废旧聚能射孔弹的平地烧毁处理.pdf

2 0 1 3 年4 月 废旧聚能射孑L 弹的平地烧毁处理罗同杰等 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 ∞1 名3 5 2 ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 1 4 废旧聚能射孔弹的平地烧毁处理 罗同杰 宁灵生 豫西集团有限公司销毁中心 河南云阳，4 7 4 6 7 8 [ 摘要]文章对销毁废旧聚能射孔弹常采用的几种方法的优、缺点进行了介绍。从对聚能射孔弹的结构特点及 其所装填炸药特性的分析出发，提出了平地烧毁法销毁聚能射孔弹的依据、原理，描述了采用此方法的单个产品烧 毁实验和小批量产品烧毁实验情况。总结出单次批量烧毁1 0 0 0 多发 总装药量为4 5 k 洲T 当量 废旧聚能射孑L 弹 的具体流程、做法。以实际处理6 0 万发聚能射孑L 弹为例，平地烧毁法可比炸毁法直接节约炸药3 7 5 0 k g 、节约雷管 7 5 0 0 发。在安全性、经济性等方面，平地烧毁法比炸毁法具有较大优越性。 [ 关键词] 销毁聚能射孔弹平地烧毁 [ 分类号]T Q 5 6 0 ．7 9T J 5 l O ．8 9 引言 在石油工业部门，油气井的射孑L 作业大量使用 聚能射孔弹。在聚能射孔弹的生产、运输、存贮、使 用等过程中，会因为种种的客观原因，造成数量不菲 的聚能射孑L 弹报废。凡是报废的聚能射孔弹，一般 均需及时进行销毁处理。销毁聚能射孔弹通常采用 的方法有炸毁法、化学溶解法、机械压毁法、机械一 化学溶解法⋯等方法。进行化学处理时销毁液选 配比较麻烦，并且常常需要与焚烧相结合。这些销 毁方法的优缺点及实际应用情况见表1 。 表1聚能射孔弹销毁方法 T a b ．1M e t h o df b rd e s t m y i n gt h es h a p e dc h a r g e s 在部队或企业的废旧弹药专业处理部门里，对 大量小药量的爆炸物 如引信、火工品等 均采用销 毁炉进行烧毁处理[ 2 1 。但是，聚能射孔弹不能在其 中进行烧毁处理。原因是销毁炉内炉温一般在4 5 0 ～6 0 0 c c ，处理爆炸物单发T N T 当量一般在3 5 ～ 2 0 0 9 。虽然聚能射孔弹单体炸药装药量一般在1 ～ 1 0 0 9 之间，药量适合。但是由于具有聚能效应的射 孑L 弹爆炸时所产生的高温高压使射孔弹内的金属罩 变为流体状态，会形成一股细金属流，沿射孔弹轴线 向外喷发。金属流的速度为8 0 0 一1 0 0 0 - n ／s ，温度 高达3 0 0 0 ～4 0 0 0 ℃，遇到障碍物时便产生3 1 0 4 M P a 的高压，将障碍物击穿一个很深的孔洞’3o 。 如果在销毁炉中烧毁聚能射孔弹，投放进高温炉膛 里的聚能射孔弹发生爆炸的概率很高，如有爆炸，可 能就会将销毁炉的炉壁击穿，轻则损坏设备，重则发 生人身伤害事故。因此，通用的销毁炉烧毁法，不适 宜对废旧聚能射孔弹进行烧毁处理。 为寻找一个简便实用、销毁效率高、安全可靠的 废旧聚能射孔弹处理方法，采用了平地烧毁法销毁 聚能射孑L 弹。 1 聚能射孔弹简介 油气井用聚能射孔弹，按其装填炸药的耐热性 可分为3 类 1 普通射孑L 弹，主装药是黑索今 R D x 为主的 混合炸药； 2 高温射孔弹，主装药是奥克托今 H M x 为主 的混合炸药； 3 超高温射孔弹，主装药是六硝基芪 H N S 、 皮威克斯 P Y x 等为主的混合炸药引。R D x 、 H M x 、H N s 和P Y x 都属于高温耐热炸药，有确定的 收稿日期2 0 1 2 l l 1 6 作者简介罗同杰 1 9 6 5 ～ ，男，工程师，主要从事废旧弹药拆分销毁处理的研究。E m a i l l u o t o n 商i e s i n ac o m 万方数据 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 2 卷第2 期 熔点‘6 l 。 从外形、尺寸、装药品种、装药数量来分类，有许 多规格型号。但从弹的主体结构上讲，大致可按有 无压盖来分类，如图1 所示的普通型和图2 所示的 带有压盖的类型。 l 一主装药；2 一弹壳；3 一聚能罩 图l 射孔弹结构图 F i g1 s t r u c t u r Po ft h rs h a I 删c h a 唱e s 图2 带压盖的聚能射孔弹 F i g ．2S h a p e dc h a r g e sw i t hg l a n d 带压盖的射孔弹经预处理去掉压盖后，结构形 态与图l 所示相同。在生产实际中报废的聚能射孔 弹中无压盖的占到总量的9 0 ％。 2 平地烧毁聚能射孔弹的方法及原理 小于临界直径的炸药，在一定的条件下只发生 燃烧而不发生爆炸，但在燃烧状况下的炸药，如果处 于封闭或不利于气体扩散的情况下，也可能由燃烧 转为爆炸“ o 。例如无引信的追击炮弹一类的装药 弹体，在旋卸掉防潮盖后，让炸药裸露，然后对其适 当加热引燃，其内部装药会平稳燃烧，不发生爆炸， 从而达到将其去功能化销毁o 。 废旧聚能射孔弹与无引信迫击炮弹相比，虽有 一个传爆孔，但孔径太小，而在开口方向，药型罩将 炸药封闭，炸药不能裸露。平地烧毁聚能射孔弹就 是在普通环境温度下开始对弹体进行不均匀加热， 利用钢壳体、炸药、铜药型罩受热膨胀率的不同，使 粘压在炸药柱内锥面上的药型罩涨松脱，炸药在裸 露状态下熔化、被引燃，内部装药会平稳燃烧而不发 生爆炸，从而将其顺利销毁。 3 烧毁方法选择 一般弹药燃烧时能量释放的快慢受燃烧材料的 组成、密度、湿度、数量、堆积方式、空气中的暴露面 积等影响。无壳体的火炸药，基本能自维持燃烧销 毁；带壳体的火炸药，一般不能自维持烧毁，需要添 加适量引燃、助燃材料，并且要考虑引、助燃材料对 其燃速的影响，防止燃烧失控而发展成爆燃或爆炸。 所以，带壳装药体如聚能射孔弹的选择烧毁方法很 关键‘9 。。 综合考虑上述因素，采用下面的实验来选择烧 毁方法。 3 ．1 单个烧毁实验 分别取药量为7 9 、4 5 9 的聚能射孔弹各1 发，分 别放置于试验场地，取适量条状木柴，木柴长约 1 0 0 m m 、粗细约1 0 m m 左右，置于其上，引燃木柴试 烧。在无火焰后，现场察看，药型罩呈松斜态置于钢 壳体中，将药型罩从钢壳中倒出，药型罩外锥面和钢 壳内无任何炸药残留。 3 ．2 小批量烧毁实验 取单个装药量为4 5 9 的废聚能射孑L 弹两箱 1 0 0 发 ，启开纸箱盖拿出射孔弹，去掉包装塑料膜和减 震泡沫块，在烧毁场平地上用其原包装的纸隔板支 架将其固定，使射孔弹的开口方向一律朝上，单层互 相靠实排列摆放好，如图3 所示。 图3 待烧毁的小批量聚能射孔弹 F i g ．3 S m a Uq u a n t i t yo fs h a p e dc h a r g e st ob eb u m e d 在聚能射孔弹上均匀撒布一层碎木柴 条状木 柴，木柴长约1 0 0 m m 、粗细约1 0 m m 左右 ，布置好 引火带，引燃木柴。待燃烧火焰完全熄灭后，操作人 员才能进入场地。烧毁情况如图4 所示。 逐个检查后发现，弹体内的装药已完全燃烧完 毕。试烧情况和单体烧毁类似，情况良好。 3 ．3 批量烧毁 根据前面两次试烧毁情况，对集中处理废旧聚 能射孔弹流程、做法进行了梳理 万方数据 唛旧聚能射孑L 弹的平地烧毁处理罗同杰等 5 5 图4 小批量聚能射孔弹烧毁后 F i g ．4 1 | l eb u m e ds m a l lq u a n 吣o fs h a p e dc h a r g e s 1 每次烧毁每条火道 由待销毁聚能射孔弹摆 放成的长条状烧毁单元 应只烧毁同种型号的产 品，单条火道的宽度不超过6 0 0 m m ，长度以其摆放 的所有聚能射孔弹装药的总药量不超过4 5 k g T N T 当量为宜，且严禁射孔弹堆积烧毁。如图5 所示。 幽5 批量待烧品的摆放 F i g ．5 P l a c e m e n to fab a t c ho ft h et ob eb u m e d 2 细木柴宜顺火道方向摆放，要完全覆盖住弹 体，木柴层的厚度以2 0 一3 0 m m 为宜，尤其是火道边 沿处，摆的要比中间厚一些，不能漏盖弹体。 