Детонатор

редактировать
Вверху: маленький детонатор nonel с задержкой 2 мс для соединения трубок nonel; средний: детонатор СПД класса Б; внизу: детонатор SPD класса C Вставка детонаторов в блоки взрывчатого вещества C-4

A детонатор, часто капсюль-детонатор, используется для срабатывания взрывное устройство. Детонаторы могут быть инициированы химическим, механическим или электрическим способом, причем последние два являются наиболее распространенными.

Для коммерческого использования взрывчатых веществ используются электрические детонаторы или предохранитель с крышкой, представляющий собой длину предохранительного предохранителя, к которому присоединен обычный детонатор. Основное взрывчатое вещество многих детонаторов представляет собой материал, называемый составом ASA. Это соединение образовано из азида свинца, стифната свинца и алюминия и вдавливается на место над основным зарядом, обычно TNT или тетрил в военных детонаторах и ТЭН в коммерческих детонаторах.

Другие материалы, такие как DDNP (диазодинитрофенол ), также используются в качестве основного заряда для уменьшения количества свинца, выбрасываемого в атмосферу при горных работах и ​​разработке карьеров. В старых детонаторах в качестве основного использовался фульминат ртути, часто смешанный с хлоратом калия для повышения эффективности.

A капсюль-детонатор представляет собой небольшое чувствительное устройство первичного взрывчатого вещества, обычно используемое для детонации более крупного, более мощного и менее чувствительного вторичного взрывчатого вещества, такого как TNT, динамит или пластиковое взрывчатое вещество.

Капсюли-детонаторы бывают разных типов, включая неэлектрические, электрические и плавкие. Они используются при добыче полезных ископаемых, раскопках и сносе. Электрические типы возбуждаются короткой вспышкой тока, посылаемой взрывной машиной по длинному проводу к крышке для обеспечения безопасности. Традиционные крышки предохранителей имеют предохранитель , который воспламеняется от источника пламени, например спички или зажигалки.

Содержание
  • 1 Потребность в детонаторах
  • 2 Типа
    • 2.1 Обычные детонаторы
    • 2.2 Электродетонаторы
    • 2.3 Неэлектрические детонаторы
    • 2.4 Электронные детонаторы
    • 2.5 Беспроводные детонаторы
    • 2.6 Капсюли-детонаторы номер 8
  • 3 Типы капсюлей-детонаторов
    • 3.1 Пиротехнические капсюли-детонаторы
    • 3.2 Цельнолитые электрические капсюли-детонаторы
    • 3.3 Электрические капсюли-детонаторы со спичкой или запальной головкой
    • cap
    • 3.5 Детонатор или капсюль-детонатор
    • 3.6 Лазерные боеприпасы
  • 4 История
  • 5 Вымышленные варианты
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Дополнительная литература
  • 9 Внешние links
Потребность в детонаторах

Потребность в детонаторах, таких как капсюли-детонаторы, возникла в результате разработки более безопасных взрывчатых веществ. Разным взрывчатым веществам требуется разное количество энергии (их энергия активации ) для детонации. Большинство коммерческих взрывчатых веществ имеют высокую энергию активации, что делает их стабильными и безопасными в обращении, чтобы они не взорвались при случайном падении, неправильном обращении или воздействии огня. Это так называемые вторичные взрывчатые вещества. Однако их, соответственно, трудно взорвать намеренно, и для их инициирования требуется небольшой инициирующий взрыв. Это обеспечивается детонатором.

Детонатор содержит легко воспламеняющееся первичное взрывчатое вещество, которое обеспечивает начальную энергию активации для начала детонации в основном заряде. Взрывчатые вещества, обычно используемые в детонаторах, включают гремучую ртуть, азид свинца, стифнат свинца, тетрил и DDNP. Капсюли-детонаторы и некоторые детонаторы хранятся отдельно и не вставляются в основной заряд взрывчатого вещества непосредственно перед использованием, обеспечивая сохранность основного заряда. Ранние капсюли-детонаторы также использовали молниеносное серебро, но его заменили более дешевыми и безопасными первичными взрывчатыми веществами. Азид серебра все еще используется иногда, но очень редко из-за его высокой цены.

Детонаторы опасны для неподготовленного персонала, так как они содержат первичное взрывчатое вещество. Иногда они не распознаются как взрывчатые вещества из-за их внешнего вида, что приводит к травмам.

Типы

Обычные детонаторы

Обычные детонаторы обычно представляют собой взрывчатые вещества на основе воспламенения. Хотя они в основном используются в коммерческих операциях, обычные детонаторы все еще используются в военных операциях. Этот вид детонатора чаще всего запускается с помощью предохранителя и используется при некритичных по времени детонациях, например. утилизация обычных боеприпасов. Хорошо известными детонаторами являются азид свинца [Pb (N 3)2], азид серебра [AgN 3 ] и фульминат ртути [Hg (ONC) 2 ].

Электродетонаторы

Существует три категории электрических детонаторов: мгновенные электрические детонаторы (IED ), детонаторы с короткопериодической задержкой (SPD ) и детонаторы с длительной задержкой (LPD ). SPD измеряются в миллисекундах и LPD измеряются в секундах. В ситуациях, когда требуется наносекундная точность, в частности, в имплозионных зарядах в ядерном оружии, используются детонаторы с взрывающейся цепью. Начальная ударная волна создается путем испарения длиной тонкой проволоки электрическим разрядом. Новой разработкой является ударный детонатор, в котором для нанесения первоначального удара используются тонкие пластины, ускоряемые электрически разорванной проволокой или фольгой. используется в некоторых современных системах вооружения. Вариант этой концепции используется в мини ng операции, когда фольга взрывается с помощью импульса лазера, подаваемого на фольгу с помощью оптического волокна.

Неэлектрические детонаторы

Неэлектрический детонатор - это детонатор с ударной трубкой, предназначенный для инициирования взрывов, как правило, для этой цели для сноса зданий и для взрывных работ в горных выработках и карьерах. Вместо электрических проводов полая пластиковая трубка подает импульс взрыва к детонатору, что делает его невосприимчивым к большинству опасностей, связанных с паразитным электрическим током. Он состоит из трехслойной пластиковой трубки небольшого диаметра, покрытой на внутренней стенке реактивным взрывчатым веществом, которое при воспламенении передает сигнал малой энергии, похожий на взрыв пыли. Реакция проходит со скоростью примерно 6500 футов / с (2000 м / с) по длине трубки с минимальным возмущением за пределами трубки. Неэлектрические детонаторы были изобретены шведской компанией Nitro Nobel в 1960-х и 1970-х годах и выпущены на рынок сноса в 1973 году.

Электронные детонаторы

В гражданской горной промышленности электронные детонаторы лучше точность для задержек. Электронные детонаторы предназначены для обеспечения точного управления, необходимого для получения точных и стабильных результатов взрывных работ в различных областях применения в горнодобывающей, карьерной и строительной отраслях. Электронные детонаторы могут быть запрограммированы с шагом в миллисекунды или субмиллисекунды с использованием специального устройства программирования.

Беспроводные детонаторы

Беспроводные электронные детонаторы начинают появляться на рынке гражданской горнодобывающей промышленности. Зашифрованные радиосигналы используются для передачи сигнала взрыва каждому детонатору в нужное время. Несмотря на то, что в настоящее время они дороги, беспроводные детонаторы могут позволить использовать новые методы добычи полезных ископаемых, поскольку несколько взрывов могут быть загружены одновременно и произведены последовательно, не подвергая опасности людей.

Капсюли-детекторы номер 8

Капсюли-детекторы для испытаний номер 8 - это капсюли, содержащие 2 грамма смеси 80 процентов гремучей ртути и 20 процентов хлората калия, или капсюль-детонатор эквивалентной прочности. Крышка с эквивалентной прочностью включает 0,40-0,45 грамма основного заряда тэна, запрессованного в алюминиевую оболочку с толщиной дна не более 0,03 дюйма, с удельным весом не менее 1,4 г / см3 и загрунтованной стандартной массой грунтовки. в зависимости от производителя. [1]

Типы капсюлей-детекторов
Схема в разрезе различных типов капсюлей и детонаторов.svg

Капсюль-детонатор с пиротехническим предохранителем

Самый старый и простой тип колпачка, крышки предохранителей представляют собой металлический цилиндр, закрытый с одного конца. Начиная с открытого конца внутрь, сначала имеется пустое пространство, в которое вставляется и обжимается пиротехнический взрыватель, затем смесь пиротехнического зажигания, первичное взрывчатое вещество, а затем основное детонирующее взрывчатое вещество. плата.

Основная опасность пиротехнических колпачков-детонаторов заключается в том, что для правильного использования предохранитель необходимо вставить, а затем обжать, раздавив основание колпачка вокруг предохранителя. Если инструмент, используемый для обжима крышки, используется слишком близко к взрывчатому веществу, основное взрывчатое вещество может взорваться во время обжима. Распространенная опасная практика - обжимать колпачки зубами; случайный взрыв может привести к серьезным травмам рта.

Капсюли-взрыватели с предохранителями все еще активно используются. Они являются наиболее безопасным типом для использования против определенных типов электромагнитных помех, и они имеют встроенную временную задержку при сгорании предохранителя.

Цельнолитые электрические капсюли-капсюли

Цельные электрические капсюли-капсюли используют тонкую перемычку в непосредственном контакте (следовательно, сплошную упаковку) с первичным взрывчатым веществом, которое нагревается электрическим ток и вызывает детонацию первичного взрывчатого вещества. Это первичное взрывчатое вещество затем детонирует более крупный заряд вторичного взрывчатого вещества.

Некоторые твердотельные предохранители включают небольшой пиротехнический элемент задержки, до нескольких сотен миллисекунд, перед срабатыванием крышки.

Электрический капсюль-детонатор со спичкой или предохранителем

Подзарядный капсюль типа Match используют электрическую спичку (изоляционный лист с электродами с обеих сторон, тонкая перемычка, припаянная по бокам, все погружены в смеси зажигания и выхода), чтобы инициировать первичное взрывчатое вещество, а не прямой контакт между перемычкой и первичным взрывчатым веществом. Спичку можно изготавливать отдельно от остальной части крышки и собирать только в конце процесса.

Ограничения типа соответствия в настоящее время являются наиболее распространенным типом во всем мире.

Взрывающийся детонатор с перемычкой или капсюль

Этот тип детонатора был изобретен в 1940-х годах в рамках Манхэттенского проекта по разработке ядерного оружия. Целью разработки было создание детонатора, который действовал бы очень быстро и предсказуемо. Электрические колпачки типа Match и Solid Pack срабатывают за несколько миллисекунд, так как мостик нагревается и нагревает взрывчатое вещество до точки детонации. В взрывных мостиках или детонаторах EBW используется электрический заряд с более высоким напряжением и очень тонкая мостиковая проволока длиной 0,04 дюйма, диаметром 0,0016 (длина 1 мм, диаметр 0,04 мм). Вместо того, чтобы нагревать взрывчатое вещество, провод детонатора EBW нагревается таким быстрым током зажигания, что он фактически испаряется и взрывается из-за нагрева электрическим сопротивлением. Этот электрический взрыв приводит в действие взрывчатое вещество-инициатор детонатора (обычно PETN ).

В некоторых подобных детонаторах вместо проволоки используется тонкая металлическая фольга, но они действуют так же, как настоящие мостовые детонаторы.

Помимо очень быстрой стрельбы при правильной активации, детонаторы EBW защищены от паразитного статического электричества и другого электрического тока. Достаточный ток, и мостик может расплавиться, но он достаточно мал, чтобы не привести в действие взрывчатое вещество-инициатор, если полный высоковольтный сильноточный заряд не пройдет через мостовой провод. Детонаторы EBW используются во многих гражданских приложениях, где радиосигналы, статическое электричество или другие электрические опасности могут вызвать несчастные случаи с обычными электрическими детонаторами.

Боковой детонатор или капсюль-капсюль

Боковой детонатор - это усовершенствование детонаторов EBW. Вместо того, чтобы непосредственно использовать взрывающуюся фольгу для детонации взрывчатого вещества-инициатора, тапки используют электрическое испарение фольги для движения небольшого круга из изоляционного материала, такого как ПЭТ-пленка или каптон, вниз по воздуху. круглое отверстие в дополнительном диске из изоляционного материала. В дальнем конце этой дыры находится таблетка обычного взрывчатого вещества-инициатора.

Эффективность преобразования энергии из электричества в кинетическую энергию летающего диска или шлепка может составлять 20–40%.

