СПОСОБ РАЗБОРКИ ВЗРЫВОМ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ Российский патент 1994 года по МПК B21D26/08 

Изобретение относится к обработке металлов с использованием энергии взрыва, в частности к способам разборки взрывом металлоконструкций.

Известен способ разборки взрывом металлоконструкций, включающий установку зарядов взрывчатого вещества со средствами их инициирования и последующую подачу импульса на подрыв зарядов.

Однако разрушение металлоконструкций при использовании данного известного способа носит неконтролируемый случайный характер. Металлоконструкция разрушается, как правило, на широкий спектр фрагментов, разлетающихся при взрыве. Кроме того, в каждом конкретном случае, как правило, не представляется возможным с достаточной точностью определить массу заряда взрывчатого вещества, необходимого для разрушения металлоконструкции. Поэтому для надежного разрушения на практике используют заряды массой, значительно превышающей необходимую, что ведет к перерасходу взрывчатых веществ и излишнему воздействию взрыва на окружающую среду.

В основу изобретения положена задача создания способа разборки взрывом преимущественно полых металлоконструкций, который позволил бы исключить указанные нежелательные эффекты, сократить расход взрывчатых веществ и обеспечить разборку металлоконструкции на фрагменты заданного размера при одновременном уменьшении радиуса их разлета и воздействия взрыва на окружающую среду.

Поставленная задача решается тем, что при разборке используют имеющиеся в стенках металлоконструкций протяженные ослабленные зоны в виде линий, разделяющих металлоконструкцию на части, таким образом, что каждая из этих частей оказывается ограниченной со всех сторон либо указанными протяженными, ослабленными зонами, либо свободными поверхностями. Внутри полости металлоконструкции размещают заряды взрывчатого вещества со средствами инициирования таким образом, что при взрыве этих зарядов ударные волны воздействуют на всю поверхность. Масса зарядов взрывчатого вещества такова, что нагрузка на каждую из частей металлоконструкции равна по меньшей мере половине усилия, необходимого для отделения этой части металлоконструкции от соседних, взаимодействующих с ней частей. Поскольку импульс на подрыв всех зарядов взрывчатого вещества, размещенных во внутренней полости металлоконструкции, подают одновременно, а ударные волны воздействуют на всю поверхность внутренней полости, все части металлоконструкции подвергаются нагружению в течение одного и того же короткого интервала времени. Поэтому для разделения металлоконструкции на части по ослабленным зонам к каждой из этих частей требуется приложить нагрузку, равную по меньшей мере половине усилия, необходимого для разрушения ослабленной зоны. Если данная часть металлоконструкции взаимодействует с двумя и более соседними частями, общая величина прикладываемой нагрузки для этой части определяется как половина суммы усилий, необходимых для разрушения всех ослабленных зон, ограничивающих данную часть металлоконструкции. Это позволяет более точно определить потребную для разборки металлоконструкции массу зарядов взрывчатого вещества, исключить его неоправданные расходы, а также уменьшить радиус разлета частей металлоконструкции и воздействие взрыва на окружающую среду.

В качестве протяженных ослабленных зон в стенках металлоконструкции используют существующие сварные швы, а при их отсутствии выполняют надрезы глубиной, составляющей по меньшей мере 0,2 от толщины стенки в месте надреза. Надрезы выполняют преимущественно на внешней поверхности металлоконструкции. Такие надрезы в частности получают, взрывая удлиненные кумулятивные заряды взрывчатого вещества.

Для более равномерного распределения нагрузки на поверхности каждой части металлоконструкции заряд взрывчатого вещества устанавливают преимущественно на одинаковом расстоянии от соответствующих поверхностей металлоконструкции. Чтобы наиболее полно использовать массу зарядов взрывчатого вещества, их устанавливают таким образом, что одна из наибольших cторон обращена к ближайшей поверхности металлоконструкции и расположена преимущественно параллельно упомянутой поверхности.

В связи с тем, что части металлоконструкции имеют различную толщину и площадь используют составные заряды взрывчатого вещества, состоящие по меньшей мере из двух частей.

При разборке металлоконструкций, содержащих детали, выполненные из разнородных материалов, в процессе взрыва зарядов взрывчатого вещества вначале элементы металлоконструкции разделяют на составные части, содержащие эти детали, тем что отделяют детали одну от другой.

На фиг. 1 изображена схема размещения зарядов взрывчатого вещества в металлоконструкции с внутренней полостью (корпус танка), имеющей протяженные ослабленные зоны в виде сварных швов между броневыми деталями; на фиг. 2 - схема размещения зарядов взрывчатого вещества в металлоконструкции с внутренней полостью (башня танка), имеющей протяженные ослабленные зоны в виде надрезов на наружной поверхности.

Способ осуществляют следующим образом.

Если корпус 1 танка, сваренный из броневых деталей, необходимо разобрать на части, соответствующие размерам этих деталей, то в качестве протяженных ослабленных зон, выполненных в форме линий, разделяющих корпус 1 на части, используют имеющиеся сварные швы 2 между броневыми деталями. В этом случае в полости корпуса 1 размещают фугасные заряды 3. Расчет усилия, необходимого для разборки корпуса, производят с учетом того, что прочность сварного шва составляет приблизительно 0,86 от прочности основного материала (брони). Если размеры частей, на которые необходимо разобрать корпус танка, не соответствуют размерам деталей, из которых сварен корпус, в необходимых листах корпуса производят надрезы, например, удлиненными кумулятивными зарядами.

Способ разборки применительно к башне танке состоит в том, что на наружной поверхности 4 башни (конкретно имеется в виду литая башня танка Т-54, которую требуется разобрать на две примерно равные части) устанавливают удлиненные кумулятивные заряды. Один из этих зарядов размещают в кормовой части башни.

