К поражающим факторам взрыва относятся

Поражающий фактор — ядерный взрыв

Поражающие факторы ядерного взрыва вызывают разрушения и пожары, которые в свою очередь могут быть причиной вторичных поражающих факторов; проникающая радиация вызывает электромагнитный импульс, который воздействует на электронную аппаратуру.  [1]

Поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности, электромагнитный импульс и при наземном ( подземном) взрыве — сейсмовзрывные волны.  [2]

Поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс.  [3]

Поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, радиоактивное заражение, высокие температуры, продукты горения при пожарах.  [4]

Опасным поражающим фактором ядерного взрыва является световое излучение.  [5]

Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воздействия, характеру и масштабам поражения.  [6]

К поражающим факторам ядерного взрыва относятся: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности, электромагнитный импульс.  [7]

К поражающим факторам ядерного взрыва относятся: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.  [8]

Одним из поражающих факторов ядерного взрыва является электромагнитный импульс ( ЭМИ), который представляет серьезную опасность для вывода из строя электронной и электротехнической аппаратуры, ЭВМ, систем электронного зажигания, линий электропередач и т.п. Наводимые ЭМИ токи и напряжения могут оказаться смертельными для людей.  [9]

Из всех поражающих факторов ядерного взрыва наибольшим разрушающим действием на объекты обладает воздушная ударная волна, которая представляет собой резкое сжатие воздуха, распространяющееся от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.  [10]

Распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, к которых он происходит. При взрыве в атмосфере примерно 50 % энергии взрыва расходуется на образование ударной волны, 30 — 40 / 6 — па световое излучение, до 5 % — на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15 % — на радиоактивное заражение.  [11]

Распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит.  [12]

Радиоактивное заражение отличается от других поражающих факторов ядерного взрыва большой длительностью действия.  [13]

Третий вопрос. К поражающим факторам взрывов конденсированных ВВ, ГПВС и ПВС относятся:

К поражающим факторам взрывов конденсированных ВВ, ГПВС и ПВС относятся:

1. Ударная волна.

2. Тепловое (световое) излучение (тепловая волна, тепловая радиация).

3. Осколочное действие.

4. Воздействие на людей ядовитых газов, образующихся при взрыве (окись углерода, окись азота, сероводород, сернистый ангидрид и др.).

Наиболее мощные и обширные поражающие факторы образуются при ЯВ. К ним относятся: ударная волна; световое излучение; проникающая радиация (поток гамма-излучения и нейтронов, -изл. и n 0 ); радиоактивное загрязнение местности, приземного слоя атмосферы и объектов; электромагнитный импульс (ЭМИ).

Распределение энергии взрывов между поражающими факторами будет зависеть от вида взрыва и условий, в которых он происходит. Однозначно определить долю энергии, приходящуюся на каждый поражающий фактор, практически невозможно. Во всех случаях надо учитывать безвозвратные потери энергии, которая будет рассеиваться в окружающем пространстве (до 18%). Так, для ЯВ в воздухе (H до 10км) по 35% энергии расходуется на ударную волну и световое излучение; 7% на радиоактивное загрязнение местности; 5% на проникающую радиацию и ЭМИ. У нейтронного боеприпаса до 70% от всей энергии расходуется на проникающую радиацию. Учитывая, что взрывы подчиняются законам подобия, указанное соотношение можно принимать для расчётных данных.

1. Ударная волна.

Она является одним из основных поражающих факторов взрывов. В зависимости от того, в какой среде она возникает и распространяется, её называют воздушной ударной волной (ВУВ) – в воздухе; сейсмовзрывной волной – в грунте; ударной волной – в воде.

ВУВ называется область резкого сжатия воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Она обладает большим запасом энергии и способна разрушать различные сооружения, здания и др. объекты, а также наносить поражение людям (животным) на различных расстояниях от центра взрыва. С удалением от центра взрыва её интенсивность убывает и она вырождается в обыкновенную акустическую волну. Её источник образования – центр взрыва, где давление и температура достигают миллионов Па и градусов.

Переднюю границу волны называют фронтом ВУВ, где скачком повышено давление, температура, плотность и скорость частиц среды (массовая скорость). При взрыве в воздухе фронт ВУВ будет сферическим.

