日軍遺棄化學武器的快速固封技術研究

段金曦,吳克剛,李必紅

(國防科技大學指揮軍官基礎教育學院, 湖南長沙 410072)

日軍遺棄化學武器的快速固封技術研究

段金曦,吳克剛,李必紅

(國防科技大學指揮軍官基礎教育學院, 湖南長沙 410072)

根據日軍侵華戰爭遺棄化學武器發現現場快速處置的要求,經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,具有較強的創新性和良好的推廣應用價值。

化學彈;快速處置;固封;試驗研究

0 引 言

二戰結束時,日本為掩蓋其罪行,在我國境內將大量化學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和生態環境造成了嚴重損害。據調查統計,自二戰結束到目前為止,有2000多名中國人受到侵華日軍遺棄化學武器的直接傷害。日軍遺棄化學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生泄漏事故,沒有快速有效的固封技術,對發現現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。在構建和諧社會的背景下,開展侵華日軍遺棄化學武器快速固封技術研究,既具有重要社會價值,也具有重大政治意義。

1 快速固封技術基本原理

以工作單位多次成功處置戰爭遺留 (棄)物的經驗為基礎,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,確定固封技術工藝及固封材料。基本原理主要包括封、固、防 3個方面。

(1)封。強調安全有效的對彈體進行封閉處理,采用二次密封技術,防止泄漏。首次密封采用軟質密閉材料 (如錫箔、石棉、防化服材料等)對已產生泄漏的化學彈進行多層套裝包裹快速封閉,保證后續工作的正常進行;二次密封利用聚氯乙烯材料可塑性好、耐久穩定性好、力學性能好、不與化學武器泄漏物產生化學反應等特點,制成厚壁高強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行固定處理,包括現場臨時固定和中長期儲運固定兩方面。現場臨時固定主要是為方便二次密封,為此,可設計一套可伸縮式夾具初步固定彈體,利用聚氨脂發泡劑具有固化速度快、發泡率高、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各類彈體的外形尺寸,預先制作一系列規格處置箱,箱內設置活動 U形卡槽便于放置密封管,以聚氨脂發泡劑填充處置箱,固封密封管強化保護彈體。

(3)防。包括防泄漏與防震動兩方面。為預防固封裝置在特定條件下 (如超荷載外力作用等)產生微裂縫而發生不易察覺的細微泄漏造成人員傷害及環境污染,在固封的箱體內放置一定量的活性炭,利用活性炭的強大吸附作用,最大限度的降低或防止細微泄漏物外逸,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 器材設計及固封材料

基于日軍遺棄化學武器特性及發現現場快速處置技術要求,以“確保人員安全、處置操作簡便、儲運耐久可靠”為固封技術設計原則,進行固封器材設計與加工,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 快速固封器材的設計

圖2 快速固封器材實物

根據快速固封技術基本原理,相應材料包括封閉材料、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無機非金屬材料 (石棉)或金屬材料 (錫箔),便于對彈體進行多層重復搭接包裹密閉處理。也可根據化學武器發現現場常為工程施工現場等特點,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行臨時封閉包裹。永久封閉材料可采用優質聚氯乙烯材料注塑定型加工制成厚壁高強密封管,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,降低處置風險。

(2)固定材料分為內部固定材料與外部固定材料兩種。內部固定材料采用金屬材料或優質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材料或優質聚氯乙烯材料制成U形卡槽固定密封管;另一方面可用聚氨脂發泡劑填充處置器材箱,固定密封管強化保護彈體兼具減震作用。

(3)防漏防震材料主要包括強吸附材料與減震材料兩種。強吸附材料主要為多孔活性炭,利用活性炭的強吸附性能,預防特殊情況下封閉管等失效而發生泄漏,最大限度地降低化學武器泄漏風險。減震材料一方面利用聚氨脂發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彈簧等措施。

此外,處置器材外箱材料可考慮采用木質材料或者不銹鋼材料加工制作。

3 固封性能測試及分析

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

(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的 PVC給水管,在該公司 PVC管材試驗室所進行的管材強度及密閉性試驗表明:常溫下,管材可承受內外壓 3.0 MPa;70℃條件下,管材可承受內外壓 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)聚氨脂發泡劑固封性能測試。在國防科技大學指揮軍官基礎教育學院建筑材料實驗室進行了聚氨脂發泡劑固封性能測試,試驗表明:聚氨酯硬泡沫具有良好的隔熱保溫性和防水性,粘結性能好、力學強度較高,耐腐蝕、防霉變、耐老化、發泡倍率大、操作簡便速度快,達到最大固化強度完全硬化時間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)器材處置技術性能測試。按照日軍遺棄化學武器快速固封處置操作流程,依次對模擬彈體進行初步包裹、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,完全達到高效實用、安全可靠的快速固封處置要求。

4 結 論

通過對日軍侵華戰爭遺棄化學武器發現現場快速處置技術研究,在充分理論論證和多次試驗研究的基礎上,提出了一種以聚氯乙烯材料為密封管、以聚氨脂發泡劑為填充固封劑的快速固封處置技術,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。利用這種技術和器材,能夠快速有效地解決日軍侵華戰爭遺棄化學武器發現現場快速處置難題,提高處置水平,降低處置風險,為公安系統等機關單位處置戰爭遺留特種爆炸物及醫療放射物等提供技術支持,對構建和諧社會、維護社會治安、維護經濟發展具有重要的現實意義。

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2011-06-26)

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