В рамках технологии WEB при расчете рисков разделяется сфера ответственности: за достоверность ввода информации по объекту несет ответственность Пользователь; за расчеты рисков, за информацию в базах данных по свойствам веществ, по частотам инициирующих аварию событий и т.д. отвечают разработчики WEB-сервиса. Пользователь не имеет доступа к проектирующим процедурам, к базам данных и т.д. Пользователь не имеет возможности вносить изменения в методику расчетов риска и не имеет возможности вносить изменения в базы данных. Разработчики WEB-сервиса, в свою очередь, обеспечивают одновременную работу широкого круга Пользователей, что обеспечивает единство методологии оценки рисков, единство исходной информации, не связанной с конкретным объектом.
Единая идеология создания расчетных модулей, единообразие полученных результатов и единообразная форма представления результатов обеспечивает сопоставимость результатов расчетов рисков в отношении техногенных объектов, обеспечивает процедуру ранжирования территорий по уровням опасности.
Такой WEB - сервис был разработан Российским научным обществом анализа риска (РНОАР). Ресурс доступен по адресу [7]. С точки зрения функциональных возможностей сервис поддерживает оценку риска, порождаемую элементарным аварийным сценарием и оценку риска, порождаемую техногенным объектом. В перечень элементарных аварийных сценариев в рамках данной работы входят:
· Взрыв конденсированных взрывчатых веществ;
· Сгорание газо- и паровоздушных смесей в помещении;
· Пожар пролива;
· Пожар-вспышка;
· Струйное горение;
· Огненный шар (ВLEVE).
По каждому аварийному сценарию WEB - сервис потребует ввод местоположения источника опасности и необходимых для расчета входных данных. Например, при выборе сценария «Огненный шар» потребуется ввести массу вещества, поступившего в окружающее пространство, и частоту реализации аварийного сценария (частота реализации аварийного сценария вводится только для отдельных типовых задач, при оценке риска на техногенном объекте все частоты заданы заранее без возможности ручного ввода Пользователем). Данные, отвечающие сценарию, по вычислительной сети передаются на сервер, который поддерживает расчет поражающего воздействия [8] и оценку последствий выбранного аварийного сценария [9]. Результаты расчетов представляются Пользователю в виде зависимости потенциального риска от расстояния, определяемого местоположением источника аварии. На карте представляются области, отвечающие различным значениям вероятности поражения человека (ситуационный план) [10].
|
|
По каждому элементарному аварийному сценарию WEB - сервис содержит ссылки на актуальные документы, в которых представлены методы обработки соответствующих аварийных сценариев.
Прогнозирование последствий взрыва конденсированных веществ
Взрыв – это процесс освобождения большого количества энергии в ограниченном объёме за короткий промежуток времени. В результате взрыва вещество, заполняющее объём, в котором происходит освобождение энергии, превращается в сильно нагретый газ с очень высоким давлением. Этот газ воздействует на окружающую среду, вызывая её движение. Взрыв в твёрдой среде сопровождается её разрушением и дроблением. Основное отличие между пожарами и взрывами состоит в скорости выброса энергии. Во время пожара энергия освобождается медленно, при взрыве освобождение энергии происходит в течении микросекунд.
|
|
Взрывчатые вещества (ВВ)– это химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла и образованием газов. Эта реакция, возникнув в какой-либо точке в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого взрывчатого вещества или иного внешнего воздействия, распространяется по заряду за счёт передачи энергии от слоя к слою с помощью процессов тепло- и массопереноса (горение) либо ударной волны (детонация).
Скорость горения различных взрывчатых веществ колеблется от долей мм/с до десятков и сотен м/сек, скорость детонации может превышать 9 км/с.
Для аппроксимации избыточного давления на фронте ударной волны Δp(R) можно воспользоваться выражениями ΔP(R), предложенными М.А.Садовским [3]:
мПа
где С - тротиловый эквивалент, кг. Мощность контактного взрыва на неразрушаемой преграде удваивается в связи с формированием полусферической волны. Поэтому величина тротилового эквивалента заряда ВВ увеличивается в два раза. При взрыве на грунте величина тротилового эквивалента увеличивается в 1.2 - 1.8 раза, в зависимости от свойств грунта. Для песчаной подложки коэффициент 1.2. Для утрамбованной глины - 1.8.
Энергия взрыва Q [кДж/кг] промышленных ВВ
| ВВ | Q [кДж/кг] | ВВ | Q [кДж/кг] |
| Тротил (ТНТ) | 4240, 4184 | Тринитрохлорбензол | |
| Гексоген | Нитрогуанидин | ||
| Тэн | Дымный порох | ||
| Динитробензол | Пироксилин (N=13.3%) | ||
| Тринитробензол | Аммотол 80/20 | ||
| Пикрат аммония | Октоген | ||
| Тринитроанилин | Глигольдинитрат | ||
| Аммонийная селитра |
Тротиловый эквивалент ВВ может быть определен в зависимости от энергии взрыва по данным таблицы 3.2, как отношение энергии взрыва ВВ к энергии взрыва тринитротолуола (тротил, ТНТ).
|
|
Для оценки последствий взрыва используется модель ущерба при взрыве U(ΔP) = Ф(Pr), где Ф(z) - нормальная функция распределения:
отвечающая вероятности поражения человека (летальный исход) при воздействии избыточного давления. Pr – пробит функция, которая может быть определена, например, в виде:
где 
- избыточное давление (Па),
Значения нормальной функции распределения:
| 
|
|
| |
| -0,00 | 0,5000 | 0,00 | 0,5000 | |
| -0,10 | 0,4602 | 0,10 | 0,5398 | |
| -0,20 | 0,4207 | 0,20 | 0,5793 | |
| -0,30 | 0,3821 | 0,30 | 0,6179 | |
| -0,40 | 0,3446 | 0,40 | 0,6554 | |
| -0,50 | 0,3085 | 0,50 | 0,6915 | |
| -0,60 | 0,2743 | 0,60 | 0,7257 | |
| -0,70 | 0,2420 | 0,70 | 0,7580 | |
| -0,80 | 0,2119 | 0,80 | 0,7881 | |
| -0,90 | 0,1841 | 0,90 | 0,8159 | |
| -1,00 | 0,1587 | 1,00 | 0,8413 | |
| -1,10 | 0,1357 | 1,10 | 0,8643 | |
| -1,20 | 0,1151 | 1,20 | 0,8849 | |
| -1,30 | 0,0968 | 1,30 | 0,9032 | |
| -1,40 | 0,0808 | 1,40 | 0,9192 | |
| -1,50 | 0,0668 | 1,50 | 0,9332 | |
| -1,60 | 0,0548 | 1,60 | 0,9452 | |
| -1,70 | 0,0446 | 1,70 | 0,9554 | |
| -1,80 | 0,0359 | 1,80 | 0,9641 | |
| -1,90 | 0,0288 | 1,90 | 0,9713 | |
| -2,00 | 0,0228 | 2,00 | 0,9772 |
Пример.
Оценить вероятность гибели человека, находящегося на расстоянии 25 м от места взрыва, при взрыве 200 кг гексогена. Взрыв на бетонной подложке. Поражающий фактор – избыточное давление.
Проверить расчеты по результатам прогнозирования на сайте
https://rintd.ru/accidents/condexplo/
import java.text.DecimalFormat;
public class exs {
public static void main(String[] args) {
DecimalFormat b = new DecimalFormat("#0.00");
double k=2; // Коэффициент подложки
double M=200.0; // масса, кг
double R0=25.0; // расстояние, м
double dp= f_dp (k,M,R0); // расчет избыточного давления
double Pr= f_Pr (dp); // расчет значения пробит-функции
double f= FF (Pr); // Расчет вероятности
System. out. println(" M,кг =" +b.format(M)+ " R0,м = " +b.format(R0)+ " dp,Па = "
+b.format(dp)+" Pr= "+b.format(Pr));
System. out. println(" Вероятность P= " +b.format(f)); }
// Расчетные методы класса
// Расчет вероятности поражения человека
static double FF(double Pr){
double [] x = new double [41];
int nn=41;
double xx = -2.1, dx = 0.1;
double [] P = new double [41];
// таблица значений нормальной функции распределения
P[0]= 0.0228;
P[1]= 0.0288;
P[2]= 0.0359;
P[3]= 0.0446;
P[4]= 0.0548;
P[5]= 0.0668;
P[6]= 0.0808;
P[7]= 0.0968;
P[8]= 0.1151;
P[9]= 0.1357;
P[10]=0.1587;
P[11]=0.1841;
P[12]=0.2119;
P[13]=0.2420;
P[14]=0.2743;
P[15]=0.3085;
P[16]=0.3446;
P[17]=0.3821;
P[18]=0.4207;
P[19]=0.4602;
P[20]=0.5000;
P[21]=0.5398;
P[22]=0.5793;
P[23]=0.6179;
P[24]=0.6554;
P[25]=0.6915;
P[26]=0.7257;
P[27]=0.7580;
P[28]=0.7881;
P[29]=0.8159;
P[30]=0.8413;
P[31]=0.8643;
P[32]=0.8849;
P[33]=0.9032;
P[34]=0.9192;
P[35]=0.9332;
P[36]=0.9452;
P[37]=0.9554;
P[38]=0.9641;
P[39]=0.9713;
P[40]=0.9772;
for (int i=0;i<nn;i++){ xx=xx+dx; x[i]=xx; }
if (Pr<-2) return 0;
if (Pr>2) return 1;
int ii=0;
for (int i=0;i<nn;i++){
if ((Pr>x[i]) && (Pr< x[i+1])) { ii=i; break; } }
double ff;
ff = P[ii]+ (((Pr-x[ii])*(P[ii+1]-P[ii]))/(x[ii+1]-x[ii]));
return ff; }
}
Нормативные правовые требования о проведении анализа опасностей и риска:
1. Федеральный закон «О техническом регулировании» (№184-ФЗ от 27.12.02 в редакции от 28.11.2015 г.);
2. Федеральный закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов” (№ 116 Ф3 от 21.07.97 в редакции от 13.07.2015 г.);
3. Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (№384-ФЗ от 30.12.09 в редакции от 02.07.2013 г.);
4. Федеральный закон «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте» (№ 225-ФЗ от 27.07.10 в редакции от 04.11.2014 г.);
5. Технический регламент Таможенного Союза «О безопасности машин и оборудования» (Решение Комиссии Таможенного Союза от 18.10.2011 № 823 в редакции от 19.05.2015 г.);
6. О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию (Постановление Правительства Российской Федерации №87 от 16.02.08 в ред. от 23.01.2016 г.);
7. «Требования по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения» (Приказ МЧС РФ №105 от 28.02.03).
8. Приказ Ростехнадзора № 188 от 13.05.2015 г. Об утверждении Руководства по безопасности "Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах".