2.3. Прогнозування і оцінка стійкості роботи об'єкта в умовах надзвичайної ситуації.

Одним із основних заходів захисту від техногенних вибухів є прогнозування надзвичайної ситуації, яка може виникнути на підприємстві (об'єкті) внаслідок вибуху газоповітряної (пилоповітряної) суміші залежно від діяльності об'єкта і умов утворення вибухового середовища. На підставі даних прогнозування надзвичайної ситуації оцінюється стійкість роботи об'єкта в цих умовах і плануються та запроваджуються заходи щодо підвищення стійкості роботи підприємства, недопущення ураження людей, зменшення матеріальних збитків.

Вибух - це швидке виділення енергії в обмеженому об'ємі, що пов'язане з раптовою зміною стану речовини і супроводжується появою надлишкового тиску і, як правило, продуктів вибуху і руйнуванням середовища.

Під стійкістю роботи об'єкта розуміють здатність його в умовах надзвичайної ситуації продовжувати роботу та виробляти продукцію в запланованому обсязі і номенклатурі, а при отриманні слабких чи середніх руйнувань відновити виробничий процес в короткий строк.

За критерій стійкості об'єкту до дії повітряної ударної хвилі приймається таке значення надлишкового тиску ΔР (кПа) у фронті ударної хвилі, при якому будівлі, споруди і обладнання зберігаються або дістають слабкі (середні) руйнування та (або) пошкодження, при яких можливе і доцільне відновлення виробничого процесу в короткий строк.

Це значення надлишкового тиску прийнято вважати межею стійкості об’єкта до дії ударної хвилі, ΔР_lim.

Межа стійкості порівнюється з очікуваним максимальним значенням надлишкового тиску на території об'єкта, ΔР_max.

У разі, якщо ΔР_lim≥ ΔР_max - об'єкт стійкий до дії ударної хвилі, при ΔР_lim <ΔР_max -не стійкий.

Оцінка стійкості об’єкта до дії ударної хвилі здійснюється у два етапи.

На першому етапі визначається максимально можливе значення надлишкового тиску, ΔР_max в районі об'єкта (його елементів).

Другий етап (власне оцінка стійкості) включає:

• виявлення основних елементів інженерно-технічного комплексу об'єкта, від яких залежить нормальне функціонування підприємства;

• визначення надлишкового тиску ΔР, при якому основні елементи об'єкта отримують слабкі, середні, сильні та повні руйнування;

• визначення межі стійкості до дії ударної хвилі, ΔР_lim, кожного із виявлених основних елементів об'єкта і об'єкта загалом (за найбільш вразливим елементом);

• оцінку ступеня і характеру руйнувань елементів інженерно-технічного комплексу об'єкта при ΔР_lim.

Отже, вихідними даними для оцінки стійкості об’єкта (його елементів) до дії ударної хвилі є:

• максимально можливе значення надлишкового тиску, ΔР_max на території об'єкта;

• характеристика об'єкта та його основних елементів.

Визначення максимально можливого значення надлишкового тиску в районі об'єкта (його елементів).

Як відомо, аварії на об'єктах з вибухонебезпечними технологіями можуть призвести до витікання в атмосферу газоподібних або розріджених вуглеводневих продуктів. При змішуванні вуглеводневих продуктів з повітрям утворюються вибухо- або пожежо небезпечні суміші - газоповітряні суміші (ГПС). Найбільш вибухо- і пожежонебезпечними є суміші з повітрям вуглеводневих газів: метану (СН₄), пропану (С₃Н₈), бутану (С₄Н₁₀) та ін. При вибуху ГПС утворюється осередок вибуху з ударною хвилею, яка викликає руйнування будівель, споруд, обладнання, інших елементів інженерно-технічного комплексу об'єктів.

Основним параметром ударної хвилі є надлишковий тиск у фронті ударної хвилі, ΔР.

ΔР = Р – Р₀

де:

Р - максимальний тиск у фронті ударної хвилі; Р₀ - атмосферний тиск.

Залежно від значення надлишкового тиску визначається ступінь руйнування елементів інженерно-технічного комплексу об'єктів.

В осередку вибуху ГПС прийнято виділяти три кругові зони: І - зона детонаційної хвилі; II - зона дії продуктів вибуху; III - зона повітряної ударної хвилі (Рис.3.1 ).