Osnova C 2009

331

332

-оцінку ступеня і характеру руйнувань елементів інженерно-технічного комплексу об'єкта при ΔРmax.

Отже, вихідними даними для оцінки стійкості ОГД (його елементів) до дії ударної хвилі є:

-максимально можливе значення надлишкового тиску, ΔРmax на території об'єкта;

-характеристика об'єкта та його основних елементів.

На третьому етапі розробляються заходи по підвищенню стійкості роботи ОГД до впливу ударної хвилі.

4.2.2.1 Визначення максимально можливого значення надлишкового тиску в районі об'єкта (його елементів).

А. При вибуху газоповітряної суміші вуглеводневих сполук

Як відомо, аварії на об'єктах з вибухонебезпечними технологіями можуть призвести до витікання в атмосферу газоподібних або розріджених вуглеводневих продуктів. При змішуванні вуглеводневих продуктів з повітрям утворюються вибухоабо пожежонебезпечні суміші - газоповітряні суміші (ГПС). Найбільш вибухо- і пожежонебезпечними є суміші з повітрям вуглеводневих газів: метану (СН4) пропану (С3Н8), бутану (С4Н10) та ін. При вибуху ГПС утворюється осередок вибуху з ударною хвилею, яка викликає руйнування будівель, споруд, обладнання, інших елементів інженернотехнічного комплексу об'єктів.

Приклад

334

Визначити надлишковий тиск, що очікується на об'єкті в районі складального цеху при вибуху ємності, в якій знаходиться 60 т зрідженого пропану С3Н8 (Q=60 т). Відстань від ємності до цеху 300 м (L=300 м).

Розв'язання

1. Визначається радіус зони детонаційої хвилі (зони І):

RI =17,53 Q =1,753 60 =17,5 × 3,91 = 68 м

2.Обчислюється радіус зони дії продуктів вибуху (зони II): RII = 1,7 RI =1,7. 68=116 м

3.Отримані величини радіусів зон RI і RII порівнюються з величиною L.

Робиться висновок, що складальний цех знаходиться за межами цих зон і може опинитися в зоні повітряної ударної хвилі (зоні III).

4.Визначається надлишковий тиск .на відстані L=300 м з використанням розрахункових формул для зони III:

Для цього попередньо обчислюється коефіцієнт Ψ:

Коефіцієнт Ψ <2, тому ΔРШ визначається за формулою (4.11):

рис. 4.2. зображено спад надлишкового тиску на фронті ударної хвилі із віддаллю.

Висновок

При вибуху 60 т зрідженого пропану складальний цех опиниться під дією повітряної ударної хвилі з надлишковим тиском приблизно 46 кПа.

335

Рис. 4.2. СХЕМА ЗОН ВИБУХУ ГАЗОПОВІТРЯНОЇ СУМІШІ

Б. При вибуху випарів бензину При можливому вибуху випарів бензину в ємності визначають масу

цих випарів і за нею розраховують максимально можливий надлишковий тиск ΔР у фронті ударної хвилі на заданій відстані.

Приклад

Визначити максимально можливий надлишковий тиск в районі цеху, якщо на відстані 200 м знаходиться резервуар місткістю 1000 м3, заповнений бензином на 30%.

Вміст бензину в паровій фазі 2% за об'ємом. Густина бензину 0,75 т/м3.

Розв'язання

1. Визначається об'єм пари бензину (м ) в резервуарі:

Vпар =Vрез -Vбенз =1000 -1000 ×30 = 700 м3

100

2. Визначається об'єм бензину, який знаходиться в пароподібному

стані:

V пар =Vпар × Dm бенз 100

де Δmвміст бензину (%), який знаходиться в пароподібному стані.

337

Тоді V пар = 700 × 2 =14 м3 .

бенз 100

3. Розраховується маса бензину (т), який знаходиться в пароподібному

стані:

Висновок

При вибуху випарів бензину надлишковий тиск у фронті ударної хвилі в районі цеху може становити 40 кПа.

В. При вибуху звичайних вибухових речовин При можливому вибуху звичайних вибухових речовин максимально

можливий тиск (кПа) в районі об'єкта (його елементів) розраховується за формулою:

P = 390 RQ3 ,

де Q - маса вибухових речовин, кг; К. - відстаньь від центра вибуху до об'єкта, м.

Приклад

338

Визначити максимально можливий надлишковий тиск в районі цеху, якщо на відстані 250 м від нього знаходиться склад, де зберігається 100 т вибухових речовин.

Розв'язання

Розраховується максимально можливий надлишковий тиск в районі цеху за формулою:

Висновок

При вибуху 100 т вибухових речовин надлишковий тиск у фронті ударної хвилі в районі цеху може становити 31 кПа.

4.2.2.2. Оцінка стійкості об'єкта (його елементів) до дії ударної хвилі

Оцінка стійкості об'єкта до дії ударної хвилі полягає, як відомо, у визначенні межі стійкості основних елементів інженерно-технічного комплексу підприємства і об'єкта загалом і порівнянні отриманого значення межі стійкості об'єкта ΔРlim. з очікуваним максимальним значенням надлишкового тиску в районі об'єкта (його елементів) - ΔРmax. (кПа).

Завершальним етапом оцінки є висновки і пропозиції (заходи) щодо підвищення стійкості об'єкта до дії ударної хвилі.

339

Приклад

Оцінити стійкість складального цеху до дії ударної хвилі при максимально можливому значенні надлишкового тиску в районі цеху ΔРmax.=46 кПа (розрахованому для вибуху газо-повітряної суміші).

Характеристика цеху (основних елементів):

-будівля цеху: одноповерхова, цегляна, безкаркасна, перекриття із залізобетонних елементів;

-технологічне обладнання: крани і кранове обладнання, верстати важкі;

-комунально-енергетичні мережі: трубопроводи на залізобетонних естакадах, кабельні наземні лінії електропостачання.

Порядок оцінки:

1.Виявляються і записуються в таблицю результатів оцінки стійкості основні елементи складального цеху.

2.За табл.. 4.2 для кожного елементу цеху визначається надлишковий тиск який викликає слабкі, середні, сильні і повні руйнування елементів. Ці дані відображаються в таблиці результатів оцінки умовними позначеннями.

3.Визначається межа стійкості до дії ударної хвилі кожного елемента цеху (за мінімальним значенням діапазону середніх руйнувань): будівля цеху

-20; крани і кранове обладнання - 30; верстати важкі - 40; трубопроводи на залізобетонних естакадах - 30; кабельні наземні лінії електропостачання - 30 кПа. Результати заносяться в таблицю результатів оцінки стійкості.

4.Визначається межа стійкості цеху загалом за мінімальним значенням межі стійкості окремих його елементів:

ΔРlim = 20 кПа.

340