Определение стойкости цеха к поражающим факторам ядерного взрыва
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра охорони праці і
навколишнього середовища
Індивідуальне завдання
з курсу «Цивільна оборона»
«Визначення стійкості цеху до вражаючих факторів ядерного вибуху»
Варіант № 26
Виконав: студент гр. ФЕУ – 136
Ситникова Д.В.
Прийняв:
Денщиков О. Є.
2010р.
ОБЩАЯ ОБСТАНОВКА
По категорированному по ГО
населённому пункту возможно применение ядерного оружия. Необходимо провести
оценку устойчивости промышленного объекта к воздействию поражающих факторов
ядерного взрыва и наметить ИТМ ГО для повышения устойчивости его работы в
период ЧС военного характера. Объект расположен около города.
ОБОРОННО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
ЗАВОДА
Мощность предприятия – 1000
станков-автоматов в год, для оборудования машиностроительных заводов, на сумму
600 млн. грн. Производственная программа предусматривает, в военное время –
выполнение специальных заказов. Для этого, по особому плану, используется 75%
мощностей завода.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА
Технологический процесс
предусматривает:
Ø
Механическую
холодную обработку чугунных и стальных деталей;
Ø
Термическую
обработку стальных деталей;
Ø
Сборку и наладку
станков;
Ø
Производство
предметов широкого потребления;
Ø
Эксплуатацию,
хранение и ремонт автомобильной техники.
РАЗМЕЩЕНИЕ И ПЛАНИРОВКА
Предприятие отнесено к 1-й категории
по ИТМ ГО и расположено вблизи города. Оно работает в 2 смены. Численность
наибольшей смены 3000 человек. Промышленная застройка занимает площадь 17 гектаров, административно-хозяйственная территория 6 гектаров, плотность застройки более 30%. Наличие защитных сооружений – на 2000 человек. На заводе 10 цехов (из них 5 основных).
Исходные данные варианта 26
Цех ширпотреба – из отходов производства производит
изделия для массового потребления.
Здание – кирпичное, бескаркасное с
перекрытием из деревянных элементов кровля – рубероид; пол – деревянный,
окрашен в темный цвет; двери и окна – деревянные, окрашены в тёмный
цвет.
Технологическое оборудование:
§ Станки лёгкие;
§ Станки средние;
§ Электродвигатели мощностью до 2 кВт, открытые;
§ Трансформаторы 100 кВт;
§ Контрольно-измерительная аппаратура;
§ Магнитные пускатели;
§ Краны и крановое оборудование.
Электроснабжение – кабельные наземные линии.
Трубопроводы – на металлических эстакадах.
§
Расстояние от
центра города до цеха R г = 4 км;
§
Ожидаемая
мощность боеприпаса q = 200 кт;
§
Вероятное
максимальное отклонение ядерного боеприпаса от точки прицеливания (центра
города) r отк = 0.7 км;
§
Скорость среднего
ветра V св = 55 км/ч.
§
Азимут на объект
относительно центра города, В = 250 0
1 МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА, ОЖИДАЕМЫХ НА ОБЪЕКТЕ
1.1 Максимальное значение избыточного
давления во фронте ударной волны [взрыв – наземный]
Находим вероятное минимальное
расстояние от центра взрыва:
км
Находим избыточное давление ∆Рф по приложению №1. Так
как необходимого значения расстояния в таблице нет, делаем интерполяцию
табличных данных:
Rx1 = 3 км ∆Рф1 =30 кПа
Rx2 = 3.8 км ∆Рф2 = 20 кПа
кПа.
1.2 Максимальное значение светового
импульса [взрыв –
воздушный]
Для вероятного минимального расстояния
от центра взрыва км по приложению №4 находим
максимальный световой импульс Исв.max.
Так как необходимого значения расстояния
в таблице нет, производим интерполяцию табличных данных:
Rx1 = 3.2км Исв.1 = 1200 кДж/м2
Rx2 = 3.4 км Исв.2 = 1000 кДж/м2
Исв.max = 1100.0 кДж/м2
1.3 Максимальное значение уровня
радиации [взрыв –
наземный]
Для вероятного минимального
расстояния от центра взрыва км и для боеприпаса мощностью 200
кт, скорости ветра – 55 км/ч по приложению 12. Так как необходимого значения в
таблице нет, делаем интерполяцию табличных данных:
Rx1 = 2 км ∆Рі1 = 17100 Р/ч
Rx2 = 4км ∆Рі2 = 7500 Р/ч
Рі max= 10860 Р/ч
1.4 Максимальное значение дозы
проникающей радиации [взрыв – воздушный]
Вероятное минимальное расстояние от
центра взрыва: км.
По приложению №9 при мощности взрыва 200 кт находим значение уровня
проникающей радиации Дпр.max = 0 Р.
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ ОБЪЕКТА К ВОЗДЕЙСТВИЮ УДАРНОЙ
ВОЛНЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА
1)
Определяем
максимальное значение избыточного давления, ожидаемого на территории
предприятия. Для этого находим минимальное расстояние до возможного центра
взрыва:
км
Rx1 = 3 км ∆Рф1 = 30 кПа
Rx2 = 3.8 км ∆Рф2 = 20 кПа
кПа.
Это давление является максимальным ожидаемым на объекте.
2)
Выделяем основные
элементы цеха ширпотреба и определяем их характеристики. Основными элементами
цеха являются: здание, технологическое оборудование, электросеть и трубопровод.
Их характеристики берём из исходных данных и записываем в сводную таблицу
результатов оценки (приложение А, табл. 1).
3)
По приложению 2
находим для каждого элемента цеха избыточные давления, вызывающие слабые,
средние, сильные и полные разрушения. Так, здание цеха с указанными
характеристиками получит слабые разрушения при избыточных давлениях 8-15 кПа,
средние – 15-25 кПа, сильные – 25-35 кПа, полные – 35 кПа. Эти данные отражаем
в таблице.
Аналогично определяем и вносим в
таблицу данные по всем другим элементам цеха.
4)
Находим предел
устойчивости каждого элемента цеха – избыточное давление, вызывающее средние
разрушения. Здание цеха имеет предел устойчивости к ударной волне – 15 кПа,
станки легкие – 12, станки средние – 25, электродвигатели мощностью до 2 кВт (открытые) – 40, трансформаторы 100 кВт – 30, контрольно-измерительная аппаратура – 10, магнитные пускатели
– 30, краны и крановое оборудование – 30, КЭС: -кабельные наземные линии – 30, Трубопроводы; - на железобетонных естакадах – 30.
5)
Определяем предел
устойчивости цеха в целом по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав
элементов. Сопоставляя пределы устойчивости всех элементов цеха, находим, что
предел устойчивости механического цеха ΔР ф lim = 10 кПа.
6)
Определяем степень
разрушения элементов цеха при ожидаемом максимальном избыточном давлении и
возможный ущерб (процент выхода из строя производственных площадей и
оборудования).
Результаты оценки устойчивости
элементов цеха, степени их разрушения и процента выхода из строя приведены в
таблице 2.1
Таблица 2.1 - Результаты оценки
устойчивости цеха к воздействию ударной волны.
|
Наиме-
нование
цеха
|
Элементы
цеха и их краткая характеристика
|
Степень
разрушения при ∆Р, кПа
|
Предел
устойчи-вости, ΔPф lim, кПа
|
Выход из
строя при ΔPф max, %
|
При-меча-ние
|
|
Цех
ширпотреба
|
слабое
|
среднее
|
сильное
|
полное
|
15
|
41%
|
Предел устойчивости цеха ширпотреба 10 кПа
|
|
Здание:
-кирпичное, бескаркасное с
перекрытиями из деревянных элементов;
|
8-15
|
15-25
|
25-35
|
35
|
|
-станки
легкие;
|
6-12
|
–
|
15-25
|
–
|
12
|
68%
|
|
-станки
средние;
|
15-25
|
25-35
|
35-45
|
–
|
25
|
|
|
-электродвигатели мощностью до 2 кВт (открытые) ;
|
20-40
|
40-50
|
–
|
50-80
|
40
|
|
|
-трансформаторы
100 кВт;
|
20-30
|
30-50
|
50-60
|
60
|
30
|
|
|
-контрольно-измерительная
аппаратура;
|
5-10
|
10-20
|
20-30
|
30
|
10
|
85%
|
|
-магнитные
пускатели;
|
20-30
|
30-40
|
40-60
|
–
|
|
|
-краны и
крановое оборудование;
|
20-30
|
30-50
|
50-70
|
70
|
30
|
|
|
КЭС:
-кабельные
наземные линии;
|
10-30
|
30-50
|
50-60
|
60
|
30
|
33%
|
|
Трубопроводы;
-
на железобетонных эстакадах.
|
20-30
|
30-40
|
40-50
|
–
|
30
|
|
Для полного представления возможной обстановки на объекте и в
районе его расположения целесообразно нанести на план местности границы зон
разрушений в очаге ядерного поражения при заданной мощности боеприпаса.
Положение зон возможных
разрушений в возможном очаге ядерного поражения показано на рисунке
2.1(поражения с центром на расстоянии Rx= 3.3км от
объекта при воздушном взрыве мощностью кт). Приняты следующие
обозначения радиусов зон разрушений:
км – радиус внешней границы зоны
слабых разрушений;
км – радиус внешней границы зоны
средних разрушений;
км – радиус внешней границы зоны
сильных разрушений;
км – радиус внешней границы зоны полных
разрушений.
Рис. 2.1
ВЫВОДЫ
1)
Цех ширпотреба
может оказаться в зоне слабых разрушений очага ядерного взрыва с вероятным
максимальным избыточным давлением во фронте ударной волны кПа, а предел устойчивости цеха
ширпотреба к ударной волне 10 кПа, что меньше ΔР ф max , а
следовательно, цех не устойчив к ударной волне. Наиболее слабый элемент –
контрольно-измерительная аппаратура.
2)
Возможный ущерб
при максимальном избыточном давлении ударной волны, ожидаемом на объекте,
приведёт к сокращению производства на 15-25 %.
