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 вражаючіх факторів ядерного буху»
Варіант № 26
Виконала: студент гр. ФЕУ - 136
Ситникова Д.В.
Прийняли:
Денщиків О. Є..
2010р.
ЗАГАЛЬНА ОБСТАНОВКА
За категорійних з ГО населеному пункту можливе застосування ядерної зброї. Необхідно провести оцінку стійкості промислового об'єкта до впливу вражаючих факторів ядерного вибуху і намітити ІТМ ГО для підвищення стійкості його роботи в період НС воєнного характеру. Об'єкт розташований біля міста.
ОБОРОННО-ЕКОНОМІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ЗАВОДУ
Потужність підприємства - 1000 верстатів-автоматів на рік, для обладнання машинобудівних заводів, на суму 600 млн. грн. Виробнича програма передбачає, у воєнний час - виконання спеціальних замовлень. Для цього, за особливим планом, використовується 75% потужностей заводу.
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА
Технологічний процес передбачає:
Механічну холодну обробку чавунних і сталевих деталей;
Термічну обробку сталевих деталей;
Збірку та налагодження верстатів;
Виробництво предметів широкого вжитку;
Експлуатацію, зберігання та ремонт автомобільної техніки.
РОЗМІЩЕННЯ ТА ПЛАНУВАННЯ
Підприємство віднесено до 1-ої категорії за ІТМ ГО і розташоване поблизу міста. Воно працює у 2 зміни. Чисельність найбільш чисельної зміни 3000 чоловік. Промислова забудова займає площу 17 гектарів, адміністративно-господарська територія 6 гектарів, щільність забудови більше 30%. Наявність захисних споруд - на 2000 осіб. На заводі 10 цехів (з них 5 основних).
Вихідні дані варіанту 26
Цех ширвжитку - з відходів виробництва виготовляє вироби для масового споживання.
Будівля - цегляна, безкаркасне з перекриттям з дерев'яних елементів покрівля - руберойд; підлога - дерев'яний, забарвлений в темний колір; двері та вікна - дерев'яні, пофарбовані в темний колір.
Технологічне обладнання:
Верстати легкі;
Верстати середні;
Електродвигуни потужністю до 2 кВт, відкриті;
Трансформатори 100 кВт;
Контрольно-вимірювальна апаратура;
Магнітні пускачі;
Крани і кранове обладнання.
Електропостачання - кабельні наземні лінії.
Трубопроводи - на металевих естакадах.
Відстань від центру міста до цеху R г = 4 км;
Очікувана потужність боєприпасу q = 200 кт;
Вірогідне максимальне відхилення ядерних боєприпасів від точки прицілювання (центру міста) r отк = 0.7 км;
Швидкість середнього вітру V св = 55 км / ч.
Азимут на об'єкт щодо центру міста, В = 250 0
1 МАКСИМАЛЬНІ ЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ Вражаючі фактори ядерного вибуху, ОЧІКУВАНИХ НА ОБ'ЄКТІ
1.1 Максимальне значення надлишкового тиску у фронті ударної хвилі [вибух - наземний]
Знаходимо ймовірне мінімальна відстань від центру вибуху:
км
Знаходимо надлишковий тиск DР ф за додатком № 1. Так як необхідного значення відстані в таблиці немає, робимо інтерполяцію табличних даних:
R x 1 = 3 км ΔР ф1 = 30 кПа
R x 2 = 3.8 км ΔР ф2 = 20 кПа
кПа.
1.2 Максимальне значення світлового імпульсу [вибух - повітряний]
Для ймовірного мінімальної відстані від центру вибуху км за додатком № 4 знаходимо максимальний світловий імпульс І св.max.
Так як необхідного значення відстані в таблиці немає, виробляємо інтерполяцію табличних даних:
R x 1 = 3.2км І св.1 = 1200 кДж / м 2
R x 2 = 3.4 км І св.2 = 1000 кДж / м 2
І св. Max = 1100.0 кДж / м 2
1.3 Максимальне значення рівня радіації [вибух - наземний]
Для ймовірного мінімальної відстані від центру вибуху км і для боєприпасу потужністю 200 кт, швидкості вітру - 55 км / год за додатком 12. Так як необхідного значення в таблиці немає, робимо інтерполяцію табличних даних:
R x 1 = 2 км ΔР І1 = 17100 Р / год
R x 2 = 4км ΔР І2 = 7500 Р / год
Р І max = 10860 Р / год
1.4 Максимальне значення дози проникаючої радіації [вибух - повітряний]
Вірогідне мінімальна відстань від центру вибуху: км.
По додатку № 9 при потужності вибуху 200 кт знаходимо значення рівня проникаючої радіації Д пр.max = 0 Р.
ОЦІНКА СТІЙКОСТІ РОБОТИ об'єкта до впливу ударної хвилі ядерного вибуху
Визначаємо максимальне значення надлишкового тиску, очікуваного на території підприємства. Для цього знаходимо мінімальна відстань до можливого центру вибуху:
км
Потім за додатком 1 знаходимо надлишковий тиск Δ P ф на відстані 3.3 км для боєприпасу потужністю кт при при наземному вибуху (менш сприятливому). Так як необхідного значення відстані в таблиці немає, виробляємо розрахунок зміни надлишкового тиску у розрахунку:
R x 1 = 3 км ΔР ф1 = 30 кПа
R x 2 = 3.8 км ΔР ф2 = 20 кПа
кПа.
Цей тиск є максимальним очікуваним на об'єкті.
Виділяємо основні елементи цеху ширвжитку та визначаємо їх характеристики. Основними елементами цеху є: будівля, технологічне обладнання, електромережа й трубопровід. Їх характеристики беремо з вихідних даних і записуємо в зведену таблицю результатів оцінки (додаток А, табл. 1).
По додатку 2 знаходимо для кожного елемента цеху надлишкові тиски, що викликають слабкі, середні, сильні і повні руйнування. Так, будинок цеху з вказаними характеристиками отримає слабкі руйнування при надлишкових тисках 8-15 кПа, середні - 15-25 кПа, сильні - 25-35 кПа, повні - 35 кПа. Ці дані відображаємо в таблиці.
Аналогічно визначаємо і вносимо в таблицю дані по всім іншим елементам цеху.
Знаходимо межа стійкості кожного елемента цеху - надлишковий тиск, що викликає середні руйнування. Будівля цеху має межу стійкості до ударної хвилі - 15 кПа, верстати легкі - 12, верстати середні - 25, е лектродвігателі потужністю до 2 кВт (Відкриті) - 40, трансформатори 100 кВт - 30, контрольно-вимірювальна апаратура - 10, магнітні пускачі - 30, крани і кранове обладнання - 30, КЕС: - кабельні наземні лінії - 30, Трубопроводи; - На залізобетонних естакадах - 30.
Визначаємо межу стійкості цеху в цілому по мінімальній межі стійкості входять до його складу елементів. Зіставляючи межі стійкості всіх елементів цеху, знаходимо, що межа стійкості механічного цеху Δ Р ф lim = 10 кПа.
Визначаємо ступінь руйнування елементів цеху при очікуваному максимальному надмірному тиску і можливий збиток (відсоток виходу з ладу виробничих площ і обладнання).
Результати оцінки стійкості елементів цеху, ступеня їх руйнування та відсотка виходу з ладу наведені в таблиці 2.1
Таблиця 2.1 - Результати оцінки стійкості цеху до дії ударної хвилі.
Випро- нованіе цеху | Елементи цеху та їх коротка характеристика | Ступінь руйнування при DР, кПа | Межа стійкості-вості, ΔP ф lim, кПа | Вихід з ладу при ΔP ф max,% | При-меча-ня | |||
Цех ширвжитку | слабке | середнє | сильне | повне | 15 | 41% | Межа стійкості цеху ширвжитку 10 кПа | |
Будівля: - Цегляна, безкаркасне з перекриттями з дерев'яних елементів; | 8-15 | 15-25 | 25-35 | 35 | ||||
-Верстати легені; | 6-12 | - | 15-25 | - | 12 | 68% | ||
-Верстати середні; | 15-25 | 25-35 | 35-45 | - | 25 | |||
- Е лектродвігателі потужністю до 2 кВт (Відкриті); | 20-40 | 40-50 | - | 50-80 | 40 | |||
-Трансформатори 100 кВт; | 20-30 | 30-50 | 50-60 | 60 | 30 | |||
-Контрольно-вимірювальна апаратура; | 5-10 | 10-20 | 20-30 | 30 | 10 | 85% | ||
-Магнітні пускачі; | 20-30 | 30-40 | 40-60 | - | 30 | |||
-Крани і кранове обладнання; | 20-30 | 30-50 | 50-70 | 70 | 30 | |||
КЕС: -Кабельні наземні лінії; | 10-30 | 30-50 | 50-60 | 60 | 30 | 33% | ||
Трубопроводи; - На залізобетонних естакадах. | 20-30 | 30-40 | 40-50 | - | 30 |
Для повного уявлення можливої обстановки на об'єкті та в районі його розташування доцільно нанести на план місцевості межі зон руйнувань у вогнищі ядерного ураження при заданій потужності боєприпасу.
Положення зон можливих руйнувань у можливому осередку ядерного ураження показано на малюнку 2.1 (ураження з центром на відстані R x = 3.3 км від об'єкту при повітряному вибуху потужністю кт). Прийняті наступні позначення радіусів зон руйнувань:
км - радіус зовнішньої межі зони слабких руйнувань;
км - радіус зовнішньої межі зони середніх руйнувань;
км - радіус зовнішньої межі зони сильних руйнувань;
км - радіус зовнішньої межі зони повних руйнувань.
Рис. 2.1
ВИСНОВКИ
Цех ширвжитку може опинитися в зоні слабких руйнувань осередку ядерного вибуху з імовірним максимальним надмірним тиском у фронті ударної хвилі кПа, а межа стійкості цеху ширвжитку до ударної хвилі 10 кПа, що менше Δ Р ф max, а отже, цех не стійкий до ударної хвилі. Найбільш слабкий елемент - контрольно-вимірювальна апаратура.
Можливі збитки при максимальному надмірному тиску ударної хвилі, очікуваний на об'єкті, призведе до скорочення виробництва на 15-25%.
Так як очікуване на об'єкті максимальний надлишковий тиск ударної хвилі кПа, а межі стійкості деяких елементів цеху 10 кПа, то доцільно підвищити межу стійкості цеху ширвжитку до 26.25 кПа.
Для підвищення стійкості цеху ширвжитку до ударної хвилі необхідно: зміцнити та посилити елементи конструкції будівлі, вразливі вузли верстатів і контрольно-вимірювальної апаратури закрити захисними кожухами, кабельні лінії закопати в землю, встановити додаткові контроткоси.
2. ОЦІНКА СТІЙКОСТІ РОБОТИ ОБ'ЄКТА До вплив світлового випромінювання ЯДЕРНОГО ВИБУХУ
Визначаємо максимальний світловий імпульс і надлишковий тиск ударної хвилі, очікувані на території об'єкту, для чого знаходимо ймовірне мінімальна відстань до можливого центру вибуху:
км
По додатку 4 знаходимо максимальний світловий імпульс, а за додатком 1 - максимальний надлишковий тиск на відстані 3.3 км для боєприпасу потужністю кт при повітряному вибуху.
Надмірний тиск у фронті ударної хвилі:
R x 1 = 2.9 км ΔР ф1 = 30 кПа
R x 2 = 4.4 км ΔР ф2 = 20 кПа
кПа.
