2 Оцінка стійкості роботи об’єкта до впливу ударної хвилі ядерного вибуху

У даному розділі, відповідно до умов варіанту розрахунково-графічного завдання, необхідно оцінити стійкість електроцеху промислового підприємства до впливу ударної хвилі ядерного вибуху.

Відомі наступні вихідні дані: завод розташований на відстані 6,5 км від вірогідної точки прицілювання (); очікувана потужність ядерного боєприпасу; вірогідне максимальне відхилення ядерного боєприпасу від точки прицілювання; напрямок (азимут) на об’єкт відносно центру міста (точки прицілювання) складає 60 вид вибуху – наземний; характеристика цеху – будівляцегляна, безкаркасна з перекриттям із залізобетонних збірних елементів; технологічне устаткування включає контрольно-вимірювальне обладнання, трансформатори (100 кВт), електродвигуни (потужністю до 2 кВт, відкриті), верстати легкі, масляні вимикачі, магнітні пускачі, крани і кранове обладнання; комунально-енергетичні мережі складаються з наземних трубопроводів і електромережі кабельної наземної.Розв’язання задачі здійснюється у кілька кроків.

Крок перший. Визначаємо максимальне значення надлишкового тиску, очікуваного на території підприємства. Для цього знаходимо мінімальну відстань до можливого центру вибуху

Відповідно до даних додатку 1 джерела [1] знаходимо, що у випадку з наземним вибухом і ядерним зарядом у 1000кт при максимальний надлишковий тиск у фронті ударної хвилі. Цей показник буде саме максимальним, оскільки дане значення надлишкового тиску у фронті ударної хвилі відповідає випадку, коли центр вибуху опиниться на мінімальній відстані від об’єкту. Отже, можна зробити висновок, що об’єкт може опинитись на зовнішній межі зони середніх руйнувань (внутрішній межі зони легких руйнувань) осередку ядерного ураження.

Крок другий. Виділяємо основні елементи електроцеху і визначаємо їх характеристики. Основними елементами цеху є: будівля;в технологічному устаткуванні – контрольно-вимірювальне обладнання, трансформатори (100 кВт), електродвигуни (потужністю до 2 кВт, відкриті), верстати легкі, масляні вимикачі, магнітні пускачі, крани і кранове обладнання; в комунально-енергетичних мережах– наземні трубопроводи і електромережа кабельна наземна. Їх характеристики беремо з початкових даних і записуємо в зведену таблицю результатів оцінки (див. табл. 2.1).

Крок третій. За додатком 2 джерела [2] знаходимо для кожного елементу цеху надлишковий тиск, котрий викликає слабкі, середні, сильні і повне руйнування. Так, будівля цеху із вказаними характеристиками (цегляна, безкаркасна з перекриттям із залізобетонних збірних елементів) отримає слабкі руйнування при надмірному тиску 10-20 кПа, середні – при 20-35 кПа, сильні – при 35-45 кПа, а повне руйнування відбудеться при 45-60кПа. Ці дані відображаємо в таблиці за шкалою надмірного тиску умовними знаками. Аналогічно визначаються і вносяться до таблиці дані по всіх інших елементах цеху.

Крок четвертий. Визначаємо межу стійкості кожного елементу цеху – надлишковий тиск, що викликає слабкі руйнування. Будівля цеху має межу стійкості до ударної хвилі, рівну 20 кПа, контрольно-вимірювальне обладнання – 10 кПа, трансформатори (100 кВт) – 30 кПа, електродвигуни (потужністю до 2 кВт, відкриті) – 40 кПа, верстати легкі – 12 кПа, масляні вимикачі – 20 кПа, магнітні пускачі – 30 кПа, крани і кранове обладнання – 30 кПа, наземні трубопроводи– 20 кПа, електромережа кабельна наземна – 30 кПа.

Крок п’ятий. Визначаємо межу стійкості цеху в цілому по мінімальній межі стійкості елементів, що входять до його складу. Зіставляючи межі стійкості всіх елементів цеху, з’ясовуємо, що межа стійкості електроцеху.

Крок шостий. За окремою методикою здійснюємо оцінку ступеня руйнування елементів цеху при очікуваному максимальному надмірному тиску і можливий збиток (відсоток виходу з ладу виробничих площ і устаткування). При в електроцехуслабких руйнувань зазнають трансформатори (100 кВт),

Таблиця 2.1 – Результати оцінки стійкості електроцеху до впливу ударної хвилі

Цех	Елементи цеху і їх характеристика	Ступінь руйнування при , кПа	Межа стійкості, кПа	Вихід з ладу при , %	Примітка
		0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Електроцех	Будівля: цегляна, безкаркасна з перекриттям із залізобетонних збірних елементів		20	10	Межа стійкості електроцеху – 10 кПа
	Технологічне устаткування: контрольно-вимірювальне обладнання		10	20
	трансформатори (100 кВт)		30	< 5
	електродвигуни (до 2 кВт, відкриті)		40	< 5
	верстати легкі		12	30
	масляні вимикачі		20	10
	магнітні пускачі		30	< 5
	крани і кранове обладнання		30	< 5
	Комунально-енергетичні мережі: наземні трубопроводи		20	10
	електромережа кабельна наземна		30	< 5

Примітка. – слабкі руйнування;– середні руйнування;

–сильні руйнування; – повне руйнування;

електродвигуни (потужністю до 2 кВт, відкриті),магнітні пускачі, крани і кранове обладнання, наземні трубопроводи та електромережа кабельна наземна; середніх руйнувань зазнають будівля цеху, масляні вимикачі; сильних руйнувань зазнають контрольно-вимірювальне обладнання та верстати легкі. При цьому виходить з ладу 10 % виробничих площ, від < 5% до 30 % технологічного устаткування (в залежності від конкретного його виду) і до 10 % енергопостачання.

Крок сьомий. Аналізуємо результати оцінки і робимо висновки та пропозиції щодо підвищення стійкості цеху до ударної хвилі ядерного вибуху:

1. електроцехможе опинитись на межі зон середніх і слабких руйнувань осередку ядерного ураження з вірогідним максимальним надлишковим тиском ударної хвилі , а межа стійкості електроцеху цеху до ударної хвилі, що менше за,тому цех нестійкий до ударної хвилі; найслабшими елементами цеху є контрольно-вимірювальне обладнання (в першу чергу), а також верстати легкі;

2. можливий збиток при максимальному надлишковому тиску ударної хвилі, очікуваному на об'єкті, 4

4. оскільки очікуваний на об'єкті максимальний надлишковий тиск ударної хвилі , а межа стійкості половини елементів цеху більше або дорівнює 30 кПа, то доцільно підвищити межу стійкості електроцеху до 30 кПа;

5. для підвищення стійкості електроцеху до ударної хвилі необхідно: підвищити стійкість будівлі цеху облаштуванням контрфорсів, підкосів, додаткових рамних конструкцій; захистити контрольно-вимірювальне обладнання, масляні вимикачі, вузли кранів і кранового обладнання та верстати легкі (у т.ч. за допомогою захисних кожухів), за наявності техніко-технологічної можливості замінити верстати легкі на їх важчі аналоги; кабельну електромережу, а також наземні трубопроводи прокласти під землею; закрити захисними кожухами

Для формування повного уявлення щодо можливої обстановки на об'єкті і в районі його розташування доцільно нанести на план місцевості межі зон руйнувань в осередку ядерного ураження при заданій потужності боєприпасу. Положення зон можливих руйнувань в можливому осередку ядерного ураження для даного завдання показане на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 – Положення зон можливих руйнувань в можливому осередку ядерного ураження з центром на відстані від об’єкту при наземному вибуху потужністю

Примітка. 1 – місто, 2 – об’єкт; ТП – точка прицілювання; ЦВ – можливий центр вибуху при вірогідному максимальному відхиленні боєприпасу від точки прицілювання ;– віддаленість об’єкта від точки прицілювання;– радіус зовнішньої межі зони слабких руйнувань;– те ж, середніх;– те ж, сильних;– те ж, повних.