Технологическая безопасность

Технологическая безопасность. Физика горения и взрыва

 

 

 

Вопросы по материалу

1. Основные причины возникновения очага возгорания.

2. Поражающие факторы.

3. Определение взрыва, его формы.

4. Что такое горение? Скорость горения. его виды.

5. Классификация ВС по выполнению целевой функции.

6. Охарактеризовать начальный импульс.

7. Показатели чувствительности.

8. Что является показателем взрывопожароопасности?

9. Что понимают под чувствительностью вещества к искровому разряду?

Технологическая безопасность

При производстве ВМ в большинстве случаев развитие аварии происходит по следующей схеме: образование начального очага загорания - рас­пространение горения за пределы очага - переход горения во взрыв или детонацию - возникновение вторичных факторов поражения, некото­рые из которых могут стать причиной образования новых зон аварии.

Как правило, производство ВМ на исправном оборудовании, из ка­чественного сырья, при соблюдении технологического регламента и правил эксплуатации оборудования не приводит к возникновению оча­га загорания.

Однако, при производстве, транспортировке и использовании ВМ нередки случаи, когда из-за воздействия неблагоприятных факторов или их сочетания в энергоемком материале возникает начальный очаг заго­рания. Основные причины возникновения очага - механическое и (или) тепловое воздействие, электрический разряд, химическая реакция. Тех­ническими и организационными мероприятиями можно снизить часто­ту появления таких причин, но нельзя исключить их полностью. Чем раньше будет прервано развитие аварии, тем меньшим будет ущерб.

Величина ущерба в основном определяется физическими, химичес­кими, механическими и т.д. процессами, которые происходят в ВМ, и количеством материала, в них вовлеченного. Физические процессы, происходящие в ВМ, характеризуются различными поражающими фак­торами. Если развитие аварии заканчивается на стадии горения, то эти­ми факторами в основном являются сравнительно длительное действие пламени, тепловое излучение и образование токсичных продуктов го­рения. Если же горение перейдет во взрыв или детонацию, то среди поражающих факторов будут преобладать воздушная ударная волна (УВ), разлетающиеся осколки и обломки оборудования и строительных конструкций. Каждый из поражающих факторов имеет свои законы воз­никновения и распространения, размеры зон поражения, и знание этих законов необходимо для того, чтобы можно было правильно оценить тяжесть возможных последствий от различных аварий.

Актуализация вопросов обеспечения взрывобезопасности производ­ства твердых ракетных топлив в конце 50-х - начале 60-х годов привела к созданию нового научного направления - технологической безопасности. Оно появилось на стыке наук, с одной стороны, физики горения и взрыва и, с другой стороны, химии и технологии производства ВМ. Это научное направление изучает причины возникновения начального очага загорания в перерабатываемых материалах. При этом тщательно исследуется чувствительность ВМ к различным внешним воздействи­ям: удару, трению, тепловому импульсу, электрическому разряду; ста­бильность ВМ и его совместимость с различными веществами. Не каж­дый начальный очаг приводит к распространению реакции за его пре­делы. Следующим шагом является изучение условий распространения химической реакции после возникновения начального очага. Посколь­ку химические реакции могут протекать различными способами (в виде медленного химического разложения, горения или детонации), то сле­дует определить условия, в которых реализуется тот или иной механизм реакции, и условия, когда один из механизмов переходит в другой (пе­реход горения в детонацию). Необходимо изучить и механизмы процес­сов, и законы формирования сопровождающих реакции поражающих факторов, а также влияние на эти факторы различных защитных средств и сооружений. Кроме того, надо решить, а чего, собственно, нельзя до­пустить: возникновения начального очага загорания, массового пожара или мощного взрыва? Необходимый шаг в разработке стратегии обес­печения безопасности - это установление границы между гипотетичес­кими авариями и проектными. Гипотетические аварии происходят из-за таких естественных инициирующих событий, возникновение кото­рых маловероятно, а устранение либо экономически и социально не обо­сновано, либо технически недостижимо (например, падение самолета на вагон со взрывчаткой). Проектные аварии порождаются определен­ными инициирующими событиями. Так, например, падение упаковки с ВМ с максимально предусмотренной регламентом проведения работ высоты на землю есть проектная авария. Для предотвращения ущерба от нее необходимо осуществление технических мероприятий, напри­мер, разработка погрузочно-разгрузочных средств и конструкции упа­ковки, позволяющих снизить вероятность такой ситуации, и, кроме того, не допустить воспламенения ВМ даже в случае падения содержащей его упаковки.

Граница между гипотетическими и проектными авариями во мно­гом определяется техническими и экономическими возможностями предприятий. Новые технические решения или даже просто ресурсы для реализации известных, но дорогостоящих мероприятий могут при­вести к тому, что гипотетическая авария станет проектной.

Научно обоснованный подход в обеспечении безопасности состоит в том, что необходимо оценить не только вероятность возникновения той или иной аварии, но и масштабы ее последствий, то есть оценить риск аварии. Необходимо разработать совокупность специальных мер, не позволяющих аварии развиться до значительных масштабов.

Решение этих вопросов позволяет сформулировать требования к технологическому оборудованию, его размещению в производственных зданиях, размещению зданий и защитных сооружений на промплощадке, определить эффективность различных видов защитных сооружений и выбрать оптимальные из них в каждом конкретном случае, установить безопасные и допустимые расстояния между ними.

Результатами исследований в рамках этого научного направления являются нормы, правила и стандарты, исходные данные для проекти­ровщиков и конструкторов, рекомендации по схемам построения тех­нологических процессов, по конструкциям специальных зданий и за­щитных сооружений, методы исследований и испытаний различных видов ВМ.

Важность решения проблемы обеспечения безопасности настолько велика, что в последние годы вопросы безопасности стали одним из решающих факторов при выборе той или иной технологии производ­ства, а иногда и самой возможности организации производства, пред­ставляющего угрозу для персонала, населения и окружающей среды. Все это нашло свое отражение в вышедшем в 1997 г. «Законе о про­мышленной безопасности». Превалировавшая до сих пор концепция «абсолютной безопасности» перестала соответствовать внутренним за­конам техносферы. Техника безопасности, цель которой - не допустить никаких аварий и тем самым защитить работника, должна смениться качественно новой наукой, способной обнаруживать наиболее риско­ванные звенья производственных комплексов и подсказывать оптималь­ные пути их замены.

Цель:

· выявление потенциальных опасностей, способ­ных нанести существенный урон при производстве и применении ВМ;

· анализ условий проявления разрушительного потенциала ВМ;

· изложе­ние требований к конструкции оборудования, его размещению, защит­ным сооружениям, порядку организации технологического процесса и т.п., направленных на снижение вероятности возникновения и тяжести последствий возможных аварий;

· описание методов регламентирования безопасности.