3 铺完木柴，还要喷洒适量柴油，铺设好引火 道。点火时应采用逆风点火。 4 对加盖的射孔弹应去盖后方可烧毁。 5 对待销毁产品中少量属于使用后又回收的 以及受潮生锈的产品，应在布置摆放弹体时将其挑 出来，另行处理。 6 包装用塑料膜、减震泡沫块等材料不能覆盖 在弹体上作为助燃材料使用。因为这些材料在受热 熔化燃烧过程中，可能会流淌而包裹弹体，封闭聚能 射孔弹因受热涨裂出的开口，使射孔弹装药不能平 稳地燃烧，从而极大地增大了射孔弹爆炸的几率。 7 因是销毁废旧射孔弹，首先应严格遵守弹药 烧毁场作业的各项规程。同时，考虑特殊情况，作业 人员在烧毁过程中应置身于掩体之中，以确保个别 意外发生时的操作人员的人身安全[ 10 。⋯。 按照上述要求，又进行了批量烧毁实验。烧毁 后的现场如图6 所示。无爆炸现象，废聚能射孔弹 的装药经检查，燃烧完全，无爆炸品残留。经过一定 时间，待壳体、药型罩降到常温，废金属材料可完全 回收。 图6 批量烧毁旧习』扎抨 F i g ．6 B a t c ho fb u Ⅱl e ds h a p e dc h a r g e s 4 比较 运用平地烧毁法后，安全、顺利地销毁了6 0 余 万发报废的各型号聚能射孔弹。此方法与之前广泛 采用的炸毁法相比有显著优点 1 平地烧毁法对场地、设施要求比炸毁法低。 例如，标准要求烧毁场的直径应不小于1 0 0 m ，炸毁 场的直径一般不小于3 0 0 m ；烧毁1 0 0 妇 T N T 当量 炸药的作业，场地外部距离要求≥2 2 0 m ，而炸毁场 炸毁3 ．5 k g r 1 1 N T 当量 废弹药的警戒安全半径≥ 1 5 0 0 m 。 2 平地烧毁法，每次销毁的聚能射孔弹数量 大，所用木柴助燃物，来源广泛，价格低廉；若采用炸 毁法，以处理6 0 万发聚能射孔弹 每次炸毁数量为 3 ．5 k g T N T 当量的废旧聚能射孔弹，按平均药量 4 5 9 ／发，每次可炸8 0 发 计，按规范，需耗费引爆炸 药3 7 5 0 k g ，8 号工程电雷管7 5 0 0 发，仅此两项，需花 费人民币1 5 万元以上。 3 废旧聚能射孔弹烧毁后，钢壳和做药型罩的 铜材可1 0 0 ％回收，回收物资的价值不菲。而废旧 聚能射孔弹炸毁后，破片无法回收，并且炸坑可能会 遗留未爆弹，清理时存在安全隐患。 当然，平地烧毁法因为是在露天烧毁，烟尘直 排，会产生一定的环境污染。因此，今后应在此方法 的基础上，探索对产生的废气、废尘进行有效处理的 聚能射孔弹有控无害化烧毁的新技术。 5 结论 通过实验总结出了单次批量烧毁1 0 0 0 多发 总 装药量为4 5 k g T N T 当量 废旧聚能射孔弹的平地烧 万方数据 5 6 爆破器材E x p l o s i v eM a t 耐a l s 第4 2 卷第2 期 毁法。按此方法实际处理了6 0 万发废旧聚能射孔 弹，比以往采用炸毁法可直接节约起爆炸药 3 7 5 0 k g ，节约雷管7 5 0 0 发。该方法操作简便、安全， 费效比好，有较高的推广价值。 参考文献 [ 1 ] 郭鹏，付代轩．报废射孔弹销毁方法初探[ J ] ．国外测 井技术，2 0 0 0 ，1 5 2 5 0 5 2 ． C u oP e n g ，F uD a i x u a n ．P e r f b r a t i n gm e t h o do fd e s t r u c t i o n o fw a s t e [ J ] ．F o r e i g nw e l lI J o g 舀n gT e c h n o l o g y ，2 0 0 0 ，1 5 2 5 0 5 2 ． [ 2 ]巩永孝，刘国庆，可勇．报废通用弹药处理技术[ M ] ． 北京解放军出版社，2 0 0 4 5 5 ． [ 3 ]大庆油田油井射孑L 编写组．油井射孑L [ M ] ．北京科学 出版社，1 9 7 8 2 5 [ 4 ] 孙国祥，王晓峰，孙富根，等．油气井射孔器用炸药及 其安全性[ J ] ．爆破器材，2 0 0 2 ，3 1 2 4 - 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