EP4488614A2 - Verwendung von sprengstoff als abrasivmittel beim wasserstrahlschneiden - Google Patents

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Publication number
EP4488614A2
EP4488614A2 EP24183897.8A EP24183897A EP4488614A2 EP 4488614 A2 EP4488614 A2 EP 4488614A2 EP 24183897 A EP24183897 A EP 24183897A EP 4488614 A2 EP4488614 A2 EP 4488614A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
water
water jet
cutting
separation process
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24183897.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4488614A3 (de
Inventor
Axel Rasch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tkms GmbH
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Marine Systems GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP4488614A2 publication Critical patent/EP4488614A2/de
Publication of EP4488614A3 publication Critical patent/EP4488614A3/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
    • F42B33/06—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs
    • F42B33/062—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs by high-pressure water jet means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/04—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
    • B24C1/045—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass for cutting

Definitions

  • the invention relates to a method for cutting up munitions (ammunition) by means of water jet cutting, wherein the explosive itself is used as an abrasive agent.
  • Ordnance particularly from the Second World War, continues to pose a threat to shipping and the environment. For environmental reasons and in line with the EU's maritime security strategy, these items should be removed. Decommissioning directly at sea makes sense for a variety of reasons, as otherwise the ordinance would be legally imported, which could result in high bureaucratic and technical hurdles, and disposal on land could also result in very high logistical costs. Until now, such ordinances have been neutralized individually by appropriate specialists. However, in order to be able to reduce this threat potential within a limited time and before the ordinance completely rusts, new concepts are needed, particularly floating platforms for decommissioning and disposal of ordinances at sea.
  • the object of the invention is to provide a cutting method for the safe fragmentation of munitions.
  • the method according to the invention for water jet cutting of ammunition is used to reduce munitions, in particular old, recovered munitions, to such an extent that they can be safely fed into a combustion device.
  • ammunition is cut with a water jet.
  • Ammunition is generally defined as containing explosives or explosive substances and is ejected by a weapon.
  • ammunition also includes bombs, mines and grenades, provided they contain explosives or explosive substances.
  • Ammunition includes both deployed ammunition, for example dropped bombs or laid mines that got there as duds, for example.
  • Ammunition within the meaning of the invention also includes, in particular, dumped ammunition, i.e. ammunition that has not been used but has only been dumped into the sea for disposal.
  • the ammunition contains an explosive, which can be intended either as an active agent or as a propellant for the use of the ammunition.
  • the ammunition contains a proportion of explosive which is also separated or washed out during water jet cutting and removed with the process water from the water jet cutting.
  • the ammunition may also have a solid casing or projectile, which is typically made of metal, but can also be made of another material.
  • the ammunition may also comprise other components. Explosives within the meaning of the invention includes explosives and explosive substances, in particular initiators, propellants and gunpowder, such as black powder and gunpowder or propellant powder, ignition agents and pyrotechnic products.
  • water jet cutting causes particles of the explosive to be carried along with the water. During water jet cutting, particles of explosives form in the cutting water. This explosive cannot, of course, simply be released into the environment. There is also a risk that in the further process, for example during cleaning activities, or elsewhere, the explosives will settle as sediment, for example, and thus reach a critical total quantity, the uncontrolled conversion of which can also become a danger. This can quickly result in large quantities of water, which require a lot of energy if disposed of directly.
  • a critical size is a size from which an energetic conversion is possible at the high energies occurring in the water jet process, i.e. an ignition and thus an unwanted Energy release can occur.
  • the exact size depends on the explosive and can therefore depend on the explosive used in the ammunition to be divided. Instead of the critical size, the critical mass is often used, but for separation, the size is better suited than the mass for defining a separation limit.
  • the actual critical mass is not important here, since this depends on the explosive and, above all, on its condition.
  • the exact explosive is often not known during clearance and, above all, the exact condition is not known either, a conventional explosive of optimal quality is conservatively assumed, so that the explosive present in the ammunition due to poor storage and aging is in any case less reactive, i.e. has a theoretically higher critical mass. Therefore, the aim according to the invention is to target a critical size that describes a size at which an optimal explosive could undergo an energetic conversion.
  • the general upper limit has been found to be the separation of particles larger than 2.8 mm, preferably larger than 2.6 mm.
