段金曦,吳克剛,李必紅

(國防科技大學(xué)指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院, 湖南長沙 410072)

日軍遺棄化學(xué)武器的快速固封技術(shù)研究

段金曦,吳克剛,李必紅

(國防科技大學(xué)指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院, 湖南長沙 410072)

根據(jù)日軍侵華戰(zhàn)爭遺棄化學(xué)武器發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場快速處置的要求,經(jīng)過充分的理論論證和多次試驗研究,提出了一種高效實用、安全可靠的快速固封處置技術(shù),具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和良好的推廣應(yīng)用價值。

化學(xué)彈;快速處置;固封;試驗研究

0 引 言

二戰(zhàn)結(jié)束時,日本為掩蓋其罪行,在我國境內(nèi)將大量化學(xué)武器以非儲藏模式掩埋于地下或拋棄于河流中,對我國人民的生命財產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重?fù)p害。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,自二戰(zhàn)結(jié)束到目前為止,有2000多名中國人受到侵華日軍遺棄化學(xué)武器的直接傷害。日軍遺棄化學(xué)武器由于長期處于土壤、水體中,受到腐蝕、銹蝕等作用,極易因為彈體破裂等原因發(fā)生泄漏事故,沒有快速有效的固封技術(shù),對發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場周邊群眾及處置公安人員仍將是巨大的威脅,對于集中移交處理前的儲存運輸工作也是個長期的隱患。在構(gòu)建和諧社會的背景下,開展侵華日軍遺棄化學(xué)武器快速固封技術(shù)研究,既具有重要社會價值,也具有重大政治意義。

1 快速固封技術(shù)基本原理

以工作單位多次成功處置戰(zhàn)爭遺留 (棄)物的經(jīng)驗為基礎(chǔ),通過多方案對比及理論分析論證,以提高處置速度、提高固封密閉性能、減輕處置重量、便捷儲運為原則,確定固封技術(shù)工藝及固封材料?；驹碇饕ǚ?、固、防 3個方面。

(1)封。強(qiáng)調(diào)安全有效的對彈體進(jìn)行封閉處理,采用二次密封技術(shù),防止泄漏。首次密封采用軟質(zhì)密閉材料 (如錫箔、石棉、防化服材料等)對已產(chǎn)生泄漏的化學(xué)彈進(jìn)行多層套裝包裹快速封閉,保證后續(xù)工作的正常進(jìn)行;二次密封利用聚氯乙烯材料可塑性好、耐久穩(wěn)定性好、力學(xué)性能好、不與化學(xué)武器泄漏物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)等特點,制成厚壁高強(qiáng)密封管直接形成長期安全可靠的固封外殼,縮短處置時間。

(2)固。對彈體及引信部位進(jìn)行固定處理,包括現(xiàn)場臨時固定和中長期儲運固定兩方面?，F(xiàn)場臨時固定主要是為方便二次密封,為此,可設(shè)計一套可伸縮式夾具初步固定彈體,利用聚氨脂發(fā)泡劑具有固化速度快、發(fā)泡率高、減震效果好的特點,填充泄漏彈與密封管空隙,同時兼具固定、密封與減震作用;中長期儲運固定則依據(jù)各類彈體的外形尺寸,預(yù)先制作一系列規(guī)格處置箱,箱內(nèi)設(shè)置活動 U形卡槽便于放置密封管,以聚氨脂發(fā)泡劑填充處置箱,固封密封管強(qiáng)化保護(hù)彈體。

(3)防。包括防泄漏與防震動兩方面。為預(yù)防固封裝置在特定條件下 (如超荷載外力作用等)產(chǎn)生微裂縫而發(fā)生不易察覺的細(xì)微泄漏造成人員傷害及環(huán)境污染,在固封的箱體內(nèi)放置一定量的活性炭,利用活性炭的強(qiáng)大吸附作用,最大限度的降低或防止細(xì)微泄漏物外逸,確保臨時儲存及運輸安全。此外,為保證固封彈體的儲運安全,還可采取箱底部加墊泡沫、木屑減震材料等措施。

2 器材設(shè)計及固封材料

基于日軍遺棄化學(xué)武器特性及發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場快速處置技術(shù)要求,以“確保人員安全、處置操作簡便、儲運耐久可靠”為固封技術(shù)設(shè)計原則,進(jìn)行固封器材設(shè)計與加工,主要包括處置器材箱、密封管、伸縮式固定支架、箱底 U形卡槽等。如圖1、圖2所示。

圖1 快速固封器材的設(shè)計

圖2 快速固封器材實物

根據(jù)快速固封技術(shù)基本原理,相應(yīng)材料包括封閉材料、固定材料、防漏防震材料等 3個方面。

(1)封閉材料主要包括臨時封閉與永久封閉材料兩種。臨時封閉材料可選用密閉性能好的軟質(zhì)無機(jī)非金屬材料 (石棉)或金屬材料 (錫箔),便于對彈體進(jìn)行多層重復(fù)搭接包裹密閉處理。也可根據(jù)化學(xué)武器發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場常為工程施工現(xiàn)場等特點,利用工程施工中常用材料,如膩子灰摻配乳膠拌制速凝材料等對彈體進(jìn)行臨時封閉包裹。永久封閉材料可采用優(yōu)質(zhì)聚氯乙烯材料注塑定型加工制成厚壁高強(qiáng)密封管,直接形成安全可靠的永久性封閉外殼,同時可大幅度提高處置速度,縮短處置時間,降低處置風(fēng)險。