Начиная от ее погона, этот заряд примерно посередине пересекает кормовую стенку башни, а от листа соединения данной стенки с крышей башни направляют к краю люка. Второй удлиненный кумулятивный заряд 5 от противоположного края того же люка направляют к амбразуре для танкового орудия. Третий удлиненный кумулятивный заряд 5 размещают внутри орудийной амбразуры башни, на ее нижней стенке. Используемые удлиненные кумулятивные заряды 5 могут быть одного из известных типов, выпускаемых промышленностью: ДУЗ, УКЗ, ЭКЛБ или другого типа.

К зарядам 5 присоединяют средство инициирования (электродетонаторы) и производят одновременную подачу электрического импульса на подрыв всех трех зарядов 5. Образующимися при взрыве удлиненных кумулятивных зарядов 5 плоскими кумулятивными потоками производят надрезы на наружной поверхности 4 башни, служащие протяженными ослабленными зонами, разделяющими башню на две приблизительно равные части. Характеристики удлиненных кумулятивных зарядов 5 выбирают таким образом, чтобы получаемые с их помощью надрезы имели глубину, составляющую по меньшей мере 0,2 от толщины стенки башни в месте надреза. В рассматриваемом примере конкретного выполнения глубина надреза должна быть не менее 10 мм, а диаметр (поперечный размер) удлиненного кумулятивного заряда 5 - не менее 15 мм. Последующие действия, связанные с установкой фугасных зарядов 3 в полости башни (фиг. 2), производятся так же, как и в случае разборки корпуса 1.

Данным способом башня танка может быть разобрана на необходимое количество частей заданных размеров.

Аналогичным образом может быть произведена взрывная разборка любых других металлоконструкций, выполненных с внутренней полостью, в том числе корпусов и башен наземных бронированных объектов, БМП, БТР, САО и т. д.

Стоимость работ с использованием данного способа взрывной разборки существенно ниже стоимости с использованием иных способов разборки: плазменная, кислородно-ацетиленовая, огневая резка или резка сверхскоростными струями воды. Кроме того, использование плазменной или огневой резки при разборке корпусов и башен современных бронеобъектов практически невозможно, поскольку в них содержится большое количество неметаллических деталей (стеклопластик, полиуретан, керамика и т. д. ), при воздействии на которые струи пламени выделяются токсичные газообразные вещества. Данный способ не только позволяет уменьшить выделения при разборке, но и обеспечивает при разборке корпусов за счет реверберации ударных волн в бронедеталях разделение сложных бронеконструкций, состоящих из разнородных материалов, на металлические и неметаллические детали, предотвращая тем самым их совместное попадание, например, в мартеновские печи при последующей переплавке бронедеталей. (56) Степанов В. Г. и Шавров И. А. Импульсная металлообработка в судовом машиностроении. Л. ; Судостроение, 1968, с. 113.

Использование: разборка преимущественно полых металлоконструкций, имеющих в стенках протяженные ослабленные зоны в виде линий, разделяющих металлоконструкцию на части. Сущность изобретения: заряды взрывчатого вещества, оснащенные средствами инициирования, размещают внутри полости металлоконструкции. Преимущественным является расположение зарядов над внутренней поверхностью разбираемой металлоконструкции. Затем подают импульс на одновременный подрыв всех зарядов. Масса зарядов такова, что нагрузка на каждую часть металлоконструкции должна быть равна по меньшей мере половине усилия, необходимого для отделения этой части от других сопряженных с ней частей. В качестве протяженных ослабленных зон могут быть использованы существующие сварные швы. Для более равномерного распределения нагрузки заряды устанавливают преимущественно на одинаковом расстоянии от поверхности. Чтобы более полно использовать массу зарядов, их устанавливают так, что одна из наибольщих сторон каждого заряда обращена к ближайшей поверхности металлоконструкции и расположена параллельно этой поверхности. Учитывая разную толщину и площадь частей металлоконструкции, используют составные заряды. Если металлоконструкция содержит детали из разнородных материалов, то сначала ее разделяют на составные части, содержащие эти детали, затем производят отделение деталей друг от друга. 5 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СПОСОБ РАЗБОРКИ ВЗРЫВОМ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ, включающий установку зарядов взрывчатого вещества со средствами их инициирования и последующую подачу импульса на подрыв зарядов, отличающийся тем, что при разборке преимущественно полых металлоконструкций, имеющих в стенках протяженные ослабленные зоны в виде линий, разделяющих металлоконструкцию на части, заряды располагают на внутренней поверхности или преимущественно над внутренней поверхностью разбираемой металлоконструкции, а подачу импульса производят на одновременный подрыв всех зарядов, обеспечивая воздействие на каждую часть металлоконструкции нагрузкой, равной по меньшей мере половине усилия, необходимого для отделения этой части металлоконструкции от сопряженных с ней частей. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве протяженных ослабленных зон используют сварные швы, соединяющие части металлоконструкции, например броневые детали корпусов и башен объектов военной техники. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что заряды взрывчатого вещества устанавливают преимущественно на одинаковом расстоянии от поверхности металлоконструкции. 4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что заряды взрывчатого вещества устанавливают, обращая их одной из наибольших сторон к ближайшей поверхности металлоконструкции и располагая эту сторону преимущественно параллельно упомянутой поверхности. 5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что используют составные заряды взрывчатого вещества, состоящие по меньшей мере из двух частей. 6. Способ по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что при разборке металлоконструкций, содержащих детали, выполненные из разнородных материалов, в процессе взрыва зарядов взрывчатого вещества вначале элементы металлоконструкции разделяют на составные части, содержащие эти детали, после чего отделяют детали одну от другой.