Способ расснаряжения боеприпасов
Владельцы патента RU 2493537:
Федеральное казенное предприятие "Научно-исследовательский институт "Геодезия" (ФКП "НИИ "Геодезия") (RU)
Изобретение относится к области расснаряжения боеприпасов. Способ расснаряжения боеприпасов заключается в извлечении активных веществ при воздействии жидкого теплоносителя, инертного по отношению к извлекаемым компонентам веществ, путем его подачи в корпус боеприпаса под давлением, последующего отделения теплоносителя от извлеченных компонентов активных веществ, возврата очищенного теплоносителя в непрерывный рабочий цикл расснаряжения, и подаче извлеченных компонентов на дальнейшую переработку. Активное вещество заряда перед извлечением подвергается физико-химической модификации - термодеструкции или полимеризации непосредственно в корпусе боеприпаса. Повышается безопасность процесса расснаряжения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способам расснаряжения боеприпасов и предназначено для использования при извлечении активных компонентов зарядов из корпусов боеприпасов, преимущественно химических и пиротехнических (фосфорных).
Известен способ выплавления ВВ из боеприпасов горячим воздухом, нагретым до температуры 130ºC /1/.
Недостатками указанного способа являются:
- большие энергетические затраты на нагревание воздуха;
- малая производительность вследствие низкого коэффициента теплоотдачи газовой среды;
- недостаточно высокое качество очистки боеприпасов со сложной внутренней конфигурацией каморы;
- наконец, неприменимость использования для боеприпасов, снаряженных химически активными (окисляемыми) по отношению к воздуху веществами.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ расснаряжения боеприпасов извлечением активных веществ при воздействии жидкого теплоносителя, инертного по отношению к извлекаемым компонентам веществ, путем его подачи в корпус боеприпаса под давлением, последующего отделения теплоносителя от извлеченных компонентов активных веществ, возврата очищенного теплоносителя в непрерывный рабочий цикл расснаряжения, и подачи извлеченных компонентов на дальнейшую переработку /2/.
Основным недостатком указанного способа является повышенная экологическая опасность при расснаряжении химических и пиротехнических (фосфорных) боеприпасов, т.к. извлекаемое активное вещество в процессе расснаряжения не теряет своих характеристик по поражающему фактору.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение экологической безопасности при расснаряжении боеприпасов.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе расснаряжения боеприпасов извлечением активных веществ при воздействии жидкого теплоносителя, инертного по отношению к извлекаемым компонентам веществ, путем его подачи в корпус боеприпаса под давлением, последующего отделения теплоносителя от извлеченных компонентов активных веществ, возврата очищенного теплоносителя в непрерывный рабочий цикл расснаряжения, и подачи извлеченных компонентов на дальнейшую переработку, в соответствии с изобретением, активное вещество заряда перед извлечением подвергается физико-химической модификации, причем процесс модификации осуществляют непосредственно в корпусе боеприпаса.
Использование в качестве реакционной емкости непосредственно корпуса боеприпаса, обладающего малым объемом, позволяет резко снизить вероятность экологического поражающего фактора при расснаряжении, по сравнению с крупногабаритной типовой промышленной аппаратурой.
Многие отравляющие вещества (OB) в процессе нагревания начинают разлагаться еще до достижения температуры кипения. Так вещество BZ (tкип=412°C) начинает разлагаться при температуре 170°C и почти полностью разлагается за 1…2 часа при 200°C. Для вещества VX (tкип=298°C) период разложения на 50% при 250°C составляет 4 мин.
Поэтому при расснаряжении химических боеприпасов одним из методов физико-химической модификации активного вещества заряда может служить термодеструкция.
Мономер белого фосфора Р при нагреве без доступа воздуха полимеризуется с образованием молекул Pn различной молекулярной массы красного фосфора. При 400°C белый фосфор в основном целиком превращается в красный в течение полутора часов.
Причем токсические характеристики красного фосфора на несколько порядков ниже, чем у белого.
Поэтому в случае боеприпасов, снаряженных желтым фосфором, целесообразно в качестве предварительной физико-химической модификации активного вещества заряда использовать полимеризацию.
Для ускорения и регулирования процесса полимеризации Р→Pn в активное вещество заряда - желтый фосфор - перед полимеризацией можно ввести вещество - затравку инициации процесса полимеризации.
В качестве затравки можно использовать йод, серу, селен. Однако наиболее приемлемым из экологических и экономических соображений предлагается в качестве затравки полимеризации использовать красный фосфор.
В качестве примера на фиг.1 схематично представлена конструкция фосфорного боеприпаса, на фиг.2 - блок-схема процесса его расснаряжения с предварительной полимеризацией Р→Pn.
Боеприпас (Фиг.1) содержит корпус 1, взрыватель 2, разрывной заряд 3, размещенный в запальном стакане 4 и заряд желтого фосфора 5 в каморе боеприпаса. При сборке боеприпаса разрывной заряд 3 свободно вкладывается в запальный стакан 4 и поджимается хвостовиком взрывателя 2.
Дымовые и зажигательные снаряды поступают на утилизацию без взрывателя 2 и разрывного заряда 3 (Фиг.2 - а). В случае же получения боеприпасов в окончательно снаряженном виде удаление взрывателя 2 и разрывного заряда 3 не составляет особой трудности.
С корпуса снаряда и запального стакана смывается лакокрасочное покрытие, корпус нагревается (индукционным нагревом, в муфельной печи и т.п. известными способами) и на протяжении нескольких часов выдерживается при температуре 250…300ºС в среде инертного газа (N2, CO2). За это время в каморе снаряда протекает реакция полимеризации, приводящая к переходу желтого фосфора в красный. По истечении установленного периода корпус снаряда извлекается из нагревающего устройства, охлаждается.
Для ускорения процесса полимеризации в дне запального стакана 4 перфорируется отверстие (б), сквозь него в заряде фосфора 5 формируется канал (в), в который помещают красный фосфор (г). Отверстие в дне запального стакана зачеканивают свинцовой пробкой (д), и далее осуществляют нагрев и темперирование корпуса при заданной температуре по вышеописанной процедуре. Доступ к фосфору внутри боеприпаса для введения затравки может осуществляться и сквозь днище корпуса, и сквозь его стенку, но в этом случае, вследствие большей толщины возрастает вероятность засорения фосфора стружкой металла от сверления. При таком способе перфорации корпуса целесообразно использовать намагниченный инструмент.
Для извлечения красного фосфора у снаряда вывертывается запальный стакан, снаряд очком вниз (е) или под некоторым углом (ж) помещается в ванну под слой воды, и через открытое очко под действием струи подогретой воды высокого давления производится вымывание образовавшегося красного фосфора. Затем осуществляется отделение воды (теплоносителя) от извлеченного красного фосфора, возврат ее в непрерывный рабочий цикл расснаряжения, и подача «мокрого» красного фосфора на дальнейшую переработку. Так как красный фосфор в воде не растворим, то после высыхания он полностью сохраняет свои первоначальные свойства.
Способ опробован на 82-мм дымовой мине для батальонного миномета БМ-37 (индекс ГРАУ: 53-Д-832С), имеющей следующие характеристики:
Наружный диаметр 82 мм;
Средний объем каморы при ввинченном запальном стакане 315 см3;
Вес дымообразующего вещества при плотности 1,7 г/см3 и 95% наполнении - 0,52 кг;
Дымообразующее вещество - Фосфор желтый технический;
Вес корпуса в собранном виде без холостой пробки 2,56 кг;
Материал корпуса - сталь С-55;
Глубина каморы от среза 163 мм;
Максимальный внутренний диаметр 66 мм;
Резьба очка М48×1,5.
Запальный стакан установлен на герметизирующей замазке из свинцового сурика, выполнен из стали 35 и имеет следующие характеристики:
Вес стакана 0,32 кг;
Наружная резьба М48×1,5;
Длина стакана 93 мм;
Наружный диаметр 39 мм;
Внутренний диаметр 33 мм;
Глубина стакана 90 мм;
Толщина дна 3 мм;
Прокладка - Свинец С2;
Вес 0,027 кг.
Полимеризация фосфора в каморе мины осуществлялась без введения затравки.
Нагревание осуществлялось с использованием камерной муфельной электропечи ЭКПС-300, оснащенной вытяжкой эжекторного типа.
Размеры рабочей камеры: ширина 600 мм, высота 870 мм, глубина 600 мм.
При различных температурных режимах время полной полимеризации фосфора в корпусе 82-мм дымовой мины соответственно составило:
| - 180-200°C | ~24 ч |
| - 220-240°C | ~20 ч |
| - 260-280°C | ~12 ч |
Извлечение запального стакана производилось на станке дистанционного вывинчивания со скоростью вращения шпинделя до 0,2 с-1.
Извлечение продукта из каморы производилось с использованием модуля ГКМ4, предназначенного для вымывания взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов различных калибров методом размыва заряда гидрокавитационной струей высокого давления.
Рабочее давление вымывания - 150 МПа.
Время вымывания - 30 с.
Фильтрация полученной пульпы с извлечением продукта производилась на модуле отжима ВВ и фильтрации воды состоящего из двух автоматических станций механической очистки Опал-1 и Опал-2, со степенью извлечения продукта из пульпы не менее 97%.
Полученный продукт имеет вид - комки коричневого цвета с металлическим блеском.
Массовая доля красного фосфора - не менее 98,8%.
Массовая доля желтого фосфора - не более 0,009%.
Кислотность в пересчете на H3PO4 - не более 0,6%.
Массовая доля нерастворимого остатка в азотной кислоте, насыщенной бромом - не более 0,2%
Таким образом предлагаемый способ обеспечивает 100% утилизацию боеприпаса. Конечными продуктами утилизации являются лом черных и цветных металлов, а также технический красный фосфор, который может быть вторично использован в пиротехнике для производства новых дымовых боеприпасов. Следует отметить, что хотя данный способ является потенциально опасным, вследствие высокой чувствительности красного фосфора к механическим воздействиям, экологическая его опасность на порядки ниже, чем в случае извлечения из корпусов боеприпасов вымыванием желтого (белого) фосфора.
Источники информации
1. Патент ФРГ №1678212, C06B 21/00, 1972 г.
2. Патент РФ №2074383, C06B 21/00, F42B 33/06, 1997 г. (прототип)
1. Способ расснаряжения боеприпасов извлечением активных веществ при воздействии жидкого теплоносителя, инертного по отношению к извлекаемым компонентам веществ, путем его подачи в корпус боеприпаса под давлением, последующего отделения теплоносителя от извлеченных компонентов активных веществ, возврата очищенного теплоносителя в непрерывный рабочий цикл расснаряжения, и подаче извлеченных компонентов на дальнейшую переработку, отличающийся тем, что активное вещество заряда перед извлечением подвергается физико-химической модификации непосредственно в корпусе боеприпаса, при этом активное вещество подвергают термодеструкции или полимеризации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в активное вещество заряда перед полимеризацией вводят вещество-затравку инициации процесса полимеризации.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при расснаряжении фосфорных боеприпасов в качестве вещества-затравки инициации процесса полимеризации используют красный фосфор.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при необходимости введения вещества-затравки сквозь стенку или днище корпуса перфорацию корпуса осуществляют намагниченным инструментом.
