Розрахункова частина
1. Розрахунок максимального значення надлишкового тиску, що очікується в районі цеху (ΔРф max).
Розрахуємо радіус зони детонації хвилі (зони І):
Розрахуємо радіус зони дії продуктів вибуху (зони ІІ):
Порівнюючи
відстань цеху до місця аварії (Ro
=
1000 м) з радіусами зони І (
=138,8 м) і зони ІІ (
=
235,9 м) робимо висновок, що цех виходить
за межі цих зон, тобто цех знаходиться
в зоні повітряної ударної хвилі (в зоні
ІІІ).
Визначаємо надлишковий тиск у фронті ударної хвилі в зоні ІІІ в районі цеху на відстані Rо = 1000 м за:
формулою
графіком (додаток 4) при Rо = 1000 м і Q = 500 т - ΔРф3 гран =23 кПа.
Визначаємо максимальне значення надлишкового тиску за формулою:
Висновок. Таким чином у місці розташування цеху очікується максимальне значення надлишкового тиску у фронті ударної хвилі ΔРф мах =23 кПа.
2. Розрахунок границі стійкості цеху до дії ударної хвилі (δРф гран).
Виявляємо елементи цеху та їх характеристики за вихідними даними. Основними елементами збирального цеху є:
– будівля – з легким металевим каркасом;
верстати – середньої важкості;
– трубопроводи – на естакаді;
– кабельні мережі – наземні.
Ці данні вносимо в таблицю 1.
В таблиці додаток 2 визначаємо для кожного елемента цеху надлишковий тиск (ΔРф), за яким елемент може отримати слабкі, середні, сильні і повні руйнування. І ці данні відображаємо в таблиці 1.
Таблиця 1
Елементи цеху |
Значення ДРф, що викликають руйнування |
|||
слабкі |
середні |
сильні |
повні |
|
Будівля цеху з легким металевим каркасом |
10-20 |
20-30 |
30-50 |
50-70 |
Верстати середні |
15-25 |
25-35 |
35-45 |
– |
Кабельні наземні мережі |
10-30 |
30-50 |
50-60 |
60 |
Трубопроводи на естакадах |
20-30 |
30-40 |
40-50 |
– |
Таблиця 2
Ступінь руйнування |
слабкі |
середні |
сильні |
повні |
Очікувані збитки, % |
10-30 |
30-50 |
50-90 |
90-100 |
Креслимо та заповнюємо таблицю 3 «Результати оцінювання стійкості цеху до дії ударної хвилі».
Таблиця 3. Результати оцінювання стійкості цеху до дії ударної хвилі
Найменування цеху |
Елементи цеху і їх збільшені характеристики |
Ступінь руйнування при ДРф, кПа |
Границя стійкості елементакПа |
Очікувані збитки при ДРф.мах % |
Границя стійкості цеху кПа |
||||||||||||
ДРф.мах=23 кПа 
10 20 30 40 50 60 70 80 90 |
|||||||||||||||||
Збиральний |
Будівля цеху з легким металевим каркасом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
35 |
20 |
|||
Верстати середні |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
28 |
|||||
Кабельні мережі наземні |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
20 |
|||||
Трубопроводи на естакадах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
15 |
|||||
Умовні позначення:
с лабкі руйнування
с ередні руйнування
с ильні руйнування
повні руйнування
Визначаємо можливі наслідки вибуху – ступінь руйнувань елементів цеху.
1.За таблицею результатів оцінювання визначаємо ступінь руйнувань кожного елемента цеху за ΔРф max. При ΔРф max = 23 кПа, елементи цеху отримають: будівля – середні; верстати, трубопроводи і кабельні мережі – слабкі руйнування.
2. За допомогою таблиці 2 визначаємо очікувані збитки (%) кожного елемента залежно від ступеня руйнування: будівля – 35 %, верстати – 28, кабельні мережі – 20 %, трубопроводи – 15 %.
Аналіз результатів оцінювання стійкості цеху, висновки і пропозиції щодо підвищення його стійкості.
1. Цех може опинитися в зоні середніх руйнувань з максимальним надлишковим тиском ΔРф мах =23 кПа.
2. Границя стійкості цеху до дії ударної хвилі ΔРф гран = 20 кПа.
Оскільки ΔРф мах=23 кПа ›ΔРф гран=20 кПа, то цех нестійкий до дії ударної хвилі.
3. Найслабшим елементом є будівля цеху - ΔРф гран=20 кПа.
4. Можливі збитки від дії ударної хвилі від 25% до 40% виробничого фонду.
5. Межу стійкості цеху доцільно підвищити до рівня очікуваного максимального надлишкового тиску - до ΔРф мах=23 кПа.
6. Для підвищення стійкості цеху провести наступні заходи:
– укріпити будівлі цеху обладнанням контрфорсів, підкосів, рамних конструкцій;
– уразливі елементи верстатів закрити захисними кожухами;
– кабельну електромережу і трубопроводи прокласти під землею;
– зробити запас уразливих конструкцій та елементів обладнання для відновлення порушеного виробництва в кількості: для будівлі цеху – до 40 %, верстатів – 30 %, трубопроводів – 10 %, кабельних мереж – 25 %.
7. Поставити питання перед керівництвом вибухонебезпечного об’єкта щодо зменшення запасу пропану до рівня добової потреби.
Додаток 1
ГРАФІЧНИЙ ДОДАТОК
РОЗТАШУВАННЯ ЦЕХА В ЗОНІ РУЙНУВАННЯ
Радіус зон руйнування: Масштаб
Rсл= м.
Rсер= м. 1: .
Rсил= м.
Rповн= м.
Додаток 2
СТУПЕНІ
РУЙНУВАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ОБ'ЄКТУ В ЗАЛЕЖНОСТІ
ВІД НАДМІРНОГО ТИСКУ УДАРНОЇ ХВИЛІ
№ п/п |
Елемент об’єкту |
Ступінь руйнування |
||||
Слабкі |
Середні |
Сильні |
Повні |
|||
|
||||||
1 |
Масивні промислові споруди з металевим каркасом і крановим обладнанням вантажопідйомністю 25..50 т. |
20..30 |
30..40 |
40..50 |
50..70 |
|
2 |
Бетонні будинки та споруди антисейсмічної конструкції |
25..35 |
80..120 |
150..200 |
200 |
|
3 |
Споруди з легким металевим каркасом і безкаркасні конструкції |
10..20 |
20..30 |
30..50 |
50..70 |
|
4 |
Промислові будівлі з металевим каркасом і бетонним заповненням з площею заскління біля 30% |
10..20 |
20..30 |
30..40 |
30..50 |
|
5 |
Промислові будівлі з металевим каркасом і суцільним крихким заповненням стін та даху |
10..20 |
20..30 |
30..40 |
40..50 |
|
6 |
Споруди зі збірного залізобетону |
10..20 |
20..30 |
- |
30-60 |
|
7 |
Складські цегляні будівлі |
10..20 |
20..30 |
30..40 |
40..50 |
|
8 |
Адміністративні багатоповерхові будівлі з металевим або залізобетонним каркасом |
20..30 |
30..40 |
40..50 |
50..60 |
|
9 |
Цегляні малоповерхові будівлі (один-два поверхи) |
8..15 |
15..25 |
25..35 |
35..45 |
|
10 |
Цегляні баготоповерхові будівлі (три поверхи і більше) |
8..12 |
12..20 |
20..30 |
30..40 |
|
|
||||||
1 |
Станки важкі |
25..40 |
40..60 |
60..70 |
- |
|
2 |
Станки середні |
15..25 |
25..35 |
35..45 |
- |
|
3 |
Станки легкі |
6..12 |
- |
15..25 |
- |
|
4 |
Стрічкові конвеєри в галереї на залізобетонній естакаді |
5..6 |
6..10 |
10..20 |
20..40 |
|
5 |
Ковшові конвеєри в галереї на залізобетонній естакаді |
8..10 |
10..20 |
20..30 |
30..50 |
|
6 |
Електродвигуни потужністю до 2 кВт, відкриті |
20..40 |
40..50 |
- |
50..80 |
|
7 |
Електродвигуни потужністю від 2 кВт до 10 кВт, відкриті |
30..50 |
50..70 |
- |
80..90 |
|
8 |
Електродвигуни потужністю 10 кВт і більше, відкриті |
50..60 |
60..80 |
- |
80..120 |
|
9 |
Трансформатори від 100 до 1000 кВт |
20..30 |
30..50 |
50..60 |
60 |
|
10 |
Генератори на100-300 кВт |
30..40 |
50..60 |
- |
- |
|
11 |
Відкриті розподільні пристрої |
15..25 |
25..35 |
- |
- |
|
12 |
Масляні вимикачі |
10..20 |
20..30 |
- |
- |
|
13 |
Контрольно-вимірювальна апаратура |
5..10 |
10..20 |
20..30 |
30 |
|
|
||||||
1 |
Газгольдери та наземні резервуари хімічних речовин |
15..20 |
20..30 |
30..40 |
40 |
|
2 |
Наземні металеві резервуари та ємності |
30..40 |
40..70 |
70..90 |
90 |
|
3 |
Кабельні підземні мережі |
200..300 |
300..600 |
600.. 1000 |
1500 |
|
4 |
Кабельні наземні мережі |
10..30 |
30..50 |
50..60 |
60 |
|
5 |
Трубопроводи наземні |
20 |
50 |
130 |
- |
|
6 |
Трубопроводи на металевих або залізобетонних естакадах |
20..30 |
30..40 |
40..50 |
- |
|
Додаток 3