Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Разработка специальных разделов проектной документации, основанных на методологии анализа риска

..pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
6.21 Mб
Скачать

ос

Рис. 4 (лист 2). Алгоритм расчета последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей

При рассмотрении предполагается полное разрушение или ча^тич_ ная разгерметизация оборудования, содержащего горючее вещество в га_ зообразной или жидкой фазе, выброс этого вещества в окружающую Сре_ ду, образование облака ТВС, взрывное превращение (горение или де^она_ ция) в облаке ТВС.

Основными структурными элементами алгоритма расчетов п0 данной методике являются:

определение ожидаемого режима сгорания облака;

расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн давления для различных режимов;

определение дополнительных характеристик взрывной натрузки-

оценка поражающего воздействия (пример графического ото­ бражения радиусов зон поражения при взрыве облака ТВС представлен на рис. 5 и 6).

При оценке взрывного превращения облака ТВС существенную роль играют такие поражающие факторы, как длительность действия ударной волны и связанный с ней параметр - импульс взрыва.

Оценка поражающего воздействия ударной волны может осущест_ вляться как с использованием пробит-функций (п. 4.7.2.3), так и с исполь­ зованием данных по устойчивости объектов различного назначения и людей к создаваемым нагрузкам.

Для взрывного превращения облака ТВС доза негативного воз­ действия D в выражении для пробит-функции (п. АП.23) зависит от им­ пульса волны давления / и избыточного давления во фронте ударной волны АР.

Примеры пробит-функций для различных степеней поражения человека, а также для различных степеней разрушения зданий Приве­ дены в табл. 12 [19].

Пример графического отображения вероятности поражения удар­ ной волной приведен на рис. 7.

Оценку поражающего воздействия ударной волны можно осуще­ ствить, как отмечено выше, с использованием данных работы [32] по устойчивости объектов различного назначения и людей к создаваемым нагрузкам. Частичная выборка из цитируемой работы приведена в табл. 13-16.

Рис. 5. Графическое отображение зон возможного поражения при взрыве облака ТВС

(опасное вещество - смесь водорода, оксида углерода и природного газа; масса горючего облака - 918 кг;

коэффициент участия горючего газа во взрыве - 0,562)

Наименование пробит-функции

Повреждение стен зданий

Разрушение

промышленных

зданий

Длительная потеря управляемости у людей (состояние нокдауна)

Разрыв барабанных перепонок у людей

Отброс людей волной давления

Пробит-функция

Расшифровка

обозначений

 

Pr = 5 + 0,261n(D ),

(25)

Ч Т Г - ( ? Г

 

<ад

Я/- = 5 -0 ,2 2

1п(£>),

 

(27)

 

Ч Т ) ’Ч " Г

 

А Р - избыточное давле­

 

ние во фронте ударной

 

волны, Па;

Яг = 5 -5 ,7 4

1п(£>),

 

(29)

Ро - атмосферное дав­

~

4,2

1,3

 

 

ление, Па;

 

й Р +

у .

т

I - импульс волны дав­

 

р 0

 

 

 

ления, Пас;

 

 

 

 

т - масса тела живого

 

 

 

 

 

Яг = -12,6+ 1,524 - 1п(ДЯ),

 

(31)

организма, кг.

 

 

Pr = 5 -2 ,4 4

1n(D),

 

(32)

 

 

7 .38 .ltf + U .,0P

 

 

 

 

А Р

A P I

 

 

 

Рис. 7. Графическое отображение вероятностей поражения ударной волной

Степень разрушения элементов объекта при различных избыточных давлениях ударных волн, кПа

Элементы объекта

 

Разрушение

 

слабое

среднее сильное'

полное

 

Производственные, административныездания исооружения

 

Бетонные, железобетонные здания и здания

25-35

80-120

150-200)

200

антисейсмической конструкции

 

 

 

 

Здания из сборного железобетона

10-20

20-30

-

30-60

Кирпичные бескаркасные производственно­

 

 

 

 

вспомогательные здания с перекрытием из же­

10-20

20-35

35—45

45-60

лезобетонных сборных

 

 

 

 

Складские кирпичные здания

10-20

20-30

30-40

40-50

Административные многоэтажные здания с

20-30 30-40 40 -50 50-60

металлическим или железобетонным каркасом

 

 

 

 

Кирпичные малоэтажные здания (1,2 этажа)

8-15

15-25

25-35

35-45

Кирпичные многоэтажные здания (3 этажа и

8-12

12-20

20-30

30-40

более)

 

 

 

 

Деревянные дома

20

40

80

100

Остекление обычное

0,5-1

1-1,5

1,5-3

-

Некоторые виды оборудования

 

 

 

Открытые распределительные устройства

15-25

25-35

-

-

Контрольно-измерительная аппаратура

5-10

10-20 20-30

-

Коммунально-энергетические сооружения исети

 

Газгольдеры и наземные резервуары для ТСМ

15-20

20-30 30-40

40

Наземные металлические резервуары и емкости

30-40

40-70 70-90

90

Трансформаторные подстанции закрытого типа

30-40

40-60 60-70

70-80

Трубопроводы на эстакадах

20-30

30-40

40-50

-

Средства транспорта

 

 

 

Легковые автомобили

10-20

20-30 30-50

50

Автобусы и специальные автомашины

15-20

20-45 45-55

60-80

Подвижной железнодорожный состав

30-40

40-80

80-100 100-200

Характеристика степеней разрушения различных объектов ударной волной

Элементы

 

Разрушение

 

объекта

слабое

среднее

сильное

1

2

3

4

 

Разрушение наименее

 

Значительные дефор­

 

Разрушение кровли,

мации несущих кон­

 

прочных конструкций

 

перегородок, а также струкций, разрушение

 

зданий, сооружений и

части оборудования,

большей части пере­

Производст­

агрегатов: заполнений

повреждения подъ­

крытий, стен и обору­

венные, ад­

дверных и оконных

емно-транспортных

дования. Восстанов­

проемов, срыв кровли;

министра­

основное оборудование

механизмов. Восста­

ление элемента воз­

тивные и

новление возможно

можно, но сводится

повреждено незначи­

жилые зда­

при капитальном ре­

по существу к новому

тельно. Восстанови­

ния

монте с использова­

строительству с ис­

тельные работы сво­

 

нием сохранившихся

пользованием некото­

 

дятся к среднему

 

основных конструк­

рых сохранившихся

 

восстановительному

 

ций и оборудования

конструкций и обору­

 

ремонту

 

 

дования

 

 

 

Промышлен­

Повреждение шестерен

Повреждение и де­

Смещение с фунда­

и передаточных меха­

ное оборудо­

низмов, обрыв махови­

формация основных

ментов, деформация

вание (стан­

ков и рычагов управ­

деталей, поврежде­

станин, трещины в

ки, прессы,

ния электропровод­

деталях, изгиб валов

ления, разрыв привод­

конвейеры,

ных ремней. Восста­

ки, приборов авто­

и осей, повреждение

насосы, ком­

матики. Использова­

электропроводки.

новление возможно без

прессоры,

полной разборки, с за­

ние оборудования

Ремонт и восстанов­

генераторы

меной поврежденных

возможно после ка­

ление, как правило,

и т.д.)

питального ремонта

нецелесообразно

частей

 

 

 

 

Небольшие вмятины на

Смещение на опо­

 

Газгольдеры,

рах, деформация

Срыв с опор, опроки­

резервуары и

оболочке, деформация

оболочек, подводя­

дывание, разрушение

трубопроводов, повре­

емкости для

щих трубопроводов,

и деформация оболо­

нефтепро­

ждение запорной арма­

повреждение запор­

чек, обрыв трубопро­

дуктов и

туры. Использование

ной арматуры. Ис­

водов и запорной ар­

возможно после сред­

сжиженных

пользование воз­

матуры. Восстановле­

него ремонта и замены

газов

можно после капи­

ние невозможно

 

поврежденных деталей

тального ремонта

 

1

2

3

4

 

 

Разрушения и значи­

 

 

тельная деформация

 

 

 

отдельных элемен­

Смещение с опор

 

Небольшая деформа­

тов, повреждения

и сильная деформация

 

ция второстепенных

промежуточных

пролетного строения,

 

элементов, грузоподъ­

опор. Частичное раз­

повреждение верхней

Мосты

емность практически

рушение поперечных части промежуточных

и эстакады

не уменьшается.

связей, снижение

опор. Разрушение

 

Использование воз­

грузоподъемности

поперечных связей.

