Rozbuška - Detonator

Nahoře: malý nonel rozbuška se zpožděním 2 ms pro řetězení nonel trubek; střední: rozbuška SPD třídy B; dole: rozbuška SPD třídy C
Vkládání rozbušek do bloků výbušniny C-4

Detonátor , často rozbušky , je zařízení sloužící pro spuštění výbušné zařízení . Rozbušky mohou být iniciovány chemicky, mechanicky nebo elektricky, přičemž poslední dva jsou nejběžnější.

Komerční použití výbušnin používá elektrické rozbušky nebo uzavřenou pojistku, což je délka bezpečnostní pojistky, ke které byla připojena běžná rozbuška. Primární výbušninou mnoha rozbušek je materiál nazývaný sloučenina ASA. Tato sloučenina je tvořena z azid olovnatý , styfnát olova a hliníku a přitlačí se na místo nad základní poplatek, obvykle TNT nebo tetryl ve vojenských rozbušek a PETN v komerčních rozbušek.

Jiné materiály, jako je DDNP ( diazo dinitro fenol ), se také používají jako primární náplň ke snížení množství olova emitovaného do atmosféry při těžbě a dobývání. Staré rozbušky používaly jako primární fulminát rtuti , často smíchaný s chlorečnanem draselným, aby se dosáhlo lepšího výkonu.

Rozbušky je malý citlivý primární výbušninu zařízení zpravidla používá odpálit větší, silnější a méně citlivé sekundární výbušninu , jako je TNT , dynamit nebo plastické trhaviny .

Tryskací čepice se dodávají v různých typech, včetně neelektrických, elektrických a pojistkových. Používají se v komerční těžbě, hloubení a demolici . Elektrické typy se zapínají krátkým výbuchem proudu zaslaným tryskacím strojem přes dlouhý drát do víčka, aby byla zajištěna bezpečnost. Tradiční pojistkové krytky mají pojistku, která je zapálena zdrojem plamene, například zápalkou nebo zapalovačem.

Potřeba rozbušek

Potřeba rozbušek, jako jsou odstřelovací čepice, pochází z vývoje bezpečnějších výbušnin. Různé výbušniny vyžadují k výbuchu různá množství energie (jejich aktivační energie ). Většina komerčních výbušnin je formulována s vysokou aktivační energií, aby byla stabilní a bezpečná pro manipulaci, takže nevybuchnou, pokud dojde k náhodnému pádu, nesprávnému zacházení nebo vystavení ohni. Říká se jim sekundární výbušniny . Je však obtížné je záměrně detonovat a vyžadují malou iniciační explozi. To zajišťuje rozbuška.

Rozbuška obsahuje snadno vznětlivou primární výbušninu, která poskytuje počáteční aktivační energii k zahájení detonace v hlavní náplni. Výbušniny běžně používané v rozbušek zahrnují rtuť třaskavého , azid olovnatý , styfnát olova , tetryl , a DDNP . Tryskací čepice a některé rozbušky jsou uloženy odděleně a nejsou vloženy do hlavní výbušné nálože, dokud nejsou těsně před použitím, aby byla hlavní nálož v bezpečí. Brzké odstřelovací čepice také používaly stříbro fulminát, ale bylo nahrazeno levnějšími a bezpečnějšími primárními výbušninami. Azid stříbrný se stále někdy používá, ale velmi vzácně kvůli jeho vysoké ceně.

Rozbušky jsou nebezpečné pro nezkušený personál, protože obsahují primární výbušninu. Někdy nejsou kvůli svému vzhledu rozpoznáni jako výbušniny, což vede ke zranění.

Typy

Obyčejné rozbušky

Běžné rozbušky mají obvykle podobu výbušnin na bázi zapalování. I když se používají hlavně v komerčních operacích, běžné rozbušky se stále používají ve vojenských operacích. Tato forma rozbušky se nejčastěji spouští pomocí bezpečnostní pojistky a používá se při časově kritických detonacích, např . Při likvidaci konvenční munice . Dobře známými rozbuškami jsou azid olovnatý [Pb (N 3 ) 2 ], azid stříbrný [AgN 3 ] a fulminát rtuti [Hg (ONC) 2 ].

Elektrické rozbušky

Existují tři kategorie elektrických rozbušek: okamžité elektrické rozbušky ( IED ), rozbušky s krátkým zpožděním ( SPD ) a rozbušky s dlouhým zpožděním ( LPD ). SPD se měří v milisekundách a LPD se měří v sekundách. V situacích, kde je vyžadována přesnost nanosekund, konkrétně u implozních nábojů v jaderných zbraních , se používají detonátory s explozivním můstkem . Počáteční rázová vlna je vytvořena odpařením délky tenkého drátu elektrickým výbojem . Novinkou je rozbuška rozbušky , která k vyvolání prvotního šoku využívá tenké pláty urychlené elektricky explodovaným drátem nebo fólií. Používá se v některých moderních zbraňových systémech. Varianta tohoto konceptu se používá v těžebních operacích, kdy je fólie explodována laserovým impulzem dodávaným na fólii optickým vláknem .

Neelektrické rozbušky

Neelektrická rozbuška je rozbuška šokové trubice určená k iniciaci výbuchů, obecně za účelem demolice budov a pro použití při odstřelování hornin v dolech a lomech. Místo elektrických vodičů dodává dutá plastová trubice odpalovací impuls do rozbušky, díky čemuž je imunní vůči většině nebezpečí spojených s bludným elektrickým proudem. Skládá se z třívrstvé plastové trubky o malém průměru potažené na nejvnitřnější stěně reaktivní výbušnou sloučeninou, která po zapálení šíří nízkoenergetický signál, podobný výbuchu prachu. Reakce se pohybuje rychlostí přibližně 2 500 m/s po délce potrubí s minimálním rušením mimo trubici. Neelektrické rozbušky vynalezla švédská společnost Nitro Nobel v 60. a 70. letech minulého století a v roce 1973 byla uvedena na trh s demolicemi.

Elektronické rozbušky

V civilní těžbě mají elektronické rozbušky lepší přesnost zpoždění. Elektronické rozbušky jsou navrženy tak, aby poskytovaly přesné ovládání potřebné k produkci přesných a konzistentních výsledků tryskání v různých aplikacích tryskání v těžebním, těžebním a stavebním průmyslu. Elektronické rozbušky mohou být naprogramovány v krocích po milisekundách nebo po milisekundách pomocí vyhrazeného programovacího zařízení.

Bezdrátové rozbušky

Na trhu civilní těžby začínají být k dispozici bezdrátové elektronické rozbušky. Šifrované rádiové signály se používají ke komunikaci signálu výbuchu s každou rozbuškou ve správný čas. I když jsou bezdrátové rozbušky v současné době drahé, mohou umožňovat nové těžební techniky, protože je možné nabíjet více výbuchů najednou a odpalovat je postupně, aniž by lidem hrozilo nebezpečí.

Tryskací čepice číslo 8

Testovací tryskací tryska číslo 8 je taková, která obsahuje 2 gramy směsi 80 procent fulminátu rtuti a 20 procent chlorečnanu draselného, ​​nebo tryskací víčko ekvivalentní síly. Uzávěr ekvivalentní pevnosti obsahuje 0,40-0,45 gramů PETN základní náplně lisované v hliníkové skořepině s tloušťkou dna nepřesahující 0,03 palce, se specifickou hmotností nejméně 1,4 g/cm3 a natřenou standardními hmotnostmi základního nátěru v závislosti na výrobci. [1]

Typy tryskacích čepic

Řezový diagram různých typů tryskacích čepic a rozbušek. Svg

Pyrotechnická pojistná krytka

Nejstarší a nejjednodušší typ krytky, pojistkové krytky jsou kovové válce, uzavřené na jednom konci. Od otevřeného konce dovnitř je nejprve prázdný prostor, do kterého je vložena a zalisována pyrotechnická pojistka , poté pyrotechnická zapalovací směs, primární výbušnina a poté hlavní detonační výbušná nálož.

Primárním nebezpečím pyrotechnických tryskacích čepic je, že pro správné použití musí být pojistka zasunuta a poté zalisována na místo rozdrcením základny víčka kolem pojistky. Pokud je nástroj používaný k krimpování uzávěru používán příliš blízko výbušnin, primární výbušná směs může během lisování vybuchnout. Běžnou nebezpečnou praxí je krimpování čepic něčím zuby; náhodná detonace může způsobit vážné poranění úst.

Tryskací kryty jsou stále v aktivním používání dodnes. Jsou nejbezpečnějším typem pro použití kolem určitých typů elektromagnetického rušení a mají vestavěné časové zpoždění, když pojistka shoří.

Pevná elektrická tryskací čepice

Elektrické tryskací čepice s pevným balením používají tenký můstek v přímém kontaktu (odtud pevný balíček) s primární výbušninou, která se zahřívá elektrickým proudem a způsobuje detonaci primární výbušniny. Tato primární výbušnina poté odpálí větší dávku sekundární výbušniny.

Některé pevné pojistky obsahují malý pyrotechnický zpožďovací prvek, až několik stovek milisekund, než dojde k odpálení víčka.

Elektrická tryskací čepice zápalky nebo pojistkové hlavy

Tryskací víčka typu Match používají k iniciaci primární výbušniny elektrickou zápalku (izolační fólii s elektrodami na obou stranách, tenký můstek pájený po stranách, všechny namočené v zapalovacích a výstupních směsích), nikoli přímý kontakt mezi můstkem a primární výbušninou . Zápalku lze vyrobit odděleně od zbytku víčka a smontovat až na konci procesu.

Čepice typu shody jsou nyní nejběžnějším typem na celém světě.

Explodující rozbuška můstku nebo odpalovací víčko

Tento typ rozbušky byl vynalezen ve čtyřicátých letech minulého století jako součást projektu Manhattan na vývoj jaderných zbraní. Cílem návrhu bylo vyrobit rozbušku, která působila velmi rychle a předvídatelně. Elektrickým víčkům typu Match i Solid Pack trvá několik milisekund, protože se můstek zahřívá a ohřívá výbušninu až k detonaci. Explozivní můstky nebo rozbušky EBW používají elektrický náboj s vyšším napětím a velmi tenký můstek, 0,04 palce dlouhý, 0,0016 průměr (1 mm dlouhý, 0,04 mm průměr). Místo zahřívání výbušniny se rozbuškový drát EBW ohřívá tak rychle vysokým odpalovacím proudem, že se drát ve skutečnosti odpaří a exploduje v důsledku elektrického odporového ohřevu. Tato elektricky poháněná exploze poté vystřelí výbušninu rozbušky (obvykle PETN ).

Některé podobné rozbušky používají místo drátu tenkou kovovou fólii, ale fungují stejným způsobem jako skutečné rozbušky s můstkem.

Kromě toho, že rozbušky EBW velmi rychle střílí, když jsou správně aktivovány, jsou chráněny před rozptýlenou statickou elektřinou a jiným elektrickým proudem. Dostatek proudu a můstek se může roztavit, ale je dost malý na to, aby nemohl detonovat výbušninu, pokud plný vysokonapěťový vysokonapěťový náboj neprojde můstkem. Rozbušky EBW se používají v mnoha civilních aplikacích, kde rádiové signály, statická elektřina nebo jiná elektrická nebezpečí mohou způsobit nehody s konvenčními elektrickými rozbuškami.

Rozbuška nebo rozbuška

Rozbušky jsou vylepšením rozbušek EBW. Klapky místo přímého použití explodující fólie k odpálení trhaviny iniciátoru používají elektrickou vaporizaci fólie k pohánění malého kruhu izolačního materiálu, jako je PET fólie nebo kapton, po kruhovém otvoru v přídavném disku izolačního materiálu. Na vzdáleném konci této díry je peleta konvenční iniciační trhaviny.

Účinnost přeměny energie z elektřiny na kinetickou energii létajícího disku nebo plácačky může být 20–40%.

Vzhledem k tomu, že plácnutí dopadá na širokou oblast - 40 tisícin palce (zhruba jeden mm) napříč - výbušniny, spíše než na tenkou čáru nebo bod jako u rozbušky s explozivní fólií nebo můstkovým drátem, je detonace pravidelnější a vyžaduje méně energie. Spolehlivá detonace vyžaduje zvýšení minimálního objemu výbušniny na teploty a tlaky, při kterých detonace začíná. Pokud je energie uložena v jednom bodě, může ve výbušnině vyzařovat všemi směry ve vzácných nebo expanzních vlnách a pouze malý objem se účinně ohřívá nebo stlačuje. Letákový kotouč ztrácí energii nárazu na svých stranách k řídkým vlnám, ale kónický objem výbušniny je účinně stlačen šokem.

V jaderných zbraních se používají rozbušky . Tyto součásti vyžadují ke spuštění velké množství energie, takže je extrémně nepravděpodobné, že by se náhodně vybily.

Iniciátory laserové munice

U tohoto typu puls z laseru prochází optickým vláknem, aby udeřil, a tím inicioval výbušninu dotovanou uhlíkem. Tyto iniciátory jsou vysoce spolehlivé. Neúmyslné spuštění je velmi obtížné, protože výbušninu lze odpálit pouze pomocí připojeného laseru, který je k tomu přesně naladěn, nebo zcela nezávislého shodného laseru.

Dějiny

První rozbušky nebo rozbuška byla prokázána v roce 1745, kdy britský lékař a lékárník William Watson ukázala, že elektrická jiskra z třecího stroje by mohly zapálit černý prach, prostřednictvím zažehnutí hořlavé látky smíchané s černým prachem.

V roce 1750 Benjamin Franklin ve Philadelphii vyrobil komerční tryskací víčko skládající se z papírové trubice plné černého prášku , s dráty vedoucími na obou stranách a vaty utěsňující konce. Oba dráty se přiblížily, ale nedotýkaly se, takže velký elektrický jiskrový výboj mezi dvěma dráty vystřelí víčko.

V roce 1832 vyrobil americký chemik Robert Hare rozbušku s horkým drátem , přestože se o podobné pokusy dříve pokusili Italové Volta a Cavallo. Zajíc zkonstruoval svou odstřelovací čepici protažením víceřadého drátu skrz nálož střelného prachu uvnitř cínové trubice; přestřihl až na jeden jemný pramen vícepramenného drátu, aby jemný pramen sloužil jako horký můstek. Když jemným pramenem procházel silný proud z velké baterie (kterému říkal „deflagrátor“ nebo „kalorimotor“), stal se žhavým a zapálil náboj střelného prachu.

V roce 1863 si Alfred Nobel uvědomil, že ačkoliv nitroglycerin nelze odpálit pojistkou, lze jej odpálit výbuchem malé nálože střelného prachu, který byl zase zapálen pojistkou. Do roku přidával do náplní střelného prachu svých rozbušek fulminát rtuti a do roku 1867 použil k odpálení nitroglycerinu malé měděné kapsle fulminátu rtuti, spuštěné pojistkou.

V roce 1868 Henry Julius Smith z Bostonu představil víčko, které kombinovalo zapalovač jiskřiště a fulminát rtuti, první elektrickou čepici schopnou odpálit dynamit.

V roce 1875 Smith - a poté v roce 1887 Perry G. Gardner ze North Adams ve státě Massachusetts - vyvinuli elektrické rozbušky, které kombinovaly rozbušku s horkým drátem a výbušninu rtuti. Jednalo se o první obecně moderní tryskací čepice. Moderní čepice používají různé výbušniny a oddělují primární a sekundární výbušné nálože, ale obecně jsou velmi podobné čepicím Gardnera a Smitha.

Smith také vynalezl první uspokojivý přenosný napájecí zdroj pro zapalování tryskacích čepic : vysokonapěťové magneto, které bylo poháněno hřebenem a pastorkem , které bylo zase poháněno T-rukojetí, která byla tlačena dolů.

Elektrické zápalkové čepice byly vyvinuty na počátku 20. století v Německu a rozšířily se do USA v 50. letech minulého století, kdy společnost ICI International koupila společnost Atlas Powder Co. Tyto zápasové čepice se staly převládajícím typem světových standardních čepic.

Fiktivní variace

Viz také

Reference

Další čtení

  • Cooper, Paul W. Explosives Engineering . New York: Wiley-VCH, 1996. ISBN  0-471-18636-8 .

externí odkazy