3)
Так как ожидаемое
на объекте максимальное избыточное давление ударной волны кПа, а пределы устойчивости некоторых
элементов цеха 10 кПа, то целесообразно повысить предел устойчивости цеха
ширпотреба до 26.25 кПа.
4)
Для повышения
устойчивости цеха ширпотреба к ударной волне необходимо: укрепить и усилить
элементы конструкции здания, уязвимые узлы станков и контрольно-измерительной
аппаратуры закрыть защитными кожухами, кабельные линии закопать в землю,
установить дополнительные контроткосы.
2. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ ОБЪЕКТА К ВОЗДЕЙСТВИЮ
СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА
1)
Определяем
максимальный световой импульс и избыточное давление ударной волны, ожидаемые на
территории объекта, для чего находим вероятное минимальное расстояние до
возможного центра взрыва:
км
По приложению 4 находим максимальный
световой импульс, а по приложению 1 – максимальное избыточное давление на
расстоянии 3.3 км для боеприпаса мощностью кт при воздушном взрыве.
Избыточное давление во фронте ударной
волны:
Rx1 = 2.9 км ∆Рф1 = 30 кПа
Rx2 = 4.4 км ∆Рф2 = 20 кПа
кПа.
Максимальное значение светового
импульса:
Rx1 = 3.2 км Исв.1 = 1200 кДж/м2
Rx2 = 3.4 км Исв.2 = 1000 кДж/м2
Исв.max = 1100 кДж/м2
Определяем степень огнестойкости
здания цеха. Для этого изучаем его характеристику, выбираем данные о
материалах, из которых выполнены основные конструкции здания, и определяем
предел их огнестойкости. По приложению 6 находим, что по указанным в исходных
данных параметрам здание цеха относится к 3 степени огнестойкости. Результаты
оценки, а также характеристики здания заносим в итоговую таблицу 3.1.
2)
Определяем категорию
пожарной опасности цеха. В цехе ширпотреба производство связано с обработкой
или применением твердых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей с
температурой вспышки паров выше 120. Поэтому в соответствии с классификацией
производства по пожарной безопасности (приложение 7), цех ширпотреба завода
относится к категории В.
3)
Выявляем в
конструкциях здания цеха элементы, выполненные из сгораемых материалов, и
изучаем их характеристики. Такими элементами в цехе являются: двери и окна,пол
– деревянные, окрашены в тёмный цвет,деревянные перекрытия, кровля – рубероид.
4)
Находим световые
импульсы, вызывающие возгорания указанных элементов по приложению 5, в
зависимости от мощности боеприпаса, элементов и их характеристики.
5)
Определяем предел
устойчивости цеха к световому излучению по минимальному световому импульсу,
вызывающему возгорание в здании, и делаем заключение об устойчивости объекта.
Таблица 3.1 – Результаты оценки устойчивости цеха
машиностроительного завода к воздействию светового излучения ядерного взрыва
|
Объект,
элемент объекта
|
Степень
огнестойкости здания
|
Категория
пожарной опасности производства
|
Возгораемые
элементы (материалы) в здании и их характеристики
|
Световой
импульс, вызывающий воспламенение сгораемых элементов здания, кДж/м
|
предел
устойчивости здания к световому излучению, кДж/м
|
Разрушения
зданий при ДРфmax
|
Зона
пожаров, в которой может оказаться объект
|
|
Ширпотребный:
Здание – кирпичное бескаркасное с перекрытием из деревянных элементов
|
III
|
B
|
Кровля – рубероид
|
598.89
|
258.89
|
Средние
|
Зона
сплошных пожаров
|
|
Двери,пол
и оконные рамы -
деревянные, окрашенные в тёмный цвет.
|
258.89
Рис.3.1.
На рисунке приняты
следующие обозначения:
I – зона отдельных пожаров;
II – зона сплошных пожаров;
III – зона пожаров в завалах;
rотк = 0.7 км – вероятное
максимальное отклонение ядерного боеприпаса от точки прицеливания;
Rr = 4. км – расстояние от центра города до цеха;
км – радиус внешней границы зоны отдельных пожаров;
км – радиус внешней границы зоны сплошных пожаров;
км – радиус внешней границы зоны пожаров в завалах.
ВЫВОДЫ
1. На объект при ядерном взрыве
заданной мощности кт ожидается максимальный световой
импульс Исв.max =
1100 кДж/м2 и избыточное давление ударной волны кПа, что вызовет сложную пожарную
обстановку. Цех ширпотреба окажется в зоне сплошных пожаров.
2. Механический цех не устойчив к
световому излучению. Предел устойчивости цеха – 258.89 кДж/м 2.
3. Пожарную опасность для цеха
представляют двери и окна из дерева и окрашенные в тёмный цвет.
4. Целесообразно повысить предел
устойчивости механического цеха до 1100 кДж/м2, проведя следующие
мероприятия: заменить деревянные оконные рамы на металлические; оббить двери
кровельной сталью по асбестовой прокладке; провести в цехе профилактические
противопожарные меры.
Похожие работы на - Определение стойкости цеха к поражающим факторам ядерного взрыва
|