Максимальне значення світлового імпульсу:
R x 1 = 3.2 км І св.1 = 1200 кДж / м 2
R x 2 = 3.4 км І св.2 = 1000 кДж / м 2
І св. Max = 1100 кДж / м 2
Визначаємо ступінь вогнестійкості будівлі цеху. Для цього вивчаємо його характеристику, вибираємо дані про матеріали, з яких виконано основні конструкції будівлі, і визначаємо межа їх вогнестійкості. За додатком 6 знаходимо, що за вказаними у вихідних даних параметрами будівля цеху відноситься до 3 ступеня вогнестійкості. Результати оцінки, а також характеристики будівлі заносимо в підсумкову таблицю 3.1.
Визначаємо категорію пожежної небезпеки цеху. У цеху ширвжитку виробництво пов'язане з обробкою або застосуванням твердих горючих речовин і матеріалів, а також рідин з температурою спалаху парів вище 120. Тому відповідно до класифікації виробництва з пожежної безпеки (додаток 7), цех ширвжитку заводу належить до категорії В.
Виявляємо в конструкціях будівлі цеху елементи, виконані з горючих матеріалів, і вивчаємо їх характеристики. Такими елементами в цеху є: двері і вікна, підлога - дерев'яні, пофарбовані в темний колір, дерев'яні перекриття, покрівля - руберойд.
Знаходимо світлові імпульси, що викликають займання зазначених елементів згідно з додатком 5, в залежності від потужності боєприпасу, елементів і їх характеристики.
Визначаємо межу стійкості цеху до світлового випромінювання за мінімальним світловому імпульсу, що викликає спалах в будівлі, і робимо висновок про стійкість об'єкта.
Таблиця 3.1 - Результати оцінки стійкості цеху машинобудівного заводу до дії світлового випромінювання ядерного вибуху
Об'єкт, елемент об'єкта | Ступінь вогнестійкості будинку | Категорія пожежної небезпеки виробництва | Займисті елементи (матеріали) у будинку та їх характеристики | Світловий імпульс, що викликає запалення горючих елементів будівлі, кДж / м | межа стійкості будинку до світлового випромінювання, кДж / м | Руйнування будівель при ДРфmax | Зона пожеж, в якій може опинитися об'єкт |
Ширпотребних: Будівля - цегляна безкаркасне з перекриттям з дерев'яних елементів | I II | B | Покрівля - руберойд | 598.89 | 258.89 | Середні | Зона суцільних пожеж |
Двері, підлога і віконні рами - дерев'яні, забарвлені в темний колір. | 258.89 |
Положення зон пожеж в осередку ядерного ураження показано на малюнку 3.1.
Рис.3.1.
На малюнку прийняті наступні позначення:
I - зона окремих пожеж;
II - зона суцільних пожеж;
III - зона пожеж у завалах;
r отк = 0 .7 км - ймовірне максимальне відхилення ядерних боєприпасів від точки прицілювання;
R r = 4. км - відстань від центру міста до цеху;
км - Радіус зовнішнього кордону зони окремих пожеж;
км - радіус зовнішньої межі зони суцільних пожеж;
км - радіус зовнішньої межі зони пожеж у завалах.
ВИСНОВКИ
1. На об'єкт при ядерному вибуху заданої потужності кт очікується максимальний світловий імпульс І св. Max = 1100 кДж / м 2 і надлишковий тиск ударної хвилі кПа, що викличе складну пожежну обстановку. Цех ширвжитку опиниться в зоні суцільних пожеж.
2. Механічний цех не стійкий до світлового випромінювання. Межа стійкості цеху - 258.89 кДж / м 2.
3. Пожежну небезпеку для цеху представляють двері та вікна з дерева і забарвлені в темний колір.
4. Доцільно підвищити межу стійкості механічного цеху до 1100 кДж / м 2, провівши наступні заходи: замінити дерев'яні віконні рами на металеві; оббити двері покрівельною сталлю по азбестового прокладці; провести в цеху профілактичні протипожежні заходи.