Поскольку шлепок поражает большую площадь - 40 тысячных дюйма (примерно 1 мм) в поперечнике - взрывчатого вещества, а не тонкую линию или точку, как при взрыве фольги или детонатора с перемычкой, детонация больше регулярно и требует меньше энергии. Надежная детонация требует увеличения минимального объема взрывчатого вещества до температуры и давления, при которых начинается детонация. Если энергия выделяется в одной точке, она может излучаться во взрывчатом веществе во всех направлениях в виде волн разрежения или расширения, и только небольшой объем эффективно нагревается или сжимается. Летающий диск теряет энергию удара по бокам из-за волн разрежения, но конический объем взрывчатого вещества эффективно сжимается ударом.

Взрывные детонаторы используются в ядерном оружии. Для срабатывания этих компонентов требуется большое количество энергии, что делает их случайный разряд крайне маловероятным.

Лазерные инициаторы боеприпасов

В этом типе импульс от лазера проходит вниз по оптическому волокну, чтобы поразить и таким образом инициировать легированный углеродом взрывчатое вещество. Эти инициаторы отличаются высокой надежностью. Непреднамеренное инициирование очень сложно, поскольку взрывчатое вещество может быть взорвано только подключенным лазером, который точно настроен для этого, или полностью независимым лазером, который соответствует.

История

Первый капсюль-детонатор или детонатор был продемонстрирован в 1745 году, когда британский врач и аптекарь Уильям Уотсон показал, что электрическая искра машина трения могла воспламенить черный порох путем воспламенения легковоспламеняющегося вещества, смешанного с черным порохом.

В 1750 году Бенджамин Франклин в Филадельфии изготовил коммерческую капсюль-детонатор. состоящий из бумажной трубки, заполненной черным порохом, с проводами, идущими с обеих сторон, и ватной изоляцией на концах. Два провода подошли близко, но не соприкоснулись, поэтому большой электрический искровой разряд между двумя проводами зажег бы крышку.

В 1832 году американский химик изготовил детонатор с горячей проволокой Роберт Хейр, хотя подобные попытки ранее предпринимали итальянцы Вольта и Кавалло. Заяц сконструировал капсюль-детонатор, пропустив многожильный провод через заряд пороха внутри оловянной трубки; он отрезал все, кроме одной тонкой пряди многожильной проволоки, чтобы тонкая прядь служила горячей перемычкой. Когда сильный ток от большой батареи (которую он называл «дефлагратором» или «калоримотором») пропускался через тонкую нить, она загоралась и воспламеняла пороховой заряд.

В 1863 г., Альфред Нобель понял, что, хотя нитроглицерин не может быть взорван предохранителем, он может быть взорван взрывом небольшого заряда пороха, который, в свою очередь, воспламеняется запалом. В течение года он добавлял гремучую ртуть к пороховым зарядам своих детонаторов, а к 1867 году он использовал маленькие медные капсулы гремучей ртути, срабатывающие от взрывателя, для детонации нитроглицерина.

В 1868 году Генри Джулиус Смит из Бостона представил колпачок, в котором сочетались воспламенитель с искровым разрядником и гремучая ртуть, первый электрический колпачок, способный взорвать динамит.

В 1875 году Смит, а затем в 1887 году Перри Дж. Гарднер из Норт-Адамса, Массачусетс, разработал электрические детонаторы, в которых детонатор с горячей проволокой сочетается с гремучей ртутной взрывчаткой. Это были первые капсюли современного типа. В современных крышках используются разные взрывчатые вещества и отдельные первичные и вторичные заряды взрывчатого вещества, но в целом они очень похожи на крышки Гарднера и Смита.

Смит также изобрел первый удовлетворительный портативный источник питания для зажигания капсюлей : высоковольтный магнето, который приводился в движение зубчатой ​​рейкой <184.>, который, в свою очередь, приводился в движение Т-образной рукояткой, которая толкалась вниз.

Электрические спичечные крышки были разработаны в начале 1900-х годов в Германии и распространились в США в 1950-х годах, когда ICI International куплено Atlas Powder Co. Эти спичечные бейсболки стали преобладающим в мире стандартным типом бейсболок.

Вымышленные вариации
См. Также
Ссылки
Дополнительная литература
  • Cooper, Paul W. Explosives Engineering. Нью-Йорк: Wiley-VCH, 1996. ISBN 0-471-18636-8.
Внешние ссылки
На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с Детонаторами.
Последняя правка сделана 2021-05-17 03:14:51
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте