книги / Основы технологической безопасности производств энергонасыщенных материалов и изделий
..pdfимеет конечное значение. Применение специальных мер лишь понижает вероятность возникновения аварий из-за отказов оборудования или ошибок персонала, но все-таки эта вероятность никогда не равна нулю. Нулевой риск возможен лишь в системах, лишенных запасенной энергии, химически или биологически активных компонентов.
Человечество давно использует вещества, обладающие запасом энергии. Первым таким веществом был дымный порох. Порох был изобретен, видимо, в Индокитае примерно 3500 лет назад. Представлял собой механическую смесь серы, селитры и угля в пропорции 10:75:15, без существенных изменений применяется в настоящее время. В Европу проник, вероятно, двумя путями:
1)через Монголию – упоминание огненных средств ведения боя при осаде Легницкого замка в 1241 г.;
2)через арабов и византийцев – латинская рукопись Марка Грека «Книга огней для сжигания врагов», 1260 г.
А возможно, его открыли заново.
Применение пороха и появление огнестрельного оружия на Руси связано с именем Дмитрия Донского. Через два года после Куликовской битвы новый властелин Золотой Орды хан Тохтамыш тайком собрал несметное войско и неожиданно появился у стен Москвы. 24 августа 1382 г. Тохтамыш начал штурм Кремля. «Татары пускали стрелы, как дождь, – пишет известный историк С. Соловьев, – стреляли без промаха, и много падало осажденных в городе и на стенных забралах; неприятель поделал уже лестницы и лез на стены; но горожане лили на него из котлов горячую воду, кидали камни, стреляли из самострелов, пóроков, тюфяков и пушек, которые здесь в первый раз упоминаются». Слово «тюфяк», или «тюфенг» (по-турецки «ружье»), восточного происхождения. Может быть, огнестрельное оружие и порох пришли к нам, минуя Европу, непосредственно с Востока, от арабов через турок и татар? Один из самых
11
первых русских тюфяков хранится в Артиллерийском музее в Ленинграде.
Вначале порох в Россию ввозился из-за границы, но очень скоро было налажено собственное производство. История свидетельствует, что с первых дней появления пороходелия в России мы узнаем и о серьезных авариях. В 1422 г. от порохового взрыва и последующего пожара сгорела вся столица. В 1531 г. на одном из московских заводов произошла крупнейшая авария – от взрыва «сгорело в один час более 200 человек».
Конец XIX в. ознаменовался бурным развитием производства бездымных порохов, и это развитие сразу же дало всплеск аварийности. Завод-пионер в области науки и практики пироксилиновых порохов, Охтинский завод пережил большое число аварий, пока небыливыработаныжизненноважныеправилаихпроизводства.
Аварии сопровождали всю историю развития производства ЭКМ. И хотя статистика аварийных случаев, имевших место при производстве и применении ЭКМ, долгое время вообще не велась, тем не менее имеются некоторые описания аварий, происходивших чуть ли не с начала эры черного пороха. Чаще всего приводимые в литературе примеры – это сведения об авариях, в которых либо пострадали известные лица, либо имели место трагические последствия.
Так, при разрыве пушки в 1460 г. в г. Роксбурге был убит король Шотландии Иаков II. В 1645 г. при взрыве черного пороха погибло 3 чел. и была разрушена треть Бостона. В г. Брешиа (Италия) в 1769 г. взрыв 85 т пороха разрушил 190 домов, а на созданном Петром I в 1712 г. первом государственном пороховом заводе за 90 лет его существования произошло 92 взрыва.
Развитие науки и промышленности привело к появлению в XIX в. новых видов взрывчатых веществ (ВВ), более мощных, чем черный порох. Первый описанный несчастный случай с ВВ нового поколения произошел в г. Хеленбурге (Швеция) в 1864 г. Погибло 5 чел., среди которых был Эмиль Нобель – брат изобретателя динамита Альфреда Нобеля.
12
Не обошлось и без взрывов нитрата аммония, используемого главным образом в качестве удобрения, а также в качестве основного компонента современных промышленных ЭКМ. Первый такой взрыв случился в Лондоне в 1896 г. Нитрату аммония принадлежит первенство по количеству вещества, взорвавшегося в одной аварии. Одна из этих аварий произошла 21 сентября 1921 г. в г. Оппау (Германия). И хотя многочисленные описания аварии расходятся в деталях, главной ее причиной считается взрыв смеси нитрата и сульфата аммония, который произошел в результате инициирования детонации взрывным зарядом, обычно применявшимся для дробления слежавшегося удобрения. На месте взрыва образовалась воронка длиной 165 м, шириной 96 м и глубиной 18,5 м (по другим данным, размеры воронки были 115×75×10 м); 75 % зданий в г. Оппау (всего около 1000) были разрушены. В результате взрыва погиб 561 чел., включая 4 чел. в г. Манигейме, расположенном в 7 км от места взрыва. Ранения же получили около 1500 чел.
Другая крупная авария, связанная с нитратом аммония, произошла 16–17 апреля 1947 г. в порту Техас-Сити. На судне «Grandcamp» с 2300 т нитрата аммония в 8 ч утра возник пожар, в 9 ч 12 мин произошел взрыв, при котором погибло более 200 чел. Имели место серьезные разрушения в порту. Возникший пожар быстро распространился на близлежащий комплекс компании «Monsanto» и терминалы ряда нефтяных компаний. Обломки при взрыве разлетались на тысячи метров; например, обломок винта массой 1 т отлетел на 4 км. В 1 ч 10 мин следующего дня на другом судне «Highflyer», транспортировавшем нитрат аммония и (по некоторым сообщениям) серу, загоревшемся в результате взрыва на «Grandcamp», также произошел взрыв. Всего за два дня погибло 522 чел., получили ранения 2000 чел. и 200 чел. пропали без вести. Материальный ущерб (в ценах 1947 г.) составил 100 млн долл. США. Тротиловый эквивалент каждого из взрывов составил примерно 1000 т.
13
Случай в Техас-Сити послужил основанием для возникновения понятия «эффект домино», которым обусловлены пожары на нефтехранилищах близлежащего химического предприятия и складских помещениях.
Еще одним примером, в котором также наблюдался «эффект домино», является авария, произошедшая в 1985 г. на Павлоградском химическом заводе при перегрузке тротила из вагона в автомобиль. Из-за неисправности автомобиля загорелись мешки из-под тротила, ветошь, хлопчатобумажные нити, пламя перешло на россыпи тротила под вагоном и эстакадой ленточного конвейера. Двери вагона были открыты, пламя охватило мешки с тротилом в вагоне и приближалось ко второму вагону с тротилом. Через 25 мин после начала горения произошел взрыв в обоих вагонах. Ударная волна, раскаленные обломки конструкций вагонов, горящие предметы, разбросанные при взрыве на расстояние до 3 км, вызвали многочисленные загорания и пожары. В двух зданиях завода пожары стали причиной взрывов, при этом части разбитого оборудования разлетались на расстояние до 400 м, а еще в 28 зданиях загорания удалось погасить. Ущерб от аварии составил 1,5 млн руб.
Особенностью развития производства и использования ЭКМ в нашей стране является значительная удаленность производящих заводов от мест применения ЭКМ. По этой причине ежесуточно «на колесах» находятся несколько десятков тысяч тонн ЭКМ, транспортирование которых осуществляется по магистралям общего назначения, что создает определенную опасность при железнодорожных перевозках, в том числе пассажирских. Широко известны аварии, произошедшие в 1988 г. на станциях Арзамас и Свердловск. Так, при взрыве на станции Арзамас погиб 91 чел., в том числе 12 детей, ранено 744 чел., полностью разрушено 44 жилых дома, материальный ущерб (в ценах до 1991 г.) составил более 120 млн руб. Взрыв на станции Свердловск привел к гибели 6 чел., травмы получил 1021 чел., было повреждено 642 дома, 77 из которых подлежали сносу, материальный ущерб
14
составил более 236 млн руб. Эти аварии служат ярким примером тех печальных последствий, которые вызываются нарушением правил транспортирования ЭКМ.
Вконце 1950-х − начале 1960-х гг. стали интенсивно разрабатываться крупногабаритные заряды из смесевых твердых топлив для межконтинентальных баллистических ракет, космических объектов и т.п. Актуализация вопросов обеспечения взрывобезопасности производства твердых ракетных топлив привела
ксозданию нового научного направления – технологической безопасности. Очевидно, что повышение безопасности при обращении с ЭКМ, в том числе при их производстве и применении, является одной из важных проблем, стоящих перед государством.
Новое научное направление (технологическая безопасность) возникло на стыке наук, с одной стороны, физики горения и взрыва и, сдругойстороны, химии и технологии производства ЭКМ.
Как правило, производство ЭКМ на исправном оборудовании, из качественного сырья, при соблюдении технологического регламента и правил эксплуатации оборудования не приводит к возникновению очага загорания. Однако при производстве, транспортировании и использовании ЭКМ нередки случаи, когда из-за воздействия неблагоприятных факторов или их сочетания в энергоемком материале развивается процесс выделения накопленной в материале энергии, могущее привести к аварии или катастрофе.
Вбольшинстве случаев развитие аварии происходит по следующей схеме: образование начального очага загорания – распространение горения за пределы очага – переход горения во взрыв или детонацию – возникновение вторичных факторов поражения, некоторые из которых могут стать причиной образования новых зон аварии. Основные причины возникновения очага – механическое и (или) тепловое воздействие, электрический разряд, химическая реакция. Техническими и организационными мероприятиями можно снизить частоту появления таких причин, но нельзя исключить их полностью.
15
Чем раньше будет прервано развитие аварии, тем меньшим будет ущерб. Величина ущерба в основном определяется физическими, химическими, механическими и другими процессами, которые происходят в ЭКМ, и количеством материала, в них вовлеченного. Физические процессы, происходящие в ЭКМ, характеризуются различными поражающими факторами. Если развитие аварии заканчивается на стадии горения, то этими факторами в основном являются сравнительно длительное действие пламени, тепловое излучение и образование токсичных продуктов горения. Если же горение перейдет во взрыв или детонацию, то среди поражающих факторов будут преобладать воздушная ударная волна (УВ), разлетающиеся осколки и обломки оборудования и строительных конструкций. Каждый из поражающих факторов имеет свои законы возникновения и распространения, размеры зон поражения, и знание этих законов необходимо для того, чтобы можно было правильно оценить тяжесть возможных последствий от различных аварий. Научно обоснованный подход в обеспечении безопасности состоит в том, что необходимо оценить не только вероятность возникновения той или иной аварии, но и масштабы ее последствий, т.е. оценить риск аварии. Необходимо разработать совокупность специальных мер, не позволяющих аварии развиться до значительных масштабов.
Цель данной отрасли знаний – это выявление потенциальных опасностей, способных нанести существенный урон при производстве и применении ЭКМ; анализ условий проявления разрушительного потенциала ЭКМ; изложение требований к конструкции оборудования, его размещению, защитным сооружениям, порядку организации технологического процесса и т.п., направленных на снижение вероятности возникновения и тяжести последствий возможных аварий; описание методов регламентирования безопасности.
16
1.2. ПРАВОВЫЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА
Всовременном обществе из всех моральных ценностей главной считается человеческая жизнь. Именно этим обусловлено повышенное внимание общественности к безопасным условиям труда, что в свою очередь не может не отразиться на содержании действующего законодательства, призванного служить интересам правового государства. Управление охраной труда в Российской Федерации осуществляется на международном, федеральном, региональном уровнеина уровнепредприятия.
Всоответствии с Конституцией РФ п. 4 ст. 15 составной частью ее правовой системы являются общепризнанные принципы
инормы международного права и международные договоры Российской Федерации. Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем предусмотренные законом, топрименяются правиламеждународного договора.
Основой международного законодательства об охране труда являются:
♦Всеобщая декларация прав человека, принятая на третьей сессии Генеральной ассамблеи ООН 10 декабря 1948 г.;
♦Европейская социальная хартия (новая редакция) от 3 мая
1996 г.;
♦Конвенции Международной организации труда (МОТ), ратифицированные Федеральным законом РФ от 11 апреля 1998 г.
№58-ФЗ. Например, Конвенция 1947 г. №81 «Об инспекции труда» и протокола 1995 г. к Конвенции 1947 г. «Об инспекции труда», Конвенция 1978 г. «О регулировании вопросов труда» и Конвенция 1981 г. «О безопасности и гигиене труда в производственной среде» и др.
Российское законодательство об охране труда основывается на Конституции РФ и состоит из федеральных законов; иных нормативных правовых актов Российской Федерации; законов и иных нормативных правовых актов субъектов РоссийскойФедерации.
17
К федеральным законам, содержащим нормы охраны труда, относятся:
♦Трудовой кодекс РФ;
♦Гражданский кодекс РФ;
♦Кодекс об административных правонарушениях (КоАП РФ);
♦Федеральный закон «Об обязательном социальном страховании от несчастных случаев на производстве и профессиональныхзаболеваний»;
♦Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»;
♦Федеральный закон «О пожарной безопасности»;
♦Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»;
♦Федеральный закон «О лицензировании отдельных видов деятельности» и др.
Иными нормативными правовыми актами Российской Федерации являются:
1)указы и распоряжения Президента Российской Федерации, постановления, распоряжения Правительства Российской Федерации;
2)нормативные правовые акты федеральных органов исполнительной власти Российской Федерации (постановления, распоряжения, приказы министерств и ведомств).
Все эти документы более или менее подробно рассматриваются в курсе «Безопасность жизнедеятельности», поэтому внимание уделим только Федеральному закону «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», имеющему прямое отношение к рассматриваемой здесь теме.
18
1.2.1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ
Этот закон определяет правовые, экономические и социальные основы обеспечения безопасной эксплуатации опасных производственных объектов и направлен на предупреждение аварий на них и обеспечение готовности организаций, эксплуатирующих такие опасные объекты, к локализации и ликвидации последствий аварий.
Действие закона распространяется на все организации независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, осуществляющие деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов на территории Российской Федерации.
Под промышленной безопасностью опасных производственных объектов понимают состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий и возможных последствий аварий.
К опасным производственным объектам относятся предприятия или цехи, участки и площадки предприятий, а также иные производственные объекты, на которых производят, используют, перерабатывают, хранят, транспортируют или уничтожают:
а) воспламеняющиеся вещества (газы, которые при нормальном давлении в смеси с воздухом могут воспламеняться и температура кипения которых составляет 20 °C или ниже);
б) окисляющие вещества (вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и/или способствующие воспламенению других веществ в результате окислительновосстановительной экзотермической реакции);
в) горючие вещества (жидкости, газы и пыли, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления);
19
г) взрывчатые вещества (вещества, способные при определенных условиях к очень быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением большого количества теплоты и образованием газов) и т.д.
Суть рассматриваемого закона состоит из четырех следующих положений.
1.Вся деятельность на этих предприятиях проводится только на основании лицензии, выданной федеральным органом исполнительной власти, специально уполномоченным в области промышленной безопасности.
2.Различные технические устройства, применяемые на опасном производственном объекте, подлежат сертификации. Сертификацию технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах, проводят организации, аккредитованные федеральным органом исполнительной власти, специально уполномоченным в области промышленнойбезопасности.
3.В составе проектной документации на ОПО разрабатывается декларация промышленной безопасности, которая предполагает всестороннюю оценку риска аварии и связанной с нею угрозы; анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварий, по обеспечению готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварии на опасном производственном объекте; разработку мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварии и размера ущерба, нанесенного в случае аварии на опасномпроизводственном объекте.
4.Организация, эксплуатирующая опасный производст-
венный объект, обязана страховать ответственность за причинение вреда жизни, здоровью или имуществу других лиц и окружающей природной среде в случае аварии на опасном произ-
водственном объекте. Минимальный размер страховой суммы страхования ответственности за причинение вреда жизни, здоровью или имуществу других лиц и окружающей природной
20