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廢棄常規(guī)彈藥銷毀技術(shù)綜述

 郭東俊 2019-02-03

(安徽紅星機(jī)電科技股份有限公司,安徽省 合肥市 231135)
摘要:本文首先分析了國(guó)內(nèi)常用彈藥銷毀方法優(yōu)缺點(diǎn),然后分別簡(jiǎn)要介紹了近年來(lái)新興的聚能切割、射孔彈、爆炸裝置摧毀器、高熱劑、導(dǎo)爆索切割、磨料水射流切割和高壓液氮低溫切割等彈藥銷毀領(lǐng)域的幾種新技術(shù),對(duì)國(guó)內(nèi)廢棄常規(guī)彈藥銷毀工作具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:廢棄常規(guī)彈藥;銷毀;切割

        廢棄常規(guī)彈藥主要是指戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期或和平時(shí)期軍事演習(xí)、訓(xùn)練中遺留下來(lái)的因引信失能、炸藥變質(zhì)或其他原因未發(fā)生爆炸、燃燒等作用的各類炸藥、火藥和未爆彈藥。廢棄彈藥如不嚴(yán)格控制,規(guī)范處置,將會(huì)給社會(huì)和廣大人民群眾的安全帶來(lái)隱患,因此必須對(duì)這些廢棄常規(guī)彈藥采用合理的方法進(jìn)行徹底的銷毀。本文在分析國(guó)內(nèi)常用彈藥銷毀方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,介紹了近年來(lái)幾種國(guó)內(nèi)廢棄彈藥銷毀工作中逐漸引入的新技術(shù),為今后廢棄彈藥銷毀工作提供一定的參考。
        1常用彈藥銷毀方法優(yōu)缺點(diǎn)分析
        由于廢棄彈藥大多埋藏于地下或露于野外多年,外部銹蝕嚴(yán)重,存在較多的不安全因素。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于廢舊彈藥銷毀主要采用焚燒、爆破、掩埋、深海傾倒、切割和機(jī)械拆分等方法。實(shí)際彈藥銷毀工作中,需視銷毀對(duì)象和銷毀環(huán)境,并綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、污染等因素確定合理的銷毀方法。一般而言,爆炸法適于銷毀能夠引爆的廢舊彈藥,如廢舊炮彈、地雷、手榴彈、猛炸藥以及火工品等;燃燒法適于銷毀能夠穩(wěn)定燃燒并且在銷毀過程中不易轉(zhuǎn)化為爆轟的火炸藥,如發(fā)射藥、推進(jìn)劑、延期藥、煙火劑、底火和引信等;化學(xué)法適用于銷毀起爆藥、毒劑等;拆分處理法是利用專門的彈藥分解機(jī)具將彈藥進(jìn)行機(jī)械分解,實(shí)現(xiàn)裝藥和殼體分離,達(dá)到廢舊彈藥銷毀的目的。
        實(shí)際銷毀工作表明,上述常用的彈藥銷毀方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如:爆炸法是采用誘爆的方法進(jìn)行廢棄彈藥銷毀,優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在操作簡(jiǎn)單,作業(yè)所需器材少,但因?yàn)楦綆Мa(chǎn)生爆炸沖擊波、爆破地震波和噪聲等危害效應(yīng)而容易對(duì)周邊環(huán)境造成破壞,且爆炸法無(wú)法實(shí)現(xiàn)金屬、炸藥等資源的回收再利用。機(jī)械拆分法需要專門的場(chǎng)地、工房和設(shè)備,且對(duì)作業(yè)人員的專業(yè)技能有較高的要求,需要進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)等等。尤其是如果廢舊彈藥本身的安定性不確切,則對(duì)彈藥本身任何的機(jī)械操作都有可能造成爆炸事故,此時(shí),上述常用的彈藥銷毀方法存在明顯不足。因此,在廢舊彈藥銷毀領(lǐng)域,還需要不斷探索新技術(shù)。
        2廢棄常規(guī)彈藥銷毀新技術(shù)
        2.1聚能切割器銷毀技術(shù)
        采用聚能切割技術(shù)進(jìn)行廢舊彈藥銷毀主要是利用“聚能效應(yīng)”的原理,在聚能裝藥爆炸瞬間形成高溫、高速的金屬射流來(lái)切割破壞引信,使其無(wú)法起爆;或利用聚能射流直接沖擊起爆彈體主裝藥,實(shí)現(xiàn)報(bào)廢彈藥銷毀。
        在實(shí)際彈藥銷毀工作中,針對(duì)不同型號(hào)彈藥口徑、形狀研制開發(fā)了多種型號(hào)的聚能切割裝置。聚能切割器一般呈線狀,具體布設(shè)聚能切割器時(shí),可呈直線狀沿彈體外表面設(shè)置,也可圍繞彈體一周。目前,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)可采用柔性聚能切割器在彈藥結(jié)合部進(jìn)行切割,通過精確計(jì)算確定切割器線裝藥量并設(shè)置合理的切割位置,可以實(shí)現(xiàn)彈體結(jié)合部的準(zhǔn)確分離,便于殼體和炸藥等資源的回收再利用?,F(xiàn)階段的應(yīng)用表明,該方法能夠很好地實(shí)現(xiàn)防坦克地雷裝藥與殼體的有效分離??梢灶A(yù)見,聚能切割技術(shù)在廢棄常規(guī)彈藥銷毀中具有較好的應(yīng)用前景。
        2.2爆炸裝置摧毀器
        近年來(lái)在廢棄常規(guī)彈藥銷毀工作中使用較為廣泛的爆炸裝置摧毀器主要是引信切割器??汕袛鄰U棄彈藥的引信或破壞廢棄彈藥的結(jié)構(gòu)使其不能引爆。
        2.3射孔彈銷毀技術(shù)
        近年來(lái),在報(bào)廢彈藥銷毀領(lǐng)域還出現(xiàn)了采用射孔彈實(shí)現(xiàn)對(duì)多種地雷以及榴彈、炮彈、燃燒彈等常規(guī)彈藥的銷毀技術(shù)。采用射孔彈進(jìn)行彈藥銷毀是利用其爆炸形成的金屬射流以及伴隨產(chǎn)生的爆炸沖擊波共同作用。

