книги / Основы технологической безопасности производств энергонасыщенных материалов и изделий

При ремонте дефектоскопа или рентгеновской установки помещения, где они установлены, должны быть освобождены от зарядов СТРТ.

Требования по безопасности при механической обработке аналогичны установленным для баллиститных порохов, однако отдельные требования отражают специфику СТТ. Так, запрещается обрабатывать изделия, имеющие температуру ниже 15 °С.

Механическая обработка осуществляется либо при поливе водой, либо, если это недопустимо по соображениям качества изделий, дистанционно. Стружка должна убираться систематически; если удаление не механизировано, на время удаления стружки работа на станке прекращается. Механической обработке всегда должна предшествовать дефектоскопия.

При бронировании важно соблюдать правила работ с легковоспламеняющимися и вредными веществами (трикрезилфосфат, диметиламин, бензин, бензоил, диизоционаты и т.п.). Указанные вещества должны храниться в герметичных сосудах; в частности перекись бензоила при нагревании выше 70 °С может разлагаться со взрывом, ее хранят в бутылях под водой при температуре не ниже5 °Си невыше 25 °Св затемненном помещении.

Другим важным требованием на фазе бронирования является соблюдение правил безопасного транспортирования, поднятия и перемещения пороховых зарядов. Эти операции выполняются на специальных станках, оборудованных устройствами полива места резания или сверления; устройствами для отвода стружки, устройствами БАПС, блокировками для отключения станка в случае загорания или при неисправности в системе подачи воды и т.п.

Режим механической обработки (скорость и глубина резания, глубина сверления за один проход и др.) для каждой рецептуры пороха устанавливается свой.

Ручная механическая обработка баллиститных порохов запрещена. Не допускается при работе на станках скопления пороховой стружки – она должна систематически удаляться.

161

Требования по безопасности на фазах дефектоскопии и бронирования аналогичны требованиям при механической обработке и направлены на недопущение падения изделий и удара их металлическими предметами, контроль за исправностью оборудования, используемого на этих фазах.

5.2.6. Производство СТРТ

Большинство компонентов СТРТ пожароили взрывоопасны. Это окислители, металлическое горючее, взрывчатые вещества, активные связующие. Правила эксплуатации определяют порядок обращения с ними и технологические приемы по предотвращению опасных ситуаций.

Смешение указанных компонентов в СТРТ осуществляется в строго определенном порядке, исключающем аварийную ситуацию.

Строго регламентированы по времени, температуре, конструкциям оснастки и оборудования такие операции, как термостатирование (полимеризация) и распрессовка. Значительно большую роль, чем в производстве других порохов, в технологии производства СТРТ играют операции по подготовке оборудования, дозирующих средств, оснастки, программ управления процессом к циклу смешения и заполнения изделия.

Подготовка компонентов. При работе с перхлоратом аммония (ПХА) особое внимание обращается на исключение засорения его посторонними предметами особенно горючими и органическими веществами, а также металлами и продуктами коррозии металлов. В технологическом процессе должны быть исключены механические воздействия на ПХА (особенно сухой) и на его смесь с другими компонентами. В оборудовании для перхлората аммония должны быть исключены горючие органические материалы в видедеталейоборудования, прокладок, уплотнений и т.п.

На операциях подготовки порошкообразных компонентов, их транспортирования, дозирования особое значение имеет ис-

162

правность заземляющих устройств и других средств по предотвращению накопления и разряда статического электричества.

Вакуум-транспортные линии по транспортировке ПХА и других окислителей, гексогена и октогена, а также прерыватели детонации на этих линиях должны систематически (по графику) проверятьсяназаземлениеи исправность полимерных узлов итруб.

Вакуум-транспортировка сыпучих ВВ (гексогена, октогена) должна осуществляться в среде инертного газа. При обращении с металлическими порошками, в частности алюминия и магния, должны строго соблюдаться меры, исключающие их пыление и попадание в них влаги. Температура и относительная влажность в помещениях, где с металлическими порошками ведется работа, должна выдерживаться строго по технической документации.

Особое внимание следует обращать на операцию раскупоривания барабанов с металлическими порошками. Операция должна проводиться в отдельном помещении, используемый инструмент должен быть из цветного металла. После раскупоривания сразу же должен быть проведен контроль температуры порошка в барабане. При росте температуры до 40 °С и выше необходимо досыпать в барабан сухого песка, плотно закрыть асбестовым одеялом, удалить в изолированное сухое место, после чего отправить на площадку уничтожения.

Заполнение корпусов двигателей. Главным в процессе смешения топливной массы является четкая работа дозирующих устройств и соблюдение порядка ввода компонентов. Загрузка в смеситель компонентов, которые могут образовывать взрывоопасные смеси, должна осуществляться раздельно по вакуумили пневмотранспортным линиям, имеющим раздельные циклоны и фильтры.

Для исключения слипания и слеживаемости рабочей смеси порошков и окислителя в помещении должны поддерживаться температура и относительная влажность строго в соответствии с регламентом. Технологическим регламентом уста-

163

навливается предельно допустимое время работы непрерывно действующих смесительных установок без их остановки, разборки и повторной сдачи комиссии.

Слив топлива по окончании перемешивания (в смесителях объемного типа) и степень заполнения корпуса и формующей оснастки контролируются дистанционно и выполняются по программе ЭВМ.

Очистку смесительных установок необходимо проводить механизированным способом безопасными моющими средствами при отсутствии в здании обслуживающего персонала (дистанционно).

Термостатирование и распрессовка. При термостатиро-

вании важным условием является качественная сборка полимеризационных цилиндров, клапанов, крышек, «стравливающих» штуцеров – без перекосов и зазоров.

Не допускается превышение давления, установленного регламентом, и вытекание топливного состава из формующей оснастки. Изделия с деформированной оснасткой и со следами вытекания массы передавать на распрессовку нельзя из-за возможности загорания от механического воздействия на топливо.

Контроль регулирования процесса термостатирования осуществляется дистанционно. Обязательным условием безопасности при распрессовке является охлаждение изделий до температуры, установленной технологическим регламентом.

Изделия должны при поступлении на распрессовку быть проверены на подтеки, которые могут быть удалены по инструкции; но в этом случае распрессовка осуществляется по специально разработанной программе. Отрыв полимеризационного клапана, удаление прибыли, отделение образцов спутников, разборка бандажных соединений, отрыв крышек, извлечение иглы и выталкивание изделия из оснастки осуществляется дистанционно.

164

Контрольные вопросы

1.Как классифицируются производства по степени их опасности?

2.Что такое тротиловый эквивалент? Назовите величину тротилового эквивалента для баллиститных порохов, смесевых твердых ракетных топлив и известных вам штатных ВВ.

3.Сформулируйте основные правила эксплуатации в производстве пироксилина и коллоксилина.

4.Сформулируйте основные правила эксплуатации в производстве баллиститных порохов.

5.Сформулируйте основные правила эксплуатации в производстве СТРТ.

6.В чем состоит различие в формулах расчета безопасного расстояния для различных производственных зданий?

165

6. БЕЗОПАСНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕКТА

6.1. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ЭКМ

Оценка безопасности технологического процесса при производстве ЭКМ основывается на сравнении критических параметров воздействий, приводящих к начальному очагу загорания и развитию взрывных процессов, с воздействиями на ЭКМ, производимых в процессе его переработки. Последние обеспечиваются надежностью и точностью работы технологических аппаратов и контрольно-измерительных приборов. Точность аппаратов и приборов и их надежность определяют не только качество изготавливаемых из ЭКМ изделий, но и безопасность их переработки. Например, на первоначальном этапе отработки смесительной аппаратуры для приготовления топливных масс использовали дозирующие (для жидковязких компонентов) устройства высокой точности, но, как оказалось, с недостаточным для обеспечения технологического цикла изготовления изделия временем работы на отказ (низкая надежность). Таким образом, в процессе работы могло происходить изменение соотношений компонентов топлива с образованием системы, обладающей повышенным уровнем взрывоопасных свойств, т.е. образованием системы с более высокой вероятностью возникновения аварийной ситуации (что, естественно, могло происходить и при недостаточной точности этих устройств). Доработка дозирующих устройств в части их безотказности (надежности) повысили взрывобезопасность производства данного класса топлив.

При выборе технологического процесса изготовления изделия из конкретного ЭКМ, с обязательным обеспечением

166

взрывобезопасности процесса его производства, необходимо руководствоваться:

1)уровнем показателей взрывчатых свойств (чувствительность к механическим воздействиям, склонность к ПГД, восприимчивость к детонации и т.д.) не только конечного рецептурного регламентированного состава, но и промежуточных композиций, с возможными отклонениями содержания исходных взрывчатых компонентов от регламентированного состава;

2)анализом технологической аппаратуры с точки зрения

ееудовлетворения требованиям взрывобезопасности применительно к уровню взрывчатых свойств конкретного ЭКМ;

3)категорийностью фаз производства (А, Ал, Б, В, Г) в зависимости от уровня взрывозащищенности оборудования для определения мер защиты обслуживающего персонала при аварийной ситуации.

Приведенные положения не исключают требований чисто технологического характера (реология, живучесть, вязкость и т.п.), предъявляемых к ЭКМ. Однако эти вопросы здесь не рассматриваются, а обращается внимание только на факторы, непосредственно связанные с взрывозащитой при переработке ЭКМ. Например, перхлорат аммония (ПХА) в чистом виде является достаточно безопасным ЭКМ и организация его переработки (сушка, измельчение, рассев) при производстве СТРТ не требует принятия особых мер по обеспечению взрывобезопасности, так как он не горит при обычных условиях, для его подрыва необходим мощный инициатор из другого ВВ, а склонность к ПГД очень мала. Смеси же ПХА с горючими порошками, как органического, так и неорганического происхождения, обладают повышенным уровнем взрывчатых свойств, даже при небольшом содержании горючих добавок. Чистый ПХА с размером частиц 50 мкм не горит на открытом воздухе, а горит только при давлении более 30 атм. Детонация в нем может быть возбуждена при диаметре заряда более 30 мм с помощью мощного промежуточного детонатора. Для ПХА ПГД удалось осуществить только

167

втрубе диаметром 60 мм, при этом длина преддетонационного участка составляла более 1800 мм. В то же время смесь ПХА с 1,5 % горючей добавки горит на открытом воздухе, детонирует

вдиаметре менее 10 мм и дает устойчивый ПГД в стандартных условиях при длине преддетонационного участка 600–700 мм. Организация переработки таких смесей требует применения специальных взрывозащищенных аппаратов и организации специальной фазы производства.

Вто же время изменение порядка ввода компонентов (введение горючих порошкообразных добавок в связующее) не требует создания специальной фазы приготовления взрывоопасных смесей ПХА с горючими добавками. Поэтому правильный выбор порядка ввода компонентов позволяет существенно yпростить технологический процесс и повысить его взрывобезопасность.

Кроме того, промежуточные продукты или их смеси могут обладать значительно более высокой степенью взрывоопасности, чем конечный продукт. Например, введение в смеситель одновременно всей навески ПХА (или иного окислителя, кристаллического ВВ и т.п.) приводит к временному образованию промежуточных смесей, обладающих повышенной взрывоопасностью, за счет высокого содержания окислителя и пониженной плотности смесей. Загрузка необходимого количества компонента отдельными порциями значительно повышает безопасность фазы смешивания топливной массы.

Таким образом, меры по обеспечению безопасности обслуживающего персонала и соседних производственных зданий должны приниматься исходя из наиболее взрывоопасного состояния перерабатываемой продукции.

Организация любого технологического процесса базируется на применении таких аппаратов, конструкция и качество изготовления которых отвечают требованиям безопасности. Используемая в производстве аппаратура должна отвечать следующим основным требованиям:

168

1)длительность наработки на отказ аппарата в целом должна превышать длительность технологического цикла изготавливаемого изделия;

2)уровень длительных и импульсных механических воздействий не должен превышать критических значений этих воздействий, вызывающих зажигание перерабатываемого материала;

3)единовременная загрузка аппарата, в котором имеется наибольшая вероятность возникновения взрывных процессов, должна ограничиваться величиной, при которой обеспечивается локализация поражающих факторов взрыва перерабатываемого ЭКМ в помещении, где размещено оборудование. При этом должны обеспечиваться безопасные расстояния между зданиями согласно отраслевым правилам;

4)в целях снижения эффекта взрыва все аппараты, емкости, транспортные трубопроводы должны иметь статическое и динамическое ослабление, обеспечивающее выполнение граничных условий отсутствия перехода горения во взрыв (детонацию);

5)фазы производства и аппараты, соединенные непрерывным технологическим потоком продуктов, должны иметь надежные разрывы от мест концентрации ЭКМ. Это может быть достигнуто как дискретностью производства, так и аварийным раскрытием и отсечением массопроводов.

Соблюдение приведенных требований к конструкциям аппаратов и условиям их использования является необходимым условием обеспечения безопасности при изготовлении изделий. Однако выполнение этих требований полностью в ряде случаев наталкивается на трудности, связанные с отсутствием исходных данных, о свойствах перерабатываемого ЭКМ, материалов для изготовления аппаратов, присутствием так называемого «человеческого фактора» и т.п. Следовательно, в реальном производстве нельзя полностью исключить возникновение аварийной

ситуации. Поэтому для защиты обслуживающего персонала и оборудования устанавливаются определенные правила по устройству производств ЭКМ и их эксплуатации, в которых техно-

169

логические процессы и операции классифицируются по возможным последствиям (взрывоопасные и огнеопасные) и масштабам аварий.

Поскольку критерием такой классификации является максимальная проектная авария, то данный подход позволяет в широких пределах изменять номенклатуру материалов и изделий из них, если загрузка ЭКМ не превышает проектную, а возможная авария не повышает категорию здания.

Принципиальная возможность детонационного процесса в ЭКМ еще не означает возможность его возникновения в реальных условиях переработки или эксплуатации.

Для локализации и/или уменьшения интенсивности поражающих факторов очень часто оборудование, в котором может произойти взрыв, размещают в специальных кабинах или зданиях, способных полностью или частично предотвратить воздействие поражающих факторов на окружающие объекты. Здания специальной конструкции позволяют локализовать взрывы, эквивалентные 2–3 т ТНТ, и остаться при этом ремонтопригодными.

Снижение интенсивности поражающих факторов и сужение зоны их действия может обеспечиваться применением обваловки как активных, так и пассивных зданий.

Кроме того, здания и сооружения на территории предприятия размещаются на таких расстояниях друг от друга и от окружающих предприятие объектов, чтобы уровни воздействия на пассивные здания внутри территории предприятия не превышали установленных допустимых норм (внутренние допустимые расстояния) и не могли причинить ущерба за пределами промплощадки (внешние безопасные расстояния).

В тех же зданиях, где воспламенение перерабатываемых ЭКМ может закончиться только пожаром, в целях снижения возможного ущерба от аварийных взрывов применяют легко разрушаемые или легко сбрасываемые конструкции (ЛСК). К числу легко разрушаемых конструкций относятся стекла оконных переплетов, разрушение которых обеспечивает практически мгновен-

170