Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
книги / Технологическая безопасность в производствах порохов..pdf
Скачиваний:
75
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
21.21 Mб
Скачать

теплоснабжение, водоснабжение и канализация, внеш­ ние электрические устройства.

Вразделе "Организация производственных процессов"

изложены особые требования к организации произ­ водств, требования к хранению взрыво- и огнеопасных веществ и изделий, автоматизации производственных процессов.

Вразделе "Здания и сооружения" изложены требова­ ния к производственным зданиям, складским зданиям, административным и бытовым, транспортно-техничес­ ким и пешеходным сооружениям, сооружениям для проведения испытаний и т.п.

Вразделе "Инженерное оборудование зданий" приве­ дены требования к отоплению и вентиляции, техноло­ гическому теплоснабжению зданий, к системам авто­ матической противопожарной защиты и электротехни­ ческим устройствам.

Помимо правил устройства предприятия обязаны руководствоваться общегосударственными правилами

инормами в них не вошедшими. Это СНИП и другие общегосударственные нормативы в области транспор­ та, энергетики и т.п.

Нет необходимости в толковании всех глав правил устройства, они написаны доступным техническим языком и не представляют трудности для понимания и усвоения. Остановимся на фундаментальном элемен­ те, который лежит в основе важнейших разделов пра­ вил.

ТРОТИЛОВЫЙ ЭКВИВАЛЕНТ (а)

Коэффициент а характеризует энергию взрывчатого превращения химического вещества по сравнению с ТНТ.

Это понятие фундаментальное, потому что на его основе осуществляются все расчеты: по загрузкам зда­ ний, складов, определению расстояний между произ-

водственными зданиями, расстояния до администра­ тивных, бытовых, городских зданий и жилья.

Коэффициент а в каждом случае получается из эксперимента.

Ниже приводятся некоторые величины а, для порохов и СТРТ.

Пороха и СТРТ

а

Таблетка СТРТ, без активных связующих с содержани­

ем NH СЮ4 74 % в шнеке-прессе........................................

0,7

Смесь с горючими добавками не более 2 %........................

0,4

Непромешанная масса СТРТ в СНД, не содержащая ВВ и

активных связующих...............................................................

0,4

Связующее, содержащее ВВ...................................................

0,1

Промешанная масса и изделия из СТТ, без активных свя­

зующих в условиях взрывного горения без перехода в де­

тонацию......................................................................................

0,2

Промешанная масса и изделия из высокоэнергетических

СТРТ............................................................................................

0,4

Стружка баллиститных порохов и СТРТ...............................

0,8—1,0

Нитроглицерин..........................................................................

1,5

Нитроклетчатка с содержанием азота 13,36 % и

воды

5 %................................................................................................

0,91

Коллокислин с содержанием воды 5 %................................

0,63

Дымный порох...........................................................................

0,35

Тротиловый эквивалент (а) входит составной частью в формулы расчета загрузок и расстояний. Ниже при­ водится формула расчета внутренних и внешних допу­ стимых расстояний:

S = K 4 PO.,

где К — коэффициент, учитывающий допустимый ущерб; Р — предельная загрузка здания порохом или СТРТ.

Втабл. .13 и 14 представлены формулы расчета бе­ зопасных расстояний для различных вариантов зда­ ний.

ВСША пользуются несколько видоизмененной формулой (документ МО США ДОД-4145-26-11)

S=N$W,

где 5 — безопасное расстояние в футах (30,48 см); N - коэффициент; W — загрузка в фунтах (0,45 кг).

S = Z & fP a
S = l,2-v/Pa
S= 3,7VAX
S = 2,2s[Pa
Без за­ щитных уст­ ройств
Обвало­
ванное
Без за­ щитных уст­ ройств
Обвало­
ванное
Застрой­ . ка горо­ да

Безопасные расстояния для различных производственных зданий

Уро-

Пассив-

Активное здание категории

 

вень

i К

 

 

 

защи­

ыое

обвалован­

без защит­

Б

В

ты

здание

ное

ных уст­

 

 

 

 

ройств

 

 

 

 

 

 

 

УЗ-1

 

5 = Я7л/Ра

S = 4,5л/лх

S = l,5 jP a

50 м

УЗ-2

S = 1,2л/Ра

S = 0,7л/Ра

S = K $ P a

S = l,2-jPa

50 м

5035 м

50—35 м

Расстояние от огнеопас­ ного здания S = K tfp $ ,

где Э —коэффициент, зависящий от характе­ ристик огнеопасных веществ

Т а б л и ц а 14

Сравнительные допустимые расстояния по правилам России и США для активного здания, обвалованного категории А, при загрузке СТРТ 50 т

 

Безопасное расстояние, м

a

до обвалованных

до необвалован-

по формуле ДОД

зданий

ных зданий

США S =N$W,

 

S = 2,2-fPa

S=2,7-\/Pa

 

где N = 24

 

 

 

1

492

604

352

0,4

311

382

260

0,25

246

302

220

Сравнение внутренних допустимых расстояний (см. табл. 14) по правилам, принятым в России (ПУП) и в США (ДОД-4145-26-11), показывает, что требования правил России существенно жестче.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВ ПО СТЕПЕНИ ИХ ОПАСНОСТИ

Указанной классификации предшествовала большая исследовательская работа по изучению взрывчатых свойств порохов и, так называемым, ‘'переходным" процессам. Поводом для глубокого изучения обозна­ ченных свойств порохов явилась крупнейшая авария в 1959 году, когда воспламенение баллиститной поро­ ховой массы в формующем прессе перевило к загора­ нию ее в раструбе, а затем горение перешло в детона­ цию. Это был первый в истории баллиститных порохов случай их детонации, с нехарактерными для порохо­ вых производств разрушительными последствиями.

Этот случай обратил на себя внимание крупных ученых того времени А.С. Бакаева, К.К. Андреева, М.И. Воротового, Б.П. Жукова. Обеспокоено этой ава­ рией было и правительство нашей страны. В НИИ от­ расли, в учебных и академических институтах в корот­ кий срок были проведены исследования, которые поз­ волили построить научно обоснованную технологию производства и выработать научно обоснованные пра­ вила устройства по классификации производств, для производства крупногабаритных изделий из высоко­ энергетических составов как для баллиститных поро­ хов, так и для СТРТ.

Уместно сказать несколько слов об этих исследова­ ниях по взрывоопасности баллиститных порохов.

Уже в самом начале исследований ученые ввели понятие “восприимчивости" к детонации, которого раньше четко не выделяли, а если и подразумевали, то отождествляли с детонационной способностью.

Однако, пороха в этом отношении существенно от­ личаются от бризантных ВВ.

По фактору необходимой интенсивности возбуждаю­ щей детонацию ударной волны, восприимчивость бал­ листитных порохов оказалась в сравнении с бризант­ ными ВВ на порядок ниже. В то же время, это не ис­ ключало для некоторых составов порохов того, что их детонационная способность была выше, чем у ВВ.

Было также выяснено, что на рост восприимчивос­ ти к детонации и на саму детонационную способность влияет наличие в составе пороховой таблетки и прес­ суемой массы даже небольшого количества тонкодис­ персных порошков веществ повышенной плотности (более 3,0 г/см3) или твердости, которые независимо от их химических свойств становятся центрами возбуж­ дения химической реакции в детонационной волне.

Кчислу таких веществ относятся ряд катализаторов

истабилизаторов горения в высокоэнергетических со­ ставах.

Исследовано влияние на детонационные свойства порохов каталитических добавок, прочности оболочек инструмента, начальной температуры и других факто­ ров.

Это позволило выработать рекомендации по рецеп­ турной компоновке составов порохов в целях макси­ мального снижения их детонационных свойств.

Доказано, что детонация в прессовых кабинах на­ чинается в шнек-прессах, в транспортных витках ко­ торого происходит переход горения пороховой таблет­ ки в детонацию с последующим распространением на всю загрузку пороха [10].

Исследования позволили, на основе изученного ме­ ханизма горения, сформулировать требования к раз­ рабатываемым рецептурам, к удельной поверхности таблетки, к сечению каналов витков шнек-пресса, к статической и динамической прочности корпуса прес­ са; последние требования легли в основу внедренных в промышленности прессов с динамически ослаблен­ ными втулками. Пресса сейчас конструируются и из­ готавливаются с обеспечением эффекта разрыва дето­ национной волны по фактору интенсивности (рис. 21).

Аналогичные исследования проведены и для СТРТ. В частности, по детонационной способности, склоннос­ ти к переходу горения в детонацию, горючести и вос­ пламеняемости чистого перхлората и его смесей с по­ рошками горючих веществ и т.п.

Для СТРТ выполнены исследования по безопасным условиям транспортировки перхлората и его смесей с

ми гореть без доступа воздуха и перехода горения в детонацию, разделяются на кат егории В и Г.

Категория В — загорание не локализуется в здании и представляет опасность для окружения.

Категория Г - загорание локализуется в здании (сооружении).

В зданиях категории В для снижения опасности (возможности перехода горения в детонацию) преду­ сматриваются вышибные поверхности (ВП).

Минимальное значение ВП определяется по следую­ щим формулам:

для зданий по обработке порохов

F = 310~2-Р]

для складов с порохом в упаковке F = 2-10"3.Р;

для складов при хранении в упаковке средне- и крупногабаритных изделий СТРТ

F = 1(Г3.Р;

где F суммарная площадь вышибных поверхностей, м2; Р — предельная загрузка здания порохом или СТРТ, кг.

Присутствующая в формуле величина Р (загрузка) играет основную роль как в пожароопасных, так и во взрывоопасных зданиях и определяется суммировани­ ем всех веществ (в кг), обладающих детонационной способностью, выраженной через тротиловый эквива­ лент. Масса загрузки определяется условием непередачи детонации на соседние сооружения, галереи, транспортеры и т.д.

Условия непередачи считаются по формуле

где SD — расстояние непередачи детонации, м; Q — масса эквивалента тротила (на полу Q удваивается); К{ — коэффициент учитывающий свойства ТРТ или ВВ: для тротила К = 1,5; гексогена и октогена = 1,9; ТЭНа = 2,4; К2 — коэффициент, учитывающий тип

конвейера; для подвесного К = 1,0; для ленточного К = 1,2; К2 — коэффициент, учитывающий канальный эффект (тоннель, галерея).

Более простая формула для зданий, которые должны располагаться вне зоны наибольшего разлета осколков

(например: пульт, дефектоскопия, механические службы

и Ш.П.),

5 = 4 ,5 ^ ,

где Р — расчетная загрузка здания взрывоопас­ ным веществом; а — тротиловый эквивалент, рассчи­ тывается и устанавливается разработчиком пороха и СТРТ.

При взрывах больших масс ВМ приходится при расчетах учитывать не только разлет частей оборудо­ вания и сооружений, но и сейсмический эффект.

На основании натурных испытаний советских спе­ циалистов, осуществленных в 1946 —1947 гг. в произ­ водствах порохов и ВВ в Германии, и на основе ре­ зультатов исследований воздействия возникшей при аварии сейсмической волны, полученных в НИХТИ под руководством Г.А. Нишпала совместно с Сталин­ градской сейсмической лабораторией НИИ геологии и геофизики, Ю.Б. Корольковым выведена формула для определения смещения грунта:

R

где v — скорость смещения грунта, см/с; Ра — за­ грузка приведенная к тротилу, кг; R — кратчайшее расстояние от эпицентра взрыва до ближайшей стены пассивного здания.

Скорость смещения грунта соизмерима с сейсмиче­ ским эффектом при землетрясении по шкале MSK-64 (табл. 15).

Указанные исследования позволили создать такие конструкции зданий, которые способны локализовать взрыв 3 т тротила без ущерба для окружающих строе­ ний.

бб

Скорость смеще­ Баллы ния грунта, см/с

63 - 6

76 -1 2

812-24

10-12 48

Характеристика разрушений

Повреждение зданий, имевших де­ формации или некачественное строи­ тельство

Повреждение удовлетворительных зданий

Значительное повреждение зданий — нарушение несущих и ограждающих конструкций

Большие разрушения, обвалы зданий

ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРЕДПРИЯТИЙ, ИХ СТРУКТУРА

Правила эксплуатации включают в себя требования к эксплуатации огне- и взрывоопасных производств, из­ готавливающих пороха, твердые ракетные топлива, взрывчатые вещества, пиротехнические средства и со­ ставы, средства инициирования и боеприпасы на их основе.

В правилах также изложены требования к рабо­ тающему на предприятии персоналу по обеспечению безопасности, производственной санитарии и охране окружающей среды.

Правила утверждаются вышестоящим государствен­ ным органом (агентство, министерство) и согласовы­ ваются с ЦК профсоюза, Главным санитарным врачом, МВД и Министерством юстиции.

Правила состоят из шести разделов: I. Введение, общие положения.

И. Общие правила.

III. Специальные меры безопасности в отдельных производствах.

IV. Обеспечение безопасности при испытании. V. Работа с отходами и бракованной продукцией.

Соседние файлы в папке книги