[發(fā)明專利]一種丁羥復合固體推進劑與發(fā)動機殼體的剝離方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810839187.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109092852B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建華;袁俊明;劉玉存;于雁武;柴濤;劉登程;荊蘇明;王益友
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 茹牡花;何翠霞

本發(fā)明涉及一種丁羥復合固體推進劑與發(fā)動機殼體的剝離方法，目的是為了解決現(xiàn)有的方法安全隱患大、處理經(jīng)濟成本高、需要專用的設(shè)備且作業(yè)效率低的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：先將裝有丁羥復合固體推進劑的廢舊發(fā)動機殼體浸泡在N，N?二甲基甲酰胺中，將丁羥復合固體推進劑中包裹的高氯酸銨和炸藥黑索金溶解至N，N?二甲基甲酰胺溶劑中，使丁羥復合固體推進劑不具有燃燒與爆炸的危險，達到推進劑銷爆的目的；然后采用機械切割的方式將浸泡后的丁羥復合固體推進劑從殼體中剝離出來；本發(fā)明操作簡單，成本低，作業(yè)效率高，大大降低了丁羥復合固體推進劑剝離過程中的危險性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種丁羥復合固體推進劑與發(fā)動機殼體的剝離方法。

背景技術(shù)

丁羥復合固體推進劑使用HTPB作為粘接劑，將氧化劑(AP)和Al粉充分混合后與交聯(lián)劑混合并澆注于火箭發(fā)動機當中，也可添加炸藥如黑索金等，HTPB預聚體與交聯(lián)劑(TDI)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，最后形成橡膠態(tài)推進劑。所形成的推進劑具有彈性，與發(fā)動機緊密結(jié)合不易脫落，并且其成本低，性能好，尤其在高固體含量下，仍具有較好的工藝性能和力學性能，因此在20世紀70年代以后得到迅速發(fā)展。然而，由于推進劑的主體骨架為高分子材料，在與推進劑的其它成分共存時容易老化，因此其貯存壽命不長，一般為5-7a。隨著武器系統(tǒng)的更新?lián)Q代，過期的推進劑連同導彈會被一起淘汰。時至今日，各軍事大國每年待處理的丁羥推進劑可達上千噸，而且數(shù)量在不斷增長，而我國早期生產(chǎn)的一批使用該推進劑的戰(zhàn)術(shù)導彈也即將服役期滿。廢棄的復合推進劑由于其特殊性能，具有燃燒和爆炸特性，有的甚至有毒性，儲存時具有潛在的危險。因此，必須對其進行安全、及時、有效的處理。若不將它們盡快處理或利用，勢必成為武器裝備和國防科技發(fā)展的障礙，成為巨大的安全隱患。

由于HTPB推進劑是橡膠態(tài)推進劑，具有彈性，與發(fā)動機殼體緊密結(jié)合不易脫落，但由于其含能材料的特殊性，不允許使用過于激烈的方法來切割，否則容易使固體推進劑發(fā)熱、燃燒、爆燃或爆炸，因而需要設(shè)計合理的方法來切割推進劑，以實現(xiàn)推進劑和發(fā)動機殼體的安全分離，在推進劑回收技術(shù)領(lǐng)域常把此剝離技術(shù)稱為預處理技術(shù)。目前推進劑剝離的主要方法有高壓水射流清除技術(shù)、液氮切割法和高低溫溫度循環(huán)法等。

高壓水射流清除技術(shù)，其原理是利用高壓將水通過噴嘴噴射在推進劑的表面，使推進劑脫離火箭發(fā)動機外殼，蔣大勇[高壓水射流切割HTPB推進劑的實驗分析，解放軍理工大學學報(自然科學版)2013年，14(4)：430－435]和朱左明[高壓水射流清理HTPB推進劑的廢藥廢水組分含量分析，化學推進劑與高分子材料，2013，11(2)：89－92]對高壓水射流處理HTPB固體推進劑的安全性進行了分析，在相應(yīng)條件下，使用高壓水射流清理出發(fā)動機殼體內(nèi)的推進劑是安全可行的。但采用高壓水射流切割技術(shù)存在安全隱患，英國皇家軍械研究發(fā)展中心用水流速度為1610m/s沖擊一塊含有91％的RDX和9％石蠟的試樣時發(fā)生爆炸，雖然目前還沒有使用高壓水槍沖擊引爆HTPB推進劑的報道，但密蘇里大學報道水流沖擊速度1500～2000m/s是PBX試樣的臨界起爆水流速度，能否起爆還與出口壓力等其他參數(shù)有關(guān)。

液氮切割法利用高壓低溫液氮以很高的速度從小孔噴嘴噴出，將藥塊打碎，該技術(shù)可安全、環(huán)保地粉碎固體推進劑，在粉碎過程中不會使固體推進劑發(fā)熱、燃燒、爆燃或爆炸，而且無廢液排放，不會造成二次污染。但液氮切割裝置昂貴，回收經(jīng)濟成本較高。

高低溫溫度循環(huán)法是指將推進劑置于低溫環(huán)境中冷凍，然后升溫至室溫，如此循環(huán)多次，使得推進劑內(nèi)部產(chǎn)生分布不均的熱應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂紋，最終破裂為小碎塊。然而高低溫循環(huán)技術(shù)并不能直接將橡膠充分破碎，而是和粉碎機聯(lián)合起來進行應(yīng)用，說明單一的高低溫循環(huán)技術(shù)達到丁羥推進劑從殼體中充分剝離、粉碎的可行性較小。

上述方法存在較大的安全隱患，且處理經(jīng)濟成本高，需要專用的設(shè)備，作業(yè)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的丁羥復合固體推進劑剝離方法存在的安全隱患大、處理經(jīng)濟成本高、需要專用的設(shè)備且作業(yè)效率低的技術(shù)問題，提供一種丁羥復合固體推進劑與發(fā)動機殼體的剝離方法。