Хранение этих боеприпасов представляет постоянную угрозу несанкционированных взрывов и пожаров, что в ряде случаев приводило к катастрофическим последствиям, сопряженным с гибелью людей и невосполнимым ущербом природе. Кроме того, требуются серьезные затраты на хранение боеприпасов и охрану объектов, что в условиях недостаточного финансирования Вооруженных Сил и сложной социальной обстановки в местах дислокации объектов хранения становится все более острой проблемой.
При этом устаревшие боеприпасы являются государственным резервом ценных вторичных материалов. Например, артиллерийский выстрел содержит высококачественную корпусную сталь, латунную гильзу, взрывчатое вещество (ВВ) разрывного заряда и пороха метательного заряда.
Утилизация боеприпасов заключается в приведении их в небоевое состояние и извлечении вторичных материалов из их элементов. В случае неокончательно снаряженного артиллерийского выстрела это сводится к следующим действиям:
Разделение снаряда и гильзы (унитарный выстрел) путем
механического выдергивания снаряда из гильзы;
Извлечение пороха из гильзы;
Вывинчивание капсюльной втулки из гильзы;
Извлечение заряда ВВ из корпуса снаряда.
Наиболее технически сложной и опасной операцией является
извлечение заряда из снаряда.
На арсеналах и базах до последнего времени расснаряжение (утилизация) боеприпасов проводится наиболее «универсальным» методом подрыва или сжигания на площадках сжигания. При этом происходит полная потеря вторичных материалов, включая пороха, используемые при выжигании ВВ, и даже стали корпуса при его подрыве.
На отдельных арсеналах практиковалась выплавка заряда острым паром через очко корпуса снаряда. Расплав ВВ вместе с конденсатом сливался на землю, а затем сжигался.
Применение таких способов утилизации совершенно неприемлемо с точки зрения экологической безопасности в связи с тем, что при сжигании и подрыве в атмосферу поступает большое количество выбросов, содержащих диоксины, а при выплавке образуется конденсат, содержащий растворенное и взвешенное ВВ, который попадает в грунтовые воды.
На базе снаряжатепьных заводов бывшего Министерства машиностроения в конце 80-х — начале 90-х гг. были организованы производства расснаряжения, основанные на способе выплавки заряда методом нагрева корпуса боепри-паса паром или водой. По ряду обстоятельств эти производства оказались крайне убыточными. В связи с низкой теплопроводностью ВВ непрямой нагрев заряда через стенку неэффективен. Время выплавки в зависимости от калибра составляет 0,5 — 3ч, удельный расход теплоты очень велик. Теплоноситель загрязняется осапкой, нанесенной на корпус боеприпаса, и расплавом ВВ, вытекающим из корпуса в результате объемного расширения при плавлении. Однако основным фактором, определяющим убыточность заводских производств утилизации, является трехкратный по сравнению с рядовыми грузами железнодорожный тариф на перевозку опасных грузов (13-я категория) от мест хранения к местам переработки.
В ряде стран, в том числе и на Украине, пытаются реализовать достаточно универсальный способ вымывания заряда струями воды при высоком напоре (60 — 500 МПа). В результате образуется пульпа ВВ, содержащая не менее 50 % воды, что затрудняет его повторное использование, а также большое количество сбросной воды, требующей тщательной очистки для использования в цикле вымывания (не более 50 мг/л частиц фракции до 50 мкм). Сброс такой воды в очистные сооружения недопустим, так как присутствие тротила и гексогена в природных проточных водоемах не допускается действующими санитарными нормами.
Кроме того, оборудование с высокими рабочими параметрами весьма дорогостоящее и ненадежное в работе, что компенсируется дублированием насосных установок на каждой рабочей позиции.
Таким образом, наиболее рациональной представляется организация утилизации боеприпасов непосредственно в местах их хранения на арсеналах и базах на основе технологий, не требующих применения воды в качестве рабочего тепа или контактного теплоносителя и отвечающих правилам безопасности ведения работ.
Наибольшую долю боеприпасов, подлежащих утилизации, составляют боеприпасы, снаряженные тротилом. Поэтому разработка экологичной и эффективной технологии извлечения тротила является наиболее актуальной.
Исходя из требования максимальной производительности и тепловой эффективности, при обработке боеприпаса следует обеспечить наилучшие условия для контакта рабочего тепа с извлекаемым веществом. С этой целью рабочее тело вводится в камору изделия в виде струй, омывающих открытую поверхность заряда.
Теплоноситель в качестве рабочего тела для извлечения тротила должен отвечать следующим требованиям:
Химическая совместимость с тротилом;
Высокая температура кипения;
Низкая летучесть;
Отличная от тротила плотность;
Низкая токсичность;
Низкая вязкость расплава;
Флегматизирующее действие на ВВ;
Низкая температура плавления;
Высокая теплоемкость;
Относительная дешевизна и доступность.
В наибольшей степени этим требованиям отвечают парафины.
Решающими свойствами па-рафинов как оптимального рабочего
тепа для извлечения тротила являются практически полная
взаимная нерастворимость их расплавов и двукратная разница
в плотности (плотность расплава тротила 1,45 кг/дм3, расплава
парафинов 0,7 — 0,72 кг/дм3).Предприятием ООО «ГП «СПЕЦМЕТ»
с использованием указанных свойств парафинов разработаны
технология и установка вымывания тротила, на основе которых
организовано опытно-промышленное производство расснаряжения
артснарядов калибра 76 — 152 мм на одном из арсеналов
ГРАУ МО РФ.
Установка вымывания представляет собой полый корпус (см. рисунок), заполненный расплавом парафина и обогреваемый введенным в корпус змеевиком. На торцовых крышках корпуса закреплены центробежный насос и патрубок для слива тротила. На верхней крышке корпуса размещены шесть узлов вымывания с выдвижными форсунками. В качестве теплоносителя для нагрева парафина применяется термостойкое масло или пар.
Техническая характеристика
Калибр расснаряжаемых снарядов, мм 76 — 152
Производительность по тротилу, кг/ч 50 — 80
Число позиций вымывания 6
Вид теплоносителя термостойкое масло (110 — 125 °С)
Мощность электронагревателя масла, кВт:
пусковая 10
рабочая 6
Мощность электродвигателя насоса установки вымывания,
кВт 5,5
Мощность электродвигателя нагревателя масла, кВт 1,5
Количество масла в системе, л 200
Масса установки, кг 600
Парафин в корпусе установки расплавляют и поддерживают его температуру несколько выше температуры плавления тротила. Снаряды с вывернутой технологической пробкой устанавливают очком вниз на узлы вымывания. После включения насоса расплав парафина через форсунки нагнетается в каморы снарядов, при этом каждая форсунка автоматически отслеживает размываемую поверхность тротила. Смытый тротил в виде эмульсии в парафине стекает в корпус установки, где происходит гравитационное разделение эмульсии. Осветленный парафин возвращается в цикл вымывания, а тротил опускается в нижнюю часть корпуса и через сифон выводится наружу.
Время вымывания заряда составляет 5 мин для калибра 76 мм и 20 — 25 мин для калибра 152 мм.
Технология вымывания обеспечивает полное извлечение заряда из корпусов с простой и сложной геометрией каморы.
Извлеченный тротил содержит не более 0,5 % парафина, что соответствует требованиям к тротилу промышленного назначения.
Полностью отсутствует сброс технологической воды.
Установка легко переналаживается на другие типы боеприпасов, включая, например, авиабомбы массой до 500 кг, путем замены узлов вымывания и стыкующихся с изделием деталей.
Разработано мобильное производство утилизации боеприпасов с размещением технологического оборудования в стандартных 20-футовых морских контейнерах.
Таким образом, создана экологически безвредная и высокопроизводительная установка для извлечения тротила из артиллерийских боеприпасов.