因此通常將射孔彈設(shè)置于彈體的上部位置,垂直打擊目標(biāo)。在工程爆破施工過程中,當(dāng)遇到待爆區(qū)域內(nèi)存在廢舊炮彈的情況,由于炮彈可能夾在巖石中影響爆破施工的安全性,人工卻無(wú)法將其安全移出,在這種情況下就可采用射孔彈將其引爆或使其失去爆炸效能。
        2.4高熱劑
        用高熱劑燃燒銷毀彈藥主要是利用鋁熱劑反應(yīng)產(chǎn)生的高溫熔渣。大多數(shù)高熱劑燃燒溫度都在2000~28000℃,某些配方燃燒產(chǎn)生的溫度還可達(dá)3000~40000℃,形成高溫液態(tài)產(chǎn)物。對(duì)于薄殼彈,高熱劑產(chǎn)生的高溫能夠直接熔穿彈殼,點(diǎn)燃內(nèi)部裝藥,此時(shí)燃燒產(chǎn)生的氣體通過燒穿的孔洞釋放出去,不至于使得燃燒轉(zhuǎn)為爆轟,確保了燃燒銷毀的安全性。對(duì)于彈殼較厚的情況,高熱劑產(chǎn)生的高溫雖無(wú)法直接熔穿彈殼,但可使彈殼軟化且強(qiáng)度變小;同時(shí),殼內(nèi)間接被高溫引燃的裝藥產(chǎn)生大量的膨脹氣體形成高壓,沖穿軟化部分的彈殼,從而釋放殼體內(nèi)的高壓氣體,繼續(xù)保持燃燒銷毀。從實(shí)驗(yàn)效果可以看出,采用恰當(dāng)配方的高熱劑能夠燒穿一定厚度的鋼板,從而實(shí)現(xiàn)彈藥銷毀的功能。
        2.5導(dǎo)爆索切割技術(shù)
        鐘明壽等提出采用導(dǎo)爆索爆炸拆分法可以有效進(jìn)行防坦克地雷的爆炸拆分,既實(shí)現(xiàn)了資源的回收再利用,又減少了爆炸法對(duì)環(huán)境的污染。朱愛華、劉鵬、張懷智等還采用導(dǎo)爆索進(jìn)行了小口徑彈藥的銷毀,通過在小口徑彈體外纏繞導(dǎo)爆索,起爆后沖擊波通過殼體后疊加,達(dá)到一定強(qiáng)度后能夠起爆彈體裝藥,實(shí)現(xiàn)對(duì)小口徑彈藥的銷毀。
        2.6高壓液氮低溫切割技術(shù)
        采用高壓液氮切割技術(shù)主要是利用高壓液氮系統(tǒng)的高壓、高速、低溫等顯著特點(diǎn)。研究表明,高壓液氮切割系統(tǒng)壓力可高達(dá)350MPa,射流速度可達(dá)900m/s,流量達(dá)1~10L/min,溫度達(dá)一140℃,如此低溫的液氮可對(duì)彈體瞬時(shí)完成切割,且液氮迅速揮發(fā)不會(huì)與切割下來(lái)的廢料混合,便于材料分類回收。現(xiàn)階段高壓液氮切割技術(shù)在廢棄常規(guī)彈藥銷毀領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用表明,該方法在處置主炸藥及單質(zhì)炸藥時(shí)具有一定的有效性,不會(huì)引起爆炸、燃燒和對(duì)切割物質(zhì)產(chǎn)生高溫灼燒。
        2.7磨料水射流切割技術(shù)
        在報(bào)廢彈藥處置過程中,很多情況下需要將彈體切割開并取出內(nèi)部裝填物。若采用刀具切割的常規(guī)辦法,由于機(jī)械摩擦容易升溫,無(wú)法確保作業(yè)過程的安全性。近年來(lái),出現(xiàn)了磨料水射流切割技術(shù)。該技術(shù)在炮彈銷毀方面也非常有效,尤其在銷毀高檔武器、彈藥方面更具優(yōu)勢(shì)。水射流切割技術(shù)相對(duì)于其他焰炬切割技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在對(duì)環(huán)境造成的污染小、便于資源的回收再利用,而且磨料水射流技術(shù)可用于多種彈藥的切割銷毀,具有廣泛的通用性。
        3結(jié)論
        (1)廢棄常規(guī)彈藥的常用銷毀方法各具優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合彈藥銷毀工作的實(shí)際需求,研究人員對(duì)于彈藥銷毀領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)、新方法仍在不斷地探索和創(chuàng)新研究中。
        (2)通過對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)廢棄常規(guī)彈藥銷毀方面新技術(shù)的簡(jiǎn)要介紹,可為工程爆破領(lǐng)域中開展彈藥銷毀工作提供一定參考。
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