19.2. РАЗМЫШЛЕНИЯ О СТАРОСТИ И РЖАВЧИНЕ
Капля камень точит, а ОВ — стенки химических боеприпасов и цистерн. Так что следует прояснить, а стоит ли спешить с уничтожением ОВ? Другими словами, есть ли еще время?
Очень часто из лагеря профессиональных глашатаев и пропагандистов исходят призывы поторопиться с уничтожением химоружия, чтобы «не протекли» боеприпасы с ФОВ. Это — ошибочные призывы, и они есть следствие ошибочной политики властей торопиться со сроками в ущерб экологической безопасности. Дело в том, что, по сообщениям официальных лиц из армии, страна располагает достаточным запасом «технического времени» («политическое время», то есть сроки Конвенции18, требуют отдельного разговора) на то, чтобы без спешки организовать экологически безопасное уничтожение химических боеприпасов.
По официальному заявлению бывшего начальника войск РХБЗ генерала С.В.Петрова, советское химоружие «может храниться еще долго-долго с абсолютной гарантией безопасности»229. Не отставали и иные генералы.
Генерала И.Б.Евстафьева (1991):
«Значительная часть наших запасов химического оружия хранится почти на 20 лет меньше, чем в США. Основную часть наших запасов можно с полной гарантией хранить еще более 50 лет.»295
Генерала Ю.В.Тарасевича (1994):
«Российские военные могут обеспечить полную безопасность хранения фосфорорганических ОВ. Хотя гарантийный срок у большинства авиационных бомб и артиллерийских снарядов уже истек — он равен 10 годам, а хранятся некоторые из них больше 15 — особой опасности саморазрушения большинства химических боеприпасов сейчас еще не существует. И после проведения необходимых регламентных работ боеприпасы смогут «потерпеть» еще как минимум лет 5-10.»291.
Между тем химический генералитет занят не только успокаиванием, но и запутыванием людей. В зависимости от политического сезона.
Так, в 1999 году, когда генералитет еще тянул время, генерал В.А.Ульянов сообщил газете Почепского района Брянской области «Сельская новь» за 2 марта 1999 года, что «за весь период хранения авиационных химических боеприпасов на арсенале, находящемся в Почепском районе Брянской области, случаев их разгерметизации не зафиксировано». А весь период — это несколько десятилетий.
То вранье вскрылось скоро. Когда спустя год химическим генералам было велено найти и уничтожить как можно больше «потекших» авиахимбоеприпасов с зарином, их немедленно сыскали — на складах в Леонидовке и в Мирном (Марадыковском). Так что было бы неплохо понять, чем отличаются пензенские и кировские авиабомбы с зарином типа ОБАС-250-235П, которые после приказа немедленно «потекли», от зариновых авиабомб того же типа в Речице (Почепе). А только тем, что брянским химическим бомбам «течь» не было велено, чтобы не нарваться на общественное неприятие (15-летний мораторий на уничтожение химоружия вводился только в Брянской области). И они, вестимо, не потекли.
Однако, все это лишь одна сторона вопроса. Рассмотрим другую — стоит ли спешить с уничтожением? При хранении ОВ все же стареют и за счет коррозии повреждают металл оболочек — корпусов боеприпасов, бочек, цистерн.
Применительно к ФОВ рассмотрим эту проблему по возможности более подробно, воспользовавшись соответствующими материалами449,489,681. На первой стадии старения ОВ (2-4 года) в боеприпасах взаимодействуют главным образом технологические примеси ОВ и активные элементы воздуха (вода и кислород), попавшие в корпус боеприпаса при снаряжении.
В случае зарина-зомана дело обстоит таким образом. При взаимодействии изопропилового или пинаколинового спиртов с основным веществом образуются диэфиры и фтористый водород (HF). Вода приводит к гидролизу основного вещества с образованием соответствующих кислых эфиров и HF. Кислые эфиры, взаимодействуя с основным веществом, образуют пирофосфонаты с выделением HF. Кислород воздуха не участвует в этих равновесных процессах, но является одним из реагентов коррозионного процесса. Третичный амин (триэтиламин или трибутиламин), присутствующий в зарине и зомане в качестве стабилизатора и ингибитора коррозии, замедляет процессы, но не устраняет их полностью. Таким образом, на стадии хранения зарина и зомана содержание ФОВ снижается, а содержание наиболее коррозионно-активного компонента (HF) и пирофосфоната увеличивается681.
На второй стадии происходит медленное старение веществ со скоростями, значительно меньшими по сравнению с процессами первой стадии. Наиболее вероятные реакции второй стадии — это атака HF по связи Р-О в зарине и зомане с образованием дифторида и спирта с дальнейшим превращением в изопропил-/пинаколилфториды, непредельные углеводороды, их конденсация до осмоления и образования пирофосфонатов разного строения681.
В советском V-газе происходят другие процессы. На первой стадии содержащийся в виде примеси кислый эфир взаимодействует с основным ОВ или с дитиолом с образованием симметричного пирофосфоната или смешанного тиольноизобутильного пирофосфоната, а также аминомеркаптана681.
Вода взаимодействует с пирофосфонатом с образованием кислого эфира, который в свою очередь вновь взаимодействует с ОВ и т.д. Аминомеркаптан окисляется кислородом воздуха, попавшим в оболочку боеприпаса, в дисульфид с выделением воды, которая также направляется на гидролиз пирофосфоната и т.д. Стадии этого процесса, кроме окисления аминомеркаптана и гидролиза, обратимые. На процесс накладывается реакция метилфосфоновой кислоты с ОВ или дитиолом. Все эти реакции заканчиваются в течение нескольких часов или суток после заполнения камер изделий. Конечными продуктами на первой стадии являются дисульфид и пирофосфонаты, не являющиеся коррозионноактивными веществами, а также кислый эфир и аминомеркаптан; которыми и определяется коррозионный процесс в боеприпасах. Как и в случае зарина и зомана, на второй стадии старения V-газа протекают более медленные реакции, сопровождающиеся конденсацией и полимеризацией. Аминомеркаптан вступает в коррозионный процесс с материалом корпуса боеприпаса и, кроме того, его концентрация уменьшается в результате реакции распада на этилсульфид и диэтиленамин. Диэтиленамин вступает в равновесную реакцию с основным ОВ. Этиленсульфид медленно полимеризуется с образованием полисульфидов. Таким образом, с годами в боеприпасах происходит постепенное накопление пирофосфонатов и смолообразных продуктов, снижение содержания ОВ и кислого эфира, появляются новые примеси, увеличивается содержание дисульфида681.
В жизни, однако, было еще сложнее, чем на страницах тайных отчетов.
Начало выпуска боеприпасов с зарином относится к 1958 году, когда он осуществлялся по ВТУ 2893-58 (требования по качеству: содержание зарина — не менее 89%, кислых примесей — не более 0,5% в пересчете на HF). Потом требования ужесточались: по ТУ 3651-61 и ОСТ В6-02-3-10-70 содержание ОВ — не менее 90%, примесей — не более 0,5%; в соответствии с ОСТ В6-02-3-10-76 продукт должен содержать ОВ не менее 91%; по ОСТ В6-02-3-10-84 содержание ОВ должно составлять не менее 92%. Фактически в авиахимбомбах ОБАС-250-235П выпуска 1958-60 годов содержание зарина характеризуется повышенным содержанием кислых примесей при значительном колебании количества ОВ — от 94 до 75%. Зарин в бомбах выпуска 1963-69 годов отвечает требованиям, за исключением отдельных партий. Качество зарина в боеприпасах 1971-73 годов выпуска удовлетворительное. В целом же на плавном участке старения снижение содержания зарина составляет в среднем ~ 0,2% в год681.
Качество вязкой рецептуры зомана после 11-22 лет хранения практически не изменяется: наблюдается незначительное снижение содержания зомана без изменения уровня кислотности. Расчетное падение содержания зомана при хранении в умеренной климатической зоне — не выше 0,05% в год681.
Первые партии V-газа и вязкого V-газа, использованные при наполнении химических боеприпасов, были изготовлены по техническим условиям 1962 и 1968 годов, когда требования к содержанию ОВ были снисходительными — не менее 80% и нерегламентированное количество примесей (кислого эфира и пирофосфоната). Лишь через многие годы при передаче процесса из Волгограда в Новочебоксарск требования были повышены: в соответствии с техническими условиями 1971 года (V-газ) и 1973 года (вязкая рецептура), содержание должно было быть не менее 85%, а кислых примесей — не более 2 и 2,5%, соответственно. В общем V-газ, выпускавшийся с 1973 года, имел содержание ОВ от 87% до 91%, аминомеркаптана — 0,6-1,1%, а сумму кислого эфира и пирофосфоната — 0,5-1,5%. А V-газ первых лет выпуска с нерегламентированным содержанием примесей имел после постепенного ухудшения качества содержание ОВ 65-70%. При этом разложение ОВ становится автокаталитическим, количество примесей, в том числе кислого характера, резко возрастает, и это может серьезно повлиять на скорость и характер коррозии стенок корпусов боеприпасов. Таким образом, реальное снижение количества ОВ в боеприпасах в процессе хранения составляет в среднем ~ 0,19% в год681.
К сожалению, переход от этой химической теории к прозе жизни был не быстрым. Лишь в 2002 году химическое знание было применено на практике при проведении анализа состояния корпусов у 7 типов химических боеприпасов с истекшими параметрами (гарантийным сроком хранения, сроком технической пригодности, сроком безопасного хранения). В комплект проверенных вошла представительная компания некассетных химбоеприпасов — авиабомбы с V-газом БАСА-150С и БАС-500С, авиабомба с зарином ОБАС-250-235П, авиабомба с вязким зоманом БАС-250М-62П, выливной прибор с V-газом ПАС-500С, а также боевые части ракет Р-70 FROG-7B (9Н18Г; наполнение — советский V-газ) и Р-17 SCUD-B (8Ф44Г1; вязкий V-газ). Корпуса боеприпасов — это сварные баллоны с применением стали марок СТ 15, СТ 20, СТ 25 ГОСТ 1577 (в виде листов толщиной 4-6 мми толщиной 3 ммдля корпуса БАСА-150С). В головной части каждого вварен запальный стакан для разрывного заряда (изготавливается из бесшовных труб из углеродной качественной стали ГОСТ 8731, 8733 толщиной 2,5-6 мм). После наполнения корпусов боеприпасов через горловину наливного узла герметизация обеспечивается свинцовой прокладкой и стальной резьбовой пробкой со свертывающейся головкой681.
Результат той проверки таков.
Показатель коррозии — уменьшение сечения металла вследствие коррозии (в мм/год) — оказался терпимым. Наибольшая коррозионная активность в отношении углеродистой стали — у зарина (средний показатель — до 0,047 мм/год). С ростом содержания кислых примесей в зарине скорость коррозии повышается. С другой стороны, коррозионная активность усиливается при снижении количества зарина. Зоман и советский V-газ различного качества вызывают незначительные коррозионные разрушения (средний показатель скорости коррозии не выше 0,003 мм/год)681.
Эти результаты в целом согласуются с результатами анализа боеприпасов в ходе длительного хранения: зарина — 0,0083-0,012 мм/год, вязкого зомана — 0,0032 мм/год, V-газа — 0,0004 мм/год, вязкого V-газа — 0,0001-0,0007 мм/год.
Отдельно следует рассмотреть проблему старения боеприпасов кассетного типа489. В корпусе химбоеприпасов типа БКФ-КС имеются готовые поражающие элементы (ГПЭ), изготовленные из железо-никелевого сплава ЖН-5 и по массе сопоставимые с массой залитого V-газа. Оказалось, что в зависимости от типа ГПЭ, соотношения масс ФОВ и ГПЭ, условий хранения и качества ФОВ и ГПЭ скорость разложения V-газа, контактирующего с ГПЭ, при длительном хранении может быть в 1,2-1,4 раза выше скорости его разложения в отсутствие ГПЭ. Однако выделяющийся при разложении V-газа аминомеркаптан связывается железом и никелем с образованием малорастворимых комплексных соединений (меркаптидов). Соответственно, фактически нет прямой угрозы коррозионного разрушения свинцовой прокладки в узле герметизации химического боеприпаса со стороны аминомеркаптана489.
Таким образом, наиболее уязвимыми в кассетных боеприпасах остаются сварные швы корпуса с дном и заливочной горловиной. Во всяком случае, если обращаться к ракетным боевым частям кассетного типа 9Н123Г2-1, снаряженным зоманом, то на химскладе в Плановом (Щучьем) были случаи разгерметизации корпусов вкладных элементов даже в течение гарантийного срока хранения, и это было связано с присутствием в сварных швах на корпусах вкладных элементов скрытых производственных дефектов (а они допускаются ОСТ В 84-1320)489.
Далее, в случае разгерметизации запального стакана вкладного элемента контакт ОВ с разрывным зарядом не приводит к интенсивному взаимодействию, которое было бы способно привести к самопроизвольному протеканию реакции горения или взрывного разложения ВВ. Однако в связи с действием ОВ имеются сомнения в безопасности взрывателя И-352489.
Таким образом, в целом дела с хранением химбоеприпасов обстоят так, что они будут стареть, особенно в случае наполнения зарином. Однако оснований для излишней спешки пока нет, особенно когда пропагандисты этой спешки пытаются создать гонку химического разоружения при общем снижении уровня безопасности для всего процесса и в особенности для людей. Тем не менее работникам складов химоружия необходимо и лучше знать то, что происходит в химических боеприпасах, и честнее доносить это знание до населения.
Чтобы наша мысль о лучшем знании обрела плоть, приведем пример. В отчете ГСНИИОХТ 2002 года681 с весьма хитромудрым названием («Разработка методологических подходов для обоснования сил и средств обеспечения безопасности хранения химического оружия на основе прогноза возможных последствий аварий»), который мы цитировали довольно подробно, упущен один момент. Дело в том, что в боеприпасах с зарином и зоманом, где накапливаются большие количества HF, коррозионный процесс может развиваться не только по разобранной в отчете обычной схеме. Помимо этого, возможно и так называемое водородное охрупчивание: при взаимодействии HF с железом корпуса образуется водород, который способен диффундировать через металл с параллельной потерей им пластичности и прочности и рождением трещин на дефектах его кристаллической структуры. Следствий может быть несколько. Одно из них — это вероятность утечек ОВ из химбоеприпаса не только в районе запального стакана. Другое — попадание водорода в атмосферу склада с последующей головной болью для пожарных. К сожалению, применительно к хранению химбоеприпасов вопрос о водородном охрупчивания был поставлен только лишь в 2004 году в книге доктора технических наук В.И.Романова449. А ГСНИИОХТ знай себе строчил отчеты, не замечая этой серьезнейшей беды.
Осталось рассмотреть проблему старения кожно-нарывных ОВ и их взаимодействия с материалом бочек, цистерн и боеприпасов.
Генерал В.Н.Орлов рассказал о стационарных цистернах емкостью 50 м3, в которых в Камбарке хранят люизит. Эти светлопродуктовые ж/д цистерны были изготовлены в Мариуполе и в 1953 году доставлены в Камбарку, сняты с ж/д тележек и установлены на столбчатых фундаментах в хранилищах. К 2000 году толщина стенок составляла: в цилиндрической части — 9,6 мм(исходная — 10 мм), в торцевой части — 10,7 мм(исходная — 11,0 мм). Таким образом, за прошедшие годы толщина стенок цистерн с люизитом уменьшилась незначительно, всего в пределах 1 мм. Толщины стенок, соприкасающихся с жидкой и газообразной фазами, не выявили резкой разницы, что указывает на равную скорость коррозии стенок. В их донной части также не обнаружено прогрессирующей коррозии226.
В целом же по состояние на начало 1990-х годов проблема выглядела так. В 1994 году институтом физической химии РАН в рамках НИР «Основа-92» была проведена оценка состояния емкостей с ОВ, методами металлографического анализа и общекоррозионных испытаний. Было рассмотрено влияние различных факторов, которые могут вызывать коррозийное поражение материалов емкостей как со стороны основного хранимого вещества и продуктов его превращений, так и с наружной стороны емкостей за счет атмосферной коррозии. Было проведено и практическое исследование технического состояния ряда емкостей с ОВ.
Иприт и люизит хранились в стационарных емкостях в Камбарке и Горном десятилетия. Из-за гидролиза ОВ в них накапливался в свободном состоянии чрезвычайно коррозионноактивный хлористый водород (HCl). В результате этого скорость коррозии стальных конструкций (материала емкостей) с годами увеличивалась. Поскольку при изготовлении цистерн берется трехкратный запас прочности для толщины стенок (минимальная толщина -8 мм), считается, что емкости достигают критического состояния при половинной толщине -4 мм.
С точки зрения коррозионных поражений в емкостях различают три области: паровую фазу (пространство над ОВ), границу раздела ОВ и область занятую самим ОВ. Как правило наиболее интенсивно ржавление происходит в паровой фазе. В смеси иприта с люизитом в летнее время максимальная скорость коррозии в паровой фазе достигает 0,36 мм/год. Под толстым рыхлым слоем продуктов коррозии обнаруживаются скопления мелких язв, свидетельствующие о том, что коррозия начинается на небольших очагах и в дальнейшем развивается на всю поверхность. Существует и опасность образования под слоем продуктов коррозии достаточно глубоких язв. Зимой скорость коррозии в этой смеси на порядок меньше. С увеличением количества HCl коррозийная активность среды со временем растет. В области, заполненной самим ОВ, скорость коррозии стенок в среднем 0,1 мм/год. Коррозия в емкостях с люизитом протекает не меньше, чем в емкостях со смесями, то есть около 0,35 мм/год. С точки зрения коррозийной стойкости стенок емкостей менее рискованным является хранение чистого иприта. Это связано с тем, что в чистом иприте по сравнению со смесью гидролиз протекает намного медленнее, чем в люизите. В результате скорость коррозии в иприте на порядок меньше, чем в смеси и составляет 0,039 мм/год.
Результаты выполненного анализа позволили авторам сделать следующие выводы. В условиях эксплуатации емкостей с кожно-нарывными ОВ возможна коррозия как с наружной так и с внутренней стороны, но коррозия наружной стороны в условиях хранения при периодическом окрашивании ничтожно мала. Среднегодовая коррозия внутренней поверхности емкостей с ипритом — 0,04 мм/год. Она осложнена наличием микроязвенных поражений, что в свою очередь сокращает срок безопасного хранения иприта в емкостях до 20-40 лет. Коррозия емкостей со смесями иприт-люизит велика и достигает 0,3-0,4 мм/год, что в соответствии с методикой расчета, выполненного в рамках НИР «Основа-92», предполагает глубину поражения стенок емкостей 3-6 мм. Средняя скорость коррозии стенок емкостей с люизитом — 0,1 мм/год, что определяет средний срок службы емкостей с начала их эксплуатации 40-60 лет.
Итак, следить за аварийными емкостями с ОВ — и с ФОВ, и с кожно-нарывными ОВ — безусловно, необходимо. Однако это не означает, что следует устраивать гонку химического разоружения.
Что до медлительности в решении практических вопросов химического разоружения, то виновные в этом обитают там же, где даются пропагандистские задания прессе, — во властных бюрократических коридорах.
| « Назад | Оглавление | Вперед » |