Послідовність оцінювання стійкості об’єкта до дії повітряної ударної хвилі

Оцінювання стійкості роботи об’єкта господарювання

Перед тим, як планувати та вжити заходів щодо підвищення стійкості роботи будь-якого об’єкта, потрібно оцінити стійкість цього об’єкта.

Мета оцінювання стійкості – виявлення найбільш слабкіх елементів виробництва відносно дій уражаючих факторів НС та розроблення конкретних рекомендацій щодо підвищення стійкість як слабких елементів, так і об’єкта в цілому.

Для оцінювання реальної стійкості на об’єкті періодично проводить дослідження інженерно-технічний персонал об’єкта під керівництвом начальника ЦЗ (керівника підприємства). На початковому етапі створюють дослідницькі групи, розробляють план досліджень та інші керівні документи.

Дослідницькі групи оцінюють стійкість інженерно-технічного комплексу, надійність захисту виробничого персоналу, стійкість постачання та управління за різних НС після попередньої підготовки.

Оцінювання стійкості об’єкта відбувається за такою методикою:

– оцінюють стійкість кожного елемента об’єкта;

– стійкість об’єкта в цілому визначають за стійкістю найбільш слабкого елемента.

– стійкість об’єкта оцінюють відносно кожного з можливих уражаючіх факторів НС (варіантів аварій, стихійного лиха, застосування сучасної зброї);

– ураховують максимальні значення параметрів уражаючіх факторів щодо умов розташування об’єкта.

Вибирається критерій оцінки стійкісті об’єкта до дії ударної хвилі (УХ).

Критерієм стійкості об’єкта до дії УХ є граничне значення надлишкового тиску, за якого елементи об’єкта зберігаються або отримують слабкі та середні руйнування. Це значення надлишкового тиску називають границею стійкості об’єкта до УХ і позначають Δ Р _{ф гран}.

Стійкість об’єкта оцінюють для екстремальних умов.

Умови стійкості об’єкта такі: якщо Δ Р _{ф max} Δ Р _{ф гран} – об’єкт нестійкий, якщо Δ Р _{ф max} < Δ Р _{ф гран} – об’єкт стійкий до дії УХ.

Методика оцінювання стійкості об’єкта до дії УХ включає:

– розрахунок максимального значення надлишкового тиску УХ, що очікується в районі об’єкту Δ Р _{ф max};

– розрахунок границі стійкості об’єкту до дії УХ, Δ Р _{ф гран};

– аналіз результатів оцінювання: висновок – чі стійкій обєкт чі ні;

– визначення заходів щодо підвищення стійкості об’єкту.

Розрахунок максимального значення надлишкового тиску у фронті УХ, очікуваної у районі об’єкту (Δ Р _{ф max})

Алгоритм розрахунку визначається наступними теоретичними положеннями.

При аварії на вибухонебезпечному об'єкті газ пропан витікає з ємності сховища, змішується з повітрям, утворюючи вибухонебезпечну газо-повітряну суміш (ГПС).

При вибуху ГПС навкруги центра вибуху утворюються три зони вибуху:

-Зона І (зона детонаційної хвилі) радіусом і величиною ∆Р_ф1=1700 кПа;

-Зона II (зона дії продуктів виб)ху) радіусом і величиною на границях зони ∆Р_ф2=1350-300 кПа, яка розраховується за формулою , кПа.

-Зона III (зона дії повітряної ударної хвилі), радіус якої необмежений, і величиною ∆Р_ф3, яка визначається за спеціальною формулою або за графіком.

Сказане визначає наступну послідовність проведення розрахунків

1. Розраховуємо радіус м. Порівнюємо значення з віддаленням цеху від вибухонебезпечного об'єкту R. Оскільки м >м, цех розташований за межами зони І.

2. Розраховуємо радіус , м. Порівнюємо з віддаленням цеху від вибухонебезпечного об'єкту R. Оскільки м > м, цех розміщений за межами зони II і знаходиться в зоні III.

3.З урахуванням цього визначаємо величину надлишкового тиску у фронті ударної хвилі в районі цеху на відстані R від центра вибуху:

-за формулою

-за графіком для визначення надмірного тиску УХ при вибуху газоповітряної суміші (див. рис. 3.5),

за вихідними даними Q=200T та R=800 м значення .

Більше з розрахованих значень приймається за .

за формулою .

Висновок: за результатами розрахунків врайоні цеху очікується максимальне значення надлишкового тиску у фронті ударної хвилі _мах =… кПа.

Розрахунок границі стійкості об’єкту до дії ударної хвилі

Границею стійкості об’єкту до дії ударної хвилі вважається величина надлишкового тиску у фронті ударної хвилі, яка викликає середні руйнування об’єкту.

Алгоритм розрахунку

Виділяють за вихідними даними елементи об’єкту зі збільшеними характеристиками та записують їх в таблицю 1.

За таблицею додаток 2 визначають величини ^, які викликають слабкі, середні, сильні та повні руйнування елементів об’єкту та записують їх в табл. 1.

Таблиця 1. Елементи об’єкту зі збільшеними характеристиками

Елементи об’єкту	Значення , що викликають руйнування
слабкі	середні	сильні	повні
Будівля із збірн. залізобетону	10-20	20-30	—	30-60
Верстати середні	15-25	25-35	35-45	—
Трубопроводи на естакадах	20-30	30-40	40-50	—
Кабельні лінії наземні	10-30	30-50	50-60	>60

Креслимо таблицю 3. «Результатів оцінки стійкості об’єкту до ударної хвилі» та заповнюємо її:

Таблиця 3. Результати оцінки стійкості об’єкту до ударної хвилі

  Наймену-вання об'єкту

Елементи об'єкту і їх збільшені характерис- тики

Ступінь руйнування при Д Р _ф, кПа

Границя стійкості елемента, кПа

Збитки елемента, %

Границя стійкості об'єкту, кПа

  Д Р _ф.мах=35 кПа

10 20 30 40 50 60 70 80 90

    Цех механічний

Будівлі зі збірного залізобетону

Верстати Середні  

Трубопро-води на естакадах

Кабельні лінії наземні

Умовні позначення:

- слабкі руйнування

- середні руйнування

- сильні руйнування

- повні руйнування

За результатами розрахунків границя стійкості об’єкту до дії ударної хвилі

складає Δ Р _{ф гран}=20 кПа.

Порядок заповнення таблиці 3

1. Записуємо найменування об’єкту та його елементів зі збільшеними характеристиками.

2. За допомогою умовних позначень переносимо величини , що викликають слабкі, середні, сильні та повні руйнування із таблиці 1 в таблицю 3.

3. В першу колонку таблиці записується значення, що викликають середні руйнування.

4. В третю колонку записуємо значення , що є мінімальним значенням границі стійкості елементу об’єкту.

5 Друга колонка заповнюється таким чином. У середній частині таблиці проводиться "жирна" смуга, відповідна величині . По тому, крізь які руйнування кожного елемента ця смуга проходить, з урахуванням співвідношення, представленого в табл.2, визначається значення відсотків очікуваних збитків даного елементу.

Таблиця 2. Співвідношення ступеню руйнування і очікуваних збітків

Ступінь руйнування	Слабкі	Середні	Сильні	Повні
Очікувані збитки, %	10...30	30...50	50...90	90... 100

Висновки та пропозиції

1. Порівнюючи Δ Р _{ф гран} об’єкту з очікуваною величиною Δ Р _{ф max}, визначають, чи стійкий об’єкт до дії УХ.

При Δ Р _{ф max} Δ Р _{ф гран} об’єкт нестійкий, а при Δ Р _{ф max} < Δ Р _{ф гран} об’єкт стійкий до дії УХ.

2. Визначають, які з елементів найбільш слабкі (з малими Δ Р _{ф гран}).

3. Визначають, до якої величини доцільно підвищувати стійкість об’єкту.

Доцільно підвищувати стійкість об’єкту до очікуваного значення Δ Р _{ф max}, якщо це не потребує великих економічних витрат. В іншому випадку достатньо буде підвищити стійкість найслабших елементів до рівня стійкості більшості елементів об’єкта.

5. На підставі висновків пропонують заходи щодо підвищення стійкості об’єкту. Такими заходами можуть бути заходи, що наведені у табл. 4.

Таблиця 4. Заходи щодо підвищення стійкості елементів об’єкту

Елементи об’єкту	Заходи щодо підвищення стійкості
Будівля	-встановлення додаткових колон та ферм перекриття; -встановлення підкосів або контрфорсів; -обвалювання цокольної частини грунтом
Верстати	-встановлення над верстатами захисних ковпаків та навісів; -підсилення кріплення верстатів до фундаменту
Трубопроводи та кабельні лінії	-заглиблення трубопроводів або кабелів під землею; -встановлення трубопроводів або кабелів на металевих естакадах; -здійснення кільцювання системи
Загальні заходи	-створення резервних запасів обладнання, апаратури, матеріалів для відновлення виробництва

З використанням вихідних даних розробляється графічний додаток 1 – «Розташування об’єкту в зоні руйнування»

Приклад. Провести оцінювання стійкості збирального цеху до дії ударної хвилі.

Вихідні дані:

– відстань від цеху до місця аварії (вибуху) R _о = 1 км. Цех розміщений щодо місця вибуху по азимуту β_о = 90º;

– тип вибухової речовини – пропан;

– маса вибухової речовини Q = 500 т;

– характеристики елементів цеху:

- будівля цеху: виробнича, одноповерхова з легким металевим каркасом;

– обладнання: верстати – середньої важкості;

– комунально-енергетичні мережі (КЕМ):

– трубопроводи – на естакадах;

– кабельні мережі – наземні.

Дата добавления: 2014-10-15