Säkerhetsprovning av sprängämnen

Säkerhetstestningen av sprängämnen innefattar bestämning av olika egenskaper hos de olika energimaterial som används i kommersiella, gruv- och militära tillämpningar. Det är mycket önskvärt att mäta de förhållanden under vilka explosiva ämnen kan avfyras av flera skäl, inklusive: säkerhet vid hantering, säkerhet vid lagring och säkerhet vid användning.

sprängämnens olika egenskaper . Därför krävs i allmänhet att en eller flera föreningar anses vara en standard för jämförelse med de föreningar som testas. Till exempel anses PETN vara ett primärt sprängämne av vissa individer och ett sekundärt sprängämne av andra. Som en allmän regel anses PETN vara antingen ett relativt okänsligt primärsprängämne, eller ett av de känsligaste sekundära sprängämnena. PETN kan detoneras genom att slå med en hammare på en hård stålyta (en mycket farlig sak att göra), och anses allmänt vara det minst känsliga sprängämnet med vilket detta kan göras. Av dessa fakta och andra skäl anses PETN vara en standard för att mäta andra sprängämnen.

Ett annat sprängämne som används som kalibreringsstandard är TNT , som gavs den godtyckliga siffran för okänslighet på 100. Andra sprängämnen kunde sedan jämföras med denna standard.

Typer av säkerhetstester

Eftersom det finns olika sätt att tända sprängämnen finns det flera olika komponenter i säkerhetstestningen av sprängämnen:

Slagprovning: Slagprovningen av sprängämnen utförs genom att man släpper en fast vikt på ett förberett prov av sprängämnet som ska testas från ett givet avstånd. Vikten släpps, påverkar provet och resultatet noteras. Islagsavstånden bestäms och resultaten analyseras med det valda känslighetstestet och analysmetoderna. De två vanligaste känslighetstest- och analysmetoderna är Bruceton-analysen och Neyers d-optimala test . Dessa metoder tillåter användaren att bestämma initieringsnivån på 50 % (avståndet vid vilket 50 % av proverna kommer att "gå") och en standardavvikelse. Slagprovning kan också utföras med vätskeprover inneslutna i speciella celler.
Friktionstestning. Det finns flera tekniker genom vilka sprängämnen kan testas för att fastställa deras känslighet för friktion. En av de mest populära är ABL-friktionstestet, som använder en rad sprängämnen på en förberedd metallplatta, placerad framför ett speciellt förberett metallhjul som pressas ner på plattan med en hydraulisk press. Metallplattan slås sedan med en pendel för att flytta den, vilket pressar ihop sprängämnena mellan plattan och hjulet när plattan rör sig. Initieringen bestäms och analyseras genom Bruceton-analysen eller Neyer d-optimal test, enligt ovan. BAM-friktionstestning är liknande, förutom att provet placeras på en keramisk platta som sedan flyttas från sida till sida när en keramisk stift utövar kraft på provet.
Elektrostatisk urladdning . Testning för ESD, eller "gnista" känslighet av explosiva ämnen utförs med en maskin utformad för att ladda ur från en kondensator genom ett förberett prov. Sandia National Labs design använder en doppnål som punkterar en provcell och avfyrar gnistan samtidigt. Mängden energi som släpps ut i cellen blir den variabel i vilken Bruceton-analys eller Neyer d-optimal test utförs för att bestämma gnistkänslighet.
Termisk känslighet. Att bestämma den punkt vid vilken en förening är kapabel att detonera under inneslutning med termisk stress är användbart. En fast mängd material placeras i ett blästerlock av aluminium och pressas på plats med en aluminiumplugg. Provet nedsänks i ett varmt metallbad och tiden till detonation mäts. Om över 60 sekunder körs ett nytt prov igen vid en högre temperatur. På detta sätt är det möjligt att bestämma temperaturen vid vilken ett sprängämne kommer att detonera i liten skala. Till skillnad från de andra testerna ovan är denna siffra missvisande eftersom sprängämnen har mer termiska problem i stor skala. Därför är de termiska känslighetssiffrorna som fastställts med denna teknik högre än man skulle förvänta sig i den verkliga världen. Termisk säkerhetstestning kan också utföras via differentiell skanningskalorimetri , där ett litet (submilligram) prov placeras i en provcell och temperaturen höjs långsamt. Kalorimetern bestämmer hur mycket energi som krävs för att öka temperaturen på provet. Med denna anordning kan egenskaper såsom smältpunkt , fasövergångar och sönderdelningstemperatur för ett explosivämne bestämmas.

Tillsammans kan dessa siffror användas för att bestämma de potentiella hoten som energetiska material erbjuder när de används i fält. Det kan inte nog understrykas att dessa siffror är relativa; när vi bestämmer att ett explosivämnes slagkänslighet är lägre för ett testat explosivämne än PETN, till exempel, är antalet som produceras i slagtestet dimensionslöst, men det betyder att det förväntas att det skulle krävas en större stöt för att detonera det än PETN. Därför kommer en erfaren ammunitionstekniker som arbetar med rå PETN att veta att det nya sprängämnet inte är lika känsligt för stötar. Det kan dock vara mer känsligt för friktion, gnistor eller termiska problem. Dessa förhållanden måste beaktas innan någon förening ska lagras, hanteras eller användas i fält.

Fyrverkeri

I Nederländerna testar den nederländska organisationen för tillämpad vetenskaplig forskning säkerheten för fyrverkerier . Enligt en rapport från 2017 från den holländska säkerhetsstyrelsen uppfyllde 25 % av alla testade fyrverkerier inte säkerhetsstandarderna och förbjöds från försäljning. Sedan 2010 krävs säkerhetstester av fyrverkerier i hela Europeiska unionen , men företag får testa sina produkter i ett medlemsland innan de importerar och säljer dem i ett annat.