ЗАДАНИЕ
Расстояние от емкости до ………….. цеха равно … м. Определить избыточное давление ВУВ в районе цеха при взрыве емкости с пропаном G = … т и его устойчивость.
ВАРИАНТЫЗАДАНИЙ ПО ОЦЕНКЕ УСТОЙЧИВОСТИ
объектах воздействию воздушной ударной волны при взрыве хранилища с пропаном.
| Вариант | Объект | Масса (G), т | Расстояние (R), м |
| Кузнечный цех | |||
| Кузнечный цех | |||
| Механический цех №1 | |||
| Механический цех №1 | |||
| Литейный цех | |||
| Литейный цех | |||
| Прессовый цех | |||
| Прессовый цех | |||
| Механический цех №2 | |||
| Механический цех №2 | |||
| Мартеновский цех | |||
| Мартеновский цех | |||
| Компрессорная | |||
| Компрессорная | |||
| Сборочный цех | |||
| Сборочный цех | |||
| Шлифовальный цех | |||
| Шлифовальный цех | |||
| Котельная | |||
| Котельная | |||
| Инструментальный цех | |||
| Инструментальный цех | |||
| Столярный цех | |||
| Столярный цех | |||
| Кузнечный цех | |||
| Кузнечный цех |
ПОНЯТИЕ УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫОХ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
Под устойчивостью объекта понимают способность его инженерно-технического комплекса (зданий и сооружений, станков и оборудования, коммунально-энергетических сетей) противостоять воздействию различных неблагоприятных факторов (поражающих факторов чрезвычайных ситуаций). Под устойчивостью работы промышленного объекта понимают способность его в условиях ЧС выпускать продукцию в запланированных объёмах, а при получении слабых и средних разрушений или нарушении связей по кооперации и поставкам восстанавливать производство в минимальные сроки. Под устойчивостью работы для объектов непроизводственной сферы (энергетика, транспорт, связь и др.) понимают способность их в условиях ЧС выполнять свои функции.
Исследование устойчивости работы объекта хозяйствования (ОХ) заключается во всестороннем изучении условий, которые могут сложиться в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени, и в определении их влияния на производственную деятельность. Цель исследования устойчивости ОХ состоит в том, чтобы выявить уязвимые места в работе ОХ в чрезвычайных ситуациях и выработать наиболее эффективные рекомендации, направленные на повышение устойчивости.
Критерий устойчивости ох к воздействию воздушной ударной волны (ВУВ): в качестве количественного показателя устойчивости ВУВ принимается значение избыточного давления, при котором здания, сооружения, оборудование и КЭС объекта сохраняются или получают слабые разрушения. Это значение избыточного давления принято считать пределом устойчивости объекта к ударной волне – ΔРфlim (определяется по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав исследуемых элементов). Объект устойчив, если ΔРфlim ≥ ΔРфmax.
Воздушная ударная волна (ВУВ) представляет собой зону сильно сжатого воздуха, распространяющуюся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница волны называется фронтом ВУВ. Основным параметром ударной волны является избыточное давление, которое представляет разницу между максимальным давлением воздуха во фронте ВУВ и атмосферным давлением и измеряется в Паскалях (Па). При воздействии ВУВ здания, сооружения, технологическое оборудование и коммунально-энергетические сети (КЭС) могут получить слабые, средние, сильные и полные разрушения.
МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ
1. Определяем избыточного давления ВУВ в районе цеха при взрыве емкости с пропаном: ΔРфmax
Определяем коэффициент К:
Находим избыточное давление ВУВ ΔРфmax:
2. Определяем предел устойчивости объекта к ударной волне – ΔРфlim. Для этого составляем таблицу оценки устойчивости объекта (Табл. 1) используя характеристику объекта (Приложение №1) и избыточное давление ΔРф, вызывающее различные степени разрушения некоторых объектов (Табл.2). При составлении Табл. 1 в колонку «Элементы цеха…» заносится каждый элемент цеха отдельной строкой, учитывая что, например станки малые, средние и тяжелые – это три разных вида оборудования и т.д. Минимальная величина ΔРф при которой элемент получает средние разрушения считается пределом его устойчивости и записывается в колонку «ΔPФlim элементов». Меньшая цифра из этой колонки переносится в колонку «ΔPФlim цеха, т.к предел устойчивости цеха определяет наименьший пределом устойчивости самого слабого элемента.
Полученное значение сравниваем с ΔРфMAX и делаем выводы, учитывая что объект устойчив, если ΔРфlim ≥ ΔРфmax.
3. Выводы:
- предел устойчивости объекта;
- объект устойчив или нет к воздействию ВУВ;
- какой элемент наименее устойчив.
4. Мероприятия по повышению устойчивости.
· Замена обычного стекла армированным или синтетическим.
· Создание запаса плёнки для закрытия оконных проёмов.
· Изготовление защитных устройств для оборудования.
· Создание и размещение запаса узлов, деталей оборудования, материалов и инструментов для ремонтных и восстановительных работ.
· Компьютеризация технической документации.
· Разработка и практическое апробирование инструкции по немедленному безаварийному отключению КЭС в ЧС.
· Оклейка обычного стекла узкими полосками бумаги.
· Отправка в загородную зону части запаса узлов и деталей.
· Установка дополнительных опор для уменьшения пролётов
· Закрепление высоких сооружений оттяжками.
· Установка бетонных или металлических поясов жесткости.
· Закрепление на фундаментах станков и технологического оборудования.
· Размещение технологического оборудования на открытой площадке под навесом.
ТАБЛИЦА №1. РЕЗУЛЬТАТЫИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЦЕХА.
(Образец)
| Наиме-нование цеха | Элементы цеха и их характеристика | Степень разрушения при ΔРФmax, 10 20 30 40 50 60 70 80 | ΔPФlim элемен-тов, кПа | ΔPФlim цеха, кПа | ||||||||
| «Механосборочный» | ЗДАНИЕ: Массивное промышленное с металлическим каркасом и крановым оборудованием | |||||||||||
| ОБОРУДОВАНИЕ Краны и крановое оборудование Станки тяжёлые Станки средние Контрольно-измерительная аппаратура Электродвигатели Магнитные пускатели | 
|   
|   
| 
| 
| |||||||
| КЭС: Трубопроводы на металлических эстакадах Воздушные линии высокого напряжения |
Условные обозначения: разрушения слабые средние сильные
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ЦЕХОВ
Кузнечный цех
Здание одноэтажное железобетонное с крановым оборудованием грузоподъемностью до 10 т.
Оборудование: ковочные молоты средние и тяжелые, электромоторы средние.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водоснабжение – от городского водопровода; сжатый воздух подается по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Механический цех №1
Здание одноэтажное с железобетонным каркасом и кирпичным заполнением. Оконные проемы составляют 50% площади стен.
Оборудование: подъемные краны грузоподъемностью до 10 т; металлообрабатывающие станки (токарные, фрезерные, сверлильные) тяжелые и средние; конвейерно-поточная линия; электромоторы средние и малые; транспортные средства – электрокары.
Система снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водоснабжение и пароснабжение – по подземным трубопроводам; сжатый воздух – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Литейный цех
Здание одноэтажное с железобетонным каркасом и кирпичным заполнением.
Оборудование: вагранки, подъемные краны грузоподъемностью до 10 т; поворотные краны грузоподъемностью до 10 т; формовочные машины средние; пневматические формовочные машины; стержневые машины; очистные дробеструйные дробеметные барабаны; пескометы; наждачные станки; ленточные и пластинчатые транспортеры; рольганговые линии; сушильные шкафы.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водоснабжение и пароснабжение – по подземным трубопроводам; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Прессовый цех
Здание одноэтажное кирпичное.
Оборудование: паровоздухогидравлические и электрогидравлические прессы средней мощности установлены на прочных железобетонных фундаментах; подъемные краны грузоподъемностью до 3 т; электромоторы средние; электрокары.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водо- и пароснабжение – по подземным трубопроводам; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Механический цех №2
Здание одноэтажное с железобетонным каркасом и кирпичным заполнением. Оконные проемы составляют 40% площади стен.
Оборудование: подъемные краны грузоподъемностью до 5 т; металлообрабатывающие станки (токарные, фрезерные, сверлильные) средние; два станка с ЧПУ; электромоторы средние и малые; электрокары.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водоснабжение – по подземному трубопроводу; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Мартеновский цех
Здание одноэтажное железобетонное. Оконные проемы составляют 58% площади стен
Оборудование: различные краны грузоподъемностью до 15 т; уборочные краны грузоподъемностью до 10 т; завалочные машины грузоподъемностью до 20 т; мультимагнитные краны грузоподъемностью до 10 т; грейферные краны грузоподъемностью до 10 т; термические печи; газовые печи.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водо-, газоснабжение, снабжение мазутом – по подземным трубопроводам; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Компрессорная
Здание двухэтажное кирпичное
Оборудование: компрессоры средние; электромоторы средние; контрольно-измерительные приборы.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водо- и пароснабжение – по подземным трубопроводам.
Сборочный цех
Здание одноэтажное монолитное железобетонное.
Оборудование: подъемные краны грузоподъемностью до 5 т; металлообрабатывающие станки средние и малые; пневматический инструмент; конвейерно-поточная линия; электромоторы средние и малые; электрокары.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водо- и пароснабжение – по подземным трубопроводам; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Шлифовальный цех
Здание одноэтажное кирпичное. Оконные проемы занимают 60% площади стен
Оборудование: шлифовальные станки средние и малые, станки с ЧПУ; ленточная поточная линия; электромоторы средние и малые; электрокары.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водо- и пароснабжение – по подземным трубопроводам; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Котельная
Здание одноэтажное кирпичное.
Оборудование: паровые котлы; насосы; контрольно-измерительные приборы; устройства для автоматического и ручного переключения и отключения; электромоторы средние и малые; обтирочный материал хранится в специальных металлических ящиках.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водо- и топливоснабжение – по подземным трубопроводам.
Инструментальный цех
Здание трехэтажное кирпичное.
Оборудование: металлообрабатывающие станки (токарные, фрезерные, заточные, шлифовальные) средние и малые; различный инструмент (в кладовой); электромоторы средние и малые; деревянные шкафы, стеллажи, ящики.
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водо- и пароснабжение – по подземным трубопроводам; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
Столярный цех
Здание двухэтажное кирпичное.
Оборудование: деревообрабатывающие станки средние; пилы продольные и циркулярные; верстаки деревянные; электромоторы средние и малые; тележки металлические; комплект инструментов (в деревянных шкафах).
Системы снабжения: электроснабжение – по подземным кабельным линиям; водоснабжение – по подземному трубопроводу; снабжение сжатым воздухом – по трубопроводу, проложенному на металлической эстакаде.
ТАБЛИЦА 2. Степени разрушения в зависимости от ΔРф, кПа
| № п/п | Элементы объекта | Степени разрушения в зависимости от ΔРф, кПа | ||
| слабые | средние | Сильные | ||
| 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. | Здания и его элементы Одноэтажное железобетонное с крановым оборудованием грузоподъемностью до 10 т. Одноэтажное с железобетонным каркасом и кирпичным заполнением. 40-60% площади стен занимают оконные проемы. Одноэтажное кирпичное. Двухэтажное кирпичное. Трехэтажное Одноэтажное железобетонное с площадью оконных проемов 40-60% от площади стен. Одноэтажное монолитное железобетонное. Перекрытие – бетонные плиты. Перекрытие железобетонное. Перекрытие деревянное оштукатуренное. Вагранки Оборудование Верстаки деревянные. Газовые печи. Грейферные краны грузоподъемностью до 10 т. Деревообрабатывающие станки. Деревянные шкафы, стеллажи, ящики. Заволочные машины грузоподъемностью до 20 т. Ковочные молоты средние Ковочные молоты тяжелые Компрессоры средние Конвейерно-поточная линия Контрольно-измерительные приборы Ленточные и пластинчатые транспортеры Ленточная поточная линия Металлообрабатывающие станки: малые средние тяжелые Металлообрабатывающие станки с ЧПУ Мульдомагнитные краны грузоподъемностью до 10 т. Наждачные станки Насосы Очистные дробеструйные и дробеметные барабаны Паровоздухогидравлические и электрогидравлические прессы средней мощности Паровые котлы пескометы Пескометы Пилы продольные Пилы циркулярные Пневматический инструмент Пневматические формовочные машины Поворотные краны грузоподъемностью до 10 т Подъемные краны грузоподъемностью: до 3 т до 5 т до 10 т Разливочные краны грузоподъемностью до 15 т Рольганговые линии Стержневые машины Сушильне машины Тележки металлические Термические печи Уборочные краны грузоподъемностью до 10 т Устройство для автоматического и ручного переключения и отключения Формовочные машины средние Шлифовальные станки: малые средние с ЧПУ Электрокары Электромоторы: малые средние Коммунально-энергетические сети (КЭС) Воздушные ЛЭП высокого напряжения Воздушные ЛЭП низкого напряжения на деревянных опорах Наземные трубопроводы на эстакадах Наземные трубопроводы, проложенные в траншеях Подземные линии водопровода и газопровода Подземные кабельные линии Резервуары наземные металлические Резервуары наземные металлические, частично заглубленные Резервуары металлические заглубленные Смотровые колодцы и задвижки | 20-30 10-20 8-15 8-12 8-10 20-40 25-40 20-40 20-40 7-12 30-50 5-10 10-30 30-50 20-30 10-15 20-40 50-80 60-100 20-40 20-35 5-10 20-40 20-40 15-20 20-30 25-40 3-5 50-70 10-20 40-60 70-90 50-80 60-80 30-50 20-30 20-30 20-40 70-80 30-50 10-25 10-30 50-70 50-70 20-40 70-90 20-30 80-100 10-30 50-70 4-10 70-80 20-30 40-60 3-5 30-40 20-40 40-60 25-50 15-25 20-30 300-700 500-800 15-20 40-50 50-60 200-300 | 30-40 20-30 15-25 12-20 10-20 40-50 40-60 40-50 40-50 12-22 50-70 10-20 30-40 50-70 30-50 10-15 40-60 80-100 100-150 40-60 35-50 10-20 40-60 40-60 20-30 30-50 40-65 5-10 70-90 20-30 60-70 90-120 80-100 80-100 50-60 30-50 30-50 40-50 80-90 50-70 25-50 30-60 70-90 70-90 40-60 90-100 30-50 100-120 30-40 70-90 10-20 80-90 30-50 60-70 5-10 40-60 40-60 60-70 50-70 25-35 30-40 700-1200 800-1000 20-30 50-80 60-200 300-1000 | 40-50 30-40 25-35 20-30 20-30 50-60 60-70 50-60 22-30 70-80 20-30 20-30 40-60 70-90 50-60 15-20 60-80 100-150 150-200 60-80 50-60 20-30 60-80 60-80 30-40 50-60 65-70 10-20 90-110 30-40 70-80 120-150 100-150 100-110 60-70 50-60 50-60 50-60 90-100 70-90 50-70 50-80 90-100 90-100 60-80 100-110 50-60 120-150 40-60 90-100 20-30 90-100 50-60 70-80 10-20 60-70 50-60 70-80 70-80 35-50 40-50 1200-1500 1000-1500 30-40 80-100 200-250 1000-1500 |
ПРИМЕР РЕШЕНИЯ
Задание
Расстояние от ёмкости до сварочного цеха равно 500 м. Определить избыточное давление ВУВ в районе цеха при взрыве ёмкости с пропаном G = 150 т и его устойчивость.
РЕШЕНИЕ
1. Определяем избыточного давления ВУВ ΔРфmax в районе цеха при взрыве емкости с пропаном.
Определяем коэффициент К:
< 2
Избыточное давление во фронте ударной волны будет равно:
2. Определяем предел устойчивости объекта к ударной волне – ΔРфlim.(Табл. 1)
3. Выводы:
- предел устойчивости объекта – 30 Кпа;
- объект устойчив или нет к воздействию ВУВ – цех не устойчив;
- какой элемент наименее устойчив – здание.
4. Мероприятия по повышению устойчивости:
· Замена обычного стекла армированным или синтетическим.
· Создание запаса плёнки для закрытия оконных проёмов.
· Изготовление защитных устройств для оборудования.
· Создание и размещение запаса узлов, деталей оборудования, материалов и инструментов для ремонтных и восстановительных работ.
· Компьютеризация технической документации.
· Разработка и практическое апробирование инструкции по немедленному безаварийному отключению КЭС в ЧС.
· Оклейка обычного стекла узкими полосками бумаги.
· Отправка в загородную зону части запаса узлов и деталей.
· Установка дополнительных опор для уменьшения пролётов
· Закрепление высоких сооружений оттяжками.
· Установка бетонных или металлических поясов жесткости.
· Закрепление на фундаментах станков и технологического оборудования.
· Размещение технологического оборудования на открытой площадке под навесом.
ТАБЛИЦА №1. Результаты исследования устойчивости цеха
| Наиме-нование цеха | Элементы цеха и их характеристика | Степень разрушения при ΔРФmax, 10 20 30 40 50 60 70 80 | ΔPФlim элементов, кПа | ΔPФlim цеха, кПа | ||||||||||
      СВАРОЧНЫЙ ЦЕХ
| ЗДАНИЕ: -одноэтажное железо-бет. с крановым обор. | 
|  
| |||||||||||
| ОБОРУДОВАНИЕ -сварочные станки -подъёмные краны до 10 т. -электродвигатели средние. -кабельные подземные линии -трубопровод на металлич на стакаде -водопровод |
|     
| 
|    
|  
|  
|
|
Условные обозначения: разрушения слабые средние сильные