patlatıcı - Detonator

Başlığın diğer anlamları için bkz Patlatıcı (anlam ayrım) .
Üstte: nonel tüplerin zincirlenmesi için 2 ms gecikmeli küçük nonel kapsül; orta: B sınıfı SPD fünyesi; alt: C sınıfı SPD patlatıcı
Fünyeleri C-4 patlayıcı bloklarına yerleştirme

Bir patlatıcı sık, patlatma başlığı , bir tetiklemek için kullanılan bir cihazdır patlayıcıyı . Kapsüller kimyasal, mekanik veya elektriksel olarak başlatılabilir, son ikisi en yaygın olanıdır.

Patlayıcıların ticari kullanımı, elektrikli fünyeleri veya sıradan bir fünyenin eklendiği bir güvenlik sigortası uzunluğu olan kapaklı sigortayı kullanır . Birçok fünyenin birincil patlayıcısı , ASA bileşiği adı verilen bir malzemedir. Bu bileşik kurşun azid , kurşun stifnat ve alüminyumdan oluşturulur ve askeri kapsüllerde genellikle TNT veya tetril ve ticari kapsüllerde PETN olmak üzere baz yükün üzerine bastırılır .

DDNP ( diazo dinitro fenol ) gibi diğer malzemeler de madencilik ve taşocakçılığı operasyonları tarafından atmosfere salınan kurşun miktarını azaltmak için birincil şarj olarak kullanılır. Eski fünyeler , daha iyi performans elde etmek için genellikle potasyum klorat ile karıştırılmış, birincil olarak cıva fulminat kullandı .

Bir patlatma başlığı , genellikle TNT , dinamit veya plastik patlayıcı gibi daha büyük, daha güçlü ve daha az hassas bir ikincil patlayıcıyı patlatmak için kullanılan küçük, hassas bir birincil patlayıcı cihazdır .

Patlatma kapakları, elektrikli olmayan kapaklar, elektrikli kapaklar ve sigorta kapakları dahil olmak üzere çeşitli tiplerde gelir. Ticari madencilik, kazı ve yıkımda kullanılırlar . Elektrik türleri, emniyeti sağlamak için uzun bir tel aracılığıyla bir patlatma makinesi tarafından kapağa gönderilen kısa bir akım patlaması ile harekete geçirilir . Geleneksel sigorta kapaklarında, kibrit veya çakmak gibi bir alev kaynağı tarafından ateşlenen bir sigorta bulunur.

Fünye ihtiyacı

Patlayıcı kapaklar gibi fünyelere olan ihtiyaç, daha güvenli patlayıcıların geliştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Farklı patlayıcılar, patlatmak için farklı miktarlarda enerji ( aktivasyon enerjileri ) gerektirir. Ticari patlayıcıların çoğu, yüksek aktivasyon enerjisi ile formüle edilmiştir; bu sayede, yanlışlıkla düşürülür, yanlış kullanılır veya ateşe maruz kalırlarsa patlamazlar. Bunlara ikincil patlayıcılar denir . Bununla birlikte, kasıtlı olarak patlatılmaları da buna bağlı olarak zordur ve küçük bir başlangıç ​​patlaması gerektirir. Bu bir patlatıcı tarafından sağlanır.

Bir fünye , ana şarjda patlamayı başlatmak için ilk aktivasyon enerjisini sağlayan, tutuşması kolay bir birincil patlayıcı içerir . Detonatörlerde yaygın olarak kullanılan patlayıcılar arasında cıva fulminat , kurşun azid , kurşun stifnat , tetril ve DDNP bulunur . Patlayıcı kapaklar ve bazı fünyeler ayrı olarak saklanır ve ana şarjı güvende tutmak için kullanımdan hemen öncesine kadar ana patlayıcı şarjın içine yerleştirilmez. Erken patlatma kapakları da gümüş fulminat kullandı, ancak daha ucuz ve daha güvenli birincil patlayıcılarla değiştirildi. Gümüş azid bazen hala kullanılmaktadır, ancak yüksek fiyatı nedeniyle çok nadiren kullanılmaktadır.

Fünyeler, birincil patlayıcı içerdiklerinden, eğitimsiz personelin kullanması tehlikelidir. Bazen görünümleri nedeniyle patlayıcı olarak tanınmazlar ve yaralanmalara yol açarlar.

Türler

Sıradan fünyeler

Sıradan kapsüller genellikle ateşleme bazlı patlayıcılar şeklini alır. Ağırlıklı olarak ticari operasyonlarda kullanılmakla birlikte, sıradan fünyeler hala askeri operasyonlarda kullanılmaktadır. Bu fünye türü en yaygın olarak bir güvenlik sigortası kullanılarak başlatılır ve zaman açısından kritik olmayan patlamalarda, örneğin geleneksel mühimmat imhasında kullanılır . İyi bilinen patlatıcılar kurşun azit [Pb(N 3 ) 2 ], gümüş azit [AgN 3 ] ve cıva fulminattır [Hg(ONC) 2 ].

Elektrikli fünyeler

Elektrikli kapsüllerin üç kategorisi vardır: ani elektrikli kapsüller ( IED ), kısa süreli gecikmeli kapsüller ( SPD ) ve uzun süreli gecikmeli kapsüller ( LPD ). SPD'ler milisaniye cinsinden ölçülür ve LPD'ler saniye cinsinden ölçülür. Nanosaniye doğruluğunun gerekli olduğu durumlarda, özellikle nükleer silahlardaki patlama yüklerinde , patlayan köprü telli kapsüller kullanılır. İlk şok dalgası, bir elektrik boşalmasıyla bir uzunluktaki ince bir telin buharlaştırılmasıyla oluşturulur . Yeni bir gelişme, ilk şoku vermek için elektrikle patlatılmış bir tel veya folyo ile hızlandırılan ince plakalar kullanan bir tokat patlatıcıdır . Bazı modern silah sistemlerinde kullanılmaktadır. Bu konseptin bir çeşidi , folyo optik fiber tarafından folyoya iletilen bir lazer darbesi ile patlatıldığında, madencilik operasyonlarında kullanılır .

  • Patlatma kapaklarında kullanım için platin tellerin kırpılması, 1955

  • Patlatma kapakları üretimi, Hercules Powder Company , 1955

  • Fiş ve köprü telinin elektrikli patlatma kapaklarına takılması, 1955

Elektrikli olmayan kapsüller

Elektriksiz bir fünye, genellikle binaların yıkılması amacıyla ve madenlerde ve taş ocaklarında kaya patlatılmasında kullanılmak üzere patlamaları başlatmak için tasarlanmış bir şok tüplü fünyedir. Elektrik kabloları yerine içi boş bir plastik tüp, ateşleme darbesini fünyeye ileterek, onu kaçak elektrik akımıyla ilişkili tehlikelerin çoğuna karşı bağışık hale getirir. En içteki duvarda, ateşlendiğinde bir toz patlamasına benzer düşük enerjili bir sinyal yayan reaktif bir patlayıcı bileşik ile kaplanmış küçük çaplı, üç katmanlı bir plastik tüpten oluşur. Reaksiyon, tüpün dışında minimum rahatsızlık ile tüpün uzunluğu boyunca yaklaşık 6.500 ft/sn (2.000 m/sn) hızla ilerler. Elektrikli olmayan kapsüller, 1960'larda ve 1970'lerde İsveçli Nitro Nobel şirketi tarafından icat edildi ve 1973'te yıkım pazarına sunuldu.

Elektronik fünyeler

Sivil madencilikte, elektronik kapsüller gecikmeler için daha iyi bir hassasiyete sahiptir. Elektronik kapsüller, madencilik, taş ocakçılığı ve inşaat endüstrilerindeki çeşitli patlatma uygulamalarında doğru ve tutarlı patlatma sonuçları elde etmek için gerekli olan hassas kontrolü sağlamak üzere tasarlanmıştır. Elektronik kapsüller, özel bir programlama cihazı kullanılarak milisaniye veya milisaniye altı artışlarla programlanabilir.

Kablosuz kapsüller

Kablosuz elektronik kapsüller sivil madencilik pazarında mevcut olmaya başlıyor. Patlama sinyalini her patlatıcıya doğru zamanda iletmek için şifreli radyo sinyalleri kullanılır. Şu anda pahalı olsa da, kablosuz fünyeler, insanları tehlikeye atmadan aynı anda birden fazla patlama yüklenebildiği ve sırayla ateşlenebildiği için yeni madencilik tekniklerine olanak sağlayabilir.

8 numaralı patlatma kapakları

8 numaralı test patlatma başlığı, 2 gram yüzde 80 cıva fulminat ve yüzde 20 potasyum klorat karışımı veya eşdeğer güçte bir patlatma başlığı içeren bir kapaktır. Eşdeğer bir mukavemet kapağı, 0,40-0,45 gram PETN baz yükünden, alt kalınlığı 0,03 inç'i aşmayan, özgül ağırlığı 1,4 g/cc'den az olmayan bir alüminyum kabuk içinde preslenmiş ve standart primer ağırlıklarıyla astarlanmış içerir. üreticiye bağlı olarak. [1]

Patlatma kapakları türleri

Çeşitli patlatma kapakları ve fünye türlerinin kesit diyagramı.svg

Piroteknik sigorta patlatma kapağı

En eski ve en basit kapak türü olan sigorta kapakları, bir ucu kapalı metal bir silindirdir. Açık uçtan içeriye doğru, önce içine bir piroteknik sigortanın yerleştirildiği ve kıvrıldığı boş bir alan , ardından bir piroteknik ateşleme karışımı, bir birincil patlayıcı ve ardından ana infilaklı patlayıcı şarjı vardır.

Piroteknik patlatma kapaklarının birincil tehlikesi, uygun kullanım için sigortanın takılması ve ardından kapağın tabanının sigortanın etrafında ezilerek yerine sıkıştırılması gerektiğidir. Kapağı kıvırmak için kullanılan alet patlayıcılara çok yakın kullanılırsa, birincil patlayıcı bileşik kıvırma sırasında patlayabilir. Yaygın bir tehlikeli uygulama, kişinin dişleriyle kapakları kıvırmasıdır; kazara patlama ağızda ciddi yaralanmalara neden olabilir.

Sigortalı tip patlatma kapakları günümüzde halen aktif olarak kullanılmaktadır. Belirli türdeki elektromanyetik parazitlerin çevresinde kullanılabilecek en güvenli türdürler ve sigorta yandığında yerleşik bir zaman gecikmesine sahiptirler.

Katı paket elektrikli patlatma kapağı

Katı paket elektrikli patlatma kapakları , birincil patlayıcı ile doğrudan temas halinde (dolayısıyla katı paket) ince bir köprü teli kullanır ; bu, elektrik akımıyla ısıtılır ve birincil patlayıcının patlamasına neden olur. Bu birincil patlayıcı daha sonra daha büyük bir ikincil patlayıcı yükünü patlatır.

Bazı katı paket sigortalar, kapak ateşlenmeden önce birkaç yüz milisaniyeye kadar küçük bir piroteknik gecikme elemanı içerir.

Kibrit veya füze başlı elektrikli patlatma kapağı

Kibrit tipi patlatma kapakları , köprü teli ile birincil patlayıcı arasında doğrudan temas yerine, birincil patlayıcıyı başlatmak için bir elektrik kibriti (her iki tarafında elektrotlu yalıtım levhası, yanlara lehimlenmiş ince bir köprü teli, tümü ateşleme ve çıkış karışımlarına batırılmış) kullanır. . Kibrit, kapağın geri kalanından ayrı olarak üretilebilir ve ancak işlem sonunda monte edilebilir.

Eşleme türü kapaklar artık dünya çapında bulunan en yaygın türdür.

Patlayan köprü teli kapsülü veya patlatma başlığı

Ana madde: Patlayan köprü telli fünye

Bu tür patlatıcı 1940'larda Manhattan Projesi'nin bir parçası olarak nükleer silah geliştirmek için icat edildi . Tasarım amacı, çok hızlı ve tahmin edilebilir şekilde hareket eden bir fünye üretmekti. Hem Match hem de Solid Pack tipi elektrik başlıklarının ateşlenmesi birkaç milisaniye sürer, çünkü köprü teli ısınır ve patlayıcıyı patlama noktasına kadar ısıtır. Patlayıcı köprü teli veya EBW kapsülleri , daha yüksek voltajlı bir elektrik yükü ve 0,04 inç uzunluğunda, 0,0016 çapında (1 mm uzunluğunda, 0,04 mm çapında) çok ince bir köprü teli kullanır. EBW kapsül teli, patlayıcıyı ısıtmak yerine, yüksek ateşleme akımıyla o kadar hızlı ısıtılır ki, elektrik dirençli ısıtma nedeniyle tel gerçekten buharlaşır ve patlar. Elektrikle çalışan bu patlama daha sonra fünyenin başlatıcı patlayıcısını ateşler (genellikle PETN ).

Bazı benzer kapsüller, tel yerine ince bir metal folyo kullanır, ancak gerçek köprü telli kapsüllerle aynı şekilde çalışır.

Uygun şekilde etkinleştirildiğinde çok hızlı ateşlemeye ek olarak, EBW kapsülleri başıboş statik elektrikten ve diğer elektrik akımlarından güvenlidir. Yeterli akım ve köprü teli eriyebilir, ancak tam yüksek voltajlı yüksek akım yükü köprü telinden geçmedikçe başlatıcı patlayıcıyı patlatamayacak kadar küçüktür. EBW kapsülleri, radyo sinyallerinin, statik elektriğin veya diğer elektrik tehlikelerinin geleneksel elektrikli kapsüllerle kazalara neden olabileceği birçok sivil uygulamada kullanılır.

Slapper fünye veya patlatma kapağı

Ana madde: Slapper fünye

Slapper detonatörleri, EBW detonatörlerinde bir gelişmedir. Slappers, başlatıcı patlayıcıyı patlatmak için doğrudan patlayan folyoyu kullanmak yerine, PET film veya kapton gibi küçük bir yalıtım malzemesi çemberini ilave bir yalıtım malzemesi diskindeki dairesel bir delikten aşağı sürmek için folyonun elektriksel buharlaşmasını kullanır . Bu deliğin uzak ucunda, geleneksel başlatıcı patlayıcının bir peleti var.

Enerjinin elektrikten uçan diskin veya tokatlayıcının kinetik enerjisine dönüşüm verimliliği %20-40 olabilir.

Tokatlayıcı, patlayan bir folyo veya köprü teli patlatıcıdaki gibi ince bir çizgi veya nokta yerine patlayıcının geniş bir alanını - bir inçin 40 binde biri (kabaca bir mm) boyunca - etkilediğinden, patlama daha düzenlidir ve daha az enerji gerektirir. Güvenilir patlama, patlamanın başladığı sıcaklık ve basınçlara minimum patlayıcı hacminin yükseltilmesini gerektirir. Enerji tek bir noktada biriktirilirse, patlayıcıda her yöne seyrelme veya genişleme dalgaları halinde yayılabilir ve yalnızca küçük bir hacim verimli bir şekilde ısıtılır veya sıkıştırılır. Uçucu disk, yanlarındaki darbe enerjisini seyreltme dalgalarına karşı kaybeder, ancak konik bir patlayıcı hacmi verimli bir şekilde şokla sıkıştırılır.

Slapper fünyeler nükleer silahlarda kullanılmaktadır . Bu bileşenlerin başlaması için büyük miktarda enerji gerekir, bu da onları kazayla boşalma olasılığını son derece düşük hale getirir.

Lazer mühimmat başlatıcıları

Bu tipte, bir lazerden gelen bir darbe, bir optik fiberden geçerek çarpar ve böylece karbon katkılı bir patlayıcıyı başlatır. Bu başlatıcılar oldukça güvenilirdir. Patlayıcı yalnızca, tam olarak ayarlanmış olan bağlı lazer veya buna uyan tamamen bağımsız bir lazer tarafından patlatılabildiğinden, kasıtsız ateşleme çok zordur.

Tarih

İlk patlatma başlığı veya fünye, 1745'te İngiliz doktor ve eczacı William Watson , bir sürtünme makinesinin elektrik kıvılcımının , siyah tozla karıştırılmış yanıcı bir maddeyi tutuşturmak yoluyla siyah tozu ateşleyebileceğini gösterdiğinde gösterildi .

1750'de Philadelphia'daki Benjamin Franklin , siyah tozla dolu bir kağıt tüpten oluşan, her iki taraftan teller geçen ve uçları vatka ile kapatan ticari bir patlatma başlığı yaptı . İki kablo yaklaştı ama birbirine değmedi, bu nedenle iki kablo arasındaki büyük bir elektrik kıvılcım deşarjı kapağı ateşleyecekti.

1832'de Amerikalı kimyager Robert Hare tarafından bir sıcak tel patlatıcı üretildi , ancak daha önce İtalyan Volta ve Cavallo tarafından benzer girişimlerde bulunuldu. Hare, patlatma başlığını teneke bir borunun içindeki barut yükünden çok telli bir tel geçirerek yaptı; çok telli telin bir ince teli dışında hepsini kesmişti, böylece ince tel sıcak köprü teli görevi görecekti. Büyük bir pilden ("yanıcı" veya "kalorimotor" olarak adlandırdığı) güçlü bir akım ince telden geçirildiğinde, akkor haline geldi ve barutu ateşledi.

1863'te Alfred Nobel , nitrogliserinin bir fitil tarafından patlatılamamasına rağmen, küçük bir barut yükünün patlamasıyla patlatılabileceğini ve bunun da bir fitil tarafından ateşlendiğini fark etti. Bir yıl içinde, patlatıcılarının barutlarına civa fulminat ekledi ve 1867'de nitrogliserini patlatmak için bir sigorta tarafından tetiklenen küçük bakır cıva fulminat kapsülleri kullanıyordu.

1868'de Boston'dan Henry Julius Smith, bir kıvılcım aralığı ateşleyici ve cıva fulminatını birleştiren bir başlık tanıttı, dinamiti patlatabilen ilk elektrikli başlık.

1875'te Smith ve daha sonra 1887'de North Adams, Massachusetts'ten Perry G. Gardner, sıcak tel kapsülü cıva fulminat patlayıcı ile birleştiren elektrikli kapsüller geliştirdi. Bunlar ilk genel olarak modern tipteki patlatma kapaklarıydı. Modern kapaklar farklı patlayıcılar ve ayrı birincil ve ikincil patlayıcı yükler kullanır, ancak genellikle Gardner ve Smith kapaklarına çok benzer.

Smith ayrıca, patlatma kapaklarını ateşlemek için ilk tatmin edici taşınabilir güç kaynağını icat etti : bir kremayer ve pinyon tarafından tahrik edilen yüksek voltajlı bir manyeto , bu da aşağı doğru itilen bir T-kol tarafından tahrik edildi.

Elektrikli kibrit kapakları 1900'lerin başında Almanya'da geliştirildi ve 1950'lerde ICI International'ın Atlas Powder Co.'yu satın almasıyla ABD'ye yayıldı. Bu kibrit kapakları, dünya standartlarında en yaygın şapka türü haline geldi.

kurgusal varyasyonlar

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

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

Dış bağlantılar