Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Productieproces

Dynamiet

Achtergrond en Grondstoffen

Dynamiet is een commercieel explosief dat voornamelijk wordt gebruikt voor sloop en mijnbouw. Uitgevonden in 1866 door Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), wordt het nauwkeuriger beschreven als de verpakking van nitroglycerine, een zeer giftige explosieve vloeistof of andere vluchtige verbindingen zoals gesensibiliseerd ammoniumnitraat. Dynamieten kunnen in afgemeten ladingen worden verpakt, gemakkelijk worden vervoerd en, met de juiste ontsteker, veilig worden ontploft. Omdat een dynamietexplosie een "koele vlam" creëert, die minder snel methaan en kolenstofmengsels in mijnen doet ontbranden, wordt dynamiet vaak gebruikt bij mijnbouwactiviteiten.

Geschiedenis

Alfred Nobel, zijn vader Immanuel en jongere broer Emil begonnen in 1862 te experimenteren met nitroglycerine in de buurt van Stockholm. Nitroglycerine, ontdekt door de Italiaanse chemicus Ascario Sobrero in 1846, was zeer onstabiel en moeilijk te hanteren, en onbedoelde explosies waren niet ongewoon. Bij een zo'n ongeval kwam in 1864 onder meer Emil om het leven in een fabriek. Ondanks de persoonlijke tragedie zette Alfred zijn werk met deze gevaarlijke vloeistof voort, werkend op een boot in het midden van een meer voordat hij zijn experimenten in een fabriek uitvoerde. In 1866 ontdekte hij dat het mengen van nitroglycerine met kieselguhr (diatomeeënaarde) stabiliseerde en verminderde de vluchtigheid van het explosief. Diatomeeënaarde wordt gevormd door de fossiele overblijfselen van een eencellig plankton, diatomeeën genaamd, en het resultaat is een absorberend materiaal dat de nitroglycerine "opzuigt". Alfred noemde het product "dynamiet" - afgeleid van het Griekse "dynamis" wat "kracht" betekent - en ontving in 1867 een patent voor het proces. Nobel ontwikkelde vervolgens verschillende andere explosieven en drijfgassen, waaronder rookloos poederballistiet. Hij bezat meer dan 355 patenten en zijn aanzienlijke fortuin vormde de financiële basis voor de Nobelprijs, die wordt toegekend 'aan degenen die in het voorgaande jaar de mensheid het grootste voordeel hebben opgeleverd'.

Dynamiet is geclassificeerd als secundair hoog explosief, wat betekent dat een ontsteker van primair of initiërend hoog explosief (bijvoorbeeld kwikfulminaat) wordt gebruikt om de hoofdlading te doen ontploffen. Dynamiet wordt beschouwd als een commercieel explosief, in tegenstelling tot TNT (trinitrotolueen) explosieven, die worden beschouwd als explosieven voor militaire munitie. Het eerste grootschalige gebruik van dynamiet voor bouwdoeleinden was bij de aanleg van de Hoosac-tunnel, voltooid in 1876.

Procesontwerp en
Faciliteiten

De productie van dynamiet is sterk gereguleerd en het proces wordt streng gecontroleerd om onbedoelde ontploffingen te voorkomen. De gebruikte apparatuur is speciaal ontworpen om de blootstelling van het mengsel aan hitte, verdichtingskrachten of ontstekingsbronnen te verminderen. Lagers in de productmixers zijn bijvoorbeeld buiten het frame van het apparaat gemonteerd om contact met het explosieve mengsel te voorkomen. Gebouwen en opslagruimtes (magazines genoemd) worden op grote afstand van andere constructies gebouwd en met gespecialiseerde verwarmings-, ventilatie- en elektrische systemen. Deze gebouwen zijn "verhard" met kogelwerend De productie van dynamiet kan worden omschreven als de veilige verpakking van nitroglycerine, een zeer giftige explosieve vloeistof. daken en muren en uitgebreide beveiligingssystemen. Andere belangrijke voorzorgsmaatregelen zijn onder meer grondige inspectiesystemen die zorgen voor een juiste menging, sortering, verpakking en voorraadbeheer. Medewerkers zijn ook goed opgeleid om met de explosieven te werken en er zijn speciale gezondheidsmaatregelen vereist. Blootstelling aan nitroglycerine veroorzaakt gewoonlijk kloppende hoofdpijn, hoewel er een immuniteit voor de toxische effecten kan ontstaan. Interessant is dat nitroglycerine ook in de geneeskunde wordt gebruikt om sommige vormen van angina en andere aandoeningen te behandelen. In het lichaam werkt het als een vasodilatator en ontspant het spierweefsel.

Het fabricageproces

Het proces begint met de samengestelde vloeistof zoals nitroglycerine (explosieve olie), een "verdovende" stof en een antacidum. Ethyleenglycoldinitraat, dat ongeveer 25-30% van de explosieve olie vormt, wordt gebruikt om het vriespunt van de nitroglycerine te verlagen. Hierdoor kan het dynamiet veilig worden gebruikt bij lage temperaturen. In feite is nitroglycerine in een halfbevroren toestand met zowel vloeibare als vaste stof in feite gevoeliger en onstabieler dan alleen bevroren of vloeibare toestand. In die halfvaste toestand is nitroglycerine uiterst gevaarlijk om te hanteren.

De olie mengen

  • 1 De explosieve olie wordt voorzichtig toegevoegd aan een mechanische mixer, waar het wordt geabsorbeerd door de "dope", die ofwel diatomeeënaarde kan zijn (nu niet meer gebruikt), houtpulp, zaagsel, meel, zetmeel en/of andere koolstofhoudende stoffen en combinaties van stoffen.

Neutraliserende zuurgraad

  • 2 Ongeveer 1% antacidum zoals calciumcarbonaat of zinkoxide wordt toegevoegd om eventuele zuurgraad in de dope te neutraliseren. Het mengsel wordt nauwlettend gevolgd en wanneer het juiste ingrediëntniveau is bereikt, is het mengsel klaar om in de verschillende vormen te worden verpakt. Dit proces produceert wat "straight dynamiet" wordt genoemd, waarbij de dope niet bijdraagt ​​aan de explosieve kracht van het dynamiet. Zo bevat 40% puur dynamiet 40% nitroglycerine en 60% dope; 35% puur dynamiet bevat 35% nitroglycerine en 65% dope. In sommige gevallen wordt natriumnitraat gemengd met de dope, die werkt als een oxidatiemiddel en extra sterkte aan het explosief geeft.

Verpakkingsdynamiet

  • 3 Het uiterlijk van dynamiet lijkt ongeveer op een ronde patroon Het uiterlijk van dynamiet lijkt typisch op een ronde cartridge van ongeveer 1,25 inch in diameter en 8 inch lang. De paraffine-omhulling beschermt het dynomiet tegen vocht en omdat het een brandbare koolwaterstof is, draagt ​​het bij aan de explosieve reactie. 1,25 inch (3,2 cm) in diameter en 8 inch (20 cm) lang. Dit type wordt geproduceerd door het dynamietmengsel in een met paraffine afgesloten papieren buis te persen. De paraffine-omhulling beschermt het dynamiet tegen vocht en, omdat het een brandbare koolwaterstof is, draagt ​​het bij aan de explosieve reactie. Dynamiet kan ook in vele andere vormen voorkomen, van patronen van kleinere afmetingen voor gespecialiseerd sloopwerk tot grote ladingen met een diameter van 10 inch (25 cm) die worden gebruikt voor grote mijnbouwactiviteiten. Regelgeving beperkt de lengte van deze grote ladingen tot 30 inch (76 cm) en het gewicht tot 50 pond (23 kg). Dynamite is ook verkrijgbaar als zakpoeder en in een gegelatiniseerde vorm voor gebruik onder water.

    Dynamites worden ook gemaakt met andere stoffen dan nitroglycerine. Zo kan het vervangen van een groter deel van de explosieve olie door ammoniumnitraat de explosieve kracht van het dynamiet vergroten. Deze vorm van dynamiet wordt ammoniakdynamiet genoemd.

Kwaliteitscontrole

Nauwkeurige meting van de dynamietsterkte en testen door detonatie verzekeren een veilige werking van het explosief. De relatieve sterkte van dynamiet wordt beoordeeld in vergelijking met zuiver dynamiet en door het gewichtspercentage van de explosieve olie. Ammoniakdynamiet wordt bijvoorbeeld vergeleken met gewoon dynamiet en wordt dienovereenkomstig ingedeeld. Vijftig procent ammoniakdynamiet is qua explosieve sterkte gelijk aan 50% puur dynamiet. In dit geval weerspiegelt de "50%" de sterktevergelijking in plaats van de explosieve inhoud.

Na fabricage en batchtesten van het dynamiet, wordt het onder strikte transport- en opslagvoorschriften op de bouwplaats afgeleverd.

Aanvraag

Het volgende korte voorbeeld is een van de vele scenario's voor de juiste toepassing van dynamiet. Opgemerkt moet worden dat niemand anders dan een gecertificeerde explosiedeskundige met de juiste procedures en apparatuur ooit mag proberen dynamiet te laten ontploffen.

In dit voorbeeld moet een rotsformatie worden gestraald om plaats te maken voor een bouwproject. De eerste stap in de straalprocedure is het bepalen van de grootte van de lading op verschillende manieren, waaronder grafieken, berekeningen en de ervaring van de blaster. Het getroffen gebied en het omliggende terrein worden nauwkeurig onderzocht om de veilige zone te bepalen. Borden worden minimaal 1000 voet (305 m) buiten de veilige zone geplaatst om het publiek te waarschuwen voor de explosie. Radiozenders zijn uitgeschakeld en vergrendeld om te voorkomen dat de elektrische ontstekers per ongeluk worden afgevuurd. De lading wordt vervolgens uit het magazijn gehaald en met gesloten en beveiligde vrachtwagens naar de plaats van de explosie getransporteerd. De ontstekers worden in een apart voertuig naar de bouwplaats gebracht.

De ladingen worden gelost en geplaatst in de ontploffingsgaten die in de rotsformatie zijn geboord. Ze glijden in het schietgat door luchtdruk of door aanstampen met houten of plastic staven. De blaster zorgt er goed voor dat de geleidingsdraden naar de ontstekers worden kortgesloten totdat alle ladingen zijn geplaatst. Dit zorgt voor een kortsluitingsweg voor de bedrading die onbedoelde ontsteking voorkomt. Alleen de blaster mag de laatste elektrische verbindingen met de hoofdvuurschakelaar maken.

Gedurende deze tijd wordt een opening van 1,5 m in de bedrading direct voor de hoofdschakelaar gebruikt als een "bliksemspleet", een andere veiligheidspraktijk om de mogelijkheid te elimineren dat statische elektriciteit de ladingen veroorzaakt. Zodra alle voorbereidingen voor de ontploffing zijn voltooid, klinkt een waarschuwingshoorn een reeks ontploffingen van één minuut voorafgaand aan het ontploffingssignaal. Op dit moment worden de laatste verbindingen met de ontstekingsschakelaar gemaakt. Een minuut voor de ontploffing klinkt een reeks korte hoornstoten. De blaster ontgrendelt vervolgens de hoofdschakelaar en laat de ladingen ontploffen. Na de explosie worden alle elektrische circuits naar de straalapparatuur opnieuw vergrendeld in de veilige posities en wordt het gebied geïnspecteerd op verkeerd geschoten ladingen en algemene veiligheid. Een langdurig hoorngeschal maakt duidelijk dat alles veilig is.

Bijproducten/afval

De vervaardiging en het gebruik van explosieven dragen tot op zekere hoogte bij aan gevaarlijk afval in het milieu. Nitroglycerine produceert verschillende giftige bijproducten zoals zuren, logen en oliën die verontreinigd zijn met zware metalen. Deze moeten op de juiste manier worden verwijderd door neutralisatie of stabilisatie en naar een stortplaats voor gevaarlijk afval worden getransporteerd. Het gebruik van explosieven veroorzaakt grote hoeveelheden stof en deeltjes van de explosie, en in sommige gevallen komen asbest, lood, vrij en andere gevaarlijke stoffen in de atmosfeer terechtkomen. Ook kunnen ongecontroleerde of onjuist berekende explosies nabijgelegen tanks en pijpleidingen doen scheuren, waardoor hun inhoud ook in het milieu terechtkomt.

De Toekomst

Sinds hun ontwikkeling in de jaren vijftig hebben geavanceerde vormen van plastic explosieven en gevormde ladingen dynamiet vervangen. Deze explosieven worden nu straalmiddelen genoemd, omdat hun stabiliteit is verbeterd en een krachtigere primer nodig is om te ontploffen. Een van de meest voorkomende straalmiddelen is ANFO, oftewel ammoniumnitraat en stookolie. ANFO is direct beschikbaar, aanzienlijk goedkoper dan dynamiet en kan ter plaatse worden gemengd. Betonsloopploegen die relatief kleine ladingen nodig hebben, gebruiken echter nog steeds dynamiet als straalmiddel.


Productieproces

  1. Wat is VMC-bewerking?
  2. Gids voor aluminium lasermarkering
  3. MIG-lassen versus TIG-lassen
  4. Gids voor lasermarkering
  5. Overwegingen voor Zwitserse machinale bewerking met hoge productie
  6. Gids voor CNC-prototyping
  7. Het fabricageproces van de schacht begrijpen
  8. Elektrolytisch polijsten versus passiveren
  9. Wat is RVS-passivering?
  10. De juiste gereedschappen kiezen voor het werken in explosieve werkomgevingen
  11. Niveaubewakingsoplossing voor corrosieve en explosieve vloeistoffen