Detonator

Tipe Dan Jenis Detonator

1. Pengertian umum detonator

   Detonator adalah alat pemicu awal yang menimbulkan inisiasi dalam bentuk letupan (ledakan kecil) sebagai bentuk aksi yang memberikan efek kejut terhadap bahan peledak peka detonator atau primer. Detonator disebut dengan blasting capsule atau blasting cap. Adapun pengelompokkan jenis detonator didasarkan atas sumber energi pemicunya, yaitu api, listrik, dan benturan (impact) yang mampu memberikan energi panas didalam detonator, sehingga detonator meletup dan rusak. Spesifikasi fisik dari detonator secara umum sebagai berikut:

·         Bentuk                             :     tabung silinder

·         Diameter                          :     6 – 8 mm

·         Tinggi                               :     50 – 90 mm

·         Bahan selubung luar          :     terbuat dari alumunium, tembaga

·         Jenis detonator biasa        :     salah satu ujung tabung terbuka

·         Jenis detonator listrik        :     pada salah satu ujung tabung terdapat dua kawat

·        Jenis detonator nonel    :     pada salah satu ujung tabung terdapat sumbu non-electric (nonel) terbuat dari plastik.

Seperti telah diuaraikan di atas bahwa setiap tabung detonator bermuatan bahan peledak kuat. Terdapat dua jenis muatan bahan peledak di dalam detonator yang  masing-masing fungsinya berbeda, yaitu :

1)        Isian utama (primary charge) berupa bahan peledak kuat yang peka (sensitif). Fungsinya adalah menerima efek panas dengan sangat cepat dan meledak  menimbulkan gelombang kejut.

2)        Isian dasar (base charge) disebut juga isian sekunder adalah bahan peledak kuat dengan VoD tinggi. Fungsinya adalah menerima gelombang kejut dan meledak dengan kekuatan besarnya tergantung pada berat isian dasar tersebut.

Kekuatan ledak (strength) detonator ditentukan oleh jumlah isian dasarnya dan diidentifikasi sebagai berikut (dari ICI Explosive):

ð  detonator No. 6            = 0,22 gr PETN (Penta Erythritol Tetra Nitrate)

ð  detonator No. 8            = 0,45 gr PETN

ð  detonator No. 8*          = 0,80 gr PETN

Jadi daya ledak detonator No. 8 lebih kuat dibanding detonator No. 6. Kadang-kadang diproduksi juga detonator No. 4, yang berarti kandungan PETN lebih kecil dari 0,22 gr, untuk keperluan tertentu.

Disamping pengelompokkan detonator berdasarkan energi pemicunya, detonator pun dikelompokkan berdasarkan waktu meledaknya, yaitu:

ð  Instantaneous detonator adalah detonator yang meledak langsung setelah sumber energi menginisiasi isian primer dan sekunder; dan

ð  delay detonator adalah detonator yang dapat menunda sumber energi beberapa saat, yaitu antara puluhan millisekon sampai sekon atau detik, untuk meledakkan isian primer dan sekunder.

2. Detonator biasa (plain detonator)

     Merupakan detonator yang pertama kali dipergunakan untuk keperluan peledakan, baik industri maupun militer. Ukuran tabung detonator biasa adalah diameter 6,40 mm dan panjang 42 mm dengan bagian-bagian sebagai berikut:

1)        Ramuan pembakar (ignition mixture) terbuat dari bahan yang mudah terbakar dan berfungsi untuk meneruskan api dari sumbu bakar.

2)        Isian utama berupa bahan peledak kuat dengan kepekaan tinggi, biasanya ASA, yaitu campuran lead azide atau lead stypnate dan aluminium, sehingga seketika setelah menerima panas dari ramuan pembakar, maka isian utama ini akan meledak dan menimbulkan gelombang kejut.

3)        Isian dasar berupa bahan peledak kuat dengan VoD tinggi yang akan terinisiasi oleh gelombang kejut isian primer. Karena isian dasar ini mempunyai VoD tinggi, akan mampu meledakkan bahan peledak peka detonator sebagai primer.  Kandungan isian dasar bisa PETN atau TNT (Tri Nitro Toluene).

4)        Tabung silinder terbuat dari bahan tembaga atau aluminium yang mudah rusak apabila terkena ledakan.

5)        Ruang kosong separuh lebih ketinggian detonator disediakan untuk menyisipkan sumbur bakar atau sumbu api atau safety fuse, karena umum-nya jenis detonator biasa ini selalu dikombinasikan dengan sumbu api.

 

Detonator biasa selalu dipakai atau dikombinasi dengan sumbu api atau sumbu bakar atau safety fuse apabila akan digunakan untuk meledakkan bahan galian. Apabila peledakan dengan detonator listrik tidak memungkinkan, maka akan aman mengunakan detonator biasa.

Beberapa hal yang wajib diperhatikan di dalam menangani detonator biasa agar terjamin keselamatan kerjanya adalah:

1)        Detonator tidak boleh diperlakukan kasar, misalnya dilempar atau dipukul-pukul

2)        Periksa apakah ada benda masuk ke dalam atau menyumbat detonator

3)        Isian detonator tidak boleh dikorek-korek atau dipadatkan

4)        Detonator dilarang dipanaskan, senantiasa ada dalam kotaknya dan hanya diambil pada saat akan disambung dengan sumbu api

5)        Hindarkan detonator agar tidak kemasukan air

 

Saat ini penggunaan detonator biasa untuk kegiatan peledakan utama pada penambangan terbuka dan bawah tanah sudah berkurang karena tersaingi keunggulannya oleh detonator listrik dan nonel. Sampai tahun 1960-an peledakan bahan galian menggunakan detonator biasa masih intensif, baik pada tambang terbuka maupun bawah tanah, dengan menerima segala kelemahannya.

3. Detonator listrik (electric detonator)

    Kandungan isian pada detonator listrik sama dengan pada detonator biasa yang membedakan keduanya adalah energi panas yang dihasilkan. Pada setiap detonator listrik akan selalu dilengkapi dengan dua kawat yang merupakan bagian tidak terpisahkan dengan detonator tersebut. Nama kawat tersebut adalah leg wire.  Ujung kedua kawat di dalam detonator listrik dihubungkan dengan kawat halus (bridge wire) yang akan memijar setelah ada hantaran listrik. kawat halus diselubungi oleh ramuan pembakar yang secara keseluruhan disebut fusehead. Apabila pijar dari kawat halus terbentuk, maka ramuan pembakar langsung terbakar dan timbul energi panas dalam ruang detonator. Mekanisme peledakan selanjutnya sama seperti pada detonator biasa.

Keuntungan pemakaian detonator listrik dibanding detonator biasa adalah:

1)        Jumlah lubang yang dapat diledakkan sekaligus relatif lebih banyak

2)        Dengan adanya elemen tunda dalam detonator, pola peledakan menjadi lebih bervariasi  dan arah serta fragmentasi peledakan dapat diatur dan diperbaiki

3)        Penanganan lebih mudah dan praktis 

Sedangkan kelemahannya terutama dipandang dari sudut keselamatan kerja peledakan sebagai berikut:

1)        Tidak boleh digunakan pada cuaca mendung apalagi disertai kilat, karena kilatan dapat mengaktifasi aliran listrik, sehingga terjadi peledakan premature.

2)        Pengaruh gelombang radio, televisi, dan “arus liar” atau stray currents dan listrik statis (static electricity) dari dalam bumi serta arus listrik lainnya dapat pula mengaktifasi aliran listrik pada detonator

3)        Membutuhkan peralatan peledakan khusus listrik, yaitu sumber arus listrik, alat penguji tahanan, dan peralatan listrik lainnya yang tentunya ada biaya yang harus dikeluarkan.

Panjang legwire bervariasi, sehingga dapat disesuaikan dengan kedalaman lubang ledak. Hindari adanya sambungan kawat di dalam lubang ledak. Kalaupun terpaksa sambungan harus dibuat di dalam lubang ledak, yaitu legwire disambung connecting wire, maka sambungan harus diisolasi dengan benar agar air dalam lubang ledak tidak meresap ke dalam kawat tersebut. Apabila hal tersebut terjadi akan menimbulkan arus pendek yang hasilnya adalah ledakan prematur atau gagal ledak.

Tahanan listrik setiap detonator bervariasi sesuai dengan panjang legwire, tetapi biasanya :

ð  sekitar 1,5 ohm untuk panjang legwire 1,8 m, dan

ð  sekitar 2,0 ohm untuk panjang legwire 3,6 m.

Kekuatan arus minimal yang harus dihantarkan untuk meledakkan detonator antara 1 – 1,5 amper, sehingga apabila terdapat arus liar yang kekuatannya kurang dari batasan arus tersebut diyakinkan detonator tidak meledak.

Ditinjau dari tenggang waktu peledakan setelah arus menimbulkan pijar maksimum, maka detonator listrik dikelompokkan pada detonator langsung (instantaneous detonator) dan detonator tunda (delay detonator). 

a.         Detonator listrik langsung

Adalah detonator listrik langsung buatan ICI Explosives. mekanisme peledakan detonator setelah terjadi kontak listrik dari sumber listrik. Seketika setelah pijar terbentuk, maka energi panas akan membakar ramuan pembakar, sehingga fusehead menjadi merah membara dan memanasi ruang detonator yang tersisa. Energi panas dari ruang tersebut menjadi pemicu meledaknya isian utama, kemudian isian dasar dan secara keseluruhan detonator meledak. Urutan proses tersebut di atas berlangsung sangat cepat seolah-olah tidak ada jeda waktu antara dari kawat halus berpijar sampai isian dasar atau detonator meledak. Detonator listrik langsung ini umumnya dipakai untuk pola peledakan yang hanya satu baris dan jumlah primer di dalam kolom luang ledak hanya ada satu primer saja.

b. Detonator listrik tunda

Detonator listrik tunda buatan “Ireco” salah satu anggota Dyno Explosives Group. Mekanisme pembentukan energi panas mulai dari memijarkan kawat halus sampai ramuan pembakar terbakar dan fusehead membara adalah sama dengan pada detonator langsung. Selanjutnya adalah energi panas di dalam ruang detonator yang tersisa tidak langsung memicu peledakan isian utama, tetapi energi panas tersebut dirambat-kan beberapa saat melalui media elemen tunda (delay element) sampai akhirnya menyentuh isian utama. Selanjutnya proses peledakan detonator sama seperti pada detonator listrik langsung. Sebagai elemen tunda bisa berbentuk media logam penghantar panas yang  waktunya sudah terukur atau berbentuk serbuk kimiawi yang juga penghantar panas dan sudah diukur lama kecepatan rambatnya. Panjang-pendek elemen tunda menentukan harga waktu tundanya dan sekaligus memberi kenampakan fisik detonator secara menyeluruh, yaitu ada detonator yang lebih panjang atau lebih pendek dari lainnya.

Terdapat tiga macam waktu tunda dalam detonator listrik, yaitu halfsecond, quartersecond dan millisecond. interval waktu terkecil dalam peledakan adalah 25 ms, sehingga selang waktu menjadi 25, 50, 75, 100, 125 ms, dan seterusnya.

Setiap produsen memberikan ciri khusus untuk membedakan masing-masing sistem waktu tundanya, misalnya dengan warna, nama seri, atau nama khusus. Demikian juga dengan interval harga waktu tunda dari tiap sistem tersebut, biasanya hanya dibedakan menggunakan warna label penunjuk waktu tunda (delay tag color) dan pemberian strip atau garis dengan warna berbeda pada detonatornya. Halfsecond dan quartersecond diistilahkan juga sebagai Long Period atau (LP) sedangkan millisecond sebagai MS.

 

Detonator listrik seismik: Mempunyai spesifikasi detonator nomor 8 bintang (8*) yang kekuatannya hampir dua kali nomor 8. Tabung detonator terbuat dari aluminium dan fusehead terbentuk dari zat kimia styphnate sebagai ramuan pembakar. Tanda yang penting dari detonator seismik adalah bahwa jeda waktu antara saat mulai listrik dikontak dengan peledakan detonator dibuat sependek mungkin. Caranya adalah dengan menggunakan alat pemicu ledak (exploder shot atau blasting machine) berkapasitas atau voltage tinggi. Untuk melindungi adanya “arus liar” dan listrik statis ujung kedua kawat utama (leadwires) harus dihubungkan dan diisolasi. Kawat utama dibuat ekstra kuat terhadap tarikan, yaitu dari bahan pembuat PVC. Untuk jarak yang pendek, yaitu kurang dari 20 m, kemasannya digulung; sedangkan untuk jarak yang jauh sekitar 20 m lebih menggunakan rol .

Detonator listrik bawah air: Disebut juga submarine detonator dengan spesifikasi mirip dengan detonator seismik. Diameter kawatnya lebih besar dari pada  detonator seismic. Ujung atas detonator di press ganda oleh alat crimper (double circular crimp), sehingga tahan berada dalam air sedalam 90 m selama 2 minggu.

 

4.Detonator nonel

    Detonator nonel (non-electric) dirancang untuk mengatasi kelemahan yang ada pada detonator listrik, yaitu dipengaruhi oleh arus listrik liar, statis, dan kilat serta air. Akhirnya diketemukan suatu proses transmisi signal energi rendah gelombang kejut menuju detonator tanpa mempengaruhi bahan peledak yang digunakan. Transmisi signal terjadi di dalam suatu sumbu (tube) berdiameter 2 – 3 mm terbuat dari semacam lapisan plastik yang pada bagian dalamnya dilapisi dengan material reaktif yang sangat tipis. Ketika inisiasi dilakukan, signal energi rendah tersebut bergerak disepanjang sumbu yang kecepatan propagasinya enam kali kecepatan suara (2000 m/s). Fenomena gelombang kejut tersebut, yang sama dengan ledakan debu pada tambang batubara bawah tanah, merupakan rambatan gelombang kesegala arah, saling membentur dan menikung di bagian dalam sumbu. Bagian luar sumbu tidak rusak oleh gerakan gelombang kejut yang tidak beraturan tadi karena jumlah reaktif material didalamnya hanya sedikit (satu lapis).

a.    Cara menginisiasi sumbu nonel

Satu ruas “sumbu nonel” (nonel tube) disebut juga “sumbu signal” terinisiasi secara langsung (instantaneous), kecuali sudah dipasang detonator tunda oleh pabrik pembuatnya. Terdapat beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menginisiasi atau menyulut sumbu nonel, yaitu:

1)        menggunakan satu detonator, baik detonator biasa atau listrik,

2)        menggunakan sumbu ledak (detonating cord), atau

3)        menggunakan starter non-electric yang dinamakan shotgun atau shotfirer.

b.    Komponen utama satu set detonator nonel

Detonator nonel diterima konsumen sudah dengan sumbu signalnya yang merupakan satu kesatuan yang tidak terpisahkan. Komponen utama satu set detonator nonel adalah sebagai berikut:

1)        Sumbu nonel, berfungsi sebagai saluran signal energi menuju detonator tunda. Sumbu ini mempunyai panjang yang berbeda, sehingga pemilihannya harus disesuaikan dengan kedalaman lubang ledak. Pada bagian ujung sumbu dipres atau ditutup yang disebut dengan ultrasonic seal. Jangan coba-coba memotong ultrasonic seal ini karena uap air akan masuk kedalam sumbu dan dapat menyebabkan gagal ledak. Sumbu nonel terdiri dari tiga lapisan, yaitu lapisan luar, lapisan tengah, dan lapisan dalam yang masing-masing berfungsi sebagai berikut:

·     Lapisan luar: untuk ketahanan terhadap goresan dan perlindungan terhadap ultra violet

·         Lapisan tengah: untuk daya regang dan ketahanan terhadap zat kimia

·  Lapisan dalam: menahan bahan kimia reaktif, yaitu jenis HMX atau octahydrotetranitrotetrazine dan aluminium, pada tempatnya. HMX ber-suhu stabil dan memiliki densitas serta kecepatan detonasi yang tinggi.

  c. Waktu Tunda Detonator Nonel

Penentuan waktu tunda detonator nonel lebih bervariasi karena pemasangannya dapat dilakukan di dalam lubang ledak dan di permukaan, yaitu:

1)        di dalam lubang ledak disebut in-hole delay atau waktu tunda dalam lubang, yaitu sekuen waktu meledaknya bahan peledak dari setiap lubang ledak,

2)        di permukaan disebut trunkline delay atau waktu tunda permukaan, yaitu sekuen waktu tunda antar lubang di permukaan.

Oleh sebab itu, produsen bahan peledak membuat detonator nonel yang khusus untuk dipermukaan maupun di dalam lubang ledak. Bentuk detonator nonel di dalam lubang ledak tidak dilengkapi dengan slot penjepit, sementara untuk yang dipermukaan dilengkapi dengan slot penjepit yang berfungsi untuk menyambung antar sumbu nonel atau dengan sumbu ledak