ダイナマイト
背景と原材料
ダイナマイトは、主に解体と採掘に使用される商用爆薬です。 1866年にAlfredBernhard Nobel（1833-1896）によって発明され、ニトログリセリン、非常に有毒な爆発性液体、または増感された硝酸アンモニウムなどの他の揮発性化合物のパッケージとしてより正確に説明されています。ダイナマイトは、測定された電荷で梱包され、簡単に輸送され、適切な起爆装置を使用して安全に爆発することができます。ダイナマイトの爆発は「冷たい炎」を生み出し、鉱山に存在するメタンと炭塵の混合物を発火させる可能性が低いため、ダイナマイトは石炭の採掘作業で頻繁に使用されます。
歴史
アルフレッド・ノーベル、父親のインマヌエル、弟のエミルは、1862年にストックホルム近郊でニトログリセリンの実験を開始しました。1846年にイタリアの化学者アスカリオソブレロによって発見されたニトログリセリンは非常に不安定で取り扱いが難しく、偶発的な爆発も珍しくありませんでした。そのような事故の1つは、1864年に工場でエミルを殺害しました。個人的な悲劇にもかかわらず、アルフレッドはこの危険な液体で作業を続け、工場で実験を行う前に湖の真ん中でボートで作業しました。 1866年に、彼はニトログリセリンを珪藻土と混合することを発見しました。 （珪藻土）爆発物の揮発性を安定させ、減少させました。珪藻土は、珪藻と呼ばれる単細胞プランクトンの化石の残骸によって形成され、その結果、ニトログリセリンを「吸収」する吸収性物質になります。アルフレッドは、ギリシャ語で「力」を意味する「ダイナマイト」に由来する製品を「ダイナマイト」と名付け、1867年にこのプロセスの特許を取得しました。ノーベルは、無煙火薬バリスタイトを含む他のいくつかの爆発物や推進剤を開発しました。彼は355を超える特許を保有しており、彼の莫大な財産は、「前年中に人類に最大の利益をもたらした人々に」授与されるノーベル賞の財政的基盤を提供しました。
ダイナマイトは二次爆薬として分類されます。これは、一次爆薬または起爆爆薬（雷酸水銀など）の起爆装置を使用して主爆薬を発射することを意味します。ダイナマイトは、軍需品の爆薬と見なされるTNT（トリニトロトルエン）爆薬とは対照的に、商業用爆薬と見なされます。建設目的でのダイナマイトの最初の大規模な使用は、1876年に完成したフーザックトンネルの作成でした。
プロセス設計と
設備
ダイナマイトの製造は厳しく規制されており、偶発的な爆発を防ぐためにプロセスは厳密に管理されています。使用される装置は、熱、圧縮力、または発火源への混合物の暴露を減らすように特別に設計されています。たとえば、製品ミキサーのベアリングは、爆発性混合物との接触を防ぐために装置フレームの外側に取り付けられています。建物と保管場所（雑誌と呼ばれる）は、他の構造物から遠く離れて、特殊な暖房、換気、および電気システムで建設されています。これらの建物は防弾で「硬化」しています 
ダイナマイトの製造は、非常に有毒な爆発性液体であるニトログリセリンの安全な包装として説明できます。屋根と壁、および広範なセキュリティシステム。その他の重要な予防措置には、正しい混合、等級付け、包装、在庫管理を保証する徹底的な検査システムが含まれます。従業員はまた、爆発物を扱うための高度な訓練を受けており、特別な健康上の予防措置が必要です。ニトログリセリンへの曝露は一般的にズキズキする頭痛を引き起こしますが、毒性作用に対する免疫が発達する可能性があります。興味深いことに、ニトログリセリンは、狭心症やその他の病気のいくつかの形態を治療するための医学でも使用されています。体内では、血管拡張剤として作用し、筋肉組織を弛緩させます。
製造
プロセス
このプロセスは、ニトログリセリン（爆発性オイル）、「ドープ」物質、制酸剤などの複合液体から始まります。爆発性オイルの約25〜30％を構成する二硝酸エチレングリコールは、ニトログリセリンの凝固点を下げるために使用されます。これにより、ダイナマイトを低温で安全に使用できます。実際、液体と固体の両方が存在する半凍結状態のニトログリセリンは、実際には、凍結状態または液体状態のみの場合よりも感度が高く、不安定です。その半固体状態では、ニトログリセリンの取り扱いは非常に危険です。
オイルの混合
- 1爆発性オイルは、機械式ミキサーに注意深く加えられ、珪藻土（現在は使用されていません）、木材パルプ、おがくず、小麦粉、でんぷん、および/または「ドープ」によって吸収されます。他の炭素質物質および物質の組み合わせ。
中和酸性度
- 2炭酸カルシウムや酸化亜鉛などの約1％の制酸剤を添加して、ドープに存在する酸性度を中和します。混合物は注意深く監視され、正しい成分レベルに達すると、混合物はさまざまな形に包装する準備が整います。このプロセスにより、「ストレートダイナマイト」と呼ばれるものが生成されます。この場合、ドープはダイナマイトの爆発強度に寄与しません。たとえば、40％のストレートダイナマイトには40％のニトログリセリンと60％のドープが含まれています。 35％のストレートダイナマイトには、35％のニトログリセリンと65％のドープが含まれています。場合によっては、硝酸ナトリウムがドープと混合されます。これは、酸化剤として機能し、爆発物に追加の強度を与えます。
パッケージングダイナマイト
- 3ダイナマイトの外観は、通常、丸いカートリッジに似ています。
ダイナマイトの外観は、通常、直径約1.25インチ、長さ8インチの丸いカートリッジに似ています。パラフィンエンクロージャーはダイノマイトを湿気から保護し、可燃性炭化水素であるため、爆発反応に寄与します。直径1.25インチ（3.2 cm）、長さ8インチ（20 cm）。このタイプは、ダイナマイト混合物をパラフィンで密封された紙管に押し込むことによって製造されます。パラフィンエンクロージャーはダイナマイトを湿気から保護し、可燃性炭化水素であるため、爆発反応に寄与します。ダイナマイトは、特殊な解体作業用の小さなサイズのカートリッジから、大規模なストリップ採掘作業に使用される直径10インチ（25 cm）の大きなチャージまで、他の多くの形態でも存在する可能性があります。規制により、これらの大きなチャージの長さは30インチ（76 cm）に制限され、重量は50ポンド（23 kg）に制限されています。ダイナマイトは、バッグパウダーとして、および水中で使用するためのゼラチン化された形でも入手できます。 ダイナマイトは、ニトログリセリン以外の物質を使用して作られています。たとえば、爆発性オイルの大部分を硝酸アンモニウムに置き換えると、ダイナマイトの爆発力を高めることができます。この形態のダイナマイトは、アンモニアダイナマイトと呼ばれます。
品質管理
爆発による正確なダイナマイト強度の測定とテストにより、爆発物の安全な性能が保証されます。ダイナマイトの相対強度は、ストレートダイナマイトとの比較および爆発性オイルの重量のパーセンテージによって評価されます。たとえば、アンモニアダイナマイトはストレートダイナマイトと比較され、それに応じて等級付けされます。 50％のアンモニアダイナマイトは、爆発力が50％のストレートダイナマイトと同等です。この場合、「50％」は爆発物ではなく強度の比較を反映しています。
ダイナマイトの製造とバッチテストの後、厳しい輸送および保管規制の下で現場に分配されます。
アプリケーション
次の簡単な例は、ダイナマイトを適切に適用するための多くのシナリオの1つです。正しい手順と機器を備えた認定された爆破専門家だけがダイナマイトを爆発させようとするべきではないことに注意する必要があります。
この例では、建設プロジェクトに道を譲るために岩層を爆破する必要があります。ブラスト手順の最初のステップは、チャート、計算、ブラスターの経験など、さまざまな手段でチャージのサイズを決定することです。安全地帯を決定するために、影響を受けた地域と周辺の地形を綿密に調査します。爆破について一般の人々に警告するために、安全地帯の外側に最低1000フィート（305 m）の標識が配置されています。電気雷管の偶発的な発火を防ぐために、無線送信機はオフにされ、ロックされています。その後、チャージはマガジンから引き出され、密閉された安全なトラックを使用して爆破現場に輸送されます。起爆装置は別の車両で現場に運ばれます。
装入物は荷降ろしされ、岩層に開けられた発破孔に入れられます。それらは、空気圧によって、または木製またはプラスチックの棒で突き固めることによって、発破孔に滑り込みます。ブラスターは、すべての充電が行われるまで、起爆装置へのリード線が互いに短絡するように細心の注意を払っています。これにより、配線の短絡経路が提供され、偶発的な発火が防止されます。ブラスターのみがメインファイアリングスイッチへの最終的な電気接続を行うことができます。
この間、メインスイッチの直前の配線の5フィート（1.5 m）のギャップが「ライトニングギャップ」として使用されます。これは、静電気が充電を開始する可能性を排除するためのもう1つの安全対策です。爆発の準備がすべて完了すると、爆発信号の前に警告ホーンが1分間の一連の爆発を鳴らします。この時点で、発射スイッチへの最終的な接続が行われます。爆発する1分後、一連の短いホーンブラストが鳴ります。次に、ブラスターはメインスイッチのロックを解除し、チャージを爆発させます。爆発後、爆破装置へのすべての電気回路は再び安全な位置にロックされ、そのエリアは失火した電荷と一般的な安全性について検査されます。ホーンブラストが長引くと、すべてがクリアになります。
副産物/廃棄物
爆発物の製造と使用は、環境への有害廃棄物の測定に貢献します。ニトログリセリンは、酸、コースティクス、重金属で汚染された油など、いくつかの有毒な副産物を生成します。これらは、中和または安定化によって適切に処分し、有害廃棄物の埋め立て地に輸送する必要があります。爆発物を使用すると、爆発によって大量の粉塵や粒子が発生し、場合によっては、アスベスト、鉛、が放出されます。 およびその他の危険物を大気中に放出します。また、制御されていない、または不適切に計算された爆発は、近くのタンクやパイプラインを破裂させ、それらの内容物を環境に放出する可能性があります。
未来
1950年代に開発されて以来、高度な形態のプラスチック爆薬と成形爆薬がダイナマイトに取って代わりました。これらの爆発物は、安定性が向上し、爆発させるためにより強力なプライマーが必要になるため、現在は爆破剤と呼ばれています。最も一般的な発破剤の1つは、ANFO、または硝酸アンモニウムと燃料油です。 ANFOは容易に入手でき、ダイナマイトよりもかなり安価であり、現場で混合することができます。ただし、比較的少額の費用を必要とするコンクリート解体作業員は、依然としてダイナマイトを発破剤として使用しています。
製造プロセス