Прогнозування і оцінка стійкості роботи об'єкта в умовах надзвичайної ситуації

Одним із основних заходів захисту від техногенних вибухів є прогнозування надзвичайної ситуації, яка може виникнути на підприємстві (об'єкті) внаслідок вибуху газоповітряної (пилоповітряної) суміші залежно від діяльності об'єкта і умов утворення вибухового середовища. На підставі даних прогнозування надзвичайної ситуації оцінюється стійкість роботи об'єкта в цих умовах і плануються та запроваджуються заходи щодо підвищення стійкості роботи підприємства, недопущення ураження людей, зменшення матеріальних збитків.

Вибух - це швидке виділення енергії в обмеженому об'ємі, що пов'язане з раптовою зміною стану речовини і супроводжується появою надлишкового тиску і, як правило, продуктів вибуху і руйнуванням середовища.

Під стійкістю роботи об'єкта розуміють здатність його в умовах надзвичайної ситуації продовжувати роботу та виробляти продукцію в запланованому обсязі і номенклатурі, а при отриманні слабких чи середніх руйнувань відновити виробничий процес в короткий строк.

За критерій стійкості об'єкту до дії повітряної ударної хвилі приймається таке значення надлишкового тиску ΔР (кПа) у фронті ударної хвилі, при якому будівлі, споруди і обладнання зберігаються або дістають слабкі (середні) руйнування та (або) пошкодження, при яких можливе і доцільне відновлення виробничого процесу в короткий строк.

Це значення надлишкового тиску прийнято вважати межею стійкості об’єкта до дії ударної хвилі, ΔР_lim.

Межа стійкості порівнюється з очікуваним максимальним значенням надлишкового тиску на території об'єкта, ΔР_max.

У разі, якщо ΔР_lim≥ ΔР_max - об'єкт стійкий до дії ударної хвилі, при ΔР_lim <ΔР_max -не стійкий.

Оцінка стійкості об’єкта до дії ударної хвилі здійснюється у два етапи.

На першому етапі визначається максимально можливе значення надлишкового тиску, ΔР_max в районі об'єкта (його елементів).

Другий етап (власне оцінка стійкості) включає:

- виявлення основних елементів інженерно-технічного комплексу об'єкта, від яких залежить нормальне функціонування підприємства;

- визначення надлишкового тиску ΔР, при якому основні елементи об'єкта отримують слабкі, середні, сильні та повні руйнування;

- визначення межі стійкості до дії ударної хвилі, ΔР_lim, кожного із виявлених основних елементів об'єкта і об'єкта загалом (за найбільш вразливим елементом);

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

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

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

- характеристика об'єкта та його основних елементів.

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

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 вибухо- або пожежо небезпечні 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 інженерно-технічного комплексу об'єктів.

Основним параметром ударної хвилі є надлишковий тиск у фронті ударної хвилі, ΔР.

ΔР = Р – Р₀

де:

Р - максимальний тиск у фронті ударної хвилі; Р₀ - атмосферний тиск.

Залежно від значення надлишкового тиску визначається ступінь руйнування елементів інженерно-технічного комплексу об'єктів.

В осередку вибуху ГПС прийнято виділяти три кругові зони: І - зона детонаційної хвилі; II - зона дії продуктів вибуху; III - зона повітряної ударної хвилі (Рис.3.1).

РОЗРАХУНОК:

1) Зона детонаційної хвилі (зона 1) знаходиться в межах хмари вибуху.

Радіус зони І визначаються за формулою:

де:

· R₁ - відстань від місця вибуху (метри),

· Q - маса вибухової речовини (тони)

2) Зона дії продуктів вибуху (зона 2) охоплює всю площу розлітання продуктів ГПС в результаті її детонації. Радіус зони 2 обчислюється за формулою:

По відстані R_1, R₂ визначається зона, в якій розташований об’єкт.

Оскільки , то об’єкт розташований в ІІІ зоні

3) Зона дії повітряної ударної хвилі (зона 3) формує фронт ударної хвилі, яка поширюється вздовж поверхні землі. Надлишковий тиск в межах зони 3, ΔР_ІІІ змінюється від 300 кПа до 10 кПа i розраховується за формулами:

при Ψ ≤ 2

при Ψ > 2

де: - допоміжний коефіцієнт.

Отже 1,07 ≤ 2, тому

Від впливу ударної хвилі на будови і споруди можуть утворитися різні ступені руйнувань. В залежності від величини надмірного тиску можуть виникнути повні, сильні, середні та слабкі руйнування, характеристика яких відображена у таблиці Д1 додатку 10.

Елементи об’єкту	Ступінь руйнування при ΔРмах, кПа 0 10 20 30 40 50 60 70	Межа сті- йкості елемент.
Будівлі: 1.Багатоповерхові залізо-бетонні будови з вели-кою площею засклення		20
2. Адміністративні бага-топоверхові. будови з залізобетонним каркасом		30
3. Масивні промислові бу-дови з металевим карка-сом		30
Обладнання: 1. Електродвигуни (по-тужн до 2 кВт, відкриті).		40
2. Контрольно-вимірю-вальна аппаратура.		40
3. Електролампи у плафо-нах		10
4. Крани і кранове обла-днання		30
Технологічні та комуна-льно-енергетичні спо-руди і мережі: 1. Наземні металеві резе-рвуари та ємності		40
2.Кабельні підземні лінії		300
2.Повітряні лінії високої напруги.		30
3.Повітряні лінії низької напруги.		60
4. Трубопроводи наземні		50
5. Трубопроводи на мета-левих та залізобетонних естакадах		30
Засоби захисту: 1. Підвали без підсилення несучих конструкцій		30
Транспорт: 1. Вантажні автомобілі і автоцистерни		30
2. Автобуси і спецавто-машини з кузовами авто-бусного типу		20
3. Шосейні дороги з асфальтовим і бетон- ним покриттям		300
Ступінь ураження незахищених людей

Висновок:

Межа стійкості адмінкорпусу становить 30 кПа. Максимальний надлишковий тиск, що буде на території корпусу 45.5 кПа. Отже, корпус будівлі є не стійкими до дії ударної хвилі і зазнає слабких руйнувань, в результаті чого відбудеться руйнування найменш міцних конструкцій будинків, споруд і агрегатів: заповнень дверних і віконних прорізів, зрив покрівлі, а основне устаткування зазнає значних ушкоджень.

Обладнання об’єкту зазнає слабких руйнувань, що несе за собою часткове ушкодження стиків труб, контрольно-вимірювальної апаратури, верхньої частини стінок оглядових колодязів. легкові автомобілі - середніх.

Повітряні лінії високої напруги зазнають середніх руйнувань, а низької напруги – слабких. Незахищені люди зазнають слабку контузію.

Робляться пропозиції по підвищенню стійкості об’єкта.

Дата добавления: 2015-08-31