Способ и устройство взрывной утилизации боеприпасов в жидкой среде

Способ и устройство взрывной утилизации боеприпасов в жидкой среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области утилизации взрывоопасных предметов и может быть использовано при утилизации реактивных снарядов с взрывчатым веществом, в состав которого входят хлорорганические соединения.

Известен мобильный комплекс утилизации авиационных кассетных боеприпасов [1] и способ их демилитаризации [2], заключающийся в том, что специальный состав вводится в мины. Затвердев, масса блокирует взрыватели и герметизирует взрывчатые вещества в них, обеспечивая безопасность их хранения и перевозки. К недостаткам этих технологий можно отнести невозможность их использования для боеприпасов, непригодных для эксплуатации и транспортировки.

Известны технологии, заменяющие открытое сжигание и подрыв боеприпасов, например система окисления в расплавленной соли, гарантирующая полное разрушение энергетического материала и обеспечивающая повышенную безопасность утилизации [3], а также использование закрытых детонационных камер для работы с одиночными боеприпасами в тех случаях, когда они небезопасны или не рекомендованы к открытому подрыву [4]. Главным недостатком указанных способов и технологий является возможность их применения только для утилизации боеприпасов, находящихся в состоянии, пригодном для эксплуатации. Вместе с тем современное реальное состояние большинства подлежащих утилизации боеприпасов не позволяет производить их транспортировку и тем более полную разборку.

Известен способ утилизации материалов, прежде всего содержащих боевые отравляющие вещества боеприпасов, при осуществлении которого утилизируемые материалы смешивают в герметичном, способном выдерживать высокое давление корпусе с сыпучим материалом, внутри которого в контролируемых условиях инициируют химическое превращение высокоэнергетических веществ и сквозь который далее пропускают горячий газ, который при выходе уносит с собой часть еще представляющих опасность химических отравляющих веществ [5]. Недостатками указанных способов являются наличие ограничения на массу используемых зарядов, относительная сложность и высокая стоимость применяемого оборудования.

Известен также способ получения ультрадисперсных алмазов (УДА), связанный с подрывом в жидкой среде зарядов углеродосодержащего ВВ и активным охлаждением продуктов детонации приходящей ударной волной [6].

Наиболее близким аналогом по отношению к данному изобретению является Патент РФ 2087844 «Способ утилизации боеприпасов» [7], в котором осуществляется взрыв зарядов в специальном заполненном жидкостью бассейне, акустическая жесткость стенок которого заведомо превосходит акустическую жесткость жидкости. Это приводит к ударно-волновому воздействию на газовый пузырь отраженной от стенок бассейна ударной волны, которое сопровождается охлаждением продуктов детонации вбрасываемой внутрь пузыря жидкостью, а в силу асимметричности воздействия и дроблением пузыря. Недостатком указанных способов является неконтролируемый выброс вредных продуктов утилизации, прежде всего паров НСl, в атмосферу.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение диссипации энергии ударной волны и нейтрализации продуктов взрыва при утилизации боеприпасов.

Техническим результатом изобретения является уменьшение выделения вредных веществ в атмосферу при утилизации боеприпасов с взрывчатыми веществами, в состав которых входят хлорорганические соединения, а также воздействия взрывной ударной волны (УВ). Использование предложенного изобретения позволит снизить концентрацию НС1 в воздухе с 3,22 мг/м до 0,92 мг/м (для одного подрыва) при предельно допустимой концентрации для рабочих зон (ПДК_рз) - 5 мг/м³ и допустимой концентрации вредного вещества в расчетной точке приземного слоя атмосферы (0,3 ПДК_рз) -1,5 мг/м³. Взрывные нагрузки на дно бронекамеры при использовании изобретения снижаются в 1,5-2 раза.

Технический результат достигается предлагаемым способом утилизации боеприпасов в жидкой среде, имеющей свободную поверхность и находящейся в резервуаре, материал стенок которого имеет акустическую жесткость выше акустической жесткости жидкой среды, с разрушением газового пузыря из продуктов детонации путем несимметричного ударно-волнового воздействия на него, отличающимся тем, что нейтрализация вредных продуктов взрыва осуществляется введением в жидкость, окружающую боеприпас, специальных химических соединений (например, каустической соды), обеспечивающих протекание нейтрализующих химических реакций.

Устройство для осуществления указанного способа (техническая реализация устройства), включающее резервуар с жидкой средой, средство фиксации, рассекатель, расположенный под поверхностью жидкой среды и выполненный в виде решетки или другой перфорированной конструкции, и перфорированный поддон для сбора осколков, отличается тем, что, с целью снижения фугасности подрыва, подрываемая сборка устанавливается на определенной высоте, создавая воздушный зазор между подрываемой сборкой и дном перфорированной камеры.

На фиг.1 представлена конструкция специального контейнера (бронекамеры) для реализации предлагаемого способа. В резервуар 1 с жидкой средой 2 при помощи средства фиксации 3 устанавливают утилизируемый боеприпас 4 (группу боеприпасов или часть боеприпаса) на одинаковом удалении от боковых стенок емкости между рассекателем 5, расположенным под поверхностью жидкой среды, и поддоном 6. Параметры резервуара для жидкой среды, в качестве которой может быть использована вода, зависят от массы взрывчатого вещества в подрываемом за один раз изделии или изделиях. Поддон 6 для удобства сбора осколков может быть выполнен перфорированным. При подрыве боеприпаса распространяющаяся в нижнем пространстве ударная волна отражается от стенок и дна резервуара, т.к. их материал имеет акустическую жесткость выше акустической жесткости жидкой среды, возвращается к точке подрыва и, не встречая противодействия ударной волны, ушедшей вверх к свободной поверхности жидкой среды, оказывает несимметричное воздействие на газовый пузырь из продуктов детонации, вызывающее его разрушение. Рассекатель 5, выполненный, например, в виде решетки или другой перфорированной конструкции, размещаемой на заданной глубине, завершает дробление фрагментов газового пузыря. Таким образом, интенсифицируется охлаждение продуктов детонации.

Для усиления разрушающего воздействия на газовый пузырь можно использовать резервуар с вогнутой формой дна, а для предотвращения разрушения стенок резервуара в процессе подрыва можно подавать газ в зону, примыкающую к внутренней боковой поверхности резервуара. Образующиеся при подрыве боеприпаса (его части, или частей, или группы боеприпасов) осколки попадают на поддон, с помощью которого их затем извлекают. Поскольку в состав боеприпасов входят элементы, изготовленные из разных металлов, то в дальнейшем их фрагменты можно разделить и использовать в качестве металлолома.

С целью снижения параметров УВ подрываемая сборка устанавливается с образованием воздушного зазора не менее 0,4 м между подрываемой сборкой и дном перфорированной камеры подрыва. На фиг.2. воздушный зазор 7 создан за счет установки емкости 8 с технологической водой 9 на дно перфорированного контейнера подрыва 10 на подставки 11. Дополнительное орошение камеры 12 в момент подрыва водным раствором каустической соды (ок.1%) при проведении массовых подрывов дополнительно обеспечит сбор и локализацию оксида и солей свинца, образующихся при подрыве.

Количество выделяющегося хлористого водорода в результате одного подрыва может составить до 1,5 кг, что потребует для нейтрализации примерно 1,5 кг каустической соды, добавленной в технологическую воду.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит обеспечить экологическую безопасность проведения работ по утилизации боеприпасов, содержащих взрывчатые вещества, в состав которых входят хлорорганические соединения, и уменьшить воздействие взрывной ударной волны на окружающую среду.

Источники информации

1. Кореньков В.В., Затрубщиков В.Б., Слаев В.К. и др. Мобильный комплекс утилизации авиационных кассетных боеприпасов // В сб. докладов МНТК «Утилизация-2003». Красноармейск, «Оружие и технологии», 2003. С.104-109.

2. RU №2154800.

3. СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов, п.5. Обезвреживание токсичных промышленных отходов.

4. Department of Defense. Joint Demilitarization Technology Program. October 2003. A Report to Congress.

5. RU2004119042.

6. RU 2391131.

7. RU 2087844.

1. Способ утилизации боеприпасов в жидкой среде, имеющей свободную поверхность и находящейся в резервуаре, материал стенок которого имеет акустическую жесткость выше акустической жесткости жидкой среды, с разрушением газового пузыря из продуктов детонации путем несимметричного ударно-волнового воздействия на него, отличающийся тем, что нейтрализация вредных продуктов взрыва осуществляется введением в жидкость, окружающую боеприпас, специальных химических соединений, обеспечивающих протекание нейтрализующих химических реакций.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве специального химического соединения, обеспечивающего протекание нейтрализующих химических реакций, используется каустическая сода.

3. Устройство утилизации боеприпасов, включающее резервуар с жидкой средой, средство фиксации, рассекатель, расположенный под поверхностью жидкой среды и выполненный в виде решетки или другой перфорированной конструкции, и перфорированный поддон для сбора осколков, отличающееся тем, что, с целью снижения фугасности подрыва, подрываемая сборка устанавливается с образованием воздушного зазора не менее 0,4 м между подрываемой сборкой и дном перфорированной камеры подрыва.