Laboratory and field tests on the hydro-jet washing out of TNT from artillery shells

• Autorzy: Borkowski Józef A , Borkowski Przemysław J. , Bielecki Michał , Maranda Andrzej , Borkowski Jacek , Danielewicz Dariusz , Warchoł Radosław

Identyfikatory

DOI

10.22211/matwys/0061E

Warianty tytułu

PL

Laboratoryjne i poligonowe badania hydrostrumieniowego wypłukiwania TNT z pocisków artyleryjskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article discusses issues associated with removing explosive from artillery shells, with particular focus on hydrofluidic washing out technology. A multi-well hydraulic test site and high-pressure work equipment, as well as testing methodology used in field tests, which allow washing out of explosive materials from such ordnance using a high-pressure water jet, are presented. The studies on the hydro-jet process of washing out trinitrotoluene (TNT) were carried out on high-explosive (HE) shells with calibres of 85, 100, 122 and 125 mm. As a result of the tests, the variability of the TNT washing out mechanism, dependent on hydro- and thermodynamic conditions of this process, which in turn are dependent mainly on the pressure of the water jet, was proven. Comparison of the results of these experiments with the results of previous studies on the washing out of a substitute material which duplicated the mechanical properties, resulted in the determination of an appropriate factor correcting the potential effectiveness of such a process, which allows conducting safe simulation tests under laboratory conditions. In turn, evaluation of the morphology and geometrical structure of washed out TNT, as well as its thermal stability and detonation velocity made it possible to suggest possible applications of the washed out explosive material, especially as a component of mining explosive materials.

PL

W artykule omówiono zagadnienia usuwania materiałów wybuchowych z pocisków artyleryjskich, koncentrując się zwłaszcza na ich wypłukiwaniu hydrostrumieniowym. Zaprezentowano w nim wielogniazdowe stanowisko badawcze o napędzie hydraulicznym i wysokociśnieniowy osprzęt roboczy oraz metodykę badań stosowaną w warunkach poligonowych, które umożliwiają wypłukiwanie materiałów wybuchowych (MW) z takich pocisków przy zastosowaniu wysokociśnieniowej strugi wodnej. Badania procesu hydrostrumieniowego wypłukiwania trotylu przeprowadzono dla pocisków odłamkowo-burzących o kalibrach 85, 100, 122 i 125 mm. W wyniku badań stwierdzono zmienność mechanizmu wypłukiwania TNT, uwarunkowaną hydro-i termodynamicznymi warunkami tego procesu, zależnymi głównie od ciśnienia strugi wodnej. Porównanie wyników tych eksperymentów z wynikami wcześniejszych badań nad wypłukiwaniem materiału zastępczego, imitującego właściwości mechaniczne MW, pozwoliło na określenie odpowiedniegowspółczynnika korygującego potencjalną efektywność takiego procesu, co umożliwia przeprowadzanie bezpiecznych badań symulacyjnych w warunkach laboratoryjnych. Z kolei przeprowadzenie badań morfologii i struktury geometrycznej wypłukiwanego TNT, stabilności termicznej i prędkości detonacji umożliwiło zaproponowanie kierunków wykorzystania wypłukanego MW, szczególnie jako składnika górniczych MW.

Słowa kluczowe

EN

explosives; artillery ammunition; high-pressure water jet

PL

materiały wybuchowe; amunicja artyleryjska; wysokociśnieniowa struga wodna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 11(1)
• Strony: 5--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Borkowski Józef A

• Instytut Niekonwencjonalnych Technologii Hydrostrumieniowych, Technical University of Koszalin, 15-17 Racławicka Street, 75-620 Koszalin, Poland

autor

Borkowski Przemysław J.

