Меню
Головна
 
Головна arrow БЖД arrow Надійність будівельних об'єктів та безпека життєдіяльності людини
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Аварійні вибухи

Вибухом називають необоротну реакцію перетворення вихідної суміші речовин в переважно газоподібні продукти з виділенням в короткий проміжок часу великої кількості тепла.

Джерелом аварійних вибухів є сховища і склади вибухо - і пожежонебезпечних речовин (нафтобази, склади боєприпасів, вибухових речовин (ВВ) та ін), а також промислові підприємства з взрывопожароопасными виробництвами (нафтогазової, хімічної, харчової, деревообробної промисловості тощо), котельні та ін Особливо схильні аварійних вибухів рудники і шахти, де вибухають метан і вугільний пил. Можливі вибухи побутового газу у кухнях житлових будинків, викликають у ряді випадків обвалення цілих секцій, вибухи балонів зі скрапленим газом у спорудах різного призначення та ін

Великі вибухи, які призводять до серйозних матеріальних і людських втрат, пов'язані з витоком газу з магістральних трубопроводів (наприклад, у 1988 р. біля р. Уфа в Башкирії), а також із зберіганням і перевезенням ВВ (відомий випадок на залізниці.д. станції Свердловськ, 1989).

Близьку до даного виду надзвичайних ситуацій групу складають вибухові впливу, викликані терористичною діяльністю, стають все більш поширеними в усьому світі.

Найбільш часто причиною аварійного вибуху сумішей певних газів і пилу з повітрям є електрична іскра, зазвичай випадкова, наприклад, в результаті падіння інструменту на металевий настил і т. п. Причинами аварійних вибухів може бути недостатня навченість персоналу діям у надзвичайних ситуаціях, його низька кваліфікація або звичайна недбалість, тобто людський фактор.

Вибухонебезпечними газовоздушні сумішами (ГВП) і пылевоздушными сумішами (ПВС) можуть бути відповідно суміші кисню з пропаном, ацетиленом і іншими; вугільна, цукрова, борошняна пил при певних концентраціях.

Вибухи ВВ (детонація), а в ряді випадків і вибухи ГВП та ПВС генерують повітряну ударну хвилю, тобто миттєво зростаюче над атмосферним надлишковий тиск, який потім протягом часток секунди падає і переходить у фазу розрідження. Більшість вибухів ГВП та ПВС викликане так званим вибуховим горінням (дефлаграционный вибух), при якому процес ущільнення повітря відбувається повільніше, ніж у першому випадку; у результаті тиск наростає поступово, досягаючи тим не менш всередині приміщення дуже високих значень (0,8-1,0 МПа).

Аварійні вибухи можуть виникати поза проектованого споруди або всередині нього. При вибухах поза споруди ударна хвиля як би "натикається" на фасад споруди, частинки повітря гальмуються, передаючи кінетичну енергію конструкцій; як наслідок, тиск на стінку споруди зростає до двох разів в порівнянні з тиском у хвилі, що розповсюджується по вільному простору. В подальшому хвиля стиснення оточує споруду, як би здавлюючи його з усіх сторін.

При внутрішніх вибухи у приміщеннях, які не мають прорізів, тиск піднімається до значень, при яких можливе повне руйнування споруди. Навпаки, якщо в приміщенні є отвори, наприклад вікна, вони грають роль випускних клапанів, якщо скління розраховане на руйнування при невеликих тисках. Таким чином, тиск може бути знижена до меж, безпечних для основних несучих конструкцій. Це явище використовується як основний принцип активної вибухозахисту при внутрішніх вибухів; при цьому основним завданням проектувальника є визначення площі отворів в залежності від обсягу, форми приміщення і параметрів вибухонебезпечної суміші, наявності устаткування, а також економічних міркувань. Як вскрывающихся або скидаються конструкцій використовується не тільки вікна, але і спеціальні легкоскидні конструкції (ЛСК) покриттів і стін.

Активний захист при зовнішніх вибухи зводиться до безпечного розташування захисних споруд по відношенню до потенційного джерела вибуху, а також встановлення захисних екранів (смуг зелених насаджень тощо). Захисні екрани або бокси влаштовують і для локалізації внутрішніх вибухів (наприклад, балонів зі скрапленим газом). У таких конструкціях допускається повне руйнування, при цьому істотно гаситься енергія вибуху.

Пасивний захист, як і при сейсмічних впливах, зводиться до посилення конструкцій для сприйняття додаткових динамічних зусиль, що викликаються вибуховою навантаженням. В цьому випадку проводиться квазистатический або динамічний розрахунок за методом граничних станів на особливе сполучення навантажень, за аналогією з розрахунком на сейсмічна дія.

Розподілену квазистатическую погонну навантаження на конструкцію, еквівалентну по своїй дії реальної динамічної, визначають за формулою

(3.1)

де Δр - питоме навантаження від максимального тиску на фронті хвилі; F - вантажна площа, яка сприймає тиск вибухової хвилі; Додін - коефіцієнт динамічності (Додін > 1), що залежить від динамічних властивостей конструкції, виду і тривалості дії динамічного навантаження.

Необхідно підкреслити, що в спорудах, що сприймають вибухові аварійні навантаження, зазвичай допускаються значні пластичні деформації і прогини. Це пояснюється тим, що подібні навантаження зазвичай рідкісні і можуть взагалі не мати місця за термін служби споруди; до того ж вони швидко зникають. Тому не має сенсу вимагати, щоб конструкції, схильні до вибуху, не отримали в його результаті ніяких пошкоджень або залишкових деформацій; головне, щоб вони не впали і не спричинили обвалення інших конструкцій або частин будівлі. Очевидно, що згодом ці конструкції повинні бути відновлені (посилені) або замінені. Такий підхід дозволяє істотно економити матеріал споруди.

Умова безпеки (межа безпечного стану) має вигляд

(3.2)

де Умакс - максимальний динамічний прогин конструкції, визначений з квазистатического або динамічного розрахунку; Удоп - допустимий прогин, при якому не відбувається обвалення конструкції або зберігається її придатність для подальшої експлуатації.

Вплив можливих вибухових впливів повинна обов'язково враховуватися при економічній оцінці прийнятого конструктивного рішення; наприклад, встановлення нових або нестандартних типів заповнення віконних прорізів без їх перевірки якості вскрывающихся елементів в потенційно небезпечних приміщеннях може призвести до серйозного збитку, аж до прогресуючого обвалення будівлі (наприклад, вибухи побутового газу в кухнях - Лондон, 1987; Москва, 1998, 2005).

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Схожі тими

Вибух: фізико-хімічні основи, види вибухових речовин, пожежовибухонебезпечність технологічних процесів на виробництві
Прогнозування і оцінка обстановки при аваріях, пов'язаних з вибухами
Вибух конденсованих ВВ
Вражаючі фактори вибухів
Фундаменталізм як вибух відчаю
Вибух парогазовоздушного хмари в необмеженому просторі
Вибух парогазовоздушного хмари в обмеженому просторі
Розслідування кримінальних вибухів
Загальна і приватна аварії
Прогнозування і оцінка обстановки при радіаційних аваріях
 
Предмети
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика і естетика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Соціологія
Страхова справа
Товарознавство
Філософія
Фінанси