Характер изменения давления в точке пространства при прохождении через неё волны показан на рис.6.1.

С приходом волны в точку пространства в момент t0 давление в ней резко повышается на величину , а затем убывает до атмосферного P0 и ниже его. Период называется фазой сжатия, а период — пониженного давления – фазой разряжения. В фазе сжатия воздушные массы движутся в сторону движения фронта волны (от центра), а фазе разряжения – к центру взрыва.

Повышение давления в какой либо точке пространства представляет собой резкий, кратковременный удар громадной силы на преграду (объект; человека), что ведёт к разрушениям (поражениям).

Форма ВУВ при наземном и воздушном взрывах показана на рис. 6.2, 6.3. ВУВ при этом будет иметь некоторые особенности.

К поражающим факторам взрыва относятся

Рис.6.1. Изменение давления в точке пространства при прохождении через нее ВУВ.

При наземном взрыве ВУВ имеет форму полусферы с центром в точке взрыва. За счёт уменьшения объёма взрыва плотность энергии, а следовательно и , будут в два раза больше, чем при воздушном взрыве.

Поражающее действие волны при наземном взрыве в ближней зоне (RH.

При воздушном взрыве ВУВ, достигая земли, отражается от неё. Отраженная волна, перемещаясь в более нагретой среде за счёт падающей волны, догоняет падающую волну. Их энергия сливается, образуя фронт головной ударной волны, где давление в 1,6-3 раза более падающей волны. На участках, где отражённая волна ещё не догнала падающую волну, объект испытывает ударную нагрузку от падающей и отражённой волн (двойную нагрузку). Двойную нагрузку также будут испытывать высотные объекты и в дальней зоне, т.е. от головной ударной волны и отражённой. Заметим сразу, что давление отражённой волны может в 2-8 и более раз превосходить давление падающей волны.

К поражающим факторам взрыва относятся

Рис.6.2. Распространение ВУВ при воздушном ЯВ

К поражающим факторам взрыва относятся

Рис.6.3. Образование и распространение ударных волн при наземном ЯВ.

Итак, основными параметрами ВУВ, характеризующими ее разрушающее и поражающее действие, являются: избыточное давление на фронте волны ,Па; давление скоростного напора ,Па; длительность фазы сжатия ,с (она определяет время действия избыточного давления); скорость фронта волны Vф ; температура фронта волны Тф и др. Скоростной напор определяет метательное действие волны, а — барическое действие волны.

Заметим, что данные параметры волны будут зависеть от массы заряда, высоты взрыва, расстояния от центра взрыва и условий взрыва.

ВУВ может отражаться от крупных преград, обтекать различные преграды и затекать в укрытия.

2. Световое излучение взрыва.

Под световым излучением понимается электромагнитное излучение оптического диапазона в видимой и невидимой (ультрафиолетовой и инфракрасной) областях спектора. Энергия светового (теплового) излучения поглощается поверхностями тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева будет зависеть от многих факторов (интенсивности излучения, его времени действия, состояния погоды, рельефа местности, физико-химических свойств предметов и др.) и может быть такой, что поверхность объекта может обуглиться, оплавиться или воспламениться. Источником излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов и воздуха (температура в центре взрыва достигает миллионов градусов). Длительность светового излучения зависит от мощности взрыва и может достигать значение от долей секунды и до десятков секунд (для ЯВ) и десятых и сотых долей секунды при взрывах обычных ВВ.

Основными параметрами светового (теплового) излучения являются: тепловой поток (энергетическая освещённость) q,Вт/м 2 ; длительность огненного шара, tош ,с; тепловая доза (тепловой импульс, энергетическая экспозиция), Q, Дж/м 2 .

Заметим, что при наземных взрывах световой поток значительно ослабляется за счет его экранирования (затенения) местными объектами и пылью. Реальное его значение будет меньше расчетного на 25 – 50 %, т.е. близко к значению потока от воздушного взрыва (при одинаковых массах зарядов), хотя мощность наземного взрыва превосходит примерно в два раза мощность воздушного взрыва.

3. Проникающая радиация.

Проникающая радиация действует только при ЯВ. Она представляет собой поток — излучения и нейтронов (n 0 ). Нейтроны и — изл. различны по своим физическим свойствам (см. раздел радиацию), а общим для них является то, что они распространяются в воздухе во все стороны на расстояние до 2-3 км. Проходя через биологическую ткань (любую среду), -излучение и n 0 ионизируют атомы и молекулы живых клеток (среды), что ведёт в итоге к лучевой болезни (выходу из строя технических устройств). Длительность излучения — считанные секунды и определяется мощностью взрыва и временем подъема облака взрыва на высоту, при которой -изл. поглощается толщей воздуха и практически не достигает земли.

Гамма-кванты могут быть: мгновенными, испускаемые в ходе протекания ЯВ; осколочными (образуются при радиоактивном распаде осколков деления); захватными (возникают при ядерных реакциях захвата n 0 атомами воздуха и грунта на значительных расстояниях от центра взрыва).

Нейтроны — могут быть мгновенными (испускаются в ходе протекания ядерных реакций взрыва) и запаздывающими (образуются в процессе распада осколков деления в течении первых 2-3 с после взрыва).

Поражающее действие проникающей радиацией оценивается дозой излучения, т.е. количеством энергии излучений, поглощённой единицей массы облучаемой среды. Измеряется в Гр (грей) в СИ.

4. Радиоактивное загрязнение местности (РЗМ).

РЗМ возникает при ЯВ и в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака взрыва. Поражающее действие РЗМ как фактора определяется тем, что высокие уровни радиации наблюдаются не только в районе взрыва, но и на расстоянии десятков и сотен километров от взрыва. Кроме этого, РЗМ, как поражающий фактор, действует и может быть опасным на протяжении нескольких суток и недель. Наиболее сильное РЗМ происходит при наземных ЯВ, когда площади загрязнения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры зон поражения ударной волной, светового излучения и проникающей радиации.

Источником РЗМ при ЯВ являются: продукты деления (осколки деления) ядерного заряда (U233 ,235. Pu239 ); радиоактивные изотопы (радионуклиды), которые образуются в грунте и других материалах под воздействием нейтронов — наведенная активность; не разделившаяся часть ядерного заряда. Продукты деления ядерного заряда, выпадающие из облака взрыва, представляют собой смесь около 80 изотопов 35 химических элементов. Всего же на разных этапах радиоактивного распада возникает до 300 различных радионуклидов.

Изменения активности во времени, как и уровней радиации на местности, определяются зависимостью (закон Вея-Вигнера, физики из Великобритании):

где: и — активность (мощность дозы) ко времени to и t после взрыва. Из этой зависимости следует, что если время после взрыва увеличивается 7 n раз, то активность (мощность дозы, уровень радиации) на местности уменьшается в 10 n раз, т.е. если время после взрыва прошло двое суток — 48 часов (n=2 и 7 2 =49 ч.), то активность уменьшиться в 10 2 =100 раз и т.д. Вспомним, что активность радионуклидов в СИ измеряется в беккерелях — Бк ( 1 Бк равен одному распаду ядра в секунду). Внесистемная единица — кюри (1 Ки = 3,7 Бк).

На местности, подвергнувшейся загрязнению при ЯВ, выделяют два участка: район взрыва (его радиус не превышает 2 км) и след облака (выпадение радиоактивных осадков, перемещающихся по направлению ветра).

По степени опасности загрязненную местность по следу облака взрыва принято делить на четыре зоны. Границы зон РЗМ с разной степенью опасности можно характеризовать как мощностью дозы излучения (уровнем радиации) на определённое время после взрыва, так и дозой до полного распада радионуклидов.

Зона А — умеренного загрязнения. Дозы излучения до полного распада РВ на внешней границе зоны =40 рад, на внутренней границе =400 рад. Её площадь составляет 70-80 % от площади всего следа.

Зона Б — сильного загрязнения. Дозы излучения на её границах: внешней = 400 рад; внутренней = 1200 рад. На долю этой зоны приходится примерно 10 % площади следа.

Зона В — опасного загрязнения. Дозы излучения на её границах: внешней =1200 рад; внутренней = 4000 рад. Эта зона занимает примерно 8 – 10% площади следа облака.

Зона Г — чрезвычайно опасного загрязнения. Зона излучения для полного распада на её внешней границе =4000 рад, а в середине зоны =7000 рад.

Характеристики зон (глубина и ширина) приводятся в справочной литературе и учебнике.

5. Электромагнитный импульс (ЭМИ).

ЯВ в атмосфере приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 метров. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть ЭМИ. Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяжённости, расположенных в воздухе, земле, на технике и других объектах. Наведенные напряжения и токи в линиях связи, радиотехнической и электротехнической аппаратуре могут превосходить номинальные значения и вызывать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорания разрядников, порчу полупроводниковых приборов, схем и т.п.

Высотный взрыв способен создать помехи в работе средств связи на очень больших площадях. Как вывод, отметим, что защита от ЭМИ необходима. Меры защиты от ЭМИ и других поражающих факторов взрывов, необходимые при этом расчёты будут изложены в последующих лекциях.

5.189.137.82 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Поражающие факторы взрыва

Поражающее действие взрывной ударной волны (ВУВ) определяется избыточным

давлением во фронте ударной волны и скоростным напором. Однако их роль в повреждении и разрушении зависит от размеров, конструкции объекта и степени связи с земной поверхностью.

Поражения, наносимые людям при взрыве, принято разделять следующим образом:

• легкие (20–40 кПа, или 0,2–0,4 кгс/см2) – скоропроходящие нарушения функций

организма (звон в ушах, головокружение, головная боль, возможные вывихи и ушибы);

• средние (40–60 кПа, или 0,4–0,6 кгс/см2) – вывихи конечностей, контузия головного

мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей;

• тяжелые (60–100 кПа, или 0,6–1 кгс/см2) – сильные контузии всего организма,

потеря сознания, переломы конечностей и пр.;

• крайне тяжелые (более 100 кПа, или 1 кгс/см2) – переломы конечностей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, потеря сознания, возможны смертельные исходы.

(Паскаль (1 Па = 1 Н/м2 – ньютон на квадратный метр) – единица давления и механического напряжения в системе СИ, названная в честь Блеза Паскаля, французского философа, физика, математика. Часто используется и другая единица давления – 1 кгс/см2 – килограмм-сила на квадратный см, 1 кгс/см2 = 100 кПа (килопаскалей )

При взрыве может произойти разрушение здания, в котором расположено оборудование, сосуды, работающие под давлением, или его частей, а также травмирование персонала разлетающимися осколками оборудования.

При скорости распространения пламени, превышающей скорость звука, возникает

взрывное горение с температурой от 1500 до 3000°С и генерируется ударная волна со скачком давления до 100 МПа. При этом на сообщение осколкам кинетической энергии тратится до 60% энергии расширения газов, а 40% – на формирование ударной волны. При взрывах большая часть осколков (80%) разлетается на расстояние 200 м, меньшая (20%) на расстояние до 1000 м, отдельные осколки могут разлетаться на расстояние до 3 км.

Другая группа опасностей зависит от свойств веществ, находящихся в оборудовании,

работающем под давлением. Так, обслуживающий персонал может получить термические

ожоги (если в разгерметизировавшейся установке находились вещества с высокой или низкой температурой) или химические ожоги (если в сосуде находились агрессивные вещества). При этом создается опасность отравления персонала, а при разгерметизации установок, содержащих различные радиоактивные вещества, возникает и радиационная опасность.

В производственных условиях возможны следующие основные виды взрывов:

• взрыв в непосредственной близости от объекта;

• взрыв внутри объекта (сооружения).

Взрывчатые вещества могут быть твердыми, жидкими, газообразными, а также аэро-

взвесями горючих веществ (жидких и твердых) в окислительной среде, часто в воздухе.

Твердые и жидкие взрывчатые вещества в большинстве случаев относятся к классу

конденсированных взрывчатых веществ. При инициировании взрыва в этих веществах с

огромной скоростью протекают экзотермические окислительно-восстановительные реак-

ции или реакции термического разложения с выделением тепловой энергии.

Газообразные взрывчатые вещества представляют собой однородные (гомогенные)

смеси горючих газов (паров) с газообразными окислителями – воздухом, кислородом, хло-

Взрывоопасные аэровзвеси состоят из мелкодисперсных частиц горючих жидкостей

(туманов) или твердых веществ (пылей) в окислительной среде, чаще всего в воздухе,например мучная, угольная пыль и т. п.

Взрывоопасные объекты и аварии на них.

Взрывоопасный объект (BOO) — объект, на котором хранятся, используются, транс-

портируются взрывоопасные вещества, а также вещества (продукты), приобретающие в определенных условиях способность к взрыву.

К BOO относятся предприятия оборонной, нефтедобывающей, нефтеперерабатываю-

щей, нефтехимической, химической, газовой, текстильной, хлебопродуктовой и фармацев-

тической промышленностей, склады легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжи-

женных газов. Аварии со взрывами чаще всего происходят на тех предприятиях, где в больших количествах применяются углеводородные газы (метан, этан, пропан). Взрываются котлы в котельных, газовая аппаратура, продукция и полуфабрикаты химических заводов, пары бензина и других компонентов, мука на мельницах, пыль на элеваторах, сахарная пудра на сахарных заводах, древесная пыль на деревообрабатывающих предприятиях. Возможны взрывы в жилых помещениях, где используется бытовой газ.

Ни одно производство не обходится без использования систем повышенного давления

(трубопроводов, баллонов, емкостей и пр.). Любые системы повышенного давления всегда

представляют потенциальную опасность.

2. Ядерное оружие и его поражающие факторы

В СССР термоядерная бомба была впервые испытана 12 августа1953 г.На сегодняшний день секретом ядерного оружия обладают, кроме России и США, также Франция, Германия, Великобритания, Китай, Пакистан, Индия, Италия.

Среди современных средств вооружённой борьбы ядерное (термоядерное) оружие занимает особое место — оно являетсяглавным средством поражения противника.

Ядерным оружием называют оружие, поражающее действие которого основано на использовании внутриядерной энергии, освобождающейся при ядерных взрывах.

Мощность ядерных боеприпасов характеризуется тротиловым эквивалентом, т.е. весом тротилового заряда, энергия взрыва которого равна энергии взрыва ядерного заряда.

В зависимости от мощности ядерные боеприпасы делят на калибры:

1) сверхкрупный, свыше 1 млн тонн (мегатонные);

2) крупный, от 100 тыс. до 1 млн тонн (100 и более килотонн);

3) средний, от 10 тыс. тонн до 100 тыс. тонн (от 10 до 100 килотонн);

4) малый, от 1 до 10 тыс. тонн (от 1 до 10 килотонн);

5) сверхмалый, менее 1 тыс. тонн (менее килотонны).

Средствами доставки ядерных боеприпасов являются:

ракеты различных типов и назначения;

подводные лодки и наводные корабли;

На современном этапе основным средством нанесения ядерных ударов являются ракеты, они позволяют наносить удары по объектам, находящимся на удалении от нескольких десятков до нескольких сотен и тысяч километров.

А. Виды взрывов и их характеристика

В зависимости от решаемых задач, характера поражаемого объекта и места его расположения ядерные взрывы могут осуществляться в воздухе на различной высоте, у поверхности земли и воды и под землёй (под водой).

Ядерные взрывыподразделяются на:

1) воздушные (высокие и низкие);

2) наземные (надводные);

3) подземные (подводные).

Точка на поверхности земли (воды), над которой произошёлвзрыв называется эпицентром взрыва.

Б. Поражающие факторы ядерного взрыва

К поражающим факторам ядерного взрыва относятся:

Радиоактивное заражение местности.

В момент ядерного взрыва распадающееся ядерное горючее излучает в окружающую среду чрезвычайно мощный поток лучистой энергии, дающей ослепительную вспышку, озаряющую небо и прилегающую к взрыву местность, видимую до нескольких сот километров.

Вслед за вспышкой на месте взрыва появляется огненный шар диаметром в несколько сот метров, видимый в течение нескольких секунд на большом расстоянии. На поверхности огненного шара температура достигает нескольких тысяч градусов.

Раздается резкий звук взрыва, напоминающий грозовой разряд и слышимый на расстоянии нескольких десятков километров.

В районе взрыва образуется клубящееся дымовое облако характерной грибовидной формы, которое в течение нескольких минут достигает высоты 10-15 км, затем уносится ветром и постепенно рассеивается.

При ядерном взрыве мгновенно выделяется большое количество энергии, в зоне взрыва развивается чрезвычайно высокая температура, достигающая миллионов градусов. Эта высокая температура приводит к резкому повышению давления, достигающего несколько миллионов атмосфер и образованию огненного шара из раскалённых газов. Огненный шар в течение нескольких секунд является источником интенсивного светового излучения.

Вследствие резкого повышения давления в зоне взрыва образуется мощная ударная (взрывная) воздушная волна, распространяющаяся с большой скоростью во все стороны.

Кроме светового излучения и ударной волны, ядерный взрыв сопровождается невидимым ионизирующим излучением, называемым проникающей радиацией. В районе взрыва по пути распространения дымового облака выпадают радиоактивные вещества (ПЯВ), заражающие местность. Интенсивное световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение присущи только ядерному взрыву.

Таким образом, ядерный взрыв сопровождается одновременным (комбинированным) действием интенсивного светового излучения, мощной ударной волны, проникающей радиацией, радиоактивным заражением местности, а так же электромагнитного импульса.

Вопрос 5. Взрывы: поражающие факторы и средства защиты

Особую опасность с точки зрения возможных потерь и ущерба пред­ставляют взрывы. Взрыв — это освобождение большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Взрыв приводит к образованию сильно нагретого газа (плазмы) с очень высоким давлением, который при моментальном расширении оказывает ударное механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела.

В деятельности, не связанной с преднамеренными взрывами в условиях промышленного производства, под взрывом следует понимать быст­рое, неуправляемое высвобождение энергии, которое вызывает ударную волну, движущуюся на некотором удалении от источника. В результате взрыва вещество, заполняющее объем, в котором происходит высвобождение энергии, превращается в сильно нагретый газ (плазму) с очень высоким давлением, (до нескольких сотен тысяч атмос­фер). Этот газ, моментально расширяясь оказывает ударной механическое воздействия на окружающую среду, вызвав ее движение. Взрыв в твер­дой среде вызывает ее дробление и разрушение в гидравлической и воздушной среде — вызывает образование гидравлической и воздушной удар­ной (взрывной) волны.

Взрывная волна — есть движение среды, порожденное взрывом, при котором происходит резкое повышение давления, плотности и температуры среды. Фронт (передняя граница) взрывной волны распространяется по среде с большой скоростью, в результате чего область, охваченная движени­ем, быстро расширяется.

Посредством взрывной волны (или разлетающихся продуктов взрыва — в вакууме) взрыв производит механическое воздействие на объекты, на­ходящиеся на различных удалениях от места взрыва. По мере увеличения расстояния от места взрыва механическое воздействие взрывной волны ослабевает. Таким образом, взрыв несет потенциальную опасность пора­жения людей и обладает разрушительной способностью.

Взрыв может быть вызван:

— детонацией конденсированных взрывчатых веществ (ВВ);

— быстрым сгоранием воспламеняющего облака газа или пыли;

— внезапным разрушением сосуда со сжатым газом или с перегретой жид­костью;

— смешиванием перегретых твердых веществ (расплава) с холодными жид­костями и т.д.

В зависимости от вида энергоносителей и условий энерговыделения, источниками энергии при взрыве могут быть как химические так и физические процессы. Источником энергии химических взрывов являются быстропротекающие самоускоряющиеся экзотермические реакции взаимодействия горючих веществ с окислителями или реакции термического разложения нестабильных соединений.

Источниками энергии сжатых газов (паров) в замкнутых объемах аппаратуры (оборудования) могут быть как внешние (энергия, использу­емая для сжатия тазов, нагнетания жидкостей; теплоносители, обеспечивающие нагрев жидкости и газов в замкнутом пространстве) так и внутренние (экзотермические физико-химические процессы и процессы тепломассообмена в замкнутом объеме), приводящие к интенсивному испарению жидкостей или газообразованию, росту температуры и давления без внутренних взрывных явлений.

Источником энергии ядерных взрывов являются быстропротекающие цепные ядерные реакции синтеза легких ядер изотопов водорода (дей­терия и трития) или деления тяжелых ядер изотопов урана и плутония. Физические взрывы возникают при смещении горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно превосходит темпера­туру кипения другой. Испарение в этом случае протекает взрывным об­разом. Возникающая при этом физическая детонация сопровождается возникновением ударной волны с избыточным давлением, достигающим в ряде случаев сотен МПа.

Энергоносителями химических взрывов могут быть твердые, жидкие, газообразные горючие вещества, а также аэровзвеси горючих веществ (жидких и твердых) в окислительной среде, в т.ч. и в воздухе.

Взрывчатыми веществами называются химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции с выделением боль­шого количества тепла и образованием газа. В состав ВВ входят восстановители и окислители или другие хими­ческие нестабильные соединения. При инициировании взрыва в этих ве­ществах с огромной скоростью протекают экзотермические окислительно-восстановительные реакции или реакции термического разложения с выделением тепловой энергии и большого количества газа. Эта реакция, возникнув в какой-либо точке заряда в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого ВВ или иного внешнего воздействия распространяется о заряду путем тепло- или массообмена, (горение), ибо удар­ной волны (детонация). ВВ обладают способностью к быстрому разложению, при котором энергия межмолекулярных связей выделяется в виде тепло­ты, причем -при повышении температуры скорость разложения ВВ увеличивается.

Основными характеристиками ВВ являются:

— химическая и физическая стойкость (способность сохранять свои свойства, при хранении и обращении с ними);

— чувствительность к внешним воздействиям (минимальное количество энергии, необходимое для возбуждения взрыва);

— детонационная способность (критический диаметр детонации).

К взрывоопасным веществам относятся:

— кислородсодержащие соединения (перекиси, озониды, органические соли хлорной и хлорноватой кислот, нитриты, нитрозосоединения и т.п.);

— некоторые вещества, не содержащие кислорода (азида, ацетилен, ацетиленида, диазосоединения, гидрозин, йодистый и хлористый азот, смеси горючих веществ с галогенами, соединения инертных газов и т.п.).

Из многих, способных к взрыву соединений, в качестве ВВ используются:

— нитросоединения (тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген, нитроглицерин, тэн, нитроклетчатка, нитрометан);

— соли азотной кислоты (нитрат аммония).

Как правило, эти вещества применяются не в чистом виде, а в виде смесей.

По взрывчатым свойствам (условиям перехода горения в детонацию) ВВ подразделяют на:

1) Инициирующие ВВ характеризуются очень высокой скорость взрывного превращения, высокой чувствительностью, неустойчивым горением, быст­рым его переходом в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть возбужден поджиганием, ударом или трением. Основными представителями инициирующих ВВ являются азид свинца, гремучая ртуть, тетразен, тринитрорезорцинат свинца. Инициирующие ВВ используются для возбуждения взрывов других ВВ.

2) Бризантные ВВ более инертны, обладают меньшей чувствительностью к внешним воздействиям. Горение этих ВВ может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки, либо большого количества ВВ. От­носительно безопасны в обращении. Основными представителями бризантных ВВ являются нитросоединения и взрывчатые смеси на основе нитратов, хлоратов, перхлоратов и жидкого кислорода: тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген др. Применяются при производстве взрывных работ и для снаряжения боеприпасов различных видов и назначения.

3) Метательные ВВ (пороха) обладают устойчивым горением, не детонируют в самих жестких условиях.

Все виды взрывов можно классифицировать на следующие три группы:

— неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени и в ограничением пространстве (взрывные процессы);

— образование облаков топливно-воздушной смеси (ТВС) или других химических газообразных, пылеобразных веществ, их быстрые взрывные превращения (объемный взрыв);

— взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким давлением или с перегретой жидкостью, прежде всего резервуаров со сниженным углеродным газом.

Наиболее часто взрывы происходят на взрывоопасных объектах (ВОО). Взрывоопасный объект — это объект, на котором хранятся, используются, производятся, транспортируются вещества (продукты) приобретающие при определенных условиях способность к взрыву. К взрывоопасным объектам относятся:

— предприятия оборонной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой промышленности;

— предприятия хлебопродуктовой, текстильной и фармацевтической промышленности;

— склады легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и сжиженных газов.

Основными поражающими факторами взрыва являются:

1. воздушная ударная волна, возникающая при ядерных взрывах, взрывах инициирующих и детонирующих взрывчатых веществ, при взрывных превращениях топливо-воздушных смесей (ТВС), газовоздушных смесей (ГВС), взрывах ре­зервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением,

2. осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов технологического оборудования, строительных деталей.

К поражающим факторам взрыва относятся При взрыве газо-воздушной среды образуется три полусферические области (зоны рис.9.7):

I – зона непосредственного бризантного действия газо-воздушного взрыва вблизи земли (зона полных разрушений);

II – зона действия продуктов взрыва;

III – зона действия воздушной ударной волны.

Рисунок 9.7 – Зоны взрыва

Эффективное воздействие в I зоне характеризуется разрушениями, которые возникают в результате резкого удара продуктов детонации, находящихся внутри газо-воздушной смеси окружающих предметов. Радиус этой зоны определяется по таблицам или по формуле ЧI = 1.7 Ч0. При взрывах углеводорода, пропана и метана Ч0 имеет значение 8.

Ударная волна любых взрывов вызывает большие людские потери и раз­рушения элементов сооружений. Размеры зон поражения от взрывов возраста­ют с увеличением их мощности. Действие ударной волны на элементы сооружения характеризуется сложным комплексом нагрузок:

— нагрузка от сейсмовзрывных волн и т.п.

Сопротивляемость элементов сооружений действию ударной волны принято характеризовать величиной избыточного давления во фронте ударной волны, в Рф. Избыточное давление в Рф используется как универсальная характеристика сопротивляемости элементов сооружения действию ударной волны и для определения степени их разрушения и повреждения.

Факторы, влияющие на степень и характер повреждения сооружений при взрывах во время производственных аварий, приведены на рисунке 9.8.

Рисунок 9.8 — Факторы, влияющие на степень и характер повреждения сооружений при взрывах

В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разру­шение или повреждение зданий, сооружений, технологического оборудования, транспортных средств, элементов коммуникаций и других объектов, гибель людей.

Известны три принципа предотвращения взрывов. К ним относятся

— исключение образования горючих систем;

— предотвращение инициирования горения;

— локализация очага горения в пределах определенного устройства, способного выдержать последствия горения.

Исключение образования горючих систем можно осуществлять тремя методами:

поддержанием концентрации горючего вещества в смеси менее нижнего концентрационного предела воспламенения;

флегматизацией взрывчатых смесей. т.е. добавлением в смесь с фиксированным соотношением горючего и окислителя инертных компонентов-флегматизаторов (СО2 ,N2. Н2 O) или ингибиторов (химически активных веществ, способных затормозить скорость химической реакции окисления).Добавление флегматизаторов к горючей смеси приводит к понижению температуры горения смеси, вместе с температурой горения понижается и скорость горения (скорость распространения пламени) соответствую­щим количеством флегматизаторов можно свести скорость горения к нулю и превратить смесь в негорючую.

обезжириванием устройств и установок жидкого кислорода. Большую опасность представляют системы масло-кислород (воздух). Смазочные масла при перегреве подвергаются термическому разложению с выделением легкокипящих углеводородных фракций. При смешении указанных фракций с кислородом они взрываются под влиянием различных импульсов (искры ударной волны и т.д.)

Способы защиты персонала и оборудования от поражения и разруше­ния при взрывах смесей:

— проектирование прочных ограждений конструкций, способных выдержать нагрузку, равную максимальному давлению при взрыве;

— создание во взрывоопасных зонах инертной среды, в которой содержание кислорода было бы меньше необходимого для поддержания горения;
— изоляция взрывоопасной зоны прочными стенами;

— расположение взрывоопасного производства в местах, где при взрыве не будет причинен вред окружающей среде;

— установка специальных предохранительных клапанов для сброса давления взрыва;

— подавление взрыва (предотвращение распространения пламени);

— строительство для персонала защитных сооружений (убежищ).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *