АВАРИИ НА ВЗРЫВООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ
Общие сведения о химическом взрыве и детонации Взрывом называют физическое или химическое превращение вещества, сопровождающееся крайне быстрым переходом его энергии в энергию сжатия и движения исходного вещества или продуктов его превращения и окружающей среде.
Из определения взрыва следуют четыре основных условия, которым должна удовлетворять химическая реакция для того, чтобы она могла протекать в форме взрыва: - экзотермичность процесса разложения взрывчатых материалов (ВМ); - образование в конечных продуктах реакции разложения ВМ большого объема газов; - высокая скорость реакции разложения ВМ; - способность реакции разложения к самораспространению на неограниченный объем ВМ.
Характерной особенностью ВМ является способность вызванной в них локальной химической реакции разложения. Это происходит в результате распространения по ВМ тепловой волны, передаваемой теплопроводностью или ударной волной (УВ) и вызывающей при своем прохождении химическую реакцию. Тепловая волна поддерживается химической реакцией, которую она вызывает.
Возможность и особенно скорость самораспространения реакции зависят, кроме термохимических и кинетических характеристик вещества, также от условий передачи энергии. Если энергия передается путем относительно медленного процесса теплопроводности, то скорость реакции мала. Этот случай имеет место при горении.
Если же при местном прохождении химической реакции с тем же энергетическим эффектом возникает большое давление, то передача энергии может осуществляться путем распространения скачка давления, так называемой ударной волной
Таким образом, для ВМ существуют две формы быстрого химического превращения: горение и детонация. Они имеют различные механизмы передачи тепла из зоны реакции к новым слоям ВМ, вступающего в реакцию, и различные скорости распространения
Горение - самораспространяющийся процесс химического превращения вещества, при котором, распространение химической реакции в структурных слоях вещества обеспечивается теплопроводностью. Различают нормальное послойное горение и взрывное горение.
При послойное горение выделяющееся при химической реакции тепло предшествующего слоя нагревает следующий слой. Если горячие газообразные продукты горения проникать вглубь вещества и поджигать его перед фронтом горения, тогда горение охватывает определенный объем. Скорость горения вещества при этом резко возрастает до десятков и даже сотен метров в секунду. Такой вид горения обычно называют взрывным горением
Детона ция — это режим горения, в котором по веществу распространяется ударная волна, инициирующая химические реакции горения, в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла.
Экзотермическая реакция — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Повышение давления при ней весьма велико, равно как и обусловленное им разрушительное действие. Необходимым условием существования режима распространения реакции является наличие среди ее продуктов газов.
Именно высокая скорость реакции обеспечивает ту огромную мощность, которая является характерным признаком взрыва. Поэтому, если даже выполняются остальные условия, но скорость реакции низка, то взрыва не происходит. Так, уголь горит без всякого взрыва и при этом выделяется много тепла и газов, но скорость реакции невысока, так как она протекает только на поверхности контакта кислорода воздуха с горящим материалом, потому что отношение поверхности горения к объему горящего материала мало.
Таким образом, в одном и том же ВМ можно возбудить процессы горения или детонации в зависимости от подбора инициаторов, физического состояния вещества и ряда внешних факторов. Все ВМ в зависимости от их целевого назначения и взрывчатых свойств делятся на четыре группы: - инициирующие взрывчатые вещества (ИВВ); - бризантные взрывчатые вещества (БВВ); - метательные ВМ (твердые ракетные топлива и пороха); - пиротехнические составы.
Поражающие факторы взрыва Для оценки мощности взрыва и его последствий используют характеристику – тротиловый эквивалент (ТЭ). Тротиловый эквивалент – это масса тротила при взрыве которого выделяется энергия равная энергии данного взрыва, измеряется в единицах массы (г, кг, т и т. п. ).
Воздушно ударная волна – это резкое изменение параметров состояния воздуха распространяющееся от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Основными характеристиками поражающего действия ударной волны являются: - Избыточное давление во фронте ударной волны (ΔРФ)- кг/см 2 или Па, - Скоростной напор, м/с
Избыточное давление во фронте ударной волны (ΔРф) - это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением (Ро). Скоростной напор - это динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха; скоростной напор Рск зависит от скорости и плотности воздуха.
Степени и признаки разрушения зданий и сооружений I степень - слабые разрушения при ΔРф ≥ 10 -20 к. Па (повреждения окон, дверей, легких перегородок). II степень - средние разрушения при ΔРф = 2030 к. Па (трещины в несущих элементах конструкций, обрушение отдельных участков стен); III степень - сильные разрушения при ΔРф ≥ 3050 к. Па (обрушение 50% конструкций зданий); IV степень - полные разрушения при ΔРф ≥ 50 к. Па (разрушение всех элементов конструкции зданий);
Степени и признаки поражения людей I степень - легкая (ΔРф - 0. 2. . , 0, 4 кг/см 2) - контузия, головная боль, ушибы, вывихи. II степень - средняя (ΔРф ~ 0. 4. . . 0, 6 кг/см 2) - внешние кровотечения, закрытые переломы конечностей. III степень - тяжелая (ΔPф ~ 0, 6 . . . 1, 0 кг/см 2) – внутренние кровотечения, открытые переломы, смертность - 50%. IV степень - крайне тяжелая (ΔPф > 1, 0 кг/см 2) - разрывы внутренних органов, смертность - 100%. Трудоспособность сохраняется при ΔPф < 0, 1 кг/см 2.
Прогнозирование обстановки при авариях со взрывом на пожаровзрывоопасных объектах Обстановку в зоне принято оценивать показателями, которые могут быть разделены на две группы: - показатели, непосредственно характеризующие инженерную обстановку; - показатели, определяющие объем аварийно-спасательных работ и жизнеобеспечения населения.
Для прогнозирования обстановки на пожаровзрывоопасных объектах рекомендуется на план объекта нанести зоны с радиусами, соответственно равными избыточному давлению во фронте ударной волны ΔРф = 100; 50; 30; 20; 10 к. Па. При оперативном прогнозировании на них выделить четыре зоны разрушений.
Средства защиты персонала объекта и населения Для снижение интенсивности поражающих факторов и сужение зоны их действия применяется обваловка зданий. Здания и сооружения на территории предприятия размещаются на таких расстояниях друг от друга и от окружающих предприятие объектов, чтобы уровни воздействия не превышали установленных допустимых норм и не могли причинить ущерба за пределами промышленной площадки.
Здания, в которых производятся работы с ВМ, оборудуются системами автоматической пожарозащиты - комплексом устройств, обнаруживающих загорание и включающих автоматическую подачу огнетушащего вещества (как правило, воды). Системы подачи воды имеют различное время срабатывания - от 0, 1 до (10. . . 30) секунд и оборудуются распылительными насадками
Для защиты персонала объектов от воздушно ударной волны используются: защитные сооружения, складки местности и размещение на открытой местности людей в положении лёжа.
Скачать презентацию АВАРИИ НА ВЗРЫВООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ Общие сведения о
АВАРИИ НА ВЗРЫВООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ.ppt