  • the purified water is at least partially fed back into the water jet cutting process after cleaning with the remaining particles.
  • the explosive particles can be used as an abrasive in water jet cutting. Adjusting the cutting parameters may be appropriate due to the abrasive.
  • the smaller particles remain in the water and act directly as an abrasive.
  • particle size means, for example, the diameter.
  • the diameter is the most useful size, especially for spherical particles.
  • particles made of metal or other materials are separated in wastewater treatment and predominantly only the particles of explosives in the appropriate particle size are allowed to pass through.
  • Metal particles can be easily removed from the process water magnetically or via another suitable separation process, in particular the high density of the metal particles, for example in a hydrocyclone.
  • particles larger than 1 mm are separated in the first separation process.
  • This increases safety, for example if the munitions contain an unknown explosive with a potentially higher risk potential.
  • the limit of particles that are separated can be lowered further.
  • a separation size of up to 100 ⁇ m is useful as a lower limit for separation. This means that all particles that are larger than the selected upper limit for the remaining particles are separated. Further separation would only leave particles that are too small, meaning that they would no longer be effective as a blasting agent. Preferably, even smaller particles are not completely separated, as otherwise the effect as an abrasive agent would be weakened too much.
  • water jet cutting is carried out at a pressure of less than 3600 bar.
  • pressure By limiting the pressure, the energy introduced at specific points is also limited. At higher pressures, the explosives in the weapon can be ignited by the mechanically introduced energy. Limiting the pressure to less than 3600 bar is therefore considered to be sufficient safety. Particles of at least 100 ⁇ m remain in the water as an abrasive.
  • the first separation process is a continuous separation process.
  • the first separation process is carried out by means of a hydrocyclone.
  • the continuous separation processes have the advantage that only a limited accumulation, for example as sludge, occurs. While, for example, in a simple filtration a filter cake forms on a filter sheet and more and more material accumulates and can thus exceed a critical mass, in a continuous separation process the solid matter, which in this case includes the most dangerous particles of explosives with a size of more than 2.6 mm, is also continuously removed, i.e. not first enriched.
  • the continuous separation process therefore serves to increase the safety of water purification.
  • a second separation process is carried out after the first separation process.
  • particles with a size of more than 10 ⁇ m, preferably more than 50 ⁇ m are separated. This results in a fraction of, for example, 2.6 mm to 10 ⁇ m, preferably 2.6 mm to 50 ⁇ m. This fraction is small enough that the particles do not pose a risk, but on the other hand the particles are large enough to be used as an abrasive.
  • the separation enables targeted and metered feeding to the water jet cutting. Therefore, the particles separated in the second separation process are preferably at least partially fed back to the water jet cutting. The separation and targeted metering also prevents excessive enrichment.
  • a partial flow of water is removed from the circuit after the first separation process, which also includes removal after an optional second separation process. Since this partial flow still contains very small amounts of explosive, the partial flow is cleaned using ultrafiltration. Since this is only about removing residual amounts, an enrichment in the filter cake is acceptable, but the filter cake must not become too large and the filter must be replaced or cleaned accordingly often.
  • the particles taken from the water are fed to a combustion device.
  • the feed is discontinuous, i.e. only when a certain amount has accumulated particles or after a predetermined time interval they are subjected to combustion.
  • the water between the separation process and the renewed supply for water jet cutting is at least partially examined by means of a sensor for the particle size remaining in the water.
  • the sensor can be based on a known principle, for example scattered light analysis. It can be provided that the sensor detects the detected number or diameter of the particles and forwards it to a control device. If the number or diameter of the particles exceeds the specified maximum value, the control device can switch off the water jet cutting device or switch the water supply. This prevents the water jet cutting device from being damaged in the event of a malfunction of the separation device.
  • the senor or another sensor detects the number of particles and the water jet cutting device supplies additional cutting particles depending on the measured particles, so that a sufficient number of cutting media is always supplied to the water jet cutting device.
  • the method is carried out on board a floating decommissioning platform.
  • a reliable circulation process, for example for the cutting water, and also the safety of the floating decommissioning platform itself are particularly important on a floating decommissioning platform. Therefore, the application of the method according to the invention is particularly advantageous on a decommissioning platform.
  • Fig. 1 Exemplary device for carrying out the method
  • a decommissioning platform 10 is shown, which is intended to illustrate the method according to the invention by way of example.
  • a weapon 30 is recovered from the seabed, for example, and placed on the decommissioning platform 10 and there into a defusing chamber 20.
  • the weapon 30 is divided into weapon parts by means of a water jet cutting device 50. These weapon parts 90 are then transferred to a combustion device 40 and burned there.
  • the water from the water jet cutting is fed from the defusing chamber via the cutting waste water line 80 to a first separating device 61, preferably a hydrocyclone.
  • a first separating device 61 In the first separating device 61, all particles larger than 1 mm are separated. The selection of 1 mm ensures that all particles larger than 2.6 mm are reliably separated.
  • the separated particles are also fed to the combustion device 40 as coarse explosive particles 91. Since the first separating device 61 is a hydrocyclone, the material flow of the coarse explosive particles 91 is a sludge. This reliably prevents excessive enrichment and compaction of the explosive before combustion.
  • the water coming from the first separating device 61 can either be fed back directly to the water jet cutting device 50 via a direct cutting water return 81, or fed to an optional second separating device 62 via a first water transfer 82.
  • the second separating device 62 particles of more than 10 ⁇ m are separated, resulting in a medium fraction between 10 ⁇ m and 1 mm.
  • the medium explosive particles 92 are fed to a metering device 70, which adds the explosive particles of the medium fraction in a metered manner to the water that is fed to the water jet cutting device 50. An excess of the medium fraction can also be burned in the combustion device 40.
  • the water from the second separating device 62 can either be fed via the cutting water return 83 to the dosing device 70 or via a second water transfer 84 to a third separating device 63.
  • the third Separation device 63 is, for example, an ultrafiltration and serves to remove all explosive residues as completely as possible. This means that the water from the third separation device 63 can be safely discharged via a water discharge 85.
  • the fine explosive particles 93 are also transferred to the combustion device 40 with the filter cake from the third separation device 63. Care must be taken here that the total size of the filter cake does not exceed a critical size.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wasserstrahlschneiden von Munition, wobei Munition mit einem Wasserstrahl geschnitten wird, wobei das zum Schneiden verwendete Wasser nach dem Schneiden zu einer Reinigung geführt wird, wobei die Reinigung wenigstens einen ersten Abscheidevorgang aufweist, wobei im ersten Abscheidevorgang Partikel mit mehr als 2,6 mm abgetrennt werden, wobei das Wasser wenigstens teilweise nach der Reinigung dem Wasserstrahlschneiden wieder zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerteilen von Kampfmitteln (Munition) mittels Wasserstrahlschneiden, wobei der Sprengstoff selber als Abrasivmittel verwendet wird.
  • Kampfmittel insbesondere aus dem zweiten Weltkrieg stellen nach wie vor eine Gefährdung der Schifffahrt und der Umwelt dar. Daher sollen diese entsprechend aus Umweltschutzgründen und mit Blick auf die maritime Sicherheitsstrategie der EU geräumt werden. Hierbei ist eine Delaboration direkt auf See aus unterschiedlichen Gründen sinnvoll da andernfalls die Kampfmittel juristisch eingeführt werden würden, was gegebenenfalls hohe bürokratische und technische Hürden bedingt und zudem die Entsorgung an Land sehr hohe logistische Kosten nach sich ziehen könnte. Bisher wurden solche Kampfmittel einzeln durch entsprechende Spezialisten neutralisiert. Um dieses Bedrohungspotential jedoch in endlicher Zeit und vor einem vollständigen Verrosten der Kampfmittel abbauen zu können, sind neue Konzepte, insbesondere schwimmende Plattformen zur Delaboration und Entsorgung von Kampfmitteln auf See nötig.
  • Eines der grundlegenden Probleme bei der Kampfmittelräumung ist, dass bei jedem Schritt das Risiko besteht, dass das Kampfmittel ungewollte umsetzt. Neben der primären Wirkung, besteht weiter das Risiko, dass die durch die erste Explosion erzeugte Druckwelle weitere Kampfmittel zur Detonation bringen kann.
  • Aus der DE 10 2020 212 443 A1 ist eine mobile Entschärfungskammer bekannt.
  • Aus der DE 10 2015 115 822 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Partikeln einer bestimmten Größenordnung aus einer Suspension bekannt.
  • Aus der DE 10 2016 115 468 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entsorgung eines unter Wasser liegenden Kampfmittels bekannt.
  • Aus der US 7 225 716 B1 ist ein Verfahren zur Entfernung des Zünders von explosiven Geschossen mittels Flüssigkeitsstrahltechnik bekannt.
  • Aus der DE 43 03 868 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zur Trennung und Rückgewinnung von Abrasivmitteln bei der Wasserstrahlanwendung bekannt.
  • Aus der US 2018 / 0161958 A1 ist die Rezirkulation von feuchten Abrasivmitteln beim Wasserstrahlschneiden bekannt.
  • Es wird derzeit davon ausgegangen, dass Wasserstrahlschneiden in einer solchen Entschärfungskammer eine sehr gute Möglichkeit ist, die Kampfmittel zu zerkleinern.
  • Die Herausforderung ist jedoch, dass durch das Wasserstrahlschneiden der Sprengstoff nicht gezündet werden darf und am Ende aus dem zum Schneiden verwendete Wasser wieder sicher entfernt werden kann, damit dieses nicht unkontrolliert an die Umwelt abgegeben wird. Hierbei ist bei der Abtrennung zu vermeiden, dass erneut größere und damit kritische Mengen an Sprengstoff erneut zusammengeführt werden und so ein erneutes Risiko der ungewollten Umsetzung (Detonation) besteht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneideverfahren zur sicheren Zerteilung von Kampfmitteln bereitzustellen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wasserstrahlschneiden von Munition dient dazu, Kampfmittel, insbesondere alte, geborgene Kampfmittel, soweit zu zerkleinern, dass diese sicher einer Verbrennungsvorrichtung zugeführt werden können. Dazu wird Munition mit einem Wasserstrahl geschnitten. Munition ist im Allgemeinen als explosivstoffhaltig oder sprengstoffhaltig definiert und wird durch eine Waffe ausgestoßen. Im Sinne der Erfindung umfasst Munition aber auch Bomben, Minen sowie Granaten, soweit sie explosivstoff- oder sprengstoffhaltig ausgeführt sind. Munition umfasst dabei sowohl eingesetzte Munition, also beispielsweise abgeworfene Bomben oder gelegte Minen, die beispielsweise als Blindgänger dorthin gelangt sind. Munition umfasst im Sinne der Erfind aber auch insbesondere verklappte, also nicht eingesetzte, sondern nur zur Entsorgung ins Meer gekippte Munition. Im Gegensatz zu Blindgängern können diese beispielweise auch nicht bezündert sein, also nicht im eigentlichen Sinne als scharfe Munition angesehen werden. Die Munition enthält einen Sprengstoff, wobei dieser entweder als Wirkmittel oder als Treibmittel für den Einsatz der Munition vorgesehen sein kann. Die Munition beinhaltet dabei einen Anteil von Sprengstoff, der bei Wasserstrahlschneiden ebenfalls abgetrennt oder ausgewaschen wird und mit dem Prozesswasser des Wasserstrahlschneidens abgetragen wird. Die Munition kann dabei zusätzlich noch eine feste Hülle oder ein Geschoss aufweisen, die typischerweise aus Metall bestehen, aber auch aus einem anderen Werkstoff bestehen kann. Auch kann die Munition weitere Komponenten umfassen. Sprengstoff im Sinne der Erfindung umfasst Explosivmittel sowie explosionsgefährliche Stoffe, insbesondere Initialsprengstoffe, Treib- und Schießstoffe, wie Schwarzpulver und Schießpulver oder Treibladungspulver, Zündmitteln und pyrotechnischen Erzeugnisse. Im Gegensatz zu beispielsweise einem Metallsägeblatt oder einem Laser-Schneideprozess ist das Risiko beim Wasserstrahlschneiden besser kalkulierbar. Jedoch stellt das Wasserstrahlschneiden auch eine Herausforderung dar. Durch das Wasserstrahlschneiden werden Partikel des Sprengstoffs mit dem Wasser mitgerissen. Beim Wasserstrahlschneiden bilden sich somit Partikel aus Sprengstoff im Schneidewasser. Dieser Sprengstoff kann natürlich nicht einfach an die Umwelt abgegeben werden. Weiter besteht das Risiko, dass im weiteren Verfahren, zum Beispiel bei Reinigungsaktivitäten, oder an anderer Stelle der Sprengstoff sich beispielsweise als Sediment absetzt und so wieder eine kritische Gesamtmenge erreicht, deren unkontrollierte Umsetzung auch zu einer Gefahr werden kann. Dabei können schnell große Wassermengen entstehen, die bei einer direkten Entsorgung einen hohen Energieverbrauch haben. Auf der anderen Seite hat sich aber herausgestellt, dass gerade diese Partikel aus Sprengstoff auch als Abrasivmittel verwendet werden können und somit im Wasser verbleiben können. Das zum Schneiden verwendete Wasser wird nach dem Schneiden zu einer Reinigung in einer geeigneten Abwasserreinigungsanlage zugeführt. Die Reinigung weist wenigstens einen ersten Abscheidevorgang auf. Im ersten Abscheidevorgang werden Partikel abgeschieden, die eine kritische Größe übersteigen. Als kritische Größe ist eine Größe anzusehen, ab der eine energetische Umsetzung bei den im Wasserstrahlvorgang auftretenden hohen Energien möglich ist, es also zu einer Zündung und damit zu einer ungewollten Energiefreisetzung kommen kann. Die genaue Größe ist hierbei vom Sprengstoff abhängig und kann somit and den Sprengstoff, welcher in der zu zerteilenden Munition eingesetzt ist. Anstelle der kritischen Größe wird oftmals die kritische Masse verwendet, jedoch eignet sich für die Abtrennung eben die Größe besser als die Masse zur Definition einer Abtrennungsgrenze. Hierbei kommt es erfindungsgemäß eben nicht auf die wirkliche kritische Masse an, da diese vom Sprengstoff und vor allem auch von dessen Zustand abhängig ist. Da bei der Räumung jedoch oft der genaue Sprengstoff nicht bekannt ist und vor allem der genaue Zustand auch nicht bekannt ist, wird daher konservativ von einem üblichen Sprengstoff in optimaler Qualität ausgegangen, sodass der durch schlechte Lagerung und Alterung in der Munition vorhandene Sprengstoff in jedem Fall weniger reaktiv ist, also eine theoretisch höhere kritische Masse aufweist. Daher ist das erfindungsgemäße Abzielen auf eine kritische Größe sinnvoll, die eben eine Größe beschreibt, bei welcher ein optimaler Sprengstoff eine energische Umsetzung erfahren könnte. Ohne diese genaue Kenntnis hat sich als allgemeine Obergrenze die Abtrennung von Partikeln mit mehr als 2,8 mm, bevorzugt von mit mehr als 2,6 mm, herausgestellt. Das gereinigte Wasser wird wenigstens teilweise nach der Reinigung mit den verbleibenden Partikeln dem Wasserstrahlschneiden wieder zugeführt. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die Sprengstoffpartikel als Abrasivmittel beim Wasserstrahlschneiden verwendet werden können. Eine Anpassung der Schneidparameter kann aufgrund des Abrasivmittels angebracht sein. Jedoch stellen zu große Sprengstoffpartikel selber wieder eine Gefahr dar, da diese im Wasserstrahlschneideprozess so viel Energie zugeführt bekommen, dass es zu einer unkontrollierten Umsetzung kommen kann. Dieses wiederum könnte dann sogar dazu führen, dass der restliche, im Kampfmittel vorhandene Sprengstoff gezündet werden könnte oder Schäden an der Wasserstrahleinrichtung entstehen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass es ausreicht, den Anteil an Partikeln mit einer Partikelgröße von mehr als 2,6 mm abzutrennen, da alle Partikel, welche kleiner sind, ausreichend klein sind, sodass dieses Risiko ausgeschlossen ist. Die kleineren Partikel verbleiben hingegen in Wasser und wirken so direkt als Abrasivmittel. Es kann dabei unschädlich sein, dass die Abtrennung des Anteils an Partikeln mit einer Partikelgröße von mehr als 2,6 mm auch einige Partikel von kleinerer Größe abscheidet, soweit die Mehrzahl der kleineren Partikel im Wasser verbleibt. Der Abscheidevorgang muss also nicht sehr genau in Hinblick auf die Selektivität sein.
  • Größe der Partikel meint in diesem Zusammenhang beispielsweise den Durchmesser. Der Durchmesser ist insbesondere für sphärische Partikel die sinnvollste Größe.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden in der Abwasserreinigung Partikel aus metallischen oder anderen Werkstoffen abgetrennt und überwiegend nur die Partikel aus Sprengstoff in der passenden Partikelgröße passieren gelassen. Partikel aus Metall können dabei magnetisch oder über einen anderen geeigneten Abscheideprozess, insbesondere die hohe Dichte der Metallpartikel zum Beispiel in einem Hydrozyklon, einfach aus dem Prozesswasser entfernt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden im ersten Abscheidevorgang Partikel mit mehr als 1 mm abgetrennt. Hierdurch wird die Sicherheit erhöht, beispielsweise falls in dem Kampfmittel ein unbekannter Sprengstoff mit gegebenenfalls höherem Gefährdungspotential im Kampfmittel vorhanden ist. Um diese Sicherheit weiter auszubauen, kann die Grenze der Partikel, welche abgetrennt werden, weiter gesenkt werden. Als Untergrenze für die Abtrennung ist eine Abtrennungsgröße von bis zu 100 µm sinnvoll. Es werden also alle Partikel abgetrennt, die größer als die gewählte Obergrenze für die verbleibenden Partikel sind. Eine weitere Abtrennung würde nur zu kleine Partikel übriglassen, sodass der Einsatz als Strahlmittel nicht mehr effektiv möglich wäre. Vorzugsweise werden noch kleinere Partikel nicht vollständig abgetrennt, da sonst die Wirkung als Abrasivmittel zu stark abgeschwächt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Wasserstrahlschneiden mit einem Druck von weniger als 3600 bar. Durch das Begrenzen des Druckes wird auch die punktuell eingebrachte Energie begrenzt. Bei höheren Drucken kann der Sprengstoff des Kampfmittels durch die mechanisch eingebrachte Energie zur Zündung gebracht werden. Daher ist die Begrenzung auf einem Druck von weniger als 3600 bar als ausreichende Sicherheit anzusehen. Es verbleiben also Partikel bis wenigstens 100 µm als Abrasivmittel im Wasser.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erste Abscheidevorgang ein kontinuierlicher Abscheidevorgang. Bevorzugt erfolgt der erste Abscheidevorgang mittels eines Hydrozyklons. Die kontinuierlichen Abscheidevorgänge haben den Vorteil, dass nur eine begrenzte Anreicherung, beispielsweise als Schlamm erfolgt. Während beispielsweise bei einer einfachen Filtration sich auf einem Filterblatt ein Filterkuchen ausbildet und sich so immer mehr Material ansammelt und so eine kritische Masse übersteigen kann, wird bei einem kontinuierlichen Abscheideverfahren auch der Feststoff, welcher hier gerade die gefährlichsten Partikel aus Sprengstoff mit einer Größe von mehr als 2,6 mm aufweist, auch kontinuierlich entfernt, also nicht erst angereichert. Somit dient der kontinuierliche Abscheidevorgang dazu, die Sicherheit bei der Aufreinigung des Wassers zu erhöhen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach dem ersten Abscheidevorgang ein zweiter Abscheidevorgang durchgeführt. Im zweiten Abscheidevorgang werden Partikel mit mehr als 10 µm, bevorzugt mehr als 50 µm, abgetrennt. Es ergibt sich somit eine Fraktion von beispielsweise 2,6 mm bis 10 µm, bevorzugt von 2,6 mm bis 50 µm. Diese Fraktion ist klein genug, sodass die Partikel keine Gefährdung darstellen, auf der anderen Seite sind die Partikel groß genug, um als Abrasivmittel eingesetzt werden zu können. Durch die Abtrennung ist eine gezielte und dosierte Zuführung zum Wasserstrahlschneiden möglich. Daher werden bevorzugt die im zweiten Abscheidevorgang abgeschiedenen Partikel wenigstens teilweise dem Wasserstrahlschneiden wieder zugeführt. Durch das Abtrennen und gezielte Zudosieren kann auch eine zu starke Anreicherung vermieden werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Teilstrom des Wassers nach dem ersten Abscheideprozess, was auch die Entfernung nach einem optionalen zweien Abscheideprozess mitumfasst, aus dem Kreislauf entfernt. Da dieser Teilstrom noch Sprengstoff mit sehr geringer Größe aufweist, wird der Teilstrom mittels Ultrafiltration gereinigt. Da es hier nur um die Entfernung von Restmengen geht, ist hier eine Anreicherung im Filterkuchen akzeptabel, der Filterkuchen darf nur nicht zu groß werden, der Filter muss entsprechend oft ausgetauscht oder gereinigt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform werden die dem Wasser entnommenen Partikel einer Verbrennungseinrichtung zugeführt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Zuführung diskontinuierlich ist, also erst bei Ansammlung einer bestimmten Menge Partikel oder nach einem vorbestimmten Zeitintervall diese einer Verbrennung zugeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Wasser zwischen dem Abscheidevorgang und der erneuten Zuführung zum Wasserstrahlschneiden zumindest teilweise mittels eines Sensors auf die im Wasser verbleibende Partikelgröße untersucht. Der Sensor kann dabei auf einem an sich bekannten Prinzip beruhen, beispielsweise der Streulichtanalyse, Dabei kann vorgesehen sein, dass der Sensor die erfasste Anzahl oder Durchmesser der Partikel erfasst und an eine Steuervorrichtung weiterleitet. Sollte die Anzahl oder die Durchmesser der Partikel dem vorgegebenen Maximalwert überschreiten kann die Steuervorrichtung die Einrichtung zum Wasserstrahlschneiden abschalten oder die Wasserzuführung umschalten. Es wird dadurch vermieden, dass bei einer Fehlfunktion der Abscheidevorrichtung eine Beschädigung der Vorrichtung zum Wasserstrahlschneiden erfolgt.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass der Sensor oder ein weiterer Sensor die Anzahl der Partikel erfasst und die Einrichtung zum Wasserstrahlschneiden weitere zusätzliche Schneidpartikel in Abhängigkeit der gemessenen Partikel zuführt, so dass immer eine ausreichende Anzahl an Schneidmittel dem Wasserstrahlschneiden zugeführt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren an Bord einer schwimmenden Delaborationsplattform durchgeführt. Gerade auf einer schwimmenden Delaborationsplattform ist ein zuverlässiger Kreislaufprozess, zum Beispiel für das Schneidewasser, und auch die Sicherheit der schwimmenden Delaborationsplattform an sich sehr wichtig. Daher ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gerade auf einer Delaborationsplattform besonders vorteilhaft.
  • Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
    Fig. 1 Beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
  • In Fig. 1 ist eine Delaborationsplattform 10 gezeigt anhand der das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft gezeigt werden soll. Ein Kampfmittel 30 wird beispielsweise vom Meeresgrund geborgen und auf die Delaborationsplattform 10 und dort in eine Entschärfungskammer 20 eingebracht. In der Entschärfungskammer 20 wird das Kampfmittel 30 mittels einer Wasserstrahlschneidevorrichtung 50 in Kampfmittelteile zerteilt. Diese Kampfmittelteile 90 werden dann in eine Verbrennungsvorrichtung 40 überführt und dort verbrannt.
  • Das Wasser vom Wasserstrahlschneiden wird aus den Entschärfungskammer über die Schneideabwasserleitung 80 einer ersten Abscheidevorrichtung 61, bevorzugt einem Hydrozyklon zugeführt. In der ersten Abscheidevorrichtung 61 werden alle Partikel mit mehr als 1 mm abgeschieden. Durch die Wahl von 1 mm wird sichergestellt, dass alle Partikel größer als 2,6 mm sicher abgeschieden werden. Die abgeschiedenen Partikel werden als grobe Sprengstoffpartikel 91 ebenfalls der Verbrennungsvorrichtung 40 zugeführt. Da es sich bei der ersten Abscheidevorrichtung 61 um einen Hydrozyklon handelt, ist der Stoffstrom der groben Sprengstoffpartikel 91 ein Schlamm. Hierdurch wird eine zu starke Anreicherung und Verdichtung des Sprengstoffs vor der Verbrennung zuverlässig vermieden.
  • Das aus der ersten Abscheidevorrichtung 61 kommende Wasser kann entweder direkt über eine direkte Schneidwasserrückführung 81 der Wasserstrahlschneidevorrichtung 50 wieder zugeführt werden, oder über eine erste Wasserüberführung 82 einer optionalen zweiten Abscheidevorrichtung 62 zugeführt werden. In der zweiten Abscheidevorrichtung 62 werden Partikel von mehr als 10 µm abgetrennt, sodass sich eine mittlere Fraktion zwischen 10 µm und 1 mm ergibt. Die mittleren Sprengstoffpartikel 92 werden einer Zudosiervorrichtung 70 zugeführt, welche dem Wasser, welches der Wasserstrahlschneidevorrichtung 50 zugeführt wird, die Sprengstoffpartikel der mittleren Fraktion dosiert wieder zusetzt. Ein Überschuss der mittleren Fraktion kann auch in der Verbrennungsvorrichtung 40 verbrannt werden.
  • Das Wasser aus der zweiten Abscheidevorrichtung 62 kann entweder über die Schneidwasserrückführung 83 der Zudosierungsvorrichtung 70 zugeführt werden oder über eine zweite Wasserüberführung 84 einer dritten Abscheidevorrichtung 63. Die dritte Abscheidevorrichtung 63 ist beispielswiese eine Ultrafiltration und dient der möglichst vollständigen Entfernung aller Sprengstoffreste. Damit kann das Wasser aus der dritten Abscheidevorrichtung 63 über eine Wasserausschleusung 85 gefahrlos abgegeben werden. Mit dem Filterkuchen aus der dritten Abscheidevorrichtung 63 werden die feine Sprengstoffpartikel 93 auch in die Verbrennungsvorrichtung 40 überführt. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Gesamtgröße des Filterkuchens eine kritische Größe nicht übersteigt.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Delaborationsplattform
    20
    Entschärfungskammer
    30
    Kampfmittel
    40
    Verbrennungsvorrichtung
    50
    Wasserstrahlschneidevorrichtung
    61
    erste Abscheidevorrichtung
    62
    zweite Abscheidevorrichtung
    63
    dritte Abscheidevorrichtung
    70
    Zudosiervorrichtung
    80
    Schneideabwasserleitung
    81
    direkte Schneidwasserrückführung
    82
    erste Wasserüberführung
    83
    Schneidwasserrückführung
    84
    zweite Wasserüberführung
    85
    Wasserausschleusung
    90
    Kampfmittelteile
    91
    grobe Sprengstoffpartikel
    92
    mittlere Sprengstoffpartikel
    93
    feine Sprengstoffpartikel

Claims (11)

  1. Verfahren zum Wasserstrahlschneiden von Munition, wobei Munition mit einem Wasserstrahl geschnitten wird, wobei sich beim Wasserstrahlschneiden Partikel aus Sprengstoff im Wasser bilden, wobei das zum Schneiden verwendete Wasser nach dem Schneiden zu einer Reinigung geführt wird, wobei die Reinigung wenigstens einen ersten Abscheidevorgang aufweist, wobei im ersten Abscheidevorgang Partikel abgeschieden werden, die eine kritische Größe übersteigen, wobei das gereinigte Wasser mit den verbleibenden Partikeln wenigstens teilweise dem Wasserstrahlschneiden wieder zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel mit einer Größe von mehr als 2,8 mm, bevorzugt mit mehr als 2,6 mm, abgetrennt werden, wobei das Wasser wenigstens teilweise nach der Reinigung dem Wasserstrahlschneiden wieder zugeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Abscheidevorgang Partikel mit einer Größe von mehr als 1 mm abgetrennt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserstrahlschneiden mit einem Druck von weniger als 3600 bar erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abscheidevorgang ein kontinuierlicher Abscheidevorgang ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abscheidevorgang mittels eines Hydrozyklons erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Abscheidevorgang ein zweiter Abscheidevorgang durchgeführt wird, wobei im zweiten Abscheidevorgang Partikel mit einer Größe von mehr als 10 µm abgetrennt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Abscheidevorgang Partikel mit einer Größe von mehr als 50 µm abgetrennt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die im zweiten Abscheidevorgang abgeschiedenen Partikel wenigstens teilweise dem Wasserstrahlschneiden wieder zugeführt werden.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom des Wassers nach dem ersten Abscheideprozess aus dem Kreislauf entfernt wird, wobei der Teilstrom mittels Ultrafiltration gereinigt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren an Bord einer Delaborationsplattform (10) durchgeführt wird.
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