摘要: 高压水射流清理固体火箭发动机中的推进剂时存在危险性,从粉尘点火诱发推进剂爆炸的角度出发,探讨了推进剂粉尘点火的特性和影响因素。通过对作业环境的分析,提出了静电防护和粉尘浓度监测两种主
摘要: 高压水射流清理固体火箭发动机中的推进剂时存在危险性,从粉尘点火诱发推进剂爆炸的角度出发,探讨了推进剂粉尘点火的特性和影响因素。通过对作业环境的分析,提出了静电防护和粉尘浓度监测两种主要措施,由此提高了水射流清理推进剂的安全性。
关键词: 高压水射流;推进剂粉尘;点火;静电;浓度监测
中图分类号:O389 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)22-0321-020 引言
高压水射流技术在1982年首次被美国密苏里大学罗拉分校与美国海军武器补给中心合作利用于拆除废旧弹药的研究工作以后[1],基于其安全性与高效性的优点,已成为一种广泛应用于处理废旧弹药的技术。用高压水射流切割固体火箭发动机推进剂时无明显机械火花及切削热,大大降低了危险性;而且在切割效率上,这种新型的“水刀”也比传统的“金属刀”快几十倍。利用水射流技术清理后的发动机内壁光洁如初、毫无损伤,保证了昂贵的金属壳体的回收使用[2]。但是,由于固体推进剂具有较高的冲击感度和摩擦感度,易燃易爆,高压水射流的操作本身也有潜在的危险性。
目前认为高压水射流拆除固体推进剂造成点火的模式有热点增长点火、局部反应点火、粉尘点火三种模式[3]。本文从粉尘点火模式出发,探讨了固体推进剂粉尘的点火特性,提出了预防发生粉尘爆炸发生的若干措施。
1 推进剂粉尘点火特性
通过大量的粉尘爆炸实验研究发现[4],推进剂粉尘混合系最小点火能和爆炸下限浓度受温度的影响趋势同大多数粉尘爆炸类似,即温度越高,粉尘越容易被点燃,且对含有二茂铁成分的混合系影响较为明显;对于没有添加二茂铁的混合体系,湿度对复合推进剂粉尘最小点火能和爆炸下限浓度的影响同大多数粉尘爆炸结果一致,即湿度越高,粉尘越不容易被点燃;但对于添加了二茂铁的混合体系而言,相对湿度增加到一定程度以后对粉尘最小点火能和爆炸下限浓度影响不明显,有时反而会增加混合体系的点火敏感性。
主要原因有以下几个方面:
1.1 典型复合推进剂的主要成分氧化剂AP,通