(2)固定材料分為內(nèi)部固定材料與外部固定材料兩種。內(nèi)部固定材料采用金屬材料或優(yōu)質(zhì)聚氯乙烯材料制成伸縮式固定支架,便于臨時固定彈體裝管密封。外部固定材料一方面采用木質(zhì)材料或優(yōu)質(zhì)聚氯乙烯材料制成U形卡槽固定密封管;另一方面可用聚氨脂發(fā)泡劑填充處置器材箱,固定密封管強(qiáng)化保護(hù)彈體兼具減震作用。

(3)防漏防震材料主要包括強(qiáng)吸附材料與減震材料兩種。強(qiáng)吸附材料主要為多孔活性炭,利用活性炭的強(qiáng)吸附性能,預(yù)防特殊情況下封閉管等失效而發(fā)生泄漏,最大限度地降低化學(xué)武器泄漏風(fēng)險。減震材料一方面利用聚氨脂發(fā)泡劑填充處置器材箱減震;另一方面可采取在U形卡槽底部鋪墊刨花木屑或者增設(shè)彈簧等措施。

此外,處置器材外箱材料可考慮采用木質(zhì)材料或者不銹鋼材料加工制作。

3 固封性能測試及分析

日軍遺棄化學(xué)武器快速固封器材加工成型后,分別進(jìn)行了各類固封材料及整體器材的多項技術(shù)性能測試。

(1)聚氯乙烯密封管性能測試。密封管采用為湖南省長沙市路路通公司生產(chǎn)的 PVC給水管,在該公司 PVC管材試驗室所進(jìn)行的管材強(qiáng)度及密閉性試驗表明:常溫下,管材可承受內(nèi)外壓 3.0 MPa;70℃條件下,管材可承受內(nèi)外壓 1.0 MPa;管材及管件接口連接方式采用膠水粘接時,在≤2.0 MPa下不透水;完全滿足密封性能要求。

(2)聚氨脂發(fā)泡劑固封性能測試。在國防科技大學(xué)指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院建筑材料實驗室進(jìn)行了聚氨脂發(fā)泡劑固封性能測試,試驗表明:聚氨酯硬泡沫具有良好的隔熱保溫性和防水性,粘結(jié)性能好、力學(xué)強(qiáng)度較高,耐腐蝕、防霉變、耐老化、發(fā)泡倍率大、操作簡便速度快,達(dá)到最大固化強(qiáng)度完全硬化時間2～3 min,滿足了處置的快速性、便捷性,以及處置后器材的輕便性。

(3)器材處置技術(shù)性能測試。按照日軍遺棄化學(xué)武器快速固封處置操作流程,依次對模擬彈體進(jìn)行初步包裹、伸縮式支架固定、支架推送入管、聚氨酯硬泡沫填充密閉管、密閉管密閉、密閉管入 U形卡槽、聚氨酯硬泡沫填充處置箱、活性炭填充處置箱完成處置流程,共計耗時約 5～8 min,完全達(dá)到高效實用、安全可靠的快速固封處置要求。

4 結(jié) 論

通過對日軍侵華戰(zhàn)爭遺棄化學(xué)武器發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場快速處置技術(shù)研究,在充分理論論證和多次試驗研究的基礎(chǔ)上,提出了一種以聚氯乙烯材料為密封管、以聚氨脂發(fā)泡劑為填充固封劑的快速固封處置技術(shù),研制了一種具有伸縮式固定支架和箱底 U形卡槽的組合式便捷處置器材。利用這種技術(shù)和器材,能夠快速有效地解決日軍侵華戰(zhàn)爭遺棄化學(xué)武器發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場快速處置難題,提高處置水平,降低處置風(fēng)險,為公安系統(tǒng)等機(jī)關(guān)單位處置戰(zhàn)爭遺留特種爆炸物及醫(yī)療放射物等提供技術(shù)支持,對構(gòu)建和諧社會、維護(hù)社會治安、維護(hù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

[1] 傅建秋,等.我國殘存廢舊炮彈與化學(xué)彈的處理[J].工程爆破,2007,06(2):74-77.

[2] 周明安.爆破器材與起爆技術(shù)[M].長沙:國防科技大學(xué)出版社,2006.

[3] 吳克剛.爆炸測試原理與技術(shù)[M].長沙:國防科技大學(xué)出版社,2007.

[4] 葉序雙.爆炸作用基礎(chǔ) [M].長沙:國防科技大學(xué)出版社,2006.

2011-06-26)

段金曦 (1974-),男,湖南武岡人,碩士,講師,主要從事防護(hù)工程技術(shù)的教學(xué)、研究工作。