 

можно после среднего

на 50 %. Движение

Восстановление прак­

 

ремонта

по мосту и использо­

тически сводится к

 

 

вание эстакад невоз­

новому строительству

 

 

можно без восстано­

 

 

 

вительных работ

 

 

 

Разрушения кузовов,

 

 

 

крытых вагонов,

Опрокидывание, срыв

Подвижной

 

повреждение кабин,

отдельных частей,

ЖД состав,

Частичные разрушение срыв дверей и по­

общая деформация

автотранс­

и деформация обшивки вреждение наружно­

рамы, разрушение

порт, инже­

и крыши, повреждение

го оборудования,

кабин, срыв и повре­

нерная тех­

стекол кабин, фар и

разрыв трубопрово­

ждение радиаторов,

ника, крано­

приборов, требуется

дов систем питания,

крыльев, подножек,

вое обору­

текущий ремонт

охлаждения и смаз­

наружного оборудо­

дование

 

ки. Использование

вания. Использование

 

 

возможно после ре­

невозможно

 

 

монта

 

 

 

Разрыв и деформа­

Разрушение и дефор­

 

 

ция труб в отдель­

мация большей части

 

Частичное поврежде­

ных местах, повреж­

труб, повреждения

1

ние стыков труб, КИ-

,дения СТЫ КО В,

Iотстойников, насосно­

!ПиА, верхней части

iфильтров, О ТС ТО Й Н И -

]го и другого оборудо­

Сооружения

]и сети ком-

(стенок смотровых ко-

]ков, баков, выход из

iвания. Повреждение

]мунального

.подцев. При восста-

<строя КИПиА. Раз-

<арматуры, частичное

хозяйства

]яовлении меняются

]сушения и сильная

]эазрушение и дефор­

 

]поврежденные эле-

jдеформация резер-

iмация остовов водо­

 

гленты

Iауаров выше уровня

|разборных колонок.

 

 

Укидкости. Не-

1Восстановление не­

 

 

£)бходим капремонт

iвозможно

1

2

3

4

 

 

Разрушение примы­

 

 

Частичное разрушение

кающего к сооруже­

Значительная дефор­

 

примыкающего к со­

нию участка хода

мация основных не­

 

оружению хода сооб­

сообщения, дефор­

сущих конструкций,

Убежища

щения, незначительные мация и смещение

разрушение защитных

и противора­

сдвиги и трещины в

стен, покрытий, рам,

дверей и внутреннего

диационные

соединениях конструк­

дверей, без значи­

оборудования, обру­

укрытия

тивных элементов. Со­

тельного обрушения

шение крутостей,

 

оружение пригодно к

грунта и засыпки им

завал входов грунтом.

 

повторному ис­

внутренних помеще­

Восстановление не­

 

пользованию

ний. Требуется сред­

возможно

 

 

ний ремонт

 

 

Т а б л и ц а 1 5

Поражение людей при различных давлениях во фронте

ударной волны

 

 

Значение избыточного

Степень травмирования

давления во фронте

 

ударной волны, кПа

Сильные травмы с частым смертельным исходом

> 100

Сильная контузия всего организма, повреждение внут­

 

ренних органов и мозга, тяжелые переломы конечно­

100-60

стей с возможным смертельным исходом

 

Серьезные контузии, повреждение органов слуха,

60-40

ушибы и вывихи конечностей

Легкая общая контузия организма, временное повреж­

40-20

дение слуха, ушибы и вывихи конечностей

Следует отметить, что в случае нахождения людей в момент внешнего взрыва в зданиях их поражение может наступить от механиче­ ского воздействия за счет разрушения зданий (обрушение перекрытий ит.п.). Структура гуманитарных потерь в разрушенных зданиях пред­ ставлена в табл. 16.

Количество выживших людей, находящихся в разрушенных взрывом зданиях

Класс

Избыточное

Степень

Количество (%) выживших

давление,

людей, находящихся в зданиях

разрушения зданий

зоны

кПа

промышленных

жилых

 

 

 

 

Полное разрушение - раз­

 

 

1

>100

рушение всех элементов

35

40

 

 

зданий (включая подвалы)

 

 

2

53

Сильное повреждение -

60

65

50 % полное разрушение

 

 

 

 

 

 

Среднее повреждение -

 

 

3

28

разрушение зданий без об­

80

85

рушений. Разрушение ре­

 

 

 

 

 

 

зервуаров

 

 

 

 

Умеренные разрушения -

 

 

4

12

повреждение внутренних

90

98

 

 

перегородок, рам, дверей

 

 

Основные параметры волны давления при взрывном превращении облаков ТВС на открытом пространстве можно также определить по методике, приведенной в приложении Е ГОСТ РЛ 2.3.047-98 (2010) [20]. В этом случае избыточное давление взрыва ДР, кПа, рассчитывается по формуле

0,8mr 0.33

0.66

5т,п р

(34)

АР = Рп

3 ? - +

 

где Ро - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным

101кПа);

г- расстояние от геометрического центра парогазового облака, м; тпрприведенная масса газа или пара, кг, рассчитываемая по

формуле

ттПр = И ,5 2 уmгп- Z - K T 6,

Соседние файлы в папке книги