Детонатор ударне цеви

Детонатор ударне цеви, је неелектрични експлозивни упаљач или иницијатор у облику пластичне цеви малог пречника, који се користи за пренос сигнала за иницирање експлозива помоћу ударног таласа (познатог и као перкусивни (ударни) талас) који путује дужином цеви. Ударна цев се користи за пренос детонационог сигнала до детонатора. Шок цев је шупља екструдирана цев која садржи танак слој енергетског материјала на својој унутрашњој страни. Једном када се покрене, ударна цев преноси сигнал до детонирајућег излазног пуњења.

Овај уређај је изумео Пер Андерс Персон из компаније Нитро Нобел АБ, патентирали су је и продавали под заштићеним именом Нонел, почевши од 1973. године. Садржи малу количину високоексплозивног материјала, али је безбеднији и поузданији од детонарајућег кабла, уз исту количину експлозива. Један од раних производа садржао је затворено влакно које сагорева, али не детонира.

Најчешћи производ има спољни пречник од 3 мм и унутрашњи пречник од 1 мм, са танким слојем експлозивног праха ХМX/алуминијума на унутрашњој површини цеви, који детонира дуж цеви брзином већом од 2.000 м/с (6.500 стопа/с), али не пробија цев. Пошто је неелектрична и неметалична, ударна цев је мање осетљива на статички електрицитет и радио-фреквентну енергију и због тога је заменила многе употребе електричних детонатора и безбеднија је за руковање и складиштење од детонирајућег кабла. Верзија која садржи експлозивну мешавину гаса има додатну предност јер је потпуно инертна док се цев не напуни гасом.

Један произвођач процењује да се сваке године широм света користи преко 2 милијарде стопа (610.000 км) ударне (шок) цеви, у комерцијалним минирањима, војном рушењу, позоришним специјалним ефектима, ваздушним јастуцима у аутомобилима, избацивим седиштима у авионима, иницирању импровизованих експлозивних направа (ИЕД) и професионалним ватрометима. Детонатор ударне (шок) цеви је доступан са опционалним патентираним иницијатором у линији, који се састоји од навођеног адаптера са навојем и претходно инсталираног перкусивног (ударног) упаљача, што пружа практично и поуздано иницирање.

Опис

Комерцијална ударна (шок) цев садржи малу, континуирану количину слабо везаног енергетског материјала у пластичној цеви малог пречника. Када се запали топлим, импулсом високог притиска, попут перкусивног (ударног) упаљача или перкусивног (ударног) електричног фитиља, енергетски материјал сагорева типичном брзином од 6.500-7.000 стопа по секунди.

У прошлости је индустрија комерцијалног минирања зависила од преноса електричне енергије путем изолованих жица и врућих мостова за паљење детонатора. Током последњих 20 година, овај метод преноса енергије и паљења детонатора је у великој мери замењен проналаском и развојем комерцијалне ударне (шок) цеви. За разлику од бакарних жица које преносе електричну енергију до вреле жице у детонаторској каписли (нпр. једносмерна струја, наизменична струја или импулс са капацитивним пражњењем), ударна (шок) цев преноси ударни талас ниског притиска заједно са врелим честицама и гасовима до пиротехничког или експлозивног рецептора у детонаторској каписли. Детонација је ограничена на цев дуж њене дужине и делује само на отвореном крају. На овај начин, ударна (шок) цев функционише као метода преноса сигнала.

Како је употреба ударне (шок) цеви широко прихваћена као нови стандард у области комерцијалног минирања, примена у војном рушењу, сеизмичком истраживању и спровођењу закона и даље расту. У последње време, ударна (шок) цев је прилагођена за употребу у ватрометима под трговачким именом НОМАТЦХ(р). Главни разлози за популарност ударне (шок) цеви у области енергетских материјала заснивају се на њеној природној сигурности и једноставној примени.

Типови детонатора ударне (шок) цеви

Ударне (шок) цеви се користе дуги низ година као средство за проучавање сагоревања гасова и мешавина гас/чврста супстанца, како у дефлаграционом, тако и у детонационом режиму. Ове шок цеви су релативно великог пречника, нпр. 1 инч унутрашњег пречника, и конструисане су у аналитичке сврхе, опремљене разним сондама и инструментима за мерење. Проналазак комерцијалне ударне (шок) цеви показао је да сагоревање гасова и чврстих материјала може поуздано реаговати у цевима мањег пречника од оних аналитичког типа и да се процес може одвијати у цевима малог пречника направљеним од пластичне конструкције. Овај проналазак у комбинацији са развојем пластике и технологије екструзије пластике, довео је до ширења примене комерцијалних ударних (шок) цеви.

Тренутно постоје три основна типа ударне (шок) цеви у комерцијалној употреби:

Језгро са пресвученим влакнима

Први стил ударне цеви је заснован на Буркдолл патенту. Друга верзија цеви за пренос сигнала овог типа покривена је патентом Јановски. Овај дизајн укључује пластичну цев малог пречника која садржи влакно пресвучено алуминијумом и амонијум перхлоратом. Влакно може бити направљено од нитроцелулозе или кевлара. У овом дизајну, количина/врста енергетских материјала може се лако прилагодити за различите крајње употребе подешавањем дебљине премаза, материјала за облагање и материјала од влакана.

Језгро испуњено гасом

Овај тип користи гас као запаљиви материјал, нпр. метан/кисеоник. Овај дизајн укључује пуњење пластичне цеви са запаљивим гасом, нпр. метан/кисеоник на терену, а гас се пумпа у једну цев која се повезује са другим цевима путем прикључних линија и једноставних Т (конектора) спојева. Да би се проверило да ли је цео узорак цеви напуњен гасом, у шаблон је пројектован повратни вод назад до локације извора гаса. Главна предност овог дизајна је да је цев потпуно инертна током подешавања шаблона пре пуњења цеви гасом.

Језгро са танким слојем праха

Трећи и најчешће коришћени тип је стил заснован на Перссон патенту. Ова цев се састоји од пластичне цеви малог пречника прекривене танким слојем експлозивног састава, најчешће алуминијума и ХМX-а (експлозивна смеша) који је залепљен за унутрашњи зид цеви.

Ове различите врсте шок цеви имају специфичне примене и развијају се према потребама различитих индустрија, укључујући рударску, војну и пиротехничку индустрију.

Материјали за израду - Цев

Конструкција цеви се обично састоји од једног до три слоја различитих пластичних материјала. Први унутрашњи слој мора имати лепљива својства у фази топљења, тј. током екструзије, како би омогућио да се прах залепи за унутрашњу страну цеви. Овај први слој и сви спољни слојеви морају у целини или појединачно да испуњавају следећа својства: способност да издржи абразију, обезбедити добру флексибилност и руковање, спречавање продора воде, отпорност на хемикалије, способност подношења високих и ниских температура, затезну чврстоћу за руковање и радијалну чврстоћу за обуздавање ударне реакције.

Прва екструдирана ударна (шок) цев била је једнослојна, а материјал избора за овај слој био је и још увек јесте јономер под именом Сурлyн(р). Овај тип јономера је случајни кополимер етилена и метакрилне киселине, неутралисан металима попут цинка или натријума. Растопљена пластика има благо јонско електрично наелектрисање или лепљива својства на површини када излази из екструдера. Прах се лепи за ову површину током производног процеса као резултат електростатичке адхезије и једноставног лепљења. Други материјали, као што су етилен/акрилна киселина (ЕАА) и етилен-винил ацетат (ЕВА), такође имају лепљива својства као растопљени материјали, пружајући добра својства за пријањање праха. Други патент наводи да неколико других специфичних материјала такође имају неопходне адхезивне квалитете.

Иако Сурлyн има много корисних особина као што су лепљивост, радијална чврстоћа и добра отпорност на гориво, једнослојна Сурлyн(р) цев је релативно крута и има лоша својства руковања. Како би се побољшале ове особине, део Сурлyн-а је замењен спољашњим слојем од других пластика.

Најчешће коришћени материјал за спољашње слојеве је полиетилен ниске и средње густине. Употреба ових материјала значајно побољшава флексибилност и руковање цевима. Поред полиетилена, употребљавају се и други материјали попут најлона, зyтел-а (смеша најлона и полиетилена) и термопластичних полиестера. Важно је напоменути да се рад у овим патентима бави могућом потребом за везаним слојевима како би се омогућило приањање суседних слојева током процеса екструзије премаза или омотача.

У даљем развоју, проблем крутости је решен комбиновањем лепљивих материјала са нелепљивим, како би се формирала стабилна смеша која задржава потребну снагу пријањања праха. Мешавина, иако садржи само мали део лепљивог пластичног материјала, одржава потребну снагу лепка неопходну за држање праха на месту током руковања.

Примарни напори у развоју пластике на које указују патенти усредсређени су на способност да издржи излагање високим температурама дизел гориву. Ово се заснива на потребама индустрије минирања. Једна метода облаже цев са шелак материјалом. Основна пластична цев је обрађена, на пример, термички, хемијски ради унапређења доброг приањања. Наношење премаза од поливинил ацетата или поливинил алкохола на цев је пријављено као средство за побољшање отпорности на топло дизел гориво. У овом развоју, цев је такође пожељно термички обрађена, хемијски третирана или обложена слојем за везивање да би се унапредила адхезија спољног слоја баријере за уље. Други патент извештава о употреби материјала некомпатибилних са топљењем у топљењу цеви који делују као унутрашње физичке баријере за дифузију уља.

Материјали за израду - Енергетски састав

Мешавина која се најчешће користи као енергетски материјал састоји се од комбинације ХМX-а и алуминијума, који обично садржи 8-10% алуминијума. Количина материјала по дужини цеви је обично 12-24 милиграма по метру, што се преводи у површинско оптерећење од око 45 мг/цм² на унутрашњем пречнику цеви. У неким патентима су поменути и други материјали, као што су експлозиви ПЕТН, РДX, ТНТ и мешавине ПЕТН-а са алуминијумом, као и чисти алуминијум.

Алуминијум који се користи је у облику пахуљица прекривених стеаринском киселином, са површином од око 40.000 цм² по граму. Као што је уобичајено за алуминијум, ове пахуљице имају танки слој алуминијум оксида на спољашњој површини, који штити остатак алуминијума од оксидације под нормалним условима. Међутим, складиштење на високим температурама може полако узроковати даљу оксидацију. Тачка топљења алуминијума је око 660 °Ц (1.220 °Ф; 933 К), док је тачка кључања око 2.470 °Ц (4.480 °Ф; 2.740 К). Слој алуминијум оксида има тачку топљења од око 2.015 °Ц (3.659 °Ф; 2.288 К), а сагоревање алуминијума вероватно започиње топљењем овог слоја.

Експлозив Бета-ХМX (циклотетраметилен тетранитрамин, познат и као Октол) је кристални, са типичном величином честица око 20 микрона. Тачка топљења ХМX-а је око 237 °Ц (459 °Ф; 510 К), а температура експлозије је око 327 °Ц (621 °Ф; 600 К).

Мешавина ХМX-а и алуминијума оба класична горива, има негативну равнотежу кисеоника, што значи да ваздух у цеви, посебно садржај кисеоника (21% ваздуха), обезбеђује неопходан кисеоник за сагоревање. Очекивани производи реакције ХМX-а и алуминијума су претежно гасовити, као што су ЦО₂, НОx, и Х₂О, док се као чврсти продукти очекује алуминијум оксид (Ал₂О₃). Међутим, приближни баланс кисеоника без узимања у обзир садржаја Ал₂О₃ био би приближно 2% алуминијума при оптерећењу језгра од 18 мг/м. Овај резултат се карактерише високопритисним импулсом праћеним сагоревањем врућих честица.

Такође се захтева замена смеше ХМX-а и алуминијума амонијум перхлоратом, са металним горивима попут алуминијума или квазиметалима попут силицијума и бора, такође је забележена у патентима. Као резултат, омогућен је процес екструзије при вишим температурама због виших температура паљења енергетског додатка.

Још једна област развоја која користи композиције језгра различите од ХМX/Ал су шок цеви са спором реакцијом. Брзине детонације од чак 100 стопа у секунди постижу се коришћењем језгра које се састоји од пиротехничких смеша, нпр. црвено олово/силицијум и волфрам/калијум перхлорат. Овај патент такође извештава о додавању експлозива ХМX пиротехничким мешавинама за модификацију брзине. Баријум пероксид, јак оксидант, додат је у састав језгра како би се одржала реакција мешавина са спорим сагоревањем.

Још једна област истраживања која су резултирала смањење присуства Ал₂О₃ заменом алуминијума са баријум пероксидом, калијум перхлоратом, натријум азидом или баријум нитратом у смеши са ХМX, што резултира цевима са детонационим брзинама већим од 1.800 м/с, али са смањеном запаљивошћу у атмосфери са запаљивим гасовима.

Као визуелна помоћ, додавање боје или гвожђе оксида у мешавину експлозива омогућава побољшано визуелно одређивање стања ударне (шок) цеви, тј. сагоревања или оптерећења. Ови додаци могу модификовати излаз ударне (шок) цеви, стварајући хладније гасове или више кондензованих продуката, што пружа додатне могућности за примену у различитим индустријама, укључујући и ватромете.

Тамо где су производи реакције ХМX материјала веома гасовити, очигледно је да се пиротехнички адитиви могу додати да би се генерисали различити излазни производи, нпр. хладнији гасови реакцијски производи, већи кондензовани продукти реакције, тј. чврсте материје, течности. Иако су намераване примене ових различитих проналазака биле за апликације које се не користе за ватромет, чињеница да се излаз може модификовати променом енергетског материјала који даје већи значај развоју других употреба посебно за арену ватромета.

Процес производње

Оригинални метод израде шок цеви, како је описано у Перссоновом патенту, укључивао је наношење танког слоја лепљивог материјала, нпр. вазелина, на унутрашњу површину пластичне цеви. Енергетски прах би се затим лепио за унутрашњи зид цеви када би се сипао у цев. У лабораторијским условима, побољшана верзија овог процеса укључивала је увлачење енергетског састава у унутрашњост цеви помоћу вакуума.

Практична примена шок цеви заснована је на развоју екструзионог процеса за мале цеви. Стандардне димензије цеви су спољашњи пречник од 3 мм (0,118 инча) и унутрашњи пречник од 1,0-1,3 мм (0,040-0,050 инча). Почетни процес екструзије укључивао је екструзију једнослојне цеви направљене од иономера под именом Сурлyн(р). Цеви су екструдиране помоћу специјалног алата кроз који се континуирано убацује енергетски прах у цев. Процес додавања праха у цев заснива се на патентираном методу за континуирано убацивање експлозивног праха у екструдирани омотач цеви на безбедан начин.

Када прах дође у контакт са растопљеним јономером, прах се лепи за површину цеви и остаје причвршћен за унутрашњи зид док се цев накнадно хлади у воденом купатилу. Количина праха у цеви назива се "оптерећење језгра" и обично се мери у милиграмима по метру, при чему се оптерећења крећу од 12 до 24 мг/м. Када се цев охлади и осуши, намотава се на калемове за даљу производњу готових производа намењених тржишту. Иако је ова основна цев била прихваћена у индустрији минирања, као што је раније поменуто, једнослојна пластична цев од Сурлyн(р) јономера била је крута и тешка за руковање на терену.

Побољшања у производњи

Од проналаска ударне (шок) цеви, развијено је много побољшања у производном процесу. Фокус је био на побољшању карактеристика цеви (нпр. пријањање праха, чврстоћа, хемијска отпорност и флексибилност), као и на смањењу трошкова материјала и производње.

Први модерни метод производње, описан у патенту Кристенсена и сарадници, користио је Сурлyн(р), уз додатак другог пластичног слоја за побољшање физичких својстава. Концепт вишеслојних цеви, који омогућава прилагођавање физичких особина, у комбинацији са методама из патента Гладден и Тхуресон, чини основу за све касније патенте за побољшања ударне (шок) цеви. Овај патент је увео побољшани степен Сурлyн(р)-а, ЕАА или ЕВА као унутрашњи слој, уз могућност конструкције са три слоја и везни слој за спајање неспојивих суседних слојева. Такође је примењена метода вакума и/или претходног загревања првог слоја цеви како би се побољшала веза између слојева.

Најважнија иновација овог патента била је употреба истезања цеви пре наношења другог и/или трећег слоја. Утврђено је да ова техника повећава затезну чврстоћу цеви док смањује дебљину слоја скупог јономера. Сви главни патенти за савремене ударне (шок) цеви користе технику истезања за побољшање затезне чврстоће цеви док дозвољавају употребу пластике са побољшаним физичким својствима и нижим трошковима.

Још један значајан проналазак захтевао је коришћење мешавине пластике која укључује лепљиве материјале, попут јономера, док се задржава потребна лепљивост за пријањање праха. Овај процес омогућава употребу једноставне екструзије једног слоја, за разлику од сложенијег и скупљег процеса вишеслојне екструзије који се користи за вишеструке дискретне слојеве премаза. Поред тога, патент је први пут забележио употребу ослобађања од стреса након истезања, што омогућава цеви да задржи стабилност димензија на високим температурама, као и побољшану радијалну и затезну чврстоћу.

Коекструзија двоструког слоја са трећим спољним слојем, а затим истезање цеви на прецизној температури, да би се извршила контрола над оријентацијом полимера нуди средство за добијање индивидуалних предности сваког јединственог пластичног слоја и бољу контролу физичких својстава, нпр. чврстоћа, отпорност на уља.

Као алтернатива истезању за побољшање чврстоће цеви, патентиран је метод уградње навоја у бочни зид цеви током екструзије. Још један дизајн за јачање влакана постиже се постављањем нити између два независно екструдирана слоја.

Општа теорија механизма шок цеви

Механизам паљења шок цеви није детаљно документован. У индустрији минирања, паљење се обично постиже детонацијом каписле или сличним јаким ударним таласима. У пракси, шок цев може бити иницирана и из неексплозивних, тј. пиротехничких извора. Једном запаљена реакција ће достићи стабилан режим ширења. Једном запаљена реакција ће достићи стабилан режим ширења. Као основа за разумевање ударне цеви, обезбеђен је следећи механизам пропагације заснован на ударном паљењу.

Паљење реактивног материјала на унутрашњој површини шок цеви доводи до формирања ударног фронта. Као резултат, овај ударни фронт струји поред реактивног материјала на зидовима цеви, узрокујући да се материјал турбулентно распрши према центру цеви. У исто време, ударни фронт загрева гасове у цеви. Распршени енергетски материјал се затим загрева и сагорева, ослобађајући енергију која подржава ударни фронт. Ова реакција сагоревања слична је експлозији прашине.

Као и код сваке самоодрживе реакције, недостатак довољне количине енергетског материјала или превелики губици енергије на бочним зидовима цеви услед трења, кретања масе и губитака топлоте би изазвали гашење реакције.

Радови који су извели Сатон и сарадници пружају значајан увид у реакцију ударне (шок) цеви. Експериментална запажања показују да ударни фронт, карактерисан светлом траком, прати предња линија сагоревања са слабијим светлосним зрачењем која ствара импулс притиска који производи фронт сагоревања. Трајање притиска прелази милисекунду, док светлосни бљесак ударног фронта нестаје за приближно око 100 микросекунди. Посебно занимљив део експеримента показује да је притисак знатно мањи (2 МПа у односу на 17 МПа) и да је емисија светлости дужа (300 наспрам 100 микросекунди) када се користе пиротехничке смеше (Ал/КМнО₄) уместо алуминијума/ХМX-а. Дакле, као резултат модификованог састава оптерећења језгра, може се постићи нижи импулс притиска (тј. мање гасова) и дуже трајање излазне снаге.

Перформансе

Брзина ширења

Најчешћа ударна цев која садржи прах ХМX/алуминијум обично се шири брзином од 5.000 до 7.000 стопа по секунди. Додавање пиротехничких адитива може успорити брзину ширења сагоревања на између 100 и 5.000 стопа у секунди. Методе проналаска су користиле употребу пиротехничких једињења као што су црвено олово/силицијум, цирконијум/гвоздени оксид и волфрам/калијум перхлорат користе се за контролу брзине реакције.

Додавање баријум пероксида омогућава стабилно сагоревање материјала са спором реакцијом. Коришћење различитих ограничења у цеви такође може успорити шок цев и контролисати брзину реакције.

Пропагација (ширење)

Ширење ударног таласа пролази кроз већину чворова, савијања и ограничења у цеви, а само веома чврсто везани чворови или низ чворова могу зауставити реакцију. Показало се да шок талас може поуздано проћи кроз део цеви дуг 18 инча који је празан. При руковању шок цевима на терену, корисник треба избегава улазак воде на крај цеви, јер и мала количина воде може зауставити пропагацију или инхибирати паљење.

Излаз

Излаз шок цеви са ХМX/алуминијумом карактерише краткотрајан ударни импулс (отприлике 20-50 микросекунди), праћен врелим гасовима и честицама. Притисак значајно расте са већим оптерећењем језгра, које се креће у распону од 10 до 30 милиграма по метру. Показано је да јачина импулса варира у опсегу од 7 (1000 пси) до 27 (4000 пси), у зависности од инструмената за анализу и количине праха у цеви. Вруће честице које настају у систему ХМX/алуминијум су Ал₂О₃, док су гасови претежно продукти сагоревања ХМX-а. Температура реакције ХМX-а и алуминијума процењује се на око 1.727—2.227 °Ц (3.141—4.041 °Ф; 2.000—2.500 К).

Ефекти дужине цеви

Процес од паљења до постизања стабилне брзине пропагације обично захтева око 6-8 инча. Дужина од 15-18 инча обично се користи како би се обезбедио конзистентан излаз цеви када је то потребно.

Ефекти оптерећења језгра

Количина праха причвршћеног за унутрашњу површину цеви утиче на јачину излазну снагу у смислу ударног притиска и трајање импулса. Међутим, брзина ширења и излазна снага остају релативно слични у опсегу оптерећења језгра од 12-24 мг/м.

Запаљивост

Отворени крај

За паљење отвореног краја цеви, чини се да је ударни талас мале снаге са повезаним врућим гасовима и запаљеним честицама је минимални услов за иницирање. Кључно је и затварање краја цеви током паљења. Најчешћи извор паљења је употреба каписле бр. 209, која се користи у малом ручном уређају који држи капислу и усмерава излаз каписле у крај цеви.

Други материјали, као што су вруће, снажне пиротехничке смеше, такође могу иницирати отворени крај цеви. Количине потребне за иницирање варирају у зависности од материјала, затворености и фиксирања за трансфер, али могу бити минималне, у распону од 5 до 10 милиграма.

Још један метод за иницирање отвореног паљења је електрична. Варница, настала електричним пражњењем између два проводника, може иницирати шок цев. Потенцијал између електрода зависи од растојања између њих.

Кроз зид цеви

Паљење кроз зид цеви се обично постиже јаким ударним таласом, попут оног који ствара каписла за експлозију или мини детонатор. Други, егзотичнији методи, попут ласера високе снаге и генератора варница, тренутно нису практични за примену на терену.

Безбедносне мере

Електростатичка осетљивост

Прах

Прах ХМX/алуминијум није осетљив на паљење од капацитивног пражњења од 30 КВ и 500 пФ, што је веће од електростатичког набоја који људско тело може носити.

Уређаји

Као и код електричних уређаја, системи са шок цевима морају узети у обзир потенцијал електростатичког набоја. Иако шок цев не користи оловне жице за спровођење струје, пластична цев може акумулирати електростатички набој. Дизајн цеви са 8% алуминијума практично елиминише могућност преноса електростатичког набоја. У комбинацији са осетљивим материјама, важно је изоловати те материје од цеви или користити статичку скретницу. У систему НОМАТЦХ(р), употреба инертних енергетских материјала и скретница према спољњем омотачу смањују ризике. Увек је најбоље минимизовати коришћење електростатички осетљивих материјала и интегрисати статичку скретницу у дизајн.

Отпорност на ударце

Шок цев са ХМX/алуминијумом је веома неосетљива. Удар обичног метка неће иницирати цев, а ни прелазак тенка преко ње. Као што је раније поменуто, паљење цеви кроз бочни зид захтева релативно јак ударни талас, попут детонације каписле.

Пријањање

Прах је лагано причвршћен за унутрашњи зид цеви. Излагање цеви екстремним вибрацијама може узроковати да се прах одвоји и мигрира унутар цеви. Накупљање праха на једном месту може довести до пуцања цеви током ширења шок таласа. Иако пукнуће цеви обично не зауставља ширење шок таласа, велико накупљање праха може инхибирати реакцију. Развојем побољшаних процеса и пластичних материјала, овај феномен је значајно смањен. Периодична тестирања шок цеви симулирају најгоре могуће вибрације током транспорта и руковања. Овај феномен подсећа на то да је реакција унутар цеви детонација, те цев никада не треба држати близу лица приликом паљења.

Физичка својства

Чврстоћа

Гранична чврстоћа већине доступних шок цеви прелази 25 фунти. Затезна чврстоћа већине цеви прелази 35 фунти, док код неких може досећи и до 120 фунти. Затезна или крајња чврстоћа обично је у опсегу од 40 до 140 фунти.

Истезање

Произведене цеви могу се истегнути до 300% и више без утицаја на нормално ширење. Важно је напоменути да се својства паљења (за разлику од ширења) могу значајно променити чак и при истезању од 100%. Максимално истезање пре лома обично не прелази 400%, а тачни лимити зависе од произвођача.

Пријањање праха / Радијална чврстоћа

Као што је раније поменуто, цев може пући ако се количина праха одвоји од унутрашњег зида и накупи на једном месту. Иако је ово пуцање релативно безопасно и не представља опасност по околину (осим ако особа држи цев у близини места пуцања), веће накупљање праха може инхибирати ширење. Ако се цев загреје на сунцу, већа је вероватноћа да ће пући, а оштро савијање под углом од 180° такође повећава ту вероватноћу пуцања.

Отпорност на абразију (хабање)

Материјали коришћени за спољашње слојеве ударне (шок) цеви обично су линеарни полиетилени ниске густине, што пружа цеви висок ниво отпорности на хабање.

Еколошка својства

Кроз зид цеви или заптивку

Пластични материјали који чине структуру цеви бирају се тако да спрече продирање воде. Крајеви цеви су обично термички запечаћени, што ефикасно спречава улазак воде. Зидови цеви и заптивке такође пружају ефикасну заштиту од 100% релативне влажности и високих температура до 49 °Ц (120 °Ф; 322 К) током четири недеље.

Отворени крај

Као што је раније поменуто, када је отворени крај цеви изложен капљицама воде, вероватно је да ће тај део цеви постати неупотребљив за паљење. Међутим, цев са отвореним крајем при стандардним температурама и влажности, цев је прилично отпорна. У пракси, цеви које су биле изложене релативној влажности од 70-80% током неколико месеци и даље ће поуздано функционисати.

Хемијска компатибилност

Стандардне шок цеви могу издржати излагање дизел горивима, минералним уљима и растворима амонијум нитрата. Полиетилен, који се обично користи као спољашњи слој цеви, препознат је као веома добра баријера за различите хемикалије.

Скупљање цеви

Стандардне шок цеви, када су изложене високим температурама, попут температура тла на сунчаном дану (изнад 49 °Ц (120 °Ф; 322 К)), могу се скупљати по дужини. Тачна количина скупљања зависи од произвођача, али може износити и до 5%.

Употреба на терену

Сечење

Сечење шок цеви треба изврши помоћу ножа, жилета или маказама које нису металне, попут маказа за орезивање са наковњем. Ово је мера предострожности која се предузима како би се избегла могућност трења које би могло изазвати паљење приликом коришћења металних маказа.

Спојнице (конектори)

Употреба конектора за спајање или раздвајање сигнала преноса у шок цеви је уобичајена на терену. Кључни фактори на које треба обратити пажњу при спајању су:

1. Да отворени крајеви цеви и спој остану суви и
2. Да спој одржава притисак довољно дуго.

Ако се губици притиска минимизирају, више спојница у близини улазног сигнала шок цеви успешно ће пренети сигнал. Најједноставнији облик споја је део цеви који спаја две шок цеви унутар свог пречника. Постоји и много других сложенијих облика спојница који су патентирани, укључујући дизајн са уграђеним жилетом за сечење цеви и позиционирање крајева у заједничком каналу који је отпоран на притисак.

Визуелна инспекција

Већина шок цеви је прозирних боја. Једноставно је подићи цев након паљења и проверити да ли је активирана. Ако је цев активирана, биће прозирна; ако није, унутрашњост цеви ће бити замућена због присуства праха. Ако се користи непрозирна цев, може се расећи по дужини помоћу жилета како би се проверило присуство алуминијумског филма. Такође, мали налет ваздуха може се испустити у кратак део цеви како би се избацили остаци праха, ако их има.

Закључци

Комерцијалне шок цеви су прошле кроз значајан развој од свог настанка, што је јасно видљиво кроз патентиране иновације. Иако је већина ових развоја била усмерена ка индустрији минирања, основни концепти нуде широк спектар могућности које се могу користити и у применама попут ватромета. У наставку су наведене адаптације које се већ користе или имају потенцијал за будућу употребу.

Пренос сигнала

Главна употреба шок цеви је као линија за пренос сигнала. Систем шок цеви, који замењује типичне електричне жице, има предности попут скоро неограничених шаблона, јер нема ограничења у вези са машинама за паљење. Систем је једноставан, безбедан и лак за повезивање. Може укључивати серијске и паралелне спојеве коришћењем једноставних прикључака (конектора).

На пример, НОМАТЦХ(р) производ је базиран на систему преноса сигнала, који додатно укључује изворе паљења шок цеви, упаљаче, одгоде и прикључке ради практичности и логике шаблона. Хибридни систем, који користи и електричне упаљаче и шок цеви, може пружити предности и у погледу секвенцијалног времена и једноставности шок цеви.

Временско одређивање

Унутар цеви

Одлагања могу бити планирана коришћењем природне брзине шок цеви. Стандардна цев омогућава одлагање од 1,5 мс на сваких 10 стопа, што дизајнер може искористити. Такође се могу користити цеви са споријим сагоревањем, нпр. 1 мс/стопи, за прецизна одлагања.

Уређаји у линији

Пиротехничка одлагања могу се дизајнирати како би изазвала одлагање између једне дужине шок цеви и друге. Временско одлагање у овом случају зависиће од брзине сагоревања праха за одлагање, што је корисно за дужа одлагања, на пример од 25 мс до неколико секунди.

Светлосни ефекти

Шок цеви могу бити извор боје ако је спољашњи омотач цеви провидан и обојен. Опсег боја је скоро неограничен, у зависности од различитих боја које се користе у пластичној индустрији. Емисија боје може такође бити резултат пиротехничке смеше унутар језгра са одговарајућим додацима.

Формирање облика

Бљесак шок цеви може бити веома сјајан и брз. Вишеструко провлачење цеви дуж задате путање може резултирати бљеском у жељеном облику. Дужина цеви и број намотаја диктираће трајање бљеска, које може варирати од кратког, једва приметног, до продуженог.

Види још

• Детонирајући штапин