Визначення ступеню руйнувань під час вибуху

Методика виконання роботи

Особливо небезпечними за своїми наслідками є аварії на вибухонебезпечних об'єктах. До вибухонебезпечних відносять не тільки об'єкти, що виробляють або зберігають вибухові речовини, але й об'єкти, де створюються вибухонебезпечні суміші горючих речовин з повітрям у дрібно-дисперсійному стані (вугільний пил, дерев'яний пил, борошно, цукрова пудра та ін.). Найчастіше вибухають суміші з повітрям вуглеводневих сполук (метану, пропану, бутану та їх похідних).

Наслідками таких вибухів є:

• руйнування будівель, споруд, обладнання,

• пожежі,

• ураження людей.

Оцінки наслідків можливого вибуху на вибухонебезпечному об'єкті передбачає

такі елементи:

1. Визначити ступінь руйнування елементів цеху.

2. Визначити очікуваний характер пожеж.

3. Оцінити ступінь можливих уражень виробничого персоналу.

4. Зробити висновки і сформулювати рекомендації.

Визначення ступеню руйнувань під час вибуху

Ступінь руйнувань будівель, споруд, обладнання залежить від їх конструктивної міцності та величини надлишкового тиску (DР) ударної хвилі. Величина надлишкового тиску, в свою чергу, визначається кількостю вибухової речовини Q і відстанню від досліджуваної точки до центру вибуху L.

Під час вибуху газоповітряної суміші вуглеводневих продуктів створюється осередок вибуху, який поділяють на три зони.

Зона І — зона детонаційної хвилі (знаходиться в межах хмари вибуху) має радіус R₁,:

(5.1)

де Q, тонн - кількість вуглеводневого продукту.

В межах цієї зони надзвичайно великий надлишковий тиск ударної хвилі вибуху:

DР=1700 к/7а.

Зона - зона дії продуктів вибуху (охоплює всю територію, де розлетілись продукти газоповітряної суміші внаслідок її детонації) має радіус R₂:

R₂ = 1, 7 ´ R₁. (5.2)

Надлишковий тиск вибухової хвилі в межах зони 2 розраховується за формулою:

(5.3)

де L, м - відстань від центру вибуху до обраної точки в межах зони 2.

Зона 3 — зона дії повітряної ударної хвилі. Надлишковий тиск в цій зоні може бути розрахованим за формулою:

(5.4)

або визначеним за допомогою графіків (рис.1)

Рис. 5.1. Графіки залежності надлишкового тиску DР

від кількості пропану Q і відстані до центру вибуху L

Після визначення величину надлишкового тиску вибухової хвилі в районі цеху можна оцінити ступінь можливих руйнувань (див. таблицю додатку 1).

ПРИКЛАД 1

Умова. Визначити можливу ступінь руйнування будівлі цеху зі збірного залізобетону, що знаходиться на відстані 800jw від вибухонебезпечного сховища, де зберігаються 300/и зрідженого пропану.

Розв'язок.

1). Визначимо за формулами (1), (2), в яку зону осередку вибуху потрапляє наш об'єкт.

Радіус зони 1:

Радіус зони 2:

R₂ = 1, 7´ R₁=1, 7´ 117= 199 м< 800 м,

тобто наш об'єкт при можливій аварії потрапить в 3-ю зону осередку вибуху.

2). Для зони 3 за допомогою графіків (рисі) знаходимо величину надлишкового тиску ударної хвилі на відстані L=800 м від центру вибуху Q=300 m пропану. Це буде АР=25 кПа.

3). З додатку 1 визначаємо, що будівля зі збірного залізобетону від ударної хвилі з надлишковим тиском 25кПа отримає середні руйнування. З додатку 2 визначаємо, якого характеру руйнування очікуються при можливій аварії.

Висновок: Під час аварії на вибухонебезпечному об'єкті з вибухом 300 т пропану будівля цеху може отримати середні руйнування. З додатку 2 визначаємо, що це: *руйнування даху, *внутрішніх перегородок, *вибигі двері та вікна, *у капітальних стінах можливі тріщини.