически чисто и с высокой производительностью утилизировать боеприпасы различного калибра без существенных ограничений по типу взрывчатых веществ.


Расснаряжение боеприпасов
Наиболее распространенными способами утилизации боеприпасов с истекшим гарантийным сроком хранения и не пригодных к боевому применению, до недавнего времени, считались подрыв или сжигание. Однако проведенные исследования показали, как отмечалось выше, что эти способы экономически не оправданы. Сжигание или подрыв большого количества боеприпасов связано с экологической опасностью.

Масса загрязняющих атмосферу веществ, выделяющихся при открытом сжигании 1 тонны ВВ



Тип ВВ

Выделяемые вещества, кг/т


C

CO

Окислы азота

Метан


CH4

Цианиды

Октоген


6,2

446

321,3

-

-

Тратил

79

542

163

1,9

1,2

Гексоген

-

504

251,3

-

-

ТНТ + Гексоген

-

427

206,65

0,73

-

Нитроцеллюлоза

79,4

362

96,4

4,7

-

Нитроцеллюлоза

+нитроглицерин



-

149

131,5

6,5

-

Масса углеродосодержащих веществ, выделяющихся при детонации 1 тонны ВВ




Тип ВВ

Выделяемые вещества, кг/т

C


сажа

CO

NO

NH3

аммиак


C2H2

циан


CH4

метан


HCN

Кислота


синильная

ТЭН

-

180,3

30,0

-

-

-

-

Нитроклетчатка

30,0

288,1

-

-

-

2,4

-

Тетрил

69,6

303,8

-

-

30,16

4,32

16,2

Тратил

180,0

246,0

-

15,3

5,2

0,48

37,8

Гексоген

-

252,2

-

-

-

-

-

ТНТ

-

337,0

-

-

-

-

-

В то же время, как ранее отмечалось, боеприпасы представляют собой значительные запасы ценных вторичных материалов, которые необходимо использовать.



Содержание утилизируемых материалов в выстрелах различного вида


Индекс выстрела

Наимено-вание выстрела

Масса выстрела, кг

Масса снаряда, кг

ВВ

Гильза

Порох

Тип

Масса, кг

Материал

Масса, кг

Тип

Марка

Масса, кг

К 57-мм пушкам

53-УО-

271У


О

6,57

3,06

Тротил

0,22

Латунь

0,875

Пирок

селин


14/7

0,98

53-УБР-271Н

БрТр

6,3

2,122

А-IX-2

0,188

Латунь

0,875

Пирок

селин


14/7

1,54

К 76-мм пушкам

3-УОФ-16

ОФ

8,90

5,108

Тротил

0,604

Латунь

1,550

Пирок

селин


9/7

1,080

53-УБР-354

БрТр

9,21

5,877

А-IX-2

0,032

Латунь

1,550

Пирок

селин


9/7

1,080

К 100-мм пушкам

53-УОФ-412У

ОФ с УЗ

26,74

13,44

Тротил

1,460

Латунь или Ст.11 ЮА

8,500

6,000


Пирок

селин


9/7 и 12/1

Тр


1,970

0,280


53-УОФ-412

ОФ с ПЗ

30,27

13,44

Тротил

1,460

Латунь или Ст.11 ЮА

8,500

6,000


Балли

стит


НТД

-3

18/1



5,600

К 122-мм пушкам

53-ВОФ-481

ОФ

61,00

27,52

Тротил

3,620

Латунь

11,35

Балли

стит


НТД

-2

21/1



14,30

53-ВОФ-481В

ОФ с ПЗ

59,10

28,33

Тротил

2,640

Латунь

11,35

Балли

стит


НТД

-3

23/1



13,00

К 152-мм пушкам

3ВОФ-11

ОФ с ПЗ

48,00

32,70

Тротил

5,430

Латунь

4,630

Пирок

селин


12/7

и

6/1



2,640

0,840


ВОФ-547

ОФ с ПЗ

65,50

36,84

Тротил

5,850

Латунь

4,630

Пирок

селин


НТД

-3

19/1



10,670

В связи с недостаточностью исследований, посвященных механизмам инициирования ВВ под воздействием потока гранул сухого льда, является во многом сдерживающим фактором для широкого внедрения данных технологий в практику расснаряжения боеприпасов. Поэтому для определения безопасности предлагаемого способа возникла необходимость в проведении соответствующих исследований.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили определить влияние различных факторов на эффективность процесса извлечения взрывчатого снаряжения из корпусов утилизируемых боеприпасов, а также определить рациональные пределы изменения технологических параметров с учетом производительности процесса расснаряжения.
Способ извлечения взрывчатых веществ из боеприпасов потоком гранул сухого льда
Основной задачей, на решение которой направлены разработанный способ и устройство для извлечения взрывчатого вещества при расснаряжении боеприпасов с использованием в качестве абразива гранул сухого льда, является повышение производительности, извлечения взрывчатого вещества из снарядов, с возможностью его последующей переработки в промышленные взрывчатые вещества, а также расширение номенклатуры утилизируемых боеприпасов, в том числе артиллерийских, где горловина корпуса в несколько раз меньше, чем внутренний диаметр, и плотность заряда взрывчатого вещества, особенно центрального столба, более 1,45 г/см3.

Этот способ позволяет снизить энергозатраты на процесс извлечения взрывчатого вещества из боеприпасов, повысить стабильность и безопасность проведения технологического процесса извлечения. Это достигается тем, что одновременно подают центральный и периферийный потоки гранул сухого льда или одновременно подают центральный и периферийный потоки гранул сухого льда и воздействуют режущим инструментом, при этом периферийный поток гранул сухого льда подают через два тангенциальных отверстия расположенных диаметрально друг от друга, находящихся во вращающемся роторе, а центральный поток гранул сухого льда подают через два диаметрально расположенных отверстия, которые выполнены в осевой части ротора. Поток гранул сухого льда к вращающемуся ротору подают через разгонный участок полой штанги, площадь поперечного сечения которого равна суммарной площади отверстий подачи потока сухого льда ротора. При этом условии скорость и давление потока гранул сухого льда сохраняется постоянной.

