Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Детонатор (значения) .
Вверху: небольшой нонелевый детонатор с задержкой 2 мс для соединения нонелевых трубок; средний: детонатор СПД класса Б; внизу: детонатор SPD класса C
Вставка детонаторов в блоки взрывчатки С-4

Детонатором , часто является капсюль - детонатор , это устройство , используемое , чтобы вызвать взрывное устройство . Детонаторы могут быть инициированы химическим, механическим или электрическим способом, причем последние два являются наиболее распространенными.

При коммерческом использовании взрывчатых веществ используются электрические детонаторы или предохранитель с крышкой, представляющий собой отрезок предохранителя, к которому присоединен обычный детонатор. Основное взрывчатое вещество многих детонаторов представляет собой материал, называемый составом ASA. Это соединение образуется из азида свинца , стифната свинца и алюминия и вдавливается над базовым зарядом, обычно тротилом или тетрилом в военных детонаторах и тэном в коммерческих детонаторах.

Другие материалы , такие как ДДНФ ( диазо динитро фенол ) также используются в качестве первичного заряда , чтобы уменьшить количество свинца , выбрасываемое в атмосферу при горных и карьерных операциях. В старых детонаторах в качестве первичного элемента использовался гремучий ртуть , часто смешанный с хлоратом калия для повышения эффективности.

Капсюль - детонатор представляет собой небольшое чувствительное первичное взрывчатое вещество устройство обычно используется , чтобы взорвать большое, более мощное и менее чувствительное вторичное взрывчатое вещество , такие как TNT , динамит или пластиковую взрывчатка .

Капсюли-детекторы бывают разных типов, включая неэлектрические, электрические и плавкие. Они используются при коммерческой добыче полезных ископаемых, раскопках и сносе . Электрические типы активируются короткой вспышкой тока, направляемой взрывной машиной по длинному проводу к крышке для обеспечения безопасности. Традиционные крышки предохранителей имеют предохранитель, который воспламеняется от источника пламени, такого как спичка или зажигалка.

Потребность в детонаторах [ править ]

Потребность в детонаторах, таких как капсюли-детонаторы, возникла из-за 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 взрыв. Это обеспечивается детонатором.

Детонатор содержит легко воспламеняемое первичное взрывчатое вещество, которое обеспечивает начальную энергию активации для начала детонации в основном заряде. Взрывчатые вещества, обычно используемые в детонаторах, включают фульминат ртути , 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 дешевым и безопасным первичным взрывчатым веществом. Азид серебра все еще используется иногда, но очень редко из-за его высокой цены.

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

Типы [ править ]

Обычные детонаторы [ править ]

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 использованием предохранителя и используется при некритичных по времени взрывах, например, при обезвреживании обычных боеприпасов . Хорошо известными детонаторами являются азид свинца [Pb (N 3 ) 2 ], азид серебра [AgN 3 ] и фульминат ртути [Hg (ONC) 2 ].

Электродетонаторы [ править ]

Существует три категории электрических детонаторов: мгновенные электрические детонаторы ( IED ), детонаторы с коротким периодом задержки ( SPD ) и детонаторы с длительным периодом задержки ( LPD ). SPD измеряются в миллисекундах, а LPD - в секундах. В ситуациях, когда требуется наносекундная точность, особенно в взрывных зарядах в ядерном оружии , используются детонаторы с разрывным мостом . Первоначальная ударная волна создается за счет испарения отрезка тонкой проволоки электрическим разрядом . Новая разработка - ударный детонатор., который использует тонкие пластины, ускоренные электрически взорванной проволокой или фольгой, чтобы произвести начальный удар. Он используется в некоторых современных системах вооружения. Вариант этой концепции используется при добыче полезных ископаемых, когда фольга взрывается лазерным импульсом, доставляемым к фольге по оптическому волокну .

  • Обрезка платиновой проволоки для использования в капсюлях-детекторах, 1955 г.

  • Производство капсюлей-детонаторов, Hercules Powder Company , 1955 г.

  • Вставка заглушки и перемычки в капсюли-детекторы, 1955 г.

Неэлектрические детонаторы [ править ]

Неэлектрический детонатор - это детонатор с ударной трубой, предназначенный для инициирования взрывов, как правило, с целью сноса зданий и использования при подрыве горных пород в шахтах 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 [ править ]

В гражданской горной промышленности электронные детонаторы обладают большей точностью задержки. 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 [ править ]

Беспроводные электронные детонаторы начинают появляться на рынке гражданской горнодобывающей промышленности. [1] 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 № 8 [ править ]

Капсюль-детонатор для испытаний номер 8 содержит 2 грамма смеси, состоящей из 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 [ править ]

Пиротехнический капсюль-взрыватель [ править ]

Самый старый и простой вид цоколя, цоколя предохранителя представляют собой металлический цилиндр, закрытый с одного конца. С открытого конца внутрь сначала имеется пустое пространство, в которое вставляется и обжимается пиротехнический взрыватель , затем смесь пиротехнического зажигания, первичное взрывчатое вещество , а затем основной детонирующий заряд взрывчатого вещества.

Основная опасность пиротехнических капсюлей-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-детекторы с предохранителями все еще активно используются. Они являются наиболее безопасным типом для использования при определенных типах электромагнитных помех, и они имеют встроенную временную задержку при сгорании предохранителя.

Цельный электрический капсюль-капсюль [ править ]

В цельнометаллических электрических капсюлях используется тонкая перемычка, находящаяся в прямом контакте (следовательно, сплошная упаковка) с первичным взрывчатым веществом, которое нагревается электрическим током и вызывает детонацию первичного взрывчатого вещества. Это первичное взрывчатое вещество затем детонирует более крупный заряд вторичного взрывчатого вещества.

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

Электрический капсюль-взрыватель спички или запальной головки [ править ]

В капсюлях-детонаторах матчевого типа используется электрическая спичка (изолирующий лист с электродами с обеих сторон, тонкая перемычка, припаянная по бокам, все погруженные в смесь зажигания и выхода) для инициирования первичного взрывчатого вещества, а не прямой контакт между мостовой проволокой и первичным взрывчатым веществом . Спичку можно изготавливать отдельно от остальной части крышки и собирать только в конце процесса.

Крышки типа Match в настоящее время являются наиболее распространенным типом во всем мире.

Взрывающийся детонатор с перемычкой или детонатор [ править ]

Основная статья: Взрывоопасный детонатор

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. Взрывной мост или электронно- лучевая сваркаВ детонаторах используется электрический заряд более высокого напряжения и очень тонкая перемычка длиной 0,04 дюйма и диаметром 0,0016 мм (длина 1 мм, диаметр 0,04 мм). Вместо того, чтобы нагревать взрывчатое вещество, провод детонатора EBW нагревается так быстро за счет высокого тока зажигания, что провод фактически испаряется и взрывается из-за нагрева электрическим сопротивлением. Этот электрически управляемый взрыв вызывает взрыв взрывчатого вещества-инициатора детонатора (обычно тэна ).

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

В дополнение к очень быстрой стрельбе 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.

Детонатор или капсюль-детонатор [ править ]

Основная статья: Детонатор Slapper

Детонаторы Slapper являются усовершенствованием детонаторов EBW. Шлепки вместо прямого использования взрывающейся фольги для детонации взрывчатого вещества-инициатора используют электрическое испарение фольги для проталкивания небольшого круга из изоляционного материала, такого как пленка ПЭТ или каптон , через круглое отверстие в дополнительном диске из изоляционного материала. В дальнем конце этого отверстия 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 один мм) в поперечнике - взрывчатого вещества, а не тонкую линию или точку, как в взрывающемся фольговом или мостовом детонаторе, детонация более регулярна 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.

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

Инициаторы лазерных боеприпасов [ править ]

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

История [ править ]

Первый колпачок взрывных работ или Детонатор был продемонстрирован в 1745 году , когда британский врач и аптекарь Уильям Уотсон показали , что электрическая искра из машины трения может привести к воспламенению черного порошка, путем воспламенения горючего вещества , смешанное с использованием черным порошком. [2]

В 1750 году Бенджамин Франклин в Филадельфии изготовил коммерческий капсюль-детонатор, состоящий из бумажной трубки, полной черного пороха , с проводами, идущими с обеих сторон, и ватой на концах. Два провода подошли близко, но не соприкасались, поэтому большой электрический разряд между двумя проводами зажег колпачок. [3]

В 1832 году американский химик Роберт Хэйр произвел детонатор с горячей проволокой , хотя подобные попытки ранее предпринимали итальянцы Вольта и Кавалло. [4] 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 назвал «дефлагратором» или «калоримотором») пропускался через тонкую нить, она загоралась и воспламеняла пороховой заряд. [5] [6]

В 1863 году 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. [7] В течение года он добавлял гремучую ртуть в пороховые заряды своих детонаторов, а к 1867 году он использовал небольшие медные капсулы гремучей ртути, срабатывающие от запала, для детонации нитроглицерина. [8]

В 1868 году Генри Джулиус Смит из Бостона представил колпачок, в котором сочетались воспламенитель с искровым разрядником и гремучая ртуть, первая электрическая крышка, способная взорвать динамит. [9]

В 1875 году Смит, а затем в 1887 году Перри Г. Гарднер из Норт-Адамса, штат Массачусетс, разработали электрические детонаторы, в которых детонатор с горячей проволокой сочетается с гремучей ртутной взрывчаткой. [10] [11] [12] 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 воспламенения капсюлей : высоковольтный магнето, который приводился в движение зубчатой ​​рейкой и шестерней , которая, в свою очередь, приводилась в движение Т-образной рукояткой, которую толкали вниз. [13]

Электрические спичечные бейсболки были разработаны в начале 1900-х годов в Германии и распространились в США в 1950-х годах, когда ICI International приобрела Atlas Powder Co. Эти спичечные бейсболки стали преобладающим типом кепок мирового стандарта.

Вымышленные вариации [ править ]

  • Ионный детонатор в видеоигре " Уничтожить всех людей!"
  • Детонатор Mk2 в видеоигре GoldenEye: Rogue Agent
  • Тепловой детонатор в сериале " Звездные войны"

См. Также [ править ]

  • Взрывная машина (Ящик с динамитным детонатором)
  • Спусковой крючок мертвеца
  • Детонация
  • Детонирующий шнур
  • Детонатор (ж / д)
  • Взрыво-мостовой детонатор
  • Взрывной ускоритель
  • Взрывчатый материал
  • Ударник
  • Взрыватель (взрывчатка)
  • Стандартный детонатор НАСА
  • Дизайн ядерного оружия
  • Карандашный детонатор
  • Шоковая трубка-детонатор
  • Детонатор Slapper
  • Последовательность запуска
  • Urchin (детонатор)

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Повышение безопасности и производительности» . www.oricaminingservices.com . Проверено 16 мая 2019 .
  2. ^ Уотсон, Уильям (1744). «Эксперименты и наблюдения, стремящиеся проиллюстрировать природу и свойства электричества» . Философские труды Лондонского королевского общества . 43 : 481–501. DOI : 10,1098 / rstl.1744.0094 . С п. 500: «Но я могу по своему желанию выстрелить порохом и даже выстрелить из мушкета с помощью силы электричества, когда порох был измельчен небольшим количеством камфары или несколькими каплями какого-нибудь горючего химического масла».
  3. ^ Франклин, Бенджамин, Эксперименты и наблюдения за электричеством в Филадельфии в Америке (Лондон, Англия: Фрэнсис Ньюберг, 1769), стр. 92. С п. 92: «Небольшой патрон заполнен сухим порошком, сильно утрамбованным, чтобы повредить некоторые зерна; затем вставляются два заостренных провода, по одному с каждого конца, концы приближаются друг к другу в середине патрона до тех пор, пока расстояние в полдюйма [1,27 см]; затем, когда картридж помещается в круг [т. е. цепь], когда четыре [лейденские] банки разряжены, электрическое пламя перескакивает от точки одного провода к точке другой, внутри картриджа среди пороха, стреляет, и взрыв пороха происходит одновременно с трещиной разряда ».
  4. ↑ Standing Well Back - Home - Изобретая детонаторы . www.standwellback.com . Проверено 22 марта 2018 .
  5. ^ Заяц, Роберт (1832) "Применение гальваники к взрыву горных пород", The Mechanics 'Magazine , 17 : 266–267.
  6. ↑ Примечание: Роберт Хэйр сконструировал свою большую батарею (или «дефлагратор» или «калоримотор», как он это назвал) в 1821 году. См .: Hare, R. (1821) «Мемуары о некоторых новых модификациях гальванического аппарата с наблюдениями. в поддержку его новой теории гальванизма, " Американский журнал науки и искусства" , 3 : 105–117.
  7. ^ Патент на нитроглицерин: Nobel, A., британский патент No. 1813 (20 июля 1864 г.).
  8. ^ См .:
    • Патент на динамит: Нобель, Альфред, патент Англии № 1345 (7 мая 1867 г.).
    • Нобель, Альфред, «Улучшенное взрывчатое вещество» , патент США № 78 317 (26 мая 1868 г.). (См. Стр. 2 для описания "перкуссии".)
    • де Мозенталь, Генри (1899) «Дело жизни Альфреда Нобеля», Журнал Общества химической промышленности , 18 : 443–451; см. стр. 444.
  9. ^ Смит, Генри Джулиус, «Улучшение электрических предохранителей», Патент США № 79 268 (23 июня 1868 г.).
  10. ^ Купер, Пол У., Explosives Engineering (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Wiley-VHC, 1996), стр. 339.
  11. ^ См .:
    • Смит, Генри Джулиус, «Улучшение электрических предохранителей», патент США № 173 681 (15 февраля 1876 г.).
    • Смит, Генри Джулиус, «Электрический предохранитель», патент США № 225 173 (2 марта 1880 г.).
  12. ^ Гарднер, Перри Г., «Электрический предохранитель», патент США № 377 851 (14 февраля 1888 г.).
  13. ^ См .:
    • Смит, Генри Джулиус, «Улучшение магнитоэлектрических машин», Патент США № 201 296 (17 января 1878 г.).
    • Смит, Генри Джулиус, «Динамо-электрическая зажигательная машина», патент США № 353827 (7 декабря 1886 г.).
    • Смит, Генри Джулиус, «Искусство взрывных работ», патент США № 534 289 (19 февраля 1895 г.).
    • Крел, Питер ОК, История ударных волн, взрывов и ударов: хронологический и биографический справочник (Берлин, Германия: Springer, 2009), с. 365.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Купер, Пол В. Разработка взрывчатых веществ . Нью-Йорк: Wiley-VCH, 1996. ISBN 0-471-18636-8 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Защитный фильм 1956 г. "Детектор взрывчатки - опасность!" из архива Prelinger
  • Моделирование явления разрыва в электрически взорванных фольгах.