Háttér és nyersanyagok
A dinamit egy kereskedelmi robbanóanyag, amelyet elsősorban bontáshoz és bányászatban használnak. Alfred Bernhard Nobel (1833-1896) találta fel 1866-ban, pontosabban a nitroglicerin, egy erősen mérgező robbanófolyadék vagy más illékony vegyületek, például érzékenyített ammónium-nitrát csomagolása. A dinamitokat kimért töltetekbe lehet csomagolni, könnyen szállítani, és a megfelelő detonátorral biztonságosan felrobbantani. Mivel a dinamit robbanása “hűvös lángot” hoz létre, amely kisebb valószínűséggel gyújtja meg a bányákban jelen lévő metán és szénpor keverékét, a dinamitokat gyakran használják a szénbányászatban.
Történet
Alfred Nobel, apja, Immanuel, és öccse, Emil 1862-ben Stockholm közelében kezdett kísérletezni a nitroglicerinnel. Az Ascario Sobrero olasz vegyész által 1846-ban felfedezett nitroglicerin rendkívül instabil és nehezen kezelhető volt, és nem voltak ritkák a véletlen robbanások. Egy ilyen balesetben többek között Emil is életét vesztette egy üzemben 1864-ben. A személyes tragédia ellenére Alfréd folytatta a munkát ezzel a veszélyes folyadékkal: egy tó közepén lévő csónakon dolgozott, mielőtt egy gyárban végezte volna kísérleteit. 1866-ban felfedezte, hogy a nitroglicerin kieselgurral (diatómafölddel) való keverése stabilizálja és csökkenti a robbanóanyag illékonyságát. A diatómaföldet a diatómáknak nevezett egysejtű plankton fosszilis maradványai alkotják, és az eredmény egy olyan nedvszívó anyag, amely “felszívja” a nitroglicerint. Alfred a terméket “dinamitnak” nevezte el – a görög “dynamis” szóból ered, ami “erőt” jelent -, és 1867-ben szabadalmat kapott az eljárásra. Nobel ezután számos más robbanó- és hajtóanyagot is kifejlesztett, köztük a füstmentes puskaporos ballisztitot. Több mint 355 szabadalommal rendelkezett, és jelentős vagyona biztosította a Nobel-díj anyagi alapját, amelyet “azoknak ítélnek oda, akik az előző évben a legnagyobb hasznot hozták az emberiségnek.”
A dinamit másodlagos robbanóanyagnak minősül, ami azt jelenti, hogy az elsődleges vagy indító robbanóanyag (például higany fulminát) detonátort használnak a főtöltet beindításához. A dinamit kereskedelmi robbanóanyagnak minősül, szemben a TNT (trinitrotoluol) robbanóanyagokkal, amelyek katonai lőszerek robbanóanyagának minősülnek. A dinamit első nagyszabású építési célú felhasználása az 1876-ban elkészült Hoosac alagút létrehozásakor történt.
Process Design andFacilities
A dinamit gyártása szigorúan szabályozott és a folyamatot szigorúan ellenőrzik a véletlen detonációk elkerülése érdekében. Az alkalmazott berendezéseket speciálisan úgy tervezték, hogy csökkentsék a keverék hőnek, tömörítő erőknek vagy gyújtóforrásoknak való kitettségét. A termékkeverők csapágyai például a készülékkereten kívül vannak felszerelve, hogy megakadályozzák a robbanékony keverékkel való érintkezést. Az épületeket és a tárolóterületeket (az úgynevezett magazinokat) más építményektől nagy távolságra építik, és speciális fűtési, szellőztetési és elektromos rendszerekkel látják el. Ezeket az épületeket golyóálló tetővel és falakkal, valamint kiterjedt biztonsági rendszerekkel “keményítik”. További fontos óvintézkedések közé tartoznak az alapos ellenőrzési rendszerek, amelyek biztosítják a helyes keverést, osztályozást, csomagolást és készletellenőrzést. A robbanóanyagokkal való munkavégzéshez az alkalmazottakat is alaposan kiképzik, és különleges egészségügyi óvintézkedésekre van szükség. A nitroglicerinnek való kitettség általában lüktető fejfájást okoz, bár a mérgező hatásokkal szemben kialakulhat immunitás. Érdekes módon a nitroglicerint a gyógyászatban is használják az angina pectoris és más betegségek bizonyos formáinak kezelésére. A szervezetben értágítóként hat és ellazítja az izomszövetet.
A gyártási folyamat
A folyamat az összetett folyadékkal, például a nitroglicerinnel (robbanóolaj), egy “kábítószer” anyaggal és egy savlekötővel kezdődik. A robbanóolaj kb. 25-30%-át alkotó etilénglikol-dinitrátot a nitroglicerin fagyáspontjának leszállítására használják. Ez lehetővé teszi a dinamit biztonságos használatát alacsony hőmérsékleten. Valójában a félig fagyott állapotban lévő nitroglicerin folyékony és szilárd állapotban is érzékenyebb és instabilabb, mint önmagában a fagyott vagy a folyékony állapot. Ebben a félig szilárd állapotban a nitroglicerin kezelése rendkívül veszélyes.
Az olaj keverése
- 1 A robbanóolajat óvatosan egy mechanikus keverőbe adagolják, ahol azt felszívja a “dope”, amely lehet diatómaföld (ma már nem használják), fapép, fűrészpor, liszt, keményítő és/vagy más szénalapú anyagok és anyagkombinációk.
Savasság semlegesítése
- 2 Körülbelül 1 % savlekötő anyagot, például kalcium-karbonátot vagy cink-oxidot adnak hozzá, hogy semlegesítsék a drogban lévő savasságot. A keveréket gondosan ellenőrzik, és amikor a megfelelő összetevők szintjét elérték, a keverék készen áll a különböző formákba való csomagolásra. Ez az eljárás az úgynevezett “tiszta dinamitot” eredményezi, amelyben a kábítószer nem járul hozzá a dinamit robbanóerejéhez. Például a 40%-os tiszta dinamit 40% nitroglicerint és 60% kábítószert tartalmaz; a 35%-os tiszta dinamit 35% nitroglicerint és 65% kábítószert tartalmaz. Egyes esetekben nátrium-nitrátot kevernek a droghoz, amely oxidálószerként működik, és további erőt ad a robbanóanyagnak.
Dinamit csomagolása
- 3 A dinamit megjelenése általában egy kerek, körülbelül 1,25 hüvelyk (3,2 cm) átmérőjű és 8 hüvelyk (20 cm) hosszú töltényre hasonlít. Ezt a típust úgy állítják elő, hogy a dinamitkeveréket egy paraffinnal lezárt papírcsőbe préselik. A paraffinburkolat védi a dinamitot a nedvességtől, és mivel éghető szénhidrogén, hozzájárul a robbanási reakcióhoz. A dinamit számos más formában is létezhet, a speciális bontási munkákhoz használt kisebb méretű töltényektől a nagyméretű, 25 cm átmérőjű (10 hüvelyk) töltetekig, amelyeket nagy bányászati műveletekhez használnak. Az előírások e nagy töltetek hosszát 30 hüvelykre (76 cm), tömegét pedig 50 fontra (23 kg) korlátozzák. A dinamit zacskópor formájában és víz alatti felhasználásra zselatinizált formában is kapható.
A dinamitokat a nitroglicerin mellett más anyagok felhasználásával is készítik. Például a robbanóolaj nagyobb részének ammónium-nitráttal való helyettesítése növelheti a dinamit robbanóerejét. A dinamitnak ezt a formáját ammóniadinamitnak nevezik.
minőség-ellenőrzés
A dinamit szilárdságának pontos mérése és detonációval történő vizsgálata biztosítja a robbanóanyag biztonságos működését. A dinamit relatív szilárdságát az egyenes dinamittal való összehasonlítással és a robbanóolaj tömegszázalékával osztályozzák. Például az ammóniadinamitot összehasonlítják az egyenes dinamittal, és ennek megfelelően osztályozzák. Ötven százalékos ammóniadinamit robbanóereje megegyezik az 50%-os sima dinamitéval. Ebben az esetben az “50%” az erősség összehasonlítását tükrözi, nem pedig a robbanóanyag-tartalmat.
A dinamit gyártása és tételes vizsgálata után a dinamitot szigorú szállítási és tárolási szabályok mellett juttatják el a munkaterületre.
Alkalmazás
A következő rövid példa egy a dinamit megfelelő alkalmazásának számos forgatókönyve közül. Meg kell jegyezni, hogy a megfelelő eljárásokkal és felszereléssel rendelkező, okleveles robbantási szakértőn kívül senki más nem próbálkozhat dinamit felrobbantásával.
Ebben a példában egy sziklaalakzatot kell felrobbantani, hogy helyet csináljanak egy építési projektnek. A robbantási eljárás első lépése a töltet méretének meghatározása különböző eszközökkel, többek között táblázatokkal, számításokkal és a robbantó tapasztalatával. A biztonságos zóna meghatározásához alaposan megvizsgálják az érintett területet és a környező terepet. A biztonságos zónán kívül legalább 305 m (1000 láb) távolságban táblákat helyeznek el, hogy figyelmeztessék a lakosságot a robbantásra. A rádióadókat kikapcsolják és lezárják, hogy megakadályozzák az elektromos detonátorok véletlenszerű elsütését. A töltetet ezután kiveszik a tárból, majd zárt és biztonságos teherautókon a robbantás helyszínére szállítják. A detonátorokat külön járművel szállítják a munkaterületre.
A tölteteket kirakják és elhelyezik a sziklaalakzatba fúrt robbantási lyukakba. Levegőnyomással vagy fa- vagy műanyag rudakkal történő döngöléssel csúsznak be a robbantólyukba. A robbantó nagy gondot fordít arra, hogy a detonátorokhoz vezető vezetékeket rövidre zárja, amíg az összes töltetet el nem helyezi. Ez rövidzárlatot biztosít a vezetékeknek, ami megakadályozza a véletlen gyújtást. Csak a robbantó végezheti el a végső elektromos csatlakozásokat a fő gyújtáskapcsolóhoz.
Ez idő alatt a vezetékeken közvetlenül a főkapcsoló előtt egy 1,5 méteres rést használnak “villámhézagként”, ami egy másik biztonsági gyakorlat, hogy kiküszöböljék a statikus elektromosság lehetőségét a töltetek beindítására. Miután a robbanás előkészületei befejeződtek, a detonációs jelzést megelőzően egy figyelmeztető kürt egy egyperces sorozatot ad le. Ekkor végzik el a végső csatlakozásokat a gyújtáskapcsolóhoz. A detonáció előtt egy perccel rövid kürtjelzések sorozatát adják le. A robbantó ezután feloldja a főkapcsolót és felrobbantja a tölteteket. A robbanás után a robbantóberendezés összes elektromos áramkörét ismét biztonságos helyzetbe zárják, és a területet ellenőrzik a félresikerült töltetek és az általános biztonság szempontjából. Egy hosszan tartó kürtjelzés jelzi, hogy minden tiszta.
Byproductions/Waste
A robbanóanyagok gyártása és használata bizonyos mennyiségű veszélyes hulladékkal terheli a környezetet. A nitroglicerin számos mérgező mellékterméket termel, például savakat, marószereket és nehézfémekkel szennyezett olajokat. Ezeket semlegesítéssel vagy stabilizálással kell megfelelően ártalmatlanítani és veszélyes hulladéklerakóba szállítani. A robbanóanyagok használata nagy mennyiségű port és a robbanásból származó részecskéket termel, és egyes esetekben azbesztet, ólmot és más veszélyes anyagokat juttat a légkörbe. Emellett az ellenőrizetlen vagy nem megfelelően kiszámított robbanások megrepedhetnek a közeli tartályok és csővezetékek, és ezek tartalma is a környezetbe kerülhet.
A jövő
A dinamitot az 1950-es években történt kifejlesztésük óta a műanyag robbanóanyagok és az alakos töltetek fejlett formái váltották fel. Ezeket a robbanóanyagokat ma már robbanóanyagoknak nevezik, mivel stabilitásuk javult, és erősebb gyújtószerkezetet igényelnek a detonációhoz. Az egyik legelterjedtebb robbanóanyag az ANFO, vagyis az ammónium-nitrát és a fűtőolaj. Az ANFO könnyen hozzáférhető, lényegesen olcsóbb, mint a dinamit, és a helyszínen keverhető. A viszonylag kis töltetet igénylő betonromboló csapatok azonban még mindig dinamitot használnak robbanóanyagként.
Hol lehet többet megtudni
Könyvek
Grady, Sean M. Devices of Controlled Destruction. Lucent Books, 1994.
Keller, J.J. OSHA Safety and Compliance Manual, 1992.
Lewis, Richard, Sr. Sax’s Dangerous Properties of Industrial Materials, 8th ed. Van Norstrad Rienhold, 1993.
Meyer, Rudolf. Robbanóanyagok. VCH Publishers, 1992.
Porter, Samuel J. Explosives and Blasting Agents, Fire Protection Handbook. 15. kiadás, 1981.
Sickler, Robert A. Explosive Principles: An Essential Guide to Understanding Explosives and Detonations. Paladin Press, 1992.
-Douglas E. Betts
.