При плотности разрушаемого заряда взрывчатого вещества выше 1,45 г/см3, на него дополнительно воздействуют режущим инструментом, что позволяет полностью разрушить заряд взрывчатого вещества.

При плотности заряда взрывчатого вещества меньше 1,45 г/см3 оно извлекается следующим образом. Из устройства дозирования и подачи гранулы сухого льда поступают через полую штангу с разгонным участком к устройству для извлечения взрывчатого вещества, в роторе которого образованы два центральных и два тангенциальных отверстия через них гранулы сухого льда одновременно подаются на поверхность заряда взрывчатого вещества. Отверстия выполнены с постоянной площадью поперечного сечения по всей длине, что позволяет увеличить удельную нагрузку потока гранул сухого льда на поверхность заряда взрывчатого вещества.

При плотности заряда взрывчатого вещества больше 1,45 г/см3 его извлекают следующим способом. Из устройства дозирования и подачи гранулы сухого льда поступают через полую штангу с разгонным участком к устройству для извлечения ВВ, в роторе которого образованы два центральных и два тангенциальных отверстия через них гранулы сухого льда одновременно подаются на поверхность заряда взрывчатого вещества. Отверстия выполнены с постоянной площадью поперечного сечения по всей длине, что позволяет увеличить удельную нагрузку потока гранул сухого льда на поверхность заряда взрывчатого вещества.

В качестве режущего инструмента используют режущие кромки торца и конической части ротора.

Извлеченное взрывчатое вещество через пазы ротора поступает в камеру для приема, извлеченного взрывчатого вещества.









Устройство извлечения взрывчатого вещества




Общая схема установки расснаряжения боеприпасов потоком гранул сухого льда

Использование этого способа позволит безопасно и экологически чисто с высокой производительностью утилизировать боеприпасы различного калибра без существенных ограничений по типу, материалу и корпусам зарядов взрывчатого вещества.



Разработка устройств очистки поверхностей потоком гранул сухого льда

Устройства предназначены для высококачественной и скоростной очистки металлических конструкций и неметаллических поверхностей (бетон, кирпич и т.д.) от коррозии под покраску методом зачистки поверхностей струёй сухого льда.

Разработанные устройства и технология позволяют очищать любые поверхности без использования песка, воды и токсичных веществ, не только экологически безвредна, но и экономична. В отличие от пескоструйной очистки вместо абразива используются гранулы сухого льда СО2 температурой -80С, размером 2-3 мм, которые испаряются мгновенно после соприкосновения с поверхностью. При этом создается экстремальная разница температур (около 100С) между твердой поверхностью и слоем загрязнения, что в сочетании с механическим воздействием твердых гранул, приводит к отделению верхнего покрытия.

Поток гранул твердого СО2 под большим давлением не только очищает, но и обезжиривает обрабатываемую поверхность, что дает возможность использовать эту технологию в медицине и пищевой промышленности. Безотходная обработка поверхностей позволяет производить эффективную очистку даже в закрытых помещениях.

Промышленная очистка сухим льдом находит применение во многих областях, в том числе в автомобильной и химической промышленности, антикоррозионной и огнезащите искусственных сооружений, производстве резины, полиграфии, очистке фасадов и поверхностей конструкций и т.п. На сегодняшний день это одна из самых передовых технологий очистки поверхностей.








Примеры очистки различных поверхностей

Преимущества технологии очистки сухим льдом:




  • сублимация сухого льда не требует последующей уборки чистящего вещества;

  • значительно упрощается процедура сбора и утилизации загрязнения;

  • чистка сухим льдом не приводит к износу мягких частей и покрытий;

  • чистка сухим льдом не повреждает проводку, электропанели, переключатели;

  • многократно снижается возможность образования ржавчины после очистки.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Предлагаемый проект включает в себя два способа технической реализации:

1. Технология расснаряжения артиллерийских боеприпасов гидродинамическими кавитационными струями.

Предлагаемая технология позволяет извлекать заряды из боеприпасов, снаряженных тротилом, гексагеном, октогеном путем вымывания взрывчатого вещества из корпуса струей жидкости высокого давления, подаваемой на открытую поверхность взрывчатого вещества через гидродинамические кавитационные насадки, которые создают специальную двухфазную смесь жидкости, состоящую из воды и водяного пара.

2. Технология расснаряжения артиллерийских боеприпасов потоком гранул сухого льда.

Установка для расснаряжения боеприпасов содержит устройство для дозирования и подачи гранул сухого льда и устройство извлечения ВВ.

Основной задачей, на решение которой направлены возможности разрабатываемой установки для извлечения ВВ при расснаряжении БП с использованием в качестве абразива гранул сухого льда, является повышение производительности, извлечения ВВ с возможностью его последующей переработки в промышленные ВВ, а также расширение номенклатуры утилизируемых БП, в том числе артиллерийских, где горловина корпуса в несколько раз меньше, чем внутренний диаметр, и плотность заряда ВВ, особенно центрального столба, более 1,45 г/см3.

Технический результат, полученный от работы установки, будет выражаться в снижении энергозатрат на процесс извлечения ВВ из заряда БП, стабильности и безопасности проведения технологического процесса извлечения.

3. Научно-технический потенциал, оборудование лаборатории и кадровый состав обладают всеми необходимыми навыками и опытом работы по созданию новых опытно-экспериментальных образцов техники.






База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница