Порядок выполнения задания

1. Оценка устойчивости работы инженерно-технического комп­лекса хозяйственного объекта в случае угрозы взрыва газовоздуш­ной смеси.

Оценку устойчивости работы хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва выполняют в следующей последовательности:

1. определение ожидаемой величины избыточного давления во фронте воздушной ударной волны в районе размещения всех основ­ных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта;

2. определение вида возможного разрушения каждого из основ­ных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта;

3. оценка физической устойчивости отдельных элементов инже­нерно-технического комплекса и составление заключения об устойчивости работы хозяйственного объекта в случае взрыва.

Ожидаемую величину ∆Р_ф в районе размещения основных эле­ментов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта рассчитывают по различным эмпирическим формулам в зависимости от вида возможного взрыва.

При взрыве газовоздушной смеси (объемный взрыв) образуется очаг поражения, который делать на три зоны:

1. зона действия детонационной волны ( первая волна);

2. зона действия продуктов взрыва (вторая зона);

3. зона действия воздушной ударной волны (третья зона).

Зона действия детонационной волны находится в пределах распространения облака газовоздушной смеси. Радиус этой зоны оп­ределяют из выражения

(18)

r_i - радиус окружности, ограничивающей зону действия дето­национной волны, м;

Q - масса газовоздушной смеси, т;

В пределах первой зоны, располагающейся вокруг центра взры­ва, ожидаемая величина ∆Р_ф принимается постоянной и равной 1700 кПа.

Зона действия продуктов взрыва (вторая зона) охватывает всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси при ее детонации. Радиус второй зоны в зависимости от радиуса первой определяют из выражения

(19)

Ожидаемую величину в пределах второй зоны определяют по формуле

(20)

где ∆Р_ф - величина избыточного давления во фронте ударной волны, кПа;

r₂ - расстояние в метрах от центра предполагаемого взрыва до рассматриваемой точки во второй зоне.

Зона действия воздушной ударной волны (третья зона) расп­ространяется от внешней границы второй зоны с радиусом к пе­риферии очага поражения. Для того, чтобы определить ожидаемую величину ∆Р_ф в рассматриваемой точке третьей зоны, сначала рассчитывают относительную величину ψ из следующего выражения:

(21)

где г₃ - расстояние в метрах от центра предполагаемого взрыва до рассматриваемой точки в третьей зоне.

Если ψ≤2, то для определения ожидаемой величины избыточного давления во фронте ударной волны используют формулу:

кПа (22)

Если ψ › 2, то используют формулу

кПа (23)

Таким образом, исходными данными для определения ожидаемой величины ∆Р_ф являются количество взрывоопасного вещества Q в газовоздушой смеси и расстояние центра предполагаемого взрыва до элемента инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта r. Если рассматриваемый элемент находится в пределах первой зо­ны, то ожидаемую величину ∆Р_ф принимают равной 1700 кПа. Когда рассматриваемый элемент инженерно-технического комплекса распо­ложен во второй зоне, ожидаемую величину ∆Р_ф определяют по фор­муле (20). Если же элемент инженерно-технического комплекса хо­зяйственного объекта расположен в третьей зоне, то ожидаемую величину ∆Р_ф определяют по формуле (22) или (23) в зависимости от величины ψ.

Расчетные значения величины ∆Р_ф, ожидаемой на месте разме­щения всех основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта, заносят в колонку 3 итоговой таблицы, в ко­торую сводят все результаты оценки устойчивости работы инженер­но-технического комплекса в случае взрыва (см. табл. 22).

Вид возможного разрушения основных элементов инженерно-тех­нического комплекса определяют, сравнивая ожидаемую величину из­быточного давления во фронте ударной волны в районе размещения элемента инженерно-технического комплекса со справочными данными о величине ∆Р_ср, вызывающей слабые, средние, сильные и полные разрушения этого элемента (см. табл. 23).

Таблица 22. Результаты оценки устойчивости основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта в случае взрыва

Наименование элемента ИПК	Расстояние от места предполо-гаемого взрыва до элемента, м	Ожидаемая величина ∆Рф, кПа	Вид возможного разрушения элемента	Вывод об устойчивости элемента
1.Административное здание	52	23	среднее	не устойчив
2. Трубопровод наемный	60	10	не ожидаются	устойчив
3. Компрессор средний	55	21	слабые	устойчив
4. Вертикальный резервуар	40	35	сильные	не устойчив

Таблица 23. Величина избыточного давления во фронте воздушной ударной волны ∆Р_ф, характеризующая степень раз­рушения зданий, сооружений и оборудования хозяй­ственных объектов, кПа

Наименование элемента ИТК хозяйственного объекта	Степень разрушений
	слабая	средняя	сильная
Жилые и административные здания
1.Бетонное, железобетонное здание антисейсмической конструкции	30-80	80-150	150-200
2. Многоэтажные жилые дома (более 3-х этажей) с каменными стенами	5-10	10-20	20-30
3. Малоэтажные кирпичные здания (1-3 этажа)	5-15	15-25	25-35
4.Деревянные дома	6-8	8-12	12-20
5. Многоэтажные, административные с металлическим или ж/б каркасом	20-30	30-40	40-50
6. Многоэтажные ж/б здания с большой площадью остекления	8-20	20-40	40-90
7.Здания из сборного железобетона	10-20	20-30	30-50
Продолжение таблицы 23
Промышленные здания
8. Малоэтажные (1-3 этажа) кирпичные здания с металлическим каркасом	7-20	20-35	35-40
9. Малоэтажные кирпичные здания без каркаса	5-15	15-25	25-35
10.Малоэтажные ж/б здания с большой площадью остекленения	8-20	20-40	40-90
11.Здания с металлическим каркасом и бетонными заполнениями	10-20	20-30	30-40
12. Бетонные и ж/б здания каркасные и здания с антисейсмической конструкции	30-80	30-150	150-200
13. Одноэтажное сооружение без каркаса, выполненное из двойной листовой стали с теплоизоляционной прослойкой	10-20	20-35	0,35-0,50
Некоторые виды оборудования, установок и сооружений
14. Станки тяжелые	25-40	40-60	60-70
15.Станки средние	15-25	25-35	35-45
16. Станки легкие	6-12	12-15	15-25
17.Краны на ж/д платформе, крановое оборудование	20-30	30-50	50-70
18.Подъемно-транспортоное оборудование
19.Электродвигатели герметичные	40-60	30-50	70-80
20. Трансформаторы от 100 до 1000 кВт	60-70	60-75	50-60
21.Трансформаторы блочные	20-30	40-60	60-70
22.Контрольно-измерительная аппаратура	30-40	10-20	20-30
23.Подстанция трансформаторная и распределительная	5-10	40-60	60-80
Продолжение таблицы 23
24.Наземные вертикальные резервуары для ГСМ	30-40	20-30	30-40
25.Подземные металлические резервуары	15-20	50-100	100-200
26.Частично заглубленные резервуары	2050	30-80	80-100
27.Вышки металлические скованной конструкции, заполненные наполовину	10-30	30-50	50-70
28.Водонапорные башни, вертикальные цилиндрические аппараты, ректификационные колонны	20-30	20-40	40-60
29.Цистерны, мерники, трапы, раздаточнык колонны, сепараторы, теплообменники.	10-20	40-60	60-80
30.Трубопроводы диаметром до 350мм	10-20	20-30	30-40
31.Трубопроводы на эстакадах	20-40	30-40	40-50
32.Подземные остальные трубопроводы на сварке диаметром до 350мм	15-20	1000-1500	1500-2000
33. Подземные остальные трубопроводы на сварке диаметром свыше 350мм	20-30	350-600	600-1000
34.Запорная арматура вне колодцев	600-1000	50-130	130-200
35.Смотровые колодцы, задвижки	200-350	400-600	600-1000
36.Котельные регуляторные и другие сооружения	20-50	15-25	25-35
37.Сети коммунального хозяйства	100-400	40-1000	1000-1500
Продолжение таблицы 23
38.Кабельные подземные линии	200-300	300-500	500-1000
39.Кабельные наземные линии		30-50	50-60
40.Воздушные линии высокого напряжения	25-30	30-50	50-70
41. Воздушные линии низкого напряжения	20-60	60-100	100-160
42.Воздушные линии низкого напряжения	20-40	40-60	60-100
43.Воздушные линии телефонно-телеграфной связи	20-40	40-60	60-100
44.Убежища рассчитанные на 300кПа	300-400	400-550	550-650
45. Убежища рассчитанные на	200-300	300-370	370-450
46.Убежища рассчитанные на 200кПа	100-140	140-180	180-220
47.Убежища рассчитанные на 100 кПа	50-70	70-90	90-100
48.Убежища рассчитанные на 50кПа	30-40	40-60	60-90
49.Металлические мосты с длиной пролета 30-40м	50-100	100-150	150-200
50.Тоже с пролетом 100м и более	40-80	80-100	100-150
51.Деревянные мосты	40-60	60-110	110-130
52.Грузовые автомобили и автоцистерны	20-30	30-55	55-65
53.Автобусы и специальные автомашины	15-20	20-45	45-55
54.Гусеничные тягочи и тракторы	30-400
55.Землеройные машины	50-110	110-140	140-250
56.Земляные плотины шириной 80-100м	150-700	700-1000	1000-2000
57.Шоссейные дороги с асфальтовым покрытием и бетонным	120-300	300-1000	1000-2000

Примечание.

Резервуары и другие емкости, заполненные полностью, имеют устойчивость на 50 % больше, чем заполненные наполовину. Пустые резервуары имеют устойчивость на 75 % меньше, чем заполняются не полностью.

Например, ожидаемая величина Р_ср на месте размещения на­земного вертикального резервуара, заполненного полностью, соста­вила 35 кПа. В табл. 23 (см. п. 24) приведены данные о величинах Δ Р_ср вызывающих различные виды разрушения наземных резервуаров, заполненных наполовину. Для того, чтобы воспользоваться приве­денными справочными данными, необходимо учесть сведения, изло­женные в примечании в конце табл. 23. Там указано, что резервуа­ры, заполненные полностью, имеют устойчивость на 50 % больше, чем заполненные наполовину.

Во всех остальных случаях при определении вида возможного разрушения элемента инженерно-технического комплекса хозяйствен­ного объекта используют справочные данные без поправок.

Если ожидаемая величина избыточного давления во фронте удар­ной волны превышает величину максимального избыточного давления, вызывающего сильные разрушения элемента ИТК, то данный элемент при взрыве получит полное разрушение.

Результаты оценки вида возможного разрушения элементов ин­женерно-технического комплекса заносят в колонну 4 итоговой табл. 22.

Оценку физической устойчивости элементов инженерно-техни­ческого комплекса и составление заключения об устойчивости рабо­ты хозяйственного объекта в случае взрыва выполняют следующим об­разом.

Критерием оценки физической устойчивости зданий, сооруже­ний, установок, оборудования к воздействию ударной волны являет­ся величина, выше которой инженерно-технический элемент хозяйственного объекта по­лучает средние разрушения. Если ожидаемая величина избыточного давления во фронте ударной волны на месте размещения элемента инженерно-технического комплекса меньше или равна величине избы­точного давления, выше которой ожидаются средние разрушения дан­ного элемента, то он считается устойчивым. В противном случае элемент считают неустойчивым к воздействию воздушной ударной волны.

Это означает, что устойчивые элементы инженерно-техническо­го комплекса в случае взрыва не получают разрушений или получат максимум слабые разрушения, которые могут быть устранены текущим ремонтом в кратчайшие сроки. Если же ожидаются средние или более серьезные сильные полные то элемент инженерно-технического комплекса считают неустойчивым в случае взрыва, т.к. в этом случае потребуется капитальный ремонт, замена или строительство нового элемента. Результаты оценки физической ус­тойчивости всех элементов инженерно-технического комплекса хо­зяйственного объекта сводят в итоговую таблицу.

Далее проводят анализ полученных результатов и составляют перечень неустойчивых элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта и делают вывод об устойчивости хозяйс­твенного объекта в случае взрыва. Если хотя бы один основной элемент хозяйственного объекта (без которого невозможна нормаль­ная работа объекта) будет устойчивым в случае взрыва, то и ра­бота всего хозяйственного объекта признается неустойчивой. В этом случае необходимо разработать комплекс мероприятий по повы­шению устойчивости всех неустойчивых элементов инженерно-техни­ческого комплекса хозяйственного объекта.