1 Расснаряжение струйной выплавкой крупногабаритных тротилсодержащих боеприпасов

Для утилизации крупногабаритных боеприпасов тротилового снаряжения разработанны технология и оборудование методом вымывания ВВ расплавом парафина. Этот метод оригинальный и не имеет аналогов в нашей стране и за рубежом.
  Как рабочую жидкость выбран расплав парафина, который имеет ряд преимуществ в сравнении с другими применяемыми рабочими жидкостями (полиметилсилоксановые жидкости, расплав тротила и т.д.). Расплав парафина инертный относительно всех типов ВВ в рабочем диапазоне температур, имеет большую теплоемкость и низкую вязкость, взаимно нерастворимый в тротиле, плотность расплава парафина почти вдвое ниже плотности расплава тротила, парафин малотоксичен и взрывобезопасный, имеется сырьевая база.
  Процесс проводится таким образом. Подготовленное к вымыванию изделие устанавливают на стапель установки вымывания наклонно очком вниз и стыкуют через уплотнение с приемной воронкой. В очко изделия вводят форсунку, через отверстия которой в зарядную камору подается расплав парафина. Свободная поверхность заряда омывается струями расплава парафина, при этом внешний слой тротила расплавляется и уносится потоком расплавленного парафина. Смешанный расплав по сливному трубопроводу поступает в аппарат-разделитель, где снижается турбулентность и происходит непрерывное разделение расплавов парафина и тротила. Расплав парафина перетекает в насосную установку и снова нагнетается насосом в камору изделия на вымывание. Расплав тротила через гидравлический затвор, который препятствует проходу парафина, поступает в сборник тротила.
  Данное производство реализовано на Брянском химическом заводе.
  Извлеченный тротил в этом производстве разливают на плиты, и после затвердевания раскалывают на куски. Полученный таким образом тротил используют для производства аммонита и промышленных изделий на существующих производственных участках завода. Планируется делать переработку расплава тротила чешуированием.
  Технологический процесс извлечения ВВ расплавом парафина является экологически чистым, так как технологические аппараты и коммуникации герметичные, выбросы паров вредных веществ в атмосферу исключены. Оборудование простое в обслуживании - на установке вымывания занято двое рабочих.
  Технологическая схема процесса вымывания ВВ расплавленным парафином приведена на рисунке 1.

      В процессе вымывания парафином заряд ВВ целиком удаляется из корпуса изделия, дополнительное очищение корпуса перед отправкой в металлолом не нужно.
     С целью обеспечения универсальности технологии вымывания расплавом парафина проводятся работы по извлечению этим методом зарядов с ВВ, которые содержат гексоген, и утилизации извлеченных продуктов.

3 Утилизация инженерных боеприпасов

      Прибывшие в вагонах ящика транспортируют в мастерскую, где производят раскупорку. Проверяют количество изделий в ящиках, шифр наполнителя на маркировке. На пригодных изделиях ставят клеймо на боковой поверхности. Пригодные изделия передают на операцию разборки (см. рис.2).

  3.1 Влияние сроков хранения тротила на его свойства

В основном, в данное время производится утилизация боеприпасов, снаряженных тротилом. Это обусловлено двумя факторами: тротил является легкоплавким ВВ и находит применение в основной массе промышленных ВВ.
      Для того, чтобы ВВ после утилизации боеприпасов нашли многостороннее практическое использование, необходимо установить, произошло ли изменение физических, химических и взрывчатых характеристик утилизированного ВВ, на которые оказывает влияние продолжительное хранение, окружающая среда и вторичная переработка ВВ.
      Одной из основных физических характеристик тротила, которая говорит о чистоте (отсутствии примесей), является температура затвердевания (Тзат). Температуру затвердевания тротила определяют методом измерения температуры перехода продукта из жидкого состояния в твердое.
     По практическим данным температура затвердевания анализируемого тротила разных сроков хранения (1971, 1972, 1976, 1988, 1989 и 1990 гг.) в среднем составила 80,2°С, причем не было ни одного отклонения от требований ГОСТ 4117-67 (Тзат должна быть не ниже 80,0°С для тротила 1-го сорта). На основании данного анализа можно сделать вывод о физической стойкости тротила после длительного хранения (более 25 лет).
      Тротил-У подвергается переработке дважды: один раз во время наполнения боеприпасов и второй раз во время выплавки его из изделий, поэтому он представляет особый интерес. Была определена Тзат более 50-ти проб выплавленного тротила. В среднем Тзат составила 79,8°С, что является явно заниженным результатом и говорит о физической нестабильности утилизированного тротила. Однако однозначно судить о нестабильности данного продукта на основании этих опытов нельзя, так как 42% результатов (Тзат=80,2-80,3°С) соответствует ГОСТ.
      Следующим объектом исследования был ТНТ третичной переработки ( дважды или трижды переплавленный, в зависимости от вида наполнения), также утилизированный из боеприпасов. Исследовано 60 проб, результаты исследований представлены в таблице 1.

      Было установлено, что в целом тротил является довольно физически стойким веществом, но его нельзя использовать для изготовления изделий, предназначенных для длительного хранения, в особенности в том случае, если будут смешиваться разные партии продукта. Тротил-У можно рекомендовать к использованию в составах ПВВ с ограничением сроков их использования (ГСХ 2 года со дня изготовления).
      Одним из видов изделий из тротила является литой заряд. Поэтому необходимо знать кристаллическую структуру утилизированного тротила. Объектом исследования были тонкие пленки расплава ТНТ, помещенного на предметном стекле микроскопа. Исследование плавления и кристаллизации осуществлялись с помощью поляризационного микроскопа МПСУ-1, снабженного нагревательным столиком, который позволяет регулировать температуру образца по заданному режиму. Наблюдаемая картина кристаллизации тротила фиксировалась на фотопленке.
      В тонком пласте тротил кристаллизовался из расплава в виде дендритов, сплошных и непрерывчатых, с желтым окрашиванием. Картина кристаллизации вторичного тротила практически не изменилась. Кристаллизация третичного тротила уже не характеризуется дендритной формой, здесь имеет место ячеистая структура тонкого пласта расплава с четко выраженными границами. Ячеистая структура ограничивается примесями, которые вошли в тротил в процессе переработки вследствие вытеснения примеси возрастающим кристаллом. Скорее всего, эти примеси и являются фактором, который снижает температуру затвердевания. Следует искать методы очищения от нежелательных примесей.
      В ТУ на тротил-У снижены требования по Тзат до 74°С. Вследствие этого весь продукт, как вторичный, так и третичный, имеет Тзат в границах ГОСТ 4117 или ТУ и может быть использован в промышленных ВВ. Однако не следует забывать о наблюдаемом снижении стойкости ТНТ. Поэтому необходимо исследовать влияние Тзат на взрывчатые характеристики тротила и приготовленные на его основе промышленные ВВ.

ВЫВОДЫ:
  1. Хранение тротила в складских условиях на протяжении 25 лет не влияет на его физическую стойкость. Тротил не изменяет свою температуру затвердевания и структуру и может быть использован как основа для производства промышленных взрывчатых веществ.
  2. Утилизированный тротил может быть использован как компонент промышленных ВВ. Вместе с тем партии таких ВВ, приготовленных на основе тротила с низкими температурами затвердевания, требуют исследования сохранения взрывчатых показателей на протяжении ГСХ.

   3.2 Влияние метода утилизации на свойства тротила

     Были определены основные физико-химические свойства партий утилизированного разными методами тротила. На основании полученных данных составлена таблица 2.

Показатели тротила в зависимости от метода утилизации

Метод утилизации	Мас. доля влаги, %	Мас. доля нерастворим. в-в, %	Кислотность, %	Температура затверд-я, ˚С
Механическое выдавливание	0,02	0,04	0,0017	80,1
	0,02	0,06	0,001	80,1
	0,03	0,08	0,002	80,2
	0,08	0,07	0,009	80,1
Неконтактная выплавка	0,02	0,03	0,001	80,19
	0,03	0,04	0,001	80,19
	0,03	0,03	0,0024	80,2
	0,06	0,04	0,001	80,02
Контактная выплавка	0,17	0,07	0,001	80,13
	0,21	0,03	0,0013	80,24
	0,33	0,06	0,001	80,13
Чешуирование	0,14	0,04	0,001	80,13
	0,23	0,06	0,0013	80,1
	0,24	0,05	0,0016	80,24
	0,31	0,035	0,002	80,13
	0,73	0,03	0,001	80,24

     Наиболее важным критерием качества тротила является температура затвердевания, которая свидетельствует о чистоте продукта, и, следовательно, о его стойкости. Температура затвердевания чистого тротила 80,35-80,85 °C, технического - не ниже 80,2-80,5 °C. Солнечный свет действует на все изомеры тротила, вызывая их потемнение от белого до желтого цвета и изменение свойств (главным образом температуры затвердевания), что связано с фотоизомеризацией. Поэтому мы наблюдаем снижение температуры затвердевания утилизированного тротила до 80,0-80,2 °C.
     Другим фактором, который влияет на химическую стойкость как самого тротила, так и оболочки снаряда, является содержание кислоты. Кислотность утилизированного продукта отвечает норме (не превышает 0,009 %) и не зависит от метода утилизации.
     Содержание влаги и летучих веществ в тротиле обуславливает его взрывчатые свойства, так как увеличение содержания влаги снижает восприимчивость к детонации. Поэтому на эту характеристику следует обратить внимание. Т.к. утилизированный тротил подвергается переработке (например, влияние воды или пара), то требование к содержанию в нем влаги и летучих занижено в сравнении с чистым тротилом (не более 0,07 % у чистого и не более 0,2 % - у утилизированного тротила). В зависимости от метода утилизации содержание влаги колеблется в среднем от 0,02 % при методе механического выдавливания, 0,3-0,4 % при неконтактной выплавке, до 0,3-0,7 % при контактном методе и чешуировании продукта.
     Увеличение содержания нерастворимых примесей может изменить чувствительность тротила. Содержание примесей в анализируемом продукте отвечает норме.

  3.3 Качественные реакции на ВВ

     На базах хранятся огромные запасы боеприпасов с истекшим сроком хранения, непригодных к боевому применению по техническому состоянию или относящихся к устаревшим образцам вооружения. Дальнейшее их хранение требует значительных средств и представляет потенциальную опасность возникновения взрывов и пожаров. Поэтому весьма актуальной стала проблема утилизации боеприпасов.
     Одной из проблем, возникающей при расснаряжении боеприпасов, является полнота извлечения ВВ из корпуса боеприпаса. Черные и цветные металлы, высвобождаемые при утилизации, должны быть гарантировано полностью очищены от взрывчатых материалов. Поэтому с целью исключения возможности отправления в народное хозяйство остатков продукта весь металлолом, полученный после расснаряжения изделий, подлежит двойному контролю на безопасность. При этом весь металлолом подлежит поштучному контролю на отсутствие в нем остатков продукта.
     Наличие частиц ВВ в соскребах с внутренней поверхности камеры боеприпаса после расснаряжения можно определить методами качественного химического анализа. Качественные химические тесты позволяют за короткое время получить важную информацию о природе исследуемого вещества, являются достаточно чувствительными, простыми в работе и, что весьма важно, дают возможность определить качественный состав объекта.
      Предлагается систематический ход анализа граммовых количеств веществ на предмет наличия в них частиц ВВ. В основу рекомендуемого систематического хода анализа положено разделение анализируемой смеси на 3 группы. Ниже в скобках указываются компоненты ВВ, присутствие которых возможно в данной группе:

1. Вещества, растворимые в ацетоне (ароматические нитросоединения, нитроэфиры, нитрамины, аммиачная селитра).
2. Вещества, растворимые в воде (соединения, содержащие ионы аммония, калия, натрия, нитраты, хлориды).
3. Вещества, нерастворимые в воде и ацетоне (алюминий, магний).

Заключение

      В настоящее время сложность в обеспечении безопасности состоит в определении степени опасности боеприпасов, которые поступают.
     В зависимости от условий хранения боеприпасы поступают с разным состоянием тары. Так боеприпасы поступают в разрушенной сгнившей таре, если это барабаны - это частично сгнившие брусья, у ящиков - гнилые донья и даже торцовые стороны, поэтому погрузочно-разгрузочные работы, транспортирование боеприпасов затруднено и опасно, возможно выпадение изделий из тары.
      Процесс расснаряжения и утилизации боеприпасов является опасным процессом из-за наличия дополнительных операций, при которых ВВ подвергается механическому и тепловому воздействию, а также из-за того, что этому воздействию подвергаются "состарившиеся" ВВ (которые находились в изделиях и имеют в своем составе продукты разложения и, возможно, продукты их взаимодействия с корпусом изделия). Необходимо отметить, что на утилизацию наиболее часто поступают боеприпасы, которые находились в служебном обращении - ржавые, имеющие повреждения и дефекты корпуса. Кроме того, по результатам входного контроля технического состояния боеприпасов отмечалась разгерметизация изделий. Следствием нарушения герметизации является "течь" разрывного заряда на поверхности боеприпасов.
     Для большинства изделий наиболее опасной операцией является извлечение ВВ из корпуса боеприпасов. Для других определяющими являются операции разборки изделий или его элементов. Особую опасность представляют операции вывинчивания комплектующих (головных и донных стаканов, капсюльных втулок, шашек-детонаторов), так как большинство из них при снаряжении было поставлено на грунтовку или закрепитель. Эти операции расснаряжения боеприпасов в технологической цепочке являются не только наиболее трудоемкими, но и взрывоопасными. Последствия от возможных чрезвычайных ситуаций при разборке боеприпасов могут быть очень значительны.
     Имеются нерешенные вопросы по обеспечению безопасности расснаряжения боеприпасов. Поэтому так важны мероприятия по обмену опытом и поиску перспективных направлений для решения этой сложной задачи.

Перечень ссылок

1. Арсенал ХХ1 века / 2'99.
2. Щукин Ю.Г., Кутузов Б.Н. и др. Промышленные ВВ на основе утилизированных боеприпасов. - М.: Недра, 1998. - 319 с.
3. Общая инструкция по охране труда для работающих в производстве расснаряжения изделий.-ДКЗХИ,1992.-105 с.
4. Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов/ 1-я Российская научно-тех. конференция: Сб. докладов. - М., 1995. - 303 с.
5. Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов/ 2-я Всероссийская научно-тех. конференция: Тез. докл. - М., 1997. - 167 с.
6. Технологический регламент по утилизации методом безконтактной віплавки. - ДКЗХИ, 1995.- 134 с.
7. Бандурин Л.Г. Сборник задач по теории ВВ.-М.:Оборонгиз,1959.-188 с.
8. Садовский М.А.Опытные исследования механического действия ударнй волны взрыва.-М.-Л.: Изд.АН СССР,1945.
9. Власов О.Е.Основы динамики взрыва.-М.:ВИА,1945.
10. Сильвестрович С.И.Взрывчатые вещества и условия их безопасного хранения. - М.: Промстройиздат,1957.-100 с.