專利名稱:開放式引信燒毀方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢舊危險品彈藥銷毀處理領(lǐng)域，具體為一種開放式引信燒毀方法。
技術(shù)背景
報廢彈藥的銷毀一直是彈藥工作領(lǐng)域的一大難題，對于這些報廢彈藥的銷毀處 理，一般的方法是使用規(guī)定的設(shè)備、工具就地分解，卸下其引信。去除引信的彈藥相對安 全，可運至軍區(qū)銷毀站以適當(dāng)?shù)姆绞竭M行集中銷毀處理。
對于卸下的引信，目前引信銷毀主要采用高溫?zé)龤Х?，以連續(xù)供油的方式，使用火 工品燒毀爐內(nèi)保持600°C以上的高溫，此溫度高于引信中炸藥的爆發(fā)點，引起炸藥的完全爆 轟，實現(xiàn)引信的銷毀。這種銷毀模式需要連續(xù)對火工品燒毀爐供應(yīng)煤油，所需設(shè)備較為復(fù) 雜，體積龐大，費用較高，燒毀后的引信回收價值較低；同時，對地處偏遠、進出路況復(fù)雜的 后方倉庫，并不具備火工品燒毀爐等相關(guān)設(shè)施。
另一種方法是野外燒毀，即將引信與引爆炸藥一同埋入坑內(nèi)，通過點燃引爆藥，引 起引信中炸藥的爆炸。這種方法對少量引信的銷毀較為有效。但大數(shù)量、反復(fù)多次的引信 野外炸毀作業(yè)，安全風(fēng)險較大，且難以保證炸毀的徹底性，易于遺留安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種開放式引信燒毀方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中引信燒毀的設(shè) 備復(fù)雜、成本高以及安全風(fēng)險較大等問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
—種開放式引信燒毀方法，將引信與木柴混合堆碼于開放式引信燒毀裝置中，利 用木柴燃燒和引信內(nèi)部裝藥燃燒產(chǎn)生的能量進行銷毀，完成報廢引信的處理。
所述的開放式引信燒毀方法，開放式引信燒毀裝置主要包括燒毀籠、防護裙、篦子 和防護網(wǎng)，燒毀籠為鋼筋縱橫焊接形成的格柵通透式結(jié)構(gòu)，燒毀籠的內(nèi)側(cè)底部焊接有防護 裙，燒毀籠的底部鋪設(shè)篦子，燒毀籠外罩防護網(wǎng)。
所述的開放式引信燒毀方法，篦子為直徑25 35毫米圓鋼焊制而成。
所述的開放式引信燒毀方法，鋼筋為直徑25 35毫米圓鋼。
所述的開放式引信燒毀方法，防護裙采用25 35毫米厚鋼板，且防護裙與地面成 30 80度夾角。
所述的開放式引信燒毀方法，防護網(wǎng)設(shè)置于燒毀籠的周圍及頂部，防護網(wǎng)為鋼絲 防護網(wǎng)，鋼絲直徑為1 3毫米，網(wǎng)孔為1 2厘米。
所述的開放式引信燒毀方法，燒毀籠主體外型尺寸1.5mX1.5mX1.8m，防護網(wǎng)主 體外型尺寸5. 5mX 4. 5mX 4. 2m。
所述的開放式引信燒毀方法，木柴的火焰溫度在300°C 500°C之間。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明利用炸藥具有燃燒和爆炸的雙重屬性，建立引信中炸藥的燃燒環(huán)境，避免或減少炸藥的爆炸，讓炸藥以燃燒的方式銷毀，以此降低銷毀過程的危險性。
2、本發(fā)明采取籠式燒毀技術(shù)，S卩利用鋼筋縱橫焊接，制成一個非密閉但能防止引 信體和傳爆管飛出的燒毀籠，將引信與劈柴混合堆碼，引燃劈柴后，利用木材燃燒和引信內(nèi) 部裝藥燃燒產(chǎn)生的能量，持續(xù)地?zé)龤б艃?nèi)部火工品(雷管、傳爆管等)，達到消除引信危 險的銷毀目的。利用引信燒毀時在空氣中的對流與輻射，不斷降低燒毀時的溫度，使之維持 在較為適宜的條件下，既能保證引信中炸藥的燃燒，又不高于炸藥的爆發(fā)點，減少炸藥的爆 炸。從目前試驗情況看，這種方法有較好的可行性和很好的經(jīng)濟性。
3、經(jīng)試驗，燒毀引信百余萬發(fā)，收集了大量的試驗數(shù)據(jù)，積累了寶貴的實踐經(jīng)驗， 成功證明了低火焰溫度條件下引信燒毀技術(shù)的可靠性和可行性，填補了國內(nèi)空白，為解決 邊遠地區(qū)報廢引信的銷毀處理提供了一種經(jīng)濟、實用、便捷的方法，使報廢彈藥野外處理能 力又有了一個新提高，具有很好的軍事效益、社會效益和經(jīng)濟效益。
4、本發(fā)明開放式引信燒毀裝置采用格柵通透式結(jié)構(gòu)，平衡了引信燒毀環(huán)境溫度， 解決了引信燃爆時熱量聚集的難題，實現(xiàn)了引信的逐層燒毀，提高了大批量引信燒毀的安 全性和可靠性。


圖1為本發(fā)明開放式引信燒毀裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A視圖。
圖中，1燒毀籠；2防護裙；3篦子；4防護網(wǎng)；5鋼筋。
具體實施方式
采用本發(fā)明燒毀過程中傳爆藥熱反應(yīng)分析如下
引信燒毀處理時，隨著外界供給能量和環(huán)境條件的不同，傳爆藥化學(xué)變化能夠以 不同的形式進行，而且各形式之間在性質(zhì)上存在著重大差別，對引信的燒毀結(jié)果有很大的 影響。從引信的燒毀結(jié)果來看，傳爆藥化學(xué)變化過程涉及到熱分解、燃燒和爆轟三種形式， 并且在一定條件下可以發(fā)生轉(zhuǎn)變。
第一，熱分解轉(zhuǎn)燃燒。傳爆藥的熱分解是一種放熱性分解反應(yīng)，如果散熱條件不 好，藥柱分解所放出的熱量來不及向周圍環(huán)境散失，從而使藥柱溫度升高，導(dǎo)致傳爆藥分解 作用加速。當(dāng)溫度積累和分解速率達到一定值后，傳爆藥的熱分解將轉(zhuǎn)化成燃燒。
第二，燃燒轉(zhuǎn)爆轟。在引信體破裂前，傳爆藥的燃燒被限定在引信體中的有限容積 內(nèi)，若燃燒產(chǎn)物得不到有效擴散，空間內(nèi)的壓力得不到有效釋放，傳爆藥將由燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楸?轟。引信燒毀時，傳爆藥初始燃燒反應(yīng)被限定在引信體內(nèi)。而引信體材料一般為鋼材，且對 引信體的壁厚有一定的要求(如榴-5引信體壁厚為4. 5mm)，約束條件較強，有利于傳爆藥 燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z。
通過對傳爆藥熱分解轉(zhuǎn)燃燒和燃燒轉(zhuǎn)爆轟的分析可以得出，引信燒毀時，外界環(huán) 境溫度、傳爆藥的種類和引信體強度會對傳爆藥的熱反應(yīng)過程產(chǎn)生很大的影響，存在傳爆 藥熱分解轉(zhuǎn)燃燒和燃燒轉(zhuǎn)爆轟的條件。
引信燒毀條件主要和引信中傳爆藥點火溫度有關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度達到傳爆藥點火溫 度并保持足夠時間，引信被可靠燒毀。以榴-5引信為例，其臨界點火溫度為218. 3°C。傳爆藥泰安的k和IOs爆發(fā)點分別為225°C和211°C。
采用本發(fā)明典型引信燒毀機理及可靠燒毀條件研究如下
報廢彈藥銷毀處理領(lǐng)域中，可靠性問題即保證銷毀徹底是一項最基本的要求，也 是開發(fā)新的銷毀方法的基本前提。因此，研究開放式引信燒毀技術(shù)，必須研究引信的燒毀機 理和可靠燒毀條件，并通過試驗進行驗證。
(1)燒毀條件下引信外部環(huán)境研究
開放式引信燒毀技術(shù)是將引信與木柴混合堆碼，利用木柴燃燒和引信內(nèi)部裝藥燃 燒產(chǎn)生的能量進行銷毀，完成報廢引信的處理。目前，主要是利用劈開的木質(zhì)廢舊彈藥包裝 箱(以下簡稱木柴)作為燃料對引信進行燒毀作業(yè)。因而，木柴的燃燒性能和火焰溫度的 變化對報廢弓I信的燒毀處理有著直接的影響。
試驗過程中，在炭化階段木柴熱分解反應(yīng)最劇烈，產(chǎn)生的可燃物最多，使得熱釋放 速率達到最大值，形成第一個波峰。此后木柴繼續(xù)燃燒，但表現(xiàn)比較平穩(wěn)，溫度一直保持一 個相對比較固定的值。隨著溫度的升高，炭化物也開始慢慢燃燒，并發(fā)生較短的藍色火焰， 可燃物增多，熱釋放速率增加，從而形成第二個波峰。這是包裝箱燃燒為何出現(xiàn)兩個波峰的 原因，同時也是所有木柴的通性。由于木柴燃燒火焰不穩(wěn)定，且在室外條件下可能受風(fēng)速 的影響，各次測量得到的溫度變化曲線不盡相同，總體上其火焰溫度大部分時間在300°C 500°C之間，低于燃燒爐內(nèi)的溫度。
(2)引信燒毀試驗研究
第一，單發(fā)引信燒毀試驗。選用榴-5引信作為試驗研究對象。試驗時，將榴-5引 信固定在木柴的上方，并調(diào)整高度，以確保其可以受到火焰的加熱。記錄引信從開始受火焰 加熱到傳爆藥燃爆的時間和最后的燒毀結(jié)果，同時利用熱電偶測量引信燒毀時木柴火焰溫 度的變化情況。為了研究引信燒毀時火焰加熱位置的不同而導(dǎo)致銷毀處理結(jié)果的不同，分 別進行了引信豎直燒毀和水平燒毀試驗。每種試驗各進行了 7發(fā)，時間記錄結(jié)果如表1和 表2所示。
表1引信豎直放置燒毀試驗數(shù)據(jù)
序號1234567時間㈦225243230200175150267[0038]表2引信水平放置燒毀試驗數(shù)據(jù) 序號1234567時間⑶1001309514090120122
引信豎直和水平狀態(tài)下傳爆藥點火時間在130s 380s和6 160s之間，與試 驗數(shù)據(jù)基本吻合。理論分析和試驗驗證表明，只要將引信置于上述火焰環(huán)境中，經(jīng)過一定的 時間引信傳爆藥就會發(fā)生燃燒或爆轟從而完成燒毀，這為引信籠式燒毀的可靠性提供了參 考。大量引信燒毀試驗中，經(jīng)檢查所有引信的傳爆管和雷管等火工品均被可靠銷毀。燒毀過程中，引信傳爆管產(chǎn)生的破片侵徹能力很強，部分破片擊穿了厚度約為4mm的鋼板。
第二，大量引信燒毀試驗。為了驗證引信大量燒毀時的可靠性，利用制作的簡易燒 毀籠進行大批量榴-5引信燒毀試驗。試驗時，將引信與木柴混合堆碼，點火后進行燒毀。試 驗結(jié)束后，對引信的燒毀狀況進行檢查。
綜上所述，利用廢舊彈藥包裝箱燃燒產(chǎn)生的能量銷毀榴-5引信時，木柴的燃燒火 焰不穩(wěn)定，導(dǎo)致引信傳爆藥的燃爆時間散布較大；燒毀時引信狀態(tài)的不同，導(dǎo)致傳爆藥點火 位置的不同引信豎直狀態(tài)下燒毀時，傳爆藥底表面首先達到點火溫度，而引信水平狀態(tài)下 燒毀時，則是傳爆藥側(cè)表面首先點火。
引信燒毀時，出現(xiàn)不同的燒毀結(jié)果，主要是由于傳爆藥反應(yīng)形式的不同引起的。傳 爆藥點火后隨著燃燒反應(yīng)的進行，生成的氣體產(chǎn)物不斷增加，氣體產(chǎn)物聚積在引信體內(nèi)，對 引信體產(chǎn)生一定的壓力。若氣體產(chǎn)物的壓力大于引信體所能承受的極限壓力，則引信體發(fā) 生破壞，否則引信體不會破裂。同時，炸藥有一定的穩(wěn)定燃燒壓力，若外界壓力大于穩(wěn)定燃 燒壓力則炸藥將由燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z。因此，在點火強度一定的情況下，通過比較上述三種壓 力，即燃燒氣體產(chǎn)物的壓力、引信體破壞的極限壓力和傳爆藥穩(wěn)定燃燒的壓力上限，可以確 定傳爆藥的反應(yīng)形式及引信燒毀結(jié)果。
安全是彈藥工作中一個永恒的話題，報廢彈藥銷毀處理領(lǐng)域也不例外。銷毀作業(yè) 過程中的安全性是一種新的處廢方法可行與否的重要判據(jù)。其中，破片的毀傷效能是長期 以來人們所關(guān)注的問題。通過理論與試驗研究表明引信高溫狀態(tài)下燒毀時，傳爆管在內(nèi)裝 傳爆藥爆轟能量的作用下形成一定量的破片。
同時，在傳爆管破片參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過理論分析和試驗研究確定破片的毀傷效 能，為燒毀設(shè)備的安全設(shè)計提供參考。
結(jié)果表明，本發(fā)明分析了報廢引信燒毀機理，確定了引信的可靠燒毀條件；根據(jù)理 論與試驗得到的傳爆管破片參數(shù)，確定了破片的毀傷效能，解決了引信籠式燒毀的可靠性 和安全性疑問，從而為該方法的可行性奠定必要的理論與實踐基礎(chǔ)。
(1)通過單發(fā)及大量引信燒毀試驗，證明了引信籠式燒毀的可行性和可靠性，為解 決邊遠地區(qū)報廢引信的銷毀處理提供了一種經(jīng)濟、實用的方法。
(2)進行了典型引信的燒毀試驗，測定了廢舊彈藥包裝箱的火焰溫度和引信傳爆 藥的燃爆時間。試驗結(jié)果表明木材燃燒具有火焰不穩(wěn)定的特點，其溫度大致在300°C 500°C之間。
(3)根據(jù)理論與試驗研究得到的傳爆管破片參數(shù)，對破片的毀傷效能進行了研究， 主要解決作業(yè)過程中的安全性問題，為引信籠式燒毀設(shè)備的設(shè)計、優(yōu)化提供參考。
殼體內(nèi)炸藥爆轟后，它的爆轟能量一部分分配在爆轟產(chǎn)物的飛散和空氣沖擊波的 形成上，另一部分分配在外殼的變形和破壞以及給破片一定的初始動能上。根據(jù)殼體材料 屬性和炸藥的爆轟性能，可以推導(dǎo)出殼體破裂半徑和破片的形狀及質(zhì)量分布。
殼體在內(nèi)部裝藥爆轟后，形成的破片總數(shù)N及其按質(zhì)量的分布規(guī)律，是衡量殼體 破碎程度的標志，同時也是計算其殺傷作用的重要依據(jù)。目前，對于非控破片戰(zhàn)斗部，通過 裝藥與金屬殼體質(zhì)量比、殼體材料及其壁厚，可以在一定程度上預(yù)先估算破片數(shù)及其質(zhì)量 分布。
在裝備和人員的防護問題中，對破片的防護非常關(guān)鍵，而破片的侵徹作用是其中最為重要的一種，也是影響銷毀作業(yè)安全的重要因素。
第一，傳爆管徑向破片侵徹深度。由于假定破片初速相等，故最大質(zhì)量破片具有最 大的動能，其侵徹能力也最強。根據(jù)引信傳爆管徑向破片的最大質(zhì)量和榴-5引信的傳爆管 破片初速試驗結(jié)果分析，從偏安全的角度，選定引信傳爆管徑向破片初速進行計算，得到傳 爆管徑向最大質(zhì)量破片的侵徹深度。
表3典型引信傳爆管徑向破片侵徹深度
權(quán)利要求
1.一種開放式引信燒毀方法，其特征在于將引信與木柴混合堆碼于開放式引信燒毀 裝置中，利用木柴燃燒和引信內(nèi)部裝藥燃燒產(chǎn)生的能量進行銷毀，完成報廢引信的處理。
2.按照權(quán)利要求
1所述的開放式引信燒毀方法，其特征在于開放式引信燒毀裝置主 要包括燒毀籠、防護裙、篦子和防護網(wǎng)，燒毀籠為鋼筋縱橫焊接形成的格柵通透式結(jié)構(gòu)，燒 毀籠的內(nèi)側(cè)底部焊接有防護裙，燒毀籠的底部鋪設(shè)篦子，燒毀籠外罩防護網(wǎng)。
3.按照權(quán)利要求
2所述的開放式引信燒毀方法，其特征在于篦子為直徑25 35毫 米圓鋼焊制而成。
4.按照權(quán)利要求
2所述的開放式引信燒毀方法，其特征在于鋼筋為直徑25 35毫 米圓鋼。
5.按照權(quán)利要求
2所述的開放式引信燒毀方法，其特征在于防護裙采用25 35毫 米厚鋼板，且防護裙與地面成30 80度夾角。
6.按照權(quán)利要求
2所述的開放式引信燒毀方法，其特征在于防護網(wǎng)設(shè)置于燒毀籠的 周圍及頂部，防護網(wǎng)為鋼絲防護網(wǎng)，鋼絲直徑為1 3毫米，網(wǎng)孔為1 2厘米。
7.按照權(quán)利要求
2所述的開放式引信燒毀方法，其特征在于燒毀籠主體外型尺寸 1. 5mXl. 5mXl. 8m，防護網(wǎng)主體外型尺寸5. 5mX4. 5mX4. 2m。
8.按照權(quán)利要求
1所述的開放式引信燒毀方法，其特征在于木柴的火焰溫度在 300°C 500°C之間。
專利摘要
本發(fā)明屬于廢舊危險品彈藥銷毀處理領(lǐng)域，具體為一種開放式引信燒毀方法。本發(fā)明開放式燒毀方法是將引信與木柴混合堆碼于所述開放式引信燒毀裝置中，利用木柴燃燒和引信內(nèi)部裝藥燃燒產(chǎn)生的能量進行銷毀，完成報廢引信的處理。所述木柴火焰溫度在300℃～500℃之間，低于燃燒爐內(nèi)的溫度。試驗結(jié)果非常理想，燒毀安全、徹底而且未出現(xiàn)嚴重殉爆現(xiàn)象，這就消除了引信大批量集中銷毀可能發(fā)生嚴重殉爆和破片發(fā)生無控飛散的顧慮。
文檔編號F42D5/04GKCN102128574SQ201010010124
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月18日
發(fā)明者于宏波 申請人:中國人民解放軍65196部隊導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan