Оцінювання стійкості об’єкта до дії повітряної ударної хвилі під час вибухів

Послідовність оцінювання стійкості об’єкта до дії повітряної УХ під час вибухів. Вибирають критерій (показник), за яким оцінюють стійкість об’єкта до дії УХ.

Критерієм стійкості об’єкта до дії УХ є граничне значення надмірного тиску, за якого елементи об’єкта зберігаються або отримують слабкі та/чи середні руйнування. Це значення надмірного тиску називають межею стійкості об’єкта до УХ і позначають через Δ Р ф lim.

Стійкість об’єкта оцінюють для екстремальних умов, коли буде діяти уражальний фактор УХ з максимальними параметрами, тобто за Δ Р ф max.

Умови стійкості об’єкта такі: якщо Δ Р ф lim ≥ Δ Р ф max – об’єкт стійкий, якщо Δ Р ф lim < Δ Р ф max – об’єкт нестійкий до дії УХ.

Методика оцінювання стійкості об’єкта до дії УХ включає три етапи:

– перший – визначення максимального значення надмірного тиску УХ Δ Р ф max;

– другий – визначення межі стійкості об’єкта (цеху) Δ Р ф lim;

– третій – визначення можливих наслідків вибуху (руйнувань, ураження людей та ін.).

Після цього аналізують результати оцінювання і визначають заходи щодо підвищення стійкості об’єкта.

Визначення максимального значення надмірного тиску ΔРф max, що очікується на об’єкті, і параметрів можливого осередку ураження. Передусім прогнозують і оцінюють ситуацію в разі вибуху. Для цього розв’язують такі дві задачі:

Задача 1. Визначення параметрів ОУ (радіуса осередку, радіусів зон руйнування) і можливого попадання об’єкта в ОУ.

Задача 2. Визначення максимального значення надмірного тиску УХ ΔР ф max, що очікується на об’єкті.

Задачі розв’язують за методикою.

Визначення межі стійкості об’єкта до дії ударної хвилі ( Δ Р ф lim).

Для визначення межі стійкості об’єкта до дії УХ виконують такі операції:

1. Визначають із технічної документації (вихідних даних) основні елементи цеху (будівлі, обладнання, трубопроводи та ін.) та їх характеристики.

2. З дод. 2 беруть значення надмірного тиску Δ Р ф, за яких елемент може отримати слабкі, середні, сильні та повні руйнування.

3. Виявляють межу стійкості кожного з основних елементів цеху.

Межею стійкості елемента є надмірний тиск, за якого елемент отримає середній ступінь руйнування (дод. 2). Якщо надмірний тиск, за якого елемент отримує середнє руйнування, заданий не конкретною величиною, а діапазоном (наприклад, 20–30 кПа), то за межу стійкості

беруть нижчу межу діапазону (у прикладі – 20 кПа). Отримані дані записують у табл. 8.1 для кожного елемента.

4. Визначають межу стійкості цеху в цілому. За межу стійкості цеху беруть межу стійкості його найслабшого елемента.

Визначення можливої шкоди і втрат виробничого персоналуза максимального надмірного тиску Δ Р ф max. Для визначенняможливої шкоди і втрат виробничого персоналу виконюють такіоперації:

1. Визначають ступінь руйнувань, який може отримати кожен елемент цеху за надмірного тиску Δ Р ф max, за табл (результати оцінювання стійкості).

2. Можливу шкоду від дії УХ за Δ Р ф max (відсотки зруйнованих частин елементів) знаходять за табл. залежно від ступеня руйнування певного елемента, який визначають, якщо позначити Δ Р ф max вертикальною лінією.

3. Визначають можливі втрати виробничого персоналу:

а) ураження людей, що працюють на відкритій місцевості, залежно від величини надмірного тиску (Δ Р ф max) за такими характеристиками:

– легкі травми за 20–40 кПа (легка контузія, тимчасова втрата слуху, забиті місця);

– середні – 40–60 кПа (загальна контузія, пошкодження органів слуху, кровотеча з носа і вух);

– важкі – 60–100 кПа (пошкодження внутрішніх органів, переломи кінцівок);

– вкрай важкі – більше 100 кПа (смертельні травми).

б) ураження людей, що перебувають у будівлях залежно від ступеня руйнування будівлі (за Δ Р ф max), виходячи з того, що:

– у разі повного руйнування будівлі всі люди гинуть;

– у разі сильного і середнього руйнувань може вижити 50 % людей, більшість з яких буде уражена через пряму дію УХ і додатково непряму дію – уламками зруйнованої будівлі, а також опиниться під завалами;

– у разі слабких руйнувань будівлі загибель людей малоймовірна,але частина з них може отримати травми від непрямої дії УХ.

Аналіз результатів оцінювання та загальні висновки

1. Порівнюючи Δ Р ф lim об’єкта з очікуваною величиною Δ Р ф max, визначають, чи стійкий об’єкт до дії УХ. За Δ Р ф lim ≥ Δ Р ф max об’єкт стійкий, а за Δ Р ф lim < Δ Р ф max нестійкийдо дії УХ.

2. Визначають, які з елементів найменш стійкі (з малими Δ Р ф lim).

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

Доцільно підвищувати стійкість об’єкта 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.

На підставі висновків пропонують заходи з підвищення стійкості роботи об’єкта. Такими заходами можуть бути:

– укріплення несучих конструкцій та перекриттів будівель установленням додаткових колон, ферм, контрфорсів або підкосів;

– розміщення обладнання на нижніх поверхах будівель або в підвалах, надійне закріплення на фундаменті, установлення захисних кожухів або ковпаків;

– прокладання кабельних мереж та трубопроводів під землею;

– створення резервних запасів обладнання, апаратури, матеріалів для відновлення виробництва.

 

Оцінювання стійкості об'єкта в умовах радіоактивного зараження

Радіоактивне зараження впливає на виробничу діяльність об'єкта через дію на людей.

За критерій стійкості роботи промислового об'єкта в умовах радіо­активного зараження беруть допустиму дозу радіації (Dдоп), яку можуть отримати люди під час роботи на зараженій місцевості.

Послідовність оцінювання стійкості об'єкта до радіоактивного за­раження така:

1.Визначають максимальний рівень радіації, очікуваний на об'єкті на одну годину після вибуху Plmax.

Вихідними даними будуть:

- потужність ядерного боєприпасу q, кт;

- вид вибуху (наземний, повітряний);

- віддаленість об'єкта від центра міста Rгкм;

- максимальне ймовірне відхилення ЦВ боєприпасів від точки при­цілювання rвідх, км;

- швидкість середнього вітру Vсв км/год;

- напрямок середнього вітру беруть у бік об'єкта (у такому разі об'єкт опиниться на осі сліду радіоактивної хмари з максимальним рів­нем радіації);

- допустима доза радіації Dдоп, Р.

Розраховують мінімальну відстань об'єкта від очікуваного центру вибуху (рис. 8.2) за формулою:

Rmin=Rг-rвідх.

За дод. 10 для заданої потужності боєприпасу та швидкості серед­нього вітру знаходять рівень радіації на одну годину після вибуху на осі сліду на відстані Rmin, який беруть як Plmax.

2.Розраховують дозу радіації, яку можуть одержати люди під час роботи зміни (tр= 12 год) і перебування у сховищі за формулою:

D=5Plmax(tп-0.2+tк-0.2)Kосл,

де Kосл- коефіціент ослаблення радіації будівлею (захисною спорудою) (див. табл. 6.7); tп - час початку роботи в зоні зараження відносно вибу­ху, год; tк - час закінчення роботи, год.

Початок роботи tп визначають за формулою:

tп=RxVсв+tвип,

де tвип - час випадання радіоактивних речовин із хмари вибуху, стано­вить в середньому 1 год.

Час закінчення роботи визначають за формулою:

tк=tп+tр,

де tр- тривалість роботи робочої зміни.

3.Знаходять межу стійкості роботи об'єкта в умовах радіоактивно­го зараження за формулою:

Pllim=DдопKосл5(tп-0.2+tк-0.2),

До цієї межової величини рівня радіації можлива робота об'єкта у звичайному режимі (наприклад, змінами по 12 год), і персонал отримає не більше допустимої дози радіації.

4.Аналізують результати оцінювання і роблять висновки:

- чи стійкий об'єкт до радіоактивного зараження (якщо D < Dдоп- стійкий; якщоD >Dдоп- нестійкий);

- чи забезпечує сховище надійний захист виробничого персоналу;

- чи забезпечують захисні якості цеху безперервну роботу змінипротягом установленого часу (якщо Pllim < Plmax- не забезпечують).

5.Пропонують заходи з підвищення стійкості роботи об'єкта в умовах радіоактивного зараження:

- підвищити ступінь герметизації будівель (споруд), в яких пра­цюють люди;

- підготувати системи вентиляції до роботи в режимі очищення по­вітря від радіоактивного пилу;

- розробити режими радіаційного захисту людей в умовах радіоактивного зараження місцевості.