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 ядерноговибуху»
Варіант № 26
Виконав: студент гр. ФЕУ – 136
Ситникова Д.В.
Прийняв:
Денщиков О. Є.
2010р.
ОБЩАЯ ОБСТАНОВКА
По категорированному по ГОнаселённому пункту возможно применение ядерного оружия. Необходимо провестиоценку устойчивости промышленного объекта к воздействию поражающих факторовядерного взрыва и наметить ИТМ ГО для повышения устойчивости его работы впериод ЧС военного характера. Объект расположен около города.
ОБОРОННО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕЗАВОДА
Мощность предприятия – 1000станков-автоматов в год, для оборудования машиностроительных заводов, на сумму600 млн. грн. Производственная программа предусматривает, в военное время –выполнение специальных заказов. Для этого, по особому плану, используется 75%мощностей завода.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА
Технологический процесспредусматривает:
Ø Механическуюхолодную обработку чугунных и стальных деталей;
Ø Термическуюобработку стальных деталей;
Ø Сборку и наладкустанков;
Ø Производствопредметов широкого потребления;
Ø Эксплуатацию,хранение и ремонт автомобильной техники.
РАЗМЕЩЕНИЕ И ПЛАНИРОВКА
Предприятие отнесено к 1-й категориипо ИТМ ГО и расположено вблизи города. Оно работает в 2 смены. Численностьнаибольшей 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 производитизделия для массового потребления.
Здание – кирпичное, бескаркасное сперекрытием из деревянных элементов кровля – рубероид; пол – деревянный,окрашен в темный цвет; двери и окна – деревянные, окрашены в тёмныйцвет.
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 отцентра города до цеха R г = 4 км;
— Ожидаемаямощность боеприпаса q = 200 кт;
— Вероятноемаксимальное отклонение ядерного боеприпаса от точки прицеливания (центрагорода) r отк = 0.7 км;
— Скорость среднеговетра V св = 55 км/ч.
— Азимут на объектотносительно центра города, В = 250 0
1 МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА, ОЖИДАЕМЫХ НА ОБЪЕКТЕ
1.1 Максимальное значение избыточногодавления во фронте ударной волны [взрыв – наземный]
Находим вероятное минимальноерасстояние от центра взрыва:
км
Находим избыточное давление ∆Рф по приложению №1. Таккак необходимого значения расстояния в таблице нет, делаем интерполяциютабличных данных:
Rx1 = 3 км ∆Рф1 =30 кПа
Rx2 = 3.8 км ∆Рф2 = 20 кПа
кПа.
1.2 Максимальное значение световогоимпульса [взрыв –воздушный]
Для вероятного минимального расстоянияот центра взрыва км по приложению №4 находиммаксимальный световой импульс Исв.max.
Так как необходимого значения расстоянияв 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 уровнярадиации [взрыв –наземный]
Для вероятного минимальногорасстояния от центра взрыва км и для боеприпаса мощностью 200кт, скорости ветра – 55 км/ч по приложению 12. Так как необходимого значения втаблице 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 дозыпроникающей радиации [взрыв – воздушный]
Вероятное минимальное расстояние отцентра взрыва: км.
По приложению №9 при мощности взрыва 200 кт находим значение уровняпроникающей радиации Дпр.max = 0 Р.
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ ОБЪЕКТА К ВОЗДЕЙСТВИЮ УДАРНОЙВОЛНЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА
1) Определяеммаксимальное значение избыточного давления, ожидаемого на территориипредприятия. Для этого находим минимальное расстояние до возможного центравзрыва:
км
Затем по приложению 1 находимизбыточное давление ΔPфна расстоянии 3.3 км для боеприпаса мощностью кт при при наземном взрыве (менееблагоприятном). Так как необходимого значения расстояния в таблице нет,производим расчет изменения избыточного давления в расчете:
Rx1 = 3 км ∆Рф1 = 30 кПа
Rx2 = 3.8 км ∆Рф2 = 20 кПа
кПа.
Это давление является максимальным ожидаемым на объекте.
2) Выделяем основныеэлементы цеха ширпотреба и определяем их характеристики. Основными элементамицеха являются: здание, технологическое оборудование, электросеть и трубопровод.Их характеристики берём из исходных данных и записываем в сводную таблицурезультатов оценки (приложение А, табл. 1).
3) По приложению 2находим для каждого элемента цеха избыточные давления, вызывающие слабые,средние, сильные и полные разрушения. Так, здание цеха с указаннымихарактеристиками получит слабые разрушения при избыточных давлениях 8-15 кПа,средние – 15-25 кПа, сильные – 25-35 кПа, полные – 35 кПа. Эти данные отражаемв таблице.
Аналогично определяем и вносим втаблицу данные по всем другим элементам цеха.
4) Находим пределустойчивости каждого элемента цеха – избыточное давление, вызывающее средниеразрушения. 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 пределустойчивости цеха в целом по минимальному пределу устойчивости входящих в его составэлементов. Сопоставляя пределы устойчивости всех элементов цеха, находим, чтопредел устойчивости механического цеха ΔР ф lim= 10 кПа.
6) Определяем степеньразрушения элементов цеха при ожидаемом максимальном избыточном давлении ивозможный ущерб (процент выхода из строя производственных площадей иоборудования).
Результаты оценки устойчивостиэлементов цеха, степени их разрушения и процента выхода из строя приведены втаблице 2.1
Таблица 2.1 — Результаты оценкиустойчивости 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 – 30 -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 врайоне его расположения целесообразно нанести на план местности границы зонразрушений в очаге ядерного поражения при заданной мощности боеприпаса.
Положение зон возможныхразрушений в возможном очаге ядерного поражения показано на рисунке2.1(поражения с центром на расстоянии Rx= 3.3км отобъекта при воздушном взрыве мощностью кт). Приняты следующиеобозначения радиусов зон разрушений:
км – радиус внешней границы зоныслабых разрушений;
км – радиус внешней границы зонысредних разрушений;
км – радиус внешней границы зонысильных разрушений;
км – радиус внешней границы зоны полныхразрушений.
/>
Рис. 2.1
ВЫВОДЫ
1) Цех ширпотребаможет оказаться в зоне слабых разрушений очага ядерного взрыва с вероятныммаксимальным избыточным давлением во фронте ударной волны кПа, а предел устойчивости цехаширпотреба к ударной волне 10 кПа, что меньше ΔР ф max, аследовательно, цех не устойчив к ударной волне. Наиболее слабый элемент –контрольно-измерительная аппаратура.
2) Возможный ущербпри максимальном избыточном давлении ударной волны, ожидаемом на объекте,приведёт к сокращению производства на 15-25 %.
3) Так как ожидаемоена объекте максимальное избыточное давление ударной волны кПа, а пределы устойчивости некоторыхэлементов цеха 10 кПа, то целесообразно повысить предел устойчивости цехаширпотреба до 26.25 кПа.
4) Для повышенияустойчивости цеха ширпотреба к ударной волне необходимо: укрепить и усилитьэлементы конструкции здания, уязвимые узлы станков и контрольно-измерительнойаппаратуры закрыть защитными кожухами, кабельные линии закопать в землю,установить дополнительные контроткосы.
2. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ ОБЪЕКТА К ВОЗДЕЙСТВИЮСВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА
1) Определяеммаксимальный световой импульс и избыточное давление ударной волны, ожидаемые натерритории объекта, для чего находим вероятное минимальное расстояние довозможного центра взрыва:
км
По приложению 4 находим максимальныйсветовой импульс, а по приложению 1 – максимальное избыточное давление нарасстоянии 3.3 км для боеприпаса мощностью кт при воздушном взрыве.
Избыточное давление во фронте ударнойволны:
Rx1 = 2.9 км ∆Рф1 = 30 кПа
Rx2 = 4.4 км ∆Рф2 = 20 кПа
кПа.
Максимальное значение световогоимпульса:
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 огнестойкостиздания цеха. Для этого изучаем его характеристику, выбираем данные оматериалах, из которых выполнены основные конструкции здания, и определяемпредел их огнестойкости. По приложению 6 находим, что по указанным в исходныхданных параметрам здание цеха относится к 3 степени огнестойкости. Результатыоценки, а также характеристики здания заносим в итоговую таблицу 3.1.
2) Определяем категориюпожарной опасности цеха. В цехе ширпотреба производство связано с обработкойили применением твердых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей стемпературой вспышки паров выше 120. Поэтому в соответствии с классификациейпроизводства по пожарной безопасности (приложение 7), цех ширпотреба заводаотносится к категории В.
3) Выявляем вконструкциях здания цеха элементы, выполненные из сгораемых материалов, иизучаем их характеристики. Такими элементами в цехе являются: двери и окна, пол– деревянные, окрашены в тёмный цвет, деревянные перекрытия, кровля – рубероид.
4) Находим световыеимпульсы, вызывающие возгорания указанных элементов по приложению 5, взависимости от мощности боеприпаса, элементов и их характеристики.
5) Определяем пределустойчивости цеха к световому излучению по минимальному световому импульсу,вызывающему возгорание в здании, и делаем заключение об устойчивости объекта.
Таблица 3.1 – Результаты оценки устойчивости цехамашиностроительного завода к воздействию светового излучения ядерного взрываОбъект, 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
Положение зон пожаров в очагеядерного поражения показано на рисунке 3.1.
/>
Рис.3.1.
На рисунке принятыследующие обозначения:
I – зона отдельных пожаров;
II – зона сплошных пожаров;
III – зона пожаров в завалах;
rотк = 0.7 км – вероятноемаксимальное 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 взрывезаданной мощности кт ожидается максимальный световойимпульс Исв.max=1100 кДж/м2 и избыточное давление ударной волны кПа, что вызовет сложную пожарнуюобстановку. Цех ширпотреба окажется в зоне сплошных пожаров.
2. Механический цех не устойчив ксветовому излучению. Предел устойчивости цеха – 258.89 кДж/м 2.
3. Пожарную опасность для цехапредставляют двери и окна из дерева и окрашенные в тёмный цвет.
4. Целесообразно повысить пределустойчивости механического цеха до 1100 кДж/м2, проведя следующиемероприятия: заменить деревянные оконные рамы на металлические; оббить дверикровельной сталью по асбестовой прокладке; провести в цехе профилактическиепротивопожарные меры.