Материал: А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

терии и компьютерные программы. При этом данные о ресурсе могут выводиться на блочные щиты управления (БЩУ) и бортовые счетчики ресурса (БСР) – nj /N.

Применительно к стадии эксплуатации важным научно-тех- ническим и экономическим вопросом становится вопрос о безопасном выводе объектов из эксплуатации, особенно в случаях накопленных остаточных радиоактивных излучений, химических, рабочих и аварийных воздействий на объекты, персонал и окружающую среду.

1.2. Проблемы безопасной эксплуатации сложных технических систем

Национальная безопасность Российской Федерации в соответствии с Конституцией РФ и основополагающими Федеральными законами (по общим проблемам безопасности, безопасности промышленной деятельности, защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, по радиационной безопасности, вопросам экологической безопасности, проблемам информационной и экономической безопасности) определяется и регулируется государством, его структурами, силами и средствами. Базовым документом, отражающим совокупность официально принятых взглядов на цели и государственную стратегию в области обеспечения безопасности личности, общества и государства от внешних и внутренних угроз (политического, экономического, социального, военного, техногенного, экологического, информационного и иного характера), с учетом имеющихся ресурсов и возможностей, является «Концепция национальной безопасности Российской Федерации».

Безопасность техногенной сферы в целом имеет два взаимодополняющих и взаимовлияющих аспекта:

–техногенная безопасность обусловливает степень защищенности человека, объектов и окружающей среды от угроз, исходящих от созданных и функционирующих сложных технических систем при возникновении и развитии аварийных и катастрофических ситуаций;

–технологическая безопасность определяет степень защищенности человека, общества, объектов и окружающей среды от угроз, связанных с необоснованным созданием или несозданием

16

технических систем, технологических процессов и материалов, обеспечивающих достижение основных национальных интересов государства.

На современном этапе развития страны технологическая безопасность становится доминантой обеспечения техногенной безопасности. Только развитие высоких производственных и интеллектуальных технологий способно обеспечить национальную безопасность в техногенной, информационной, оборонной, соци- ально-экономической, политической и других сферах.

Анализ и обобщение многочисленных данных позволили провести классификацию техногенных аварий и катастроф. По масштабам охваченных ими стран и территорий, числу жертв и пострадавших, экономическому и экологическому ущербу выделены глобальные, национальные, региональные, локальные и объектовые катастрофы.

По степени потенциальной опасности, приводящей к подобным катастрофам в техногенной сфере гражданского комплекса, были определены объекты, чья доля в возникновении и развитии аварийных остановок, аварий и катастроф оказывает наиболее существенное влияние в общей массе техногенных повреждений

иразрушений. К ним относятся: объекты ядерной, химической, металлургической, горно-добывающей промышленности; уникальные инженерные сооружения (плотины, эстакады, нефте- и газохранилища); транспортные системы (аэрокосмические, надводные и подводные, наземные), перевозящие опасные грузы и большие массы людей; магистральные газо- и нефтепродуктопроводы. Как видно из вышеперечисленного, практически все отрасли промышленности, отнесенные к наиболее опасным, либо напрямую задействуют низкотемпературные технологические процессы, например ядерная

ихимическая отрасли промышленности, либо их объекты расположены в регионах, где температура воздуха в зимний период может

достигать –60 С.

Аварии и катастрофы на указанных объектах могут инициироваться опасными природными явлениями: землетрясениями, ураганами, штормами. Сами техногенные аварии и катастрофы при этом могут сопровождаться радиационными и химическими повреждениями и заражениями, взрывами, пожарами, обрушениями.

17

до (0,5…1) 10–1 l/год, а ущерба – до 109 дол./катастрофа. При этом их риски изменяются в пределах от 104 до 1010 дол./год (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Вероятность крупных аварий (1/год)

Реальное состояние дел с обеспечением техногенной и природной безопасности промышленных объектов потребовало постановки новых фундаментальных и прикладных задач. Это относится к таким отраслям науки, как математическая теория катастроф и вероятностная теория рисков, физика, химия, металловедение и материаловедение, механика аварийных ситуаций и катастроф, теория жесткой, функциональной и комбинированной аварийной защиты объектов, операторов и персонала. В свою очередь, это повлекло возникновение следующих научных направлений: экспериментальные разработки мониторинга и прогнозирования (с применением космических, воздушных и наземных систем); разработки сценариев и последствий техногенных катастроф; создание научных методов, технологий и техники ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

При анализе безопасности сложных технических систем были сформированы три основных вида аварийных ситуаций: проектные, запроектные и гипотетические (табл. 1.2). В их основе лежат

18

следующие параметры: локальные напряжения и деформации; числа циклов нагружения и пусков–остановок оборудования; условия окружающей среды; температура и время эксплуатации. В зависимости от типа потенциально опасных объектов имеет место чрезвычайно широкая вариация этих параметро. Так, число циклов может изменяться от единиц – для ядерных реакторов до 1012, температура эксплуатации и рабочей среды – от 1 до 10 000 К, срок службы – от секунд до десятков лет. Такая вариативность приводит к тому, что проектные аварийные ситуации, как правило, охватывают области исследования накопления повреждений классическими теориями сопротивления материалов, теориями упругости, пластичности и ползучести. Расчетные и экспериментально определяемые напряжения и деформации остаются на уровне предела упругости.

Таблица 1.2

Типы аварийных ситуаций и степень защищенности

Развитие современной цивилизации: создание новых, более мощных машин и механизмов, применение новых, потенциально более опасных энергетических систем, новых систем вооружения

ихимических производств, освоение новых, ранее не используемых

иудаленных от технологически развитой инфраструктуры территорий Крайнего Севера – приводит к увеличению числа потенциально опасных технологических процессов, увеличивает риск и угрозы технологической безопасности.

Всоответствии с «Концепцией национальной безопасности Российской Федерации» к угрозам технологической безопасности России первую очередь следует отнести:

– сокращение объемов материального производства в гражданском и оборонном комплексах, достигшее в основных отраслях

19

к 2000 г. 40–50 %, а в фондообразующих отраслях 70–95 % и только к настоящему времени постепенно возвращающемуся к исходным значениям;

–недопустимо высокий уровень износа основных фондов

иисчерпания проектных ресурсов машин и оборудования (до 50–70 % оборудования в ведущих отраслях энергетики, нефте- и газоперерабатывающей промышленности; на транспорте – близки к полной выработке ресурса);

–невозможность обновления основных фондов в силу неприемлемо низкой инновационной и инвестиционной активности (степень обновления основных производственных фондов не превышает 1–5 %);

–рост доли низкоуровневой технологической переработки сырья и материалов по сравнению с высокотехнологическим выпуском готовой продукции (доля экспортной сырьевой продукции в 5–10 раз превышает долю продукции глубокой переработки);

–высокий перекос в оплате труда работников сферы материального производства и в сфере посреднической и непроизводительной деятельности (до 10–20 раз);

–падение (на 20–40 %) выпуска молодых специалистов общетехнического и специального научно-технического и производственного назначения с последующей 30–80 %-й их невостребованностью в реальной сфере производства;

– резкое старение интеллектуального потенциала страны в сфере научно-технических разработок, на 25–40 % превышающее ход естественного старения;

– внешняя утечка специалистов высокой профессиональной подготовленности (до 100 000 с экономическим ущербом стране до 40–60 млрд дол.) и внутренняя утечка и перераспределение объемов специалистов в сторону непроизводственной сферы;

– значительная потеря производственных возможностей и промышленного потенциала во многих отраслях электроники, вычислительной техники, робототехники, сельскохозяйственного машиностроения и машиностроения для легкой промышленности;

– нарушение сложившихся с учетом специфики России в пространствах и климатических условиях тарифов на энергоносители и транспорт с их 2–5-кратным ростом по сравнению с тарифами на продукцию материального производства;

20