Материал: Оценка устойчивости работы различных опасных промышленных предприятий в результате чрезвычайной ситуации

6. Анализ результатов оценки, выводы и предложения по повышению устойчивости цеха к воздействию ударной волны взрыва ядерного боеприпаса q = 1,3 Мт:

- автотранспортный цех может оказаться в зоне слабых разрушений очага ядерного поражения с вероятным ∆Р_фmax = 30 кПа, а ∆Р_фlim сборочного цеха равен 20 кПа, что меньше ∆Р_фmax. Следовательно, сборочный цех неустойчив к воздействию ударной волны; наиболее слабый элемент - здание цеха;

- для повышения устойчивости работы автотранспортного цеха к воздействию ударной волны необходимо повысить устойчивость цеха устройством контрфорсов, подкосов, дополнительных рамных конструкций; кабельную электросеть и воздуховоды проложить под землей; уязвимые узлы кранов и кранового оборудования закрыть защитными кожухами; установить дополнительные колонны кранов.

обеспечить повышение устойчивости оборудования путем усиления его наиболее слабых элементов, прочное закрепление на фундаментах станков, установок и другого оборудования, имеющего большую высоту и малую площадь опоры.

Для полного представления возможной обстановки на объекте и в районе его расположения целесообразно нанести на план местности границы зон разрушений в очаге ядерного поражения при заданной мощности взрыва. Для этого определяем радиусы зон разрушений для боеприпаса мощностью 1,3 Мт.

Зона:

- полных разрушений R₁ = 3,6 км;

сильных разрушений R₂ = 4,5 км;

зона слабых разрушений R₄ = 7 км;_г = 8,2 км; r_отк = 7,6 км.

4. Оценка устойчивости объектов и их элементов к воздействию ударной волны, возникающей при взрывах газовоздушных смесей

заражение ядерный взрыв устойчивость

При авариях на предприятиях со взрывоопасной и пожароопасной технологией, на складах и хранилищах, где хранятся, и на транспорте, на котором перевозятся взрывоопасные и пожароопасные вещества, вследствие истечения газообразных или сжиженных углеводородных продуктов и перемешивании их с воздухом образуются взрывоопасные и пожароопасные газовоздушные смеси. Смеси горючих газов (метана, пропана, бутана и др.) с воздухом взрывоопасны при любой температуре окружающей среды. Смеси паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом относятся к взрывоопасным, если температура вспышки их ниже или равна 45°С. Взрыв или возгорание этих газовоздушных смесей происходит при определенном содержании газа в воздухе (от нижнего концентрационного порога воспламенения до верхнего концентрационного порога воспламенения). Взрывоопасны также смеси горючих пылей с воздухом с нижним концентрационным порогом воспламенения (НКПВ) ниже 15 г/м³ и менее взрывоопасны - с НКПВ =15 - 65 г/м³.

При взрыве газовоздушной смеси образуется очаг взрыва с ударной волной, вызывающей разрушения зданий, сооружений и оборудования аналогично тому, как это происходит от ударной волны ядерного взрыва.

В очаге взрыва газовоздушной смеси принято выделять три круговые зоны (рис. 2):

Рис. 2. Зона очага взрыва газовоздушной смеси

1 - зона детонационной волны; 2 - зона действия продуктов взрыва; 3 - зона воздушной ударной волны.

она детонационной волны находится в пределах облака взрыва. Радиус этой зоны r_i, м, приближенно может быть рассчитан по формуле

r₁ = 17,5  , (4.15)

где Q - количество сжиженного углеводорода, т.

В пределах зоны 1 действует избыточное давление, которое может приниматься постоянным, ΔP₁ =1700 кПа.

Зона действия продуктов взрыва охватывает всю площадь разлёта продуктов взрыва газовоздушной смеси в результате её детонации. Радиус этой зоны

₂ = 1,7 r₁. (4.16)

Избыточное давление в пределах этой зоны ΔP₂ изменяется от 1350 до 300 кПа и может быть определено по формуле

ΔP₂ = 1300 + 50, (4.17)

где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

В зоне действия воздушной ударной волны формируется фронт ударной волны, распространяющийся по поверхности земли.

Избыточное давление в этой зоне в зависимости от расстояния до центра взрыва r₃ может быть рассчитано. Для этого предварительно определяется относительная величина K:

 = 0,24 , (4.18)

где r₃ - радиус зоны 3 или расстояние до точки, в которой требуется определить избыточное давление ударной волны ΔP₃, кПа; r₁ - радиус зоны 1.

При K  2: ΔP₃ = ; (4.19)

при K > 2 ΔP₃ =. (4.20)

Для определения избыточного давления на определенном расстоянии от места взрыва необходимо знать количество взрывоопасного вещества, хранящегося в ёмкости или ушедшего из трубопровода и смешавшегося с воздухом[14].

Задача 5

На определенном расстоянии R=500 м от объекта планируется расположение емкостей с углеводородной жидкостью определенной массы Q=15 кт. Необходимо проанализировать устойчивость объекта в случае разгерметизации емкости и возможного взрыва. Характеристика объекта: здания и сооружения из сборного железобетона; оборудование - тяжелые и легкие станки, подъемно-транспортное оборудование, генераторы на 30…100 кВт; коммунально-энергетические сооружения и сети - кабельные наземные линии, воздушные линии низкого напряжения на деревянных опорах, трубопроводы наземные; средства транспорта, строительная техника, мосты, плотины - грузовые автомобили, автоцистерны, автобусы и специальные машины с кузовами автобусного типа; защитные сооружения - подвалы без усиления несущих конструкций.

Решение

.        Рассчитают радиус детонационной зоны (зона 1):

₁ = 17,5

.        Вычисляют радиус зоны действия продуктов взрыва (зона 2):

₂ =1,7∙r₁= 1,7 ∙ 431,6 = 734 м

Следовательно, цех находится в зоне действия воздушной ударной волны (зона 3).

.        Находят избыточное давление ΔP₃ на расстоянии 500 м от центра взрыва, принимая r₃ = 500 м.

Для этого определяют относительную величину K.

К = 0,24 (r₃/r₁) = 0,24 (500/431,6) = 1,16.

Так как K < 2, то

ΔP₃ =  =  = 40,23 кПа.

Это значение и есть ΔP_фmax, относительно которого нужно оценить устойчивость каждого элемента механического цеха.

4.      Выделяем основные элементы объекта и определяют их характеристики. Основными элементами этого цеха являются: здания и сооружения, технологическое оборудование, коммунально-энергетические сооружения и сети, защитные сооружения, средства транспорта, мосты, плотины, строительная техника.

Их характеристики берем из исходных данных и записывают в сводную таблицу 5.

5.      По соответствующему приложению находим для каждого элемента цеха ∆Р_ф, вызывающее слабые, средние, сильные и полные разрушения. Результаты вносим в сводную табл.5.

6.      Находим предел устойчивости каждого элемента цеха - ∆Р_фlim. Здания и сооружения из сборного железобетона цеха имеет ∆Р_фlim = 20 кПа, легкие станки - 12 кПа, тяжелые станки - 40 кПа, подъемно-транспортное оборудование - 30 кПа, генераторы на 30…100 кВт - 40 кПа, кабельные наземные линии - 30 кПа, воздушные линии низкого напряжения на деревянных опорах - 40 кПа, трубопроводы наземные - 20 кПа, легковые автомобили - 20 кПа, гусеничные тягачи и тракторы - 40 кПа, подвалы без усиления несущих конструкций - 30кПа

7.      Определяем предел устойчивости цеха в целом по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав элементов. Сопоставляя пределы устойчивости всех элементов цеха, находим, что предел устойчивости автотранспортного цеха ∆Р_фlim = 26 кПа.

8.      Анализ результатов оценки, выводы и предложения по повышению устойчивости цеха к воздействию ударной волны взрыва ядерного боеприпаса q = 15 кт:

- объект окажется в зоне сильных разрушений очага ядерного поражения с вероятным ∆Р_фmax = 40,23 кПа, а ∆Р_фlim сборочного цеха равен 26 кПа, что значительно меньше ∆Р_фmax. Следовательно, объект крайне неустойчив к воздействию ударной волны; наиболее слабый элемент - легкие станки;

- для повышения устойчивости работы объекта к воздействию ударной волны необходимо повысить устойчивость объекта устройством контрфорсов, подкосов, дополнительных рамных конструкций; кабельную электросеть и воздуховоды проложить под землей; уязвимые узлы оборудования закрыть защитными кожухами и при возможности заменить легкие станки; установить дополнительные опоры; усилить несущие конструкции.

Таблица 5

Результаты оценки устойчивости объекта к воздействию ударной волны

Для полного представления возможной обстановки на объекте и в районе его расположения целесообразно нанести на план местности границы зон разрушений в очаге ядерного поражения при заданной мощности взрыва. Для этого определяем радиусы зон разрушений для боеприпаса мощностью 1кт.

Зона:

- полных разрушений R₁ = 0,4 км;

сильных разрушений R₂ = 0,54 км;

зона средних разрушений R₃ = 0,69 км;

зона слабых разрушений R₄ = 1,1 км;

Заключение

заражение ядерный взрыв устойчивость

Цель работы заключалась в определении оценки устойчивости работы различных опасных промышленных предприятий в результате чрезвычайной ситуации.

Поставленная цель достигалась путем решения ряда задач: ознакомится с порядком оценки устойчивости объекта в случаях, предложенных ЧС; ознакомится с порядком расчета возможных потерь персонала, находящегося на объекте при возникновении рассматриваемых ЧС; проанализировать сложившуюся ситуацию и сделать соответствующие выводы об повышении устойчивости объекта и предотвращении указанной ситуации; выработки способов ликвидации последствий химического заражения.

Проанализировав первую и вторую задачу, можно сделать вывод о том, что для повышения устойчивости работы машиностроительного завода нужно осуществить следующие мероприятия: снабдить рабочих и служащих на рабочих местах противогазами с коробками марок В, БКФ, Е или Г, которые обеспечат защиту органов дыхания при концентрации хлора в воздухе равной 442,3 ПДК в течение 50-150 ч; эвакуировать из зоны химического заражения персонал; в цехах, технологический процесс которых прерывать нельзя, работу следует организовать в средствах защиты органов дыхания укороченными сменами с отдыхом персонала в убежищах; заблаговременно провести работы по герметизации цехов и других помещения (уплотнить закрытие дверей, окон, форточек, вентиляционных отверстий и т.п.); обеспечить надёжную связь между диспетчерскими службами завода и водоочистной станции, а также с другими предприятиями города, использующими или производящими аварийно химически опасные вещества, с аварийно-спасательными службами или формированиями; для дегазации местности, зданий, сооружений и оборудования, иметь на заводе достаточное число поливомоечных машин и дегазирующих веществ (гашёная известь, щелочные отходы и вода); предусмотреть развёртывание обмывочных пунктов и площадок для санитарной обработки персонала, выходящего из очага поражения, организовать социальное и медицинское обслуживание; по мере возможности удалить источник аварии.

Рассмотрев третью задачу и проведя соответствующие расчеты, было определено избыточное давление во фронте ударной волны и радиус поражения. Оно зависит от расстояния от места взрыва ядерного боеприпаса, ожидаемой мощности ядерного боеприпаса и от мощности взрыва.

В четвертой и пятой задачах требовалось оценить устойчивость объекта к воздействию ударной волны атомного взрыва. Исходя из задания, были сделаны следующие выводы: сборочный цех может оказаться в зоне слабых разрушений очага ядерного поражения сборочного цеха, а объект, рассматриваемый в пятой задачи, в зоне сильных разрушений. Оба объекта неустойчивы к воздействию ударной волны. Для повышения устойчивости работы объекта к воздействию ударной волны необходимо повысить устойчивость объекта устройством контрфорсов, подкосов, дополнительных рамных конструкций; кабельную электросеть и воздуховоды проложить под землей; уязвимые узлы кранов и кранового оборудования закрыть защитными кожухами; установить дополнительные колонны кранов и опоры; повысить устойчивость оборудования путем усиления его наиболее слабых элементов, прочным закреплением на фундаментах станков, установок и другого оборудования, имеющего большую высоту и малую площадь опоры.