• Instytut Niekonwencjonalnych Technologii Hydrostrumieniowych, Technical University of Koszalin, 15-17 Racławicka Street, 75-620 Koszalin, Poland

autor

Bielecki Michał

• Instytut Niekonwencjonalnych Technologii Hydrostrumieniowych, Technical University of Koszalin, 15-17 Racławicka Street, 75-620 Koszalin, Poland

autor

Maranda Andrzej

• Military University of Technology, 2 gen. S. Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Borkowski Jacek

• Military Institute of Armament Technology, 7 Prym. St. Wyszyńskiego Street, 05-220 Zielonka, Poland

autor

Danielewicz Dariusz

• Military Institute of Armament Technology, 7 Prym. St. Wyszyńskiego Street, 05-220 Zielonka, Poland

autor

Warchoł Radosław

• Military Institute of Armament Technology, 7 Prym. St. Wyszyńskiego Street, 05-220 Zielonka, Poland

Bibliografia

• [1] Alba H.H., Haber D.J., Thode W.J. 1993. Safe water abrasive cutting of ammunition. American Waterjet Conf., 7th, Proc., Seattle, 759-776.
• [2] Antoshin E.T., Goidin O.P., Tyshkievich M.Yu. 2007. Safety during abrasive water-jet cutting of high explosive components. Int. Symp. Unconventional HydroJetting Technologies, Koszalin, 175-182.
• [3] Borkowski J.A., Borkowski P.J., Woźniak D. 2008. (in Polish, ed. transl.: Basics of hydrofluidic washing out of explosives from shells of artillery shells.) Wysokociśnieniowe Technologie Hydrostrumieniowe :373-384.
• [4] Borkowski J.A., Borkowski P.J., Woźniak D. 2007. Development of high explosives washing out technology from artillery ammunition. J. Machine Engineering: Water Jetting Technology – Development 7 (4): 62-69.
• [5] Borkowski J.A., Borkowski P.J. 2010. (in Polish, ed. transl.: Innovative use of hydrofluidic technologies. Complementary Regional Development Systems: Education, Knowledge, Innovations, Conf., combined with a meeting of the Machine Construction Committee of the Polish Academy of Sciences), headline report, Kołobrzeg, 27-28 October.
• [6] Borkowski P.J. 2010. (in Polish, ed. transl.: Basics of washing out explosives from artillery shells.) In: Podstawy wysokociśnieniowych technologii hydrostrumieniowych. Koszalin : PK Publishing House, Ch. 6.3, pp. 260-274.
• [7] Borkowski P.J., Borkowski J.A., Bielecki M. 2009. High explosives washing out from artillery ammunition using hydrojetting technology. Unconventional and Hydrojetting Technologies : 519-528.
• [8] Borkowski P.J., Borkowski J.A., Bielecki M. 2008. (in Polish, ed. transl.: Hydrofluidic washing out of explosives from artillery ammunition.) Unconventional Hydrostatic Technologies 13 (1-2): 28-36.
• [9] Borkowski P.J., Borkowski J.A., Bielecki M. 2008. (in Polish, ed. transl.: High efficiency method for washing out explosives from artillery ammunition.) Wysokociśnieniowe Technologie Hydrostrumieniowe : 385-396.
• [10] Borkowski P.J., Borkowski J.A., Woźniak D. 2004. (in Polish, ed. transl.: Modern methods for utilisation of ammunition and explosives.) Zeszyty Naukowe WM Politechniki Kosz. 33: 21-34.
• [11] Borkowski P.J., Borkowski J.A., Woźniak D. 2007. Explosives washing-out technology from artillery ammunition. Int. Symp. Unconventional HydroJetting Technologies, Koszalin, pp. 183-192.
• [12] Borkowski P.J., Borkowski J.A., Woźniak D., Maranda A. 2008. Examination of high-pressure water jet usability for high explosives (HE) washing out from artillery ammunition. Cent. Eur. J. Energ. Mater. 5 (2): 21-35.
• [13] Borkowski P.J., Borkowski J.A., Woźniak D., Szymanowski J., Maranda A., Kostrow R., Milewski E. 2007. The basis of high explosives washing out technology from heavy-artillery ammunition. WJTA American Waterjet Conf., Houston, paper 1-E.
• [14] Chukov A.N., Mikhaylov A.V., Sladkov V.Y., Brenner V.A., Pushkarev A.E., Golovin K.A. 2000. Water and ice technology for removing explosives from unused ammunition. Int. Conf. Jetting Technology, Proc., 15th, Ronneby, pp. 77-88.
• [15] Foldyna J, Hauner M., Sedlarik A. 1998. Utilization of water jets in SS-23 missiles dismantling. Int. Conf. Jetting Technology, 14th, pp. 485-489.
• [16] Fossey R.D., Summers D.A., Blaine J.G., Tyler L.J. 1994. The new generation waterjet explosives cutting system. Int. Conf. Jet Cutting Technology, Applications and Opportunities, Proc., 12th, Rouen, paper 54.
• [17] Fossey R.D., Blaine J.G., Tyler L.J., Sabin M., Summers D.A., Sims K. 1997. Practical problems in the demilitarization of munitions. American Waterjet Conf., Proc., 9th, Dearborn, Michigan, pp. 673-682.
• [18] Galecki G., Summers D.A., Newkirk J., Fossey R., Johnson M. 2004. Abrasive waterjet cutting through 40 mm munitions casing. Jetting Technology, Int. Conf., Proc., 17th, Mainz, pp. 395-402.
• [19] Hashish M., Miller P. 2000. Cutting and washout of chemical weapons with high-pressure ammonia jets. Int. Conf. Jetting Technology, Proc., 15th, Ronneby, pp. 81-92.
• [20] Maranda A. 2010. (in Polish, ed. transl.: Industrial explosives.) Warsaw : Military University of Technology.
• [21] Maranda A., Miszczak M., Nowaczewski J. 1993. Application on the explosives withdrawn from military stocks in the coal mining industry. Int. Conf. ICT: Energetic Materials - Intensitivity and Enviromental Awareness, Proc., 24th, Karlsruhe, pp. 72-1 – 72-13.
• [22] Maranda A., Nowaczewski J., Statuch J. 1999. (in Polish, ed. transl.: Research on the use of smokeless powders, TNT and hexogen in mining. Scientific Works of the Central Mining Institute, Conference Series
• [23] Miller D. 1995. Abrasive water jets for demilitarization of explosive materials. American Waterjet Conf., 8th, Houston, pp. 445-457.
• [24] Miller P.L., Hashish M. 1999. Demilitarization of chemical weapons using high pressure ammonia fluid jets. American Waterjet Conf., Proc., 10th, Houston, pp. 609-616.
• [25] Reynolds S., Miller P.L. 2004. Gradient Technology’s high-pressure waterjet demilitarization system. Int. Conf. Jetting Technology, Proc., 17th, Mainz, pp. 385-394.
• [26] Shimuzu S., Shinoda Y., Peng G. 2008. Flow characteristics of water jet issuing from a fan jet nozzle. Int. Conf. Water Jetting, Proc., 19th, Nottingham, pp. 55-65.
• [27] Summers D.A., Tyler L.J., Blaine J.G., Fossey R.D., Short J., Craig L. 1987. Consideration in the design of waterjet device for reclamation of missile casings. U.S. Water Jet Conference, Proc., 4th, Berkeley, pp. 51-56.
• [28] Summers D.A., Worsey P.N. 1983. The use of high pressure water jets to wash out explosives. International Conference on Erosion by Liquid and Solid Impact, Proc., 6th, Cambridge, pp. 5-8.
• [29] Szymanowski J., Milewski E., Borkowski J., Błachnio B. 2001. (in Polish, ed. transl.: Development of assumptions for the technology of utilisation of combat means withdrawn from troops.) Report of the WITU, Zielonka, pp. 1-30.

Uwagi

Artykuł został pierwotnie opublikowany w jęz. polskim w Materiały Wysokoenergetyczne 2011 (3): 40-56.