Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2109.pdf
Скачиваний:
72
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
3.13 Mб
Скачать

Библиографический список

1.ГОСТ Р 22.3.03–94. Защита населения. Основные положения. – Введ. 1994–22–12. – М. : Издательство стандартов, 1995.

2.ГО Т Р 22.0.05–97. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные

чрезвычайные ситуации. Термины и определения. – Введ. 1998–16–04. – М. : Издательство стандартов, 1998.

С3. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера: федеральный закон РФ от 21 декабря 1994 года № 68-ФЗ // Российская газета. – 2002. – № 209–210.

4. Общ е прав ла взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических,

5. Бесчастнов, M.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение / М.В.Бесчастнов. – M. : Х м я, 1991. – 432 с.

нефтехимическ х нефтеперерабатывающих производств. – Введ. 2013–11–03 // Бюллетень нормативныхактов федеральных органов исполнительной власти. – 2013. – № 23.

б А Д И

74

Практическая работа №5

ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

1. Общие положения

Взрыв физический или/и химический быстропротекающий процесс частичного преобразован я в механическую работу значительной энергии, выделившейся в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящ й к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на

окружающую среду

высокоскоростному расширению газов.

С

факторы взрыва:

Перв чные

воздушная ударная волна, представляющая собой область сильно

сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью;

осколочные поля, создаваемые летящими обломками строительных

поражающие

конструкц й,

я, взрывных устройств.

Втор чными поражающими факторами взрывов могут быть

воздействие осколков стекол и обломков разрушенных зданий и

сооружений;

оборудован

 

 

А

пожары,

заражение атмосферы и местности;

затопление и т.д.

Д

 

На рис.1 представлены зоны действия взрыва.

 

И

Рис.1. Зоны действия взрыва:

зона 1 – зона действия детонационной волны; зона 2 – зона действия продуктов взрыва;

зона 3 (а, б, в) – зона действия воздушной ударной волны: 3а – сильных разрушений, 3б – средних разрушений,

3в – слабых разрушений

75

Действие взрыва на здания, сооружения, оборудование

Наибольшим разрушениям от взрывов подвергаются здания и сооружения больших размеров с лёгкими несущими конструкциями, значительно возвышающиеся над поверхностью земли. Подземные и заглубленные в грунт сооружения с жёсткими конструкциями обладают

 

значительной

сопротивляемостью

разрушению.

Разрушения

С

 

 

 

 

 

подразделяются на полные, сильные, средние и слабые (табл.1).

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

Характеристика степеней разрушения зданий

 

тепени

 

Характеристика разрушения

 

 

 

зданиях

 

 

 

 

разрушен я

 

 

 

 

 

 

Полные

Характер зуются разрушением и обрушением от 50 до 100% объема

 

 

разрушен я

здан й. В

сооружениях обрушены перекрытия и разрушены

 

 

 

все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно.

 

 

 

Оборудован

 

 

 

 

 

е, средства механизации и другая техника

 

 

 

восстановлен ю не подлежат. В коммунальных и энергетических

 

 

 

сетях меются разрывы ка елей, разрушения участков трубопроводов,

 

 

 

опор воздушных линий электропередач и т.п.

 

 

 

Сильные

Характер зуются разрушением от 30 до 50% объема зданий. В

 

 

разрушен я

здан ях сооружениях имеются значительные деформации несущих

 

 

 

конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен.

 

 

 

Восстановление возможно, но нецелесообразно, так как практически

 

 

 

сводится к новому строительству с использованием некоторых

 

 

 

сохранившихся конструкций. Оборудование и механизмы большей

 

 

 

частью разрушены и деформированы.

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы и

 

 

 

деформацииАна отдельных участках подземных сетей, деформации

 

 

 

воздушных линий электропередачи и связи, разрывы технологических

 

 

 

трубопроводов.

 

 

 

 

 

Средние

Характеризуются разрушением и обрушением до 30% объема зданий.

 

 

 

 

 

И

 

 

разрушения

В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, а

 

 

 

второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши,

 

 

 

окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в

 

 

 

отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть

 

 

 

сооружений пригодна к эксплуатации. В коммунальных и

 

 

 

энергетических сетях значительны разрушения и деформации

 

 

 

элементов, которые можно устранить капитальным ремонтом.

 

 

Слабые

Характеризуются

разрушением

второстепенных

элементов здания

 

 

разрушения

(внутренние перегородки, заполнения дверных и оконных проемов).

 

 

 

Здание после небольшого ремонта может быть использовано.

 

 

 

Оборудование имеет значительные деформации. В коммунальных и

 

 

 

энергетических сетях имеются незначительные разрушения и поломки

 

 

 

конструктивных элементов.

 

 

 

76

Количество зданий, получивших полные, сильные, средние и слабые разрушения определяют путем сопоставления давлений, характеризующих прочность зданий, и давлений, характеризующих воздействие взрыва.

 

В табл. 2 приведены интервалы давлений, вызывающих ту или иную

 

степень разрушения жилых, общественных и производственных зданий

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при взрывах взрывчатых веществ и горючих смесей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

тепени разрушения зданий от избыточного давления

 

 

 

 

 

 

при взрывах горючих смесей

 

 

 

 

 

 

Кирпичные

 

Степени разрушения и избыточные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т пы здан й

 

 

 

давления, кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

слабые

средние

сильные

 

полные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

каменные:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

малоэтажные

 

 

 

8–20

 

20–35

35–50

 

50–70

 

 

многоэтажные

 

 

 

8–15

 

15–30

30–45

 

45–60

 

 

Железобетонные крупнопанельные:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

малоэтажные

 

 

 

10–30

30–45

45–70

 

70–90

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

многоэтажные

 

 

 

8–25

25–40

40–60

 

60–80

 

 

Железобетонные монолитные: многоэтажные

25–50

50–115

115–180

 

180–250

 

 

повышенной этажности

 

 

25–45

 

45–105

105–170

 

170–215

 

 

Железобетонные крупнопанельные с железобе-

 

 

 

 

 

 

 

 

тонным и металлическим каркасом и крановым

 

 

 

 

 

 

 

 

оборудованием грузоподъемностью, т

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до 50

 

 

 

5–30 30–45

45–70

 

75–120

 

 

от 50 до 100 т

 

 

 

15–45

45–60

60–90

 

90–135

 

 

Здания со стенами типа «Сэндвич» и крановым

 

 

 

 

 

 

 

 

оборудованием грузоподъемностью до 20 т

10–30 30–50

50–65

 

65–105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Складские помещения с металлическим

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

каркасом и стенами из листового металла

5–10

10–20

20–35

 

35–45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действие взрыва на человека

Воздушная ударная волна и осколочные поля наносят человеку различные по тяжести травмы, в том числе и смертельные (табл. 3).

В зонах 1 и 2 действия взрыва (см. рис. 1) происходит полное поражение людей: разрыв на части, обугливание под действием расширяющихся продуктов взрыва, имеющих очень высокую температуру. В зоне 3 поражение людей вызывается воздействием ударной волны. Основной причиной появления у людей травм служит мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв

77

кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга,

переломы

и травмы. Кроме того, ударная волна может отбросить человека на

значительное расстояние и причинить ему при ударе

о землю

(или препятствие) различные повреждения. Наиболее тяжёлые повреждения получают люди, находящиеся в положении стоя и вне укрытий. Кроме самой ударной волны человеку могут быть нанесены травмы летящими осколками.

Таблица 3

Характер стика поражений людей при взрывах

 

 

поражен я

 

 

 

Характеристика поражения

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

Лёгкое

 

Лёгкая контуз я, временная потеря слуха, ушибы и вывихи

 

 

 

конечностей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Травмы мозга с потерей сознания, повреждение органов слуха,

 

 

Среднее

 

кровотечен е

з носа и ушей, сильные переломы и вывихи

 

 

 

 

конечностей

 

 

 

 

Вид

 

 

 

 

 

С льная контузия всего организма, повреждение внутренних органов

 

 

Тяжёлое

 

мозга, множественные переломы конечностей. Возможны

 

 

 

 

смертельные исходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Крайне

бТравмы, о ычно приводящие к смертельному исходу

 

 

тяжёлое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поражение людей, находящихся в момент взрыва в зданиях и

 

 

сооружениях, зависит от

степени их разрушения. Так, например, при

 

 

 

 

А

 

 

полном разрушении здания обычно погибают все находящиеся в нем

 

 

люди. При сильных и средних разрушениях может выжить примерно

 

 

половина людей, а остальные получают травмы различной тяжести, так

помещениях с заваленными и разрушенными путями эвакуации.

Д как многие могут оказаться под обломкамиИконструкций, а также в

При слабых разрушениях зданий гибель людей маловероятна. Однако некоторые из них могут получить травмы различной тяжести.

Причинами взрывов наиболее часто является нарушение правил безопасной эксплуатации оборудования, утечки газов через неплотности в соединениях, перегрев аппаратов, чрезмерное повышение давления, отсутствие надлежащего контроля за технологическим процессом, разрыв или поломка деталей оборудования и др.

Источником инициирования взрыва являются:

открытое пламя, горящие и раскаленные тела;

электрические разряды;

78

тепловые проявления химических реакций и механических воздействий;

искры от удара и трения:

ударные волны;

электромагнитные и другие излучения.

 

Особенно велика вероятность взрыва газопаровоздушной смеси на

С

 

 

 

 

 

объектах нефтехимической и химической промышленности, где хранятся

и

используются

значительные

объемы

горючих

газов

и

легковоспламеняющ хся жидкостей. В России доля таких аварий

значительна (более 90%).

 

 

 

 

 

безопасности

 

 

 

 

 

Результаты оценки последствий аварийных взрывов топливно-

воздушных смесей

(ТВС) используются при

определении

масштабов

последств й авар йных взрывов ТВС,

а также при разработке и экспертизе

декларац й

опасных производственных объектов.

 

 

 

Методикаоборудованоценки последствий аварийных взрывов топливно-

 

При кол чественной оценке параметров воздушной ударной волны

при взрывах ТВС предполагается частичная разгерметизация или полное

разрушен е

я, содержащего горючее вещество в газообразной

или жидкой фазе, вы рос этого вещества в окружающую среду,

образован е облака ТВС, инициирование ТВС, взрывное превращение

(горение или детонация) в о лаке ТВС.

 

 

 

воздушных смесей позволяетАопределять вероятные степени поражения людей и степени повреждений зданий от взрывной нагрузки при авариях со взрывами ТВС. Предполагается, что в образовании облака ТВС участвует горючее вещество одного вида, в противном случае (для смеси нескольких горючих веществ) характеристики ТВС, используемые при

расчетах параметров ударных волн, определяются отдельно.

 

Методика оценки последствий аварийных взрывов ТВС по

03-409-01

позволяет определять:

РД

1)

 

основные параметры взрыва ТВС;

 

 

2)

эффективный энергозапас ТВС;

 

 

3)

ожидаемый режим взрывного превращения;

 

4)

максимальное избыточное давление и импульс фазы сжатия

воздушных ударных волн;

 

И

5)

 

 

дополнительные характеристики взрыва ТВС;

 

6)

профиль ударной волны;

 

 

 

7)

параметры падающей волны при детонации облака газовой

смеси;

 

 

 

 

8)

параметры отраженной ударной волны;

 

9)

параметры волны при произвольном режиме сгорания, а также

10) оценить поражающее воздействие ударной волны;

79

11)оценить вероятность повреждения промышленных зданий от взрыва облака ТВС;

12)оценить вероятность поражения людей при взрыве ТВС;

13)представить графически результаты расчета.

При анализе потенциальных источников аварийных взрывов следует

принимать во внимание:

 

С

 

 

характеристики источника (объем, масса, тротиловый эквивалент ВВ);

 

месторасположение источника (удаленность, рельеф

местности, нал ч

е заграждений, естественных и искусственных

препятств й

проч е факторы);

 

предупреждению

 

 

особенности хранения ВВ (тип и конструкция хранилища,

размещен е ВВ в хран л ще, высота хранилища над поверхностью земли,

наличие мер по

 

взрыва);

 

возможные внешние исходные события для инициирования

 

б

взрыва на объектах;

 

 

другую

нформацию, позволяющую уточнить расчетную

модель взрыва

возможные последствия от его механического действия.

 

 

2. Определение основных параметров взрыва

 

 

 

А

 

 

 

топливно-воздушной смеси

Исходные данные для расчета параметров ударных волн при взрыве облака ТВС:

1)характеристики горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС;

2)агрегатное состояние ТВС (газовая или гетерогенная);

3)средняя концентрация горючего вещества в смеси;

4)стехиометрическая концентрация горючего газа с воздухом;

5)масса горючего вещества, содержащегося в облаке;

6)удельная теплота сгорания горючего вещества;

7)информация об окружающем пространстве;

8)расстояние от места аварии;

9)количество вещества, содержащегося в оборудовании.ДИ

Исходные данные для расчета параметров ударных волн при взрыве облака ТВС приведены в табл. 4.

80

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]