Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Нормативное и техническое обеспечение безопасности жизнедеятельности. Часть 1

Критерии оценки безопасности объектов техносферы

При оценке последствий воздействия опасных факторов аварий на ОПО и оценке степени возможного поражения людей и разрушения зданий, сооружений по вычисленным параметрам поражающих факторов, могут использоваться как детерминированные (учитывающих только величину поражающих факторов), так и вероятностные критерии (по пробит-функции, характеризующей вероятность возникновения последствий определенного масштаба в зависимости от уровня воздействия).

Детерминированные критерии устанавливают значения показателей поражающего фактора, при которых наблюдается тот или иной уровень поражения (разрушения). Детерминированные критерии присваивают определенной величине негативного воздействия поражающего фактора конкретную степень поражения людей, разрушения зданий, инженерно-технических сооружений и т. п. В случае использования детерминированных критериев условная вероятность поражения принимается равной 1, если значение поражающего фактора превышает предельно-допустимый уровень, и равной 0, если значение предельно допустимого уровня поражения не достигается.

Вероятностные критерии показывают, какова условная вероятность того или иного уровня поражения (разрушения) при заданном значении поражающего фактора. Поскольку одна и та же мера воздействия может вызвать последствия различной степени тяжести, величина вероятности поражения выражается функцией Гаусса (функции ошибок) через пробит-функцию:

Р,т = /НО)];

Связь вероятности поражения с пробит-функцией приведена в табл. 6.7.

Связь вероятности поражения с пробит-функцией

Таблица 6.7

р,%

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

2,67

2,95

3,12

3,25

3,38

3,45

3,52

3,59

3,66

10

3,72

3,77

3,82

3,86

3,92

3,96

4,01

4,05

4,08

4,12

20

4,16

4,19

4,23

4,26

4,29

4,33

4,36

4,39

4,42

4,45

30

4,48

4,50

4,53

4,56

4,59

4,61

4,64

4,67

4,69

4,72

40

4,75

4,77

4,80

4,82

4,85

4,87

4,90

4,92

4,95

4,97

50

5,00

5,03

5,05

5,08

5,10

5,13

5,15

5,18

5,20

5,23

60

5,25

5,28

5,31

5,33

5,36

5,39

5,41

5,44

5,47

5,50

70

5,52

5,55

5,58

5,61

5,64

5,67

5,71

5,74

5,77

5,81

80

5,84

5,88

5,92

5,95

5,99

6,04

6,08

6,13

6,18

6,23

90

6,28

6,34

6,41

6,48

6,55

6,64

6,75

6,88

7,05

7,33

99

7,33

7,37

7,41

7,46

7,51

7,58

7,65

7,75

7,88

8,09

В общем случае пробит-функция имеет вид:

Рг = а + Ь-пО‘,

где а и Ь — константы, зависящие от вида и параметров негативного воздействия; О - доза негативного воздействия (для оценки воздействия теплового излучения - функция плотности интенсивности теплового излучения и времени воздействия; для барического воздействия - избыточное давление на фронте ударной волны и импульс фазы сжатия; для токсического воздействия - концентрация токсического вещества и время воздействия).

Детерминированные критерии поражения тепловым излучением. При оценке воздействия теплового излучения основным критерием поражения является интенсивность теплового излучения. Детерминированные критерии поражения людей приведены в табл. 6..8.

Предельно допустимая интенсивность теплового излучения

Таблица 6.8

Степень поражения

Интенсивность тепловою излучения, кВт/м2

Без негативных последствий в течение длительного времени

1,4

Безопасно для человека в брезентовой одежде

4,2

Продолжение табл. 6.8

Непереносимая боль через 20...30 с

Ожог первой степени через 15...20 с

Ожог второй степени через 30...40 с

Воспламенение хлопка-волокна через 15 мин

7,0

Непереносимая боль через 3...5 с

Ожог первой степени через 6...8 с

Ожог второй степени через 12...16 с

10,5

Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12%) при длительности облучения

15 мин

12,9

Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры

17,0

Воздействие открытого пламени и тепловой радиации от пожара иа технологическое оборудование, наружные установки оценивается но значению поглощенной дозы тепловой радиации, вычисляемой по формуле:

= <7об • и

где <у0б - величина теплового потока на единицу площади, кВт/м2; / - длительность теплового воздействия, с.

Зависимость степени повреждения оборудования ?повр от дозы поглощенной тепловой радиации р имеет вид:

О при об «< 12кВ/м2;

°Л ПРИ А>боР ^ ДюР;

повр.оо

И. -И

0,1 + 0,9 —,,ор

о ,-о

гио пор

при Опор -<

А>боп ’

обор

то

гиб

ПРИ^обор^Яиб,

где Д|ор - пороговое значение дозы поглощенной тепловой радиации (кВт с/м“), ниже которого оборудование получает только слабые повреждения (?„овр = 0,1); О,„б - значение дозы поглощенной тепловой радиации (кВт с/м-), выше которого оборудование считается полностью разрушенным. Значения ?)пор и Д-иб для различных типов оборудования приведены в табл. 6.9.

Подземное технологическое оборудование принимается нечувствительным к термическому воздействию и при любой аварии считается неповрежденным (Довр б).

Вероятностные критерии поражения тепловым излучением. Для поражения человека тепловым излучением величина пробит-функции описываются следующими выражениями:

Рг = -12,8 + 2,561п(?>),

А,

Таблица 6.9

Значения Дшр и /)гиб для оборудования разных классов чувствительности

к воздействию тепловой радиации

Класс

ч увствителыюсти оборудования

Тип оборудования

^иор, к Вт-с/м

А иб, кВт-с/м

1(высоко-

чувствительное)

ГПА в исполнении без блок - контейнера и индивидуального укрытия, ТДА, открытые блоки подготовки топливного, пускового и импульсного газов, открытие электростанции на собственные нужды, оборудование ПЭБ, ГЩУ и другое расположение вне укрытия сложное вспомогательное оборудование

3300

10000

Щсредней

чувствительности)

ГПА в блок - контейнерах и индивидуальных укрытиях, АВО, сепараторы, пылеуловители, установки НТС, адсорберы, колонны стабилизации конденсата, блоки подготовки топливного, пускового и импульсного газов и электростанций на собственные нужды в укрытиях, незащищенные крановые узлы, шкафы ЭХЗ, КПТМ, опоры ЛЭП и другое незащищенное технологическое оборудование с фланцевыми соединениями с чувствительными к нагреву материалами-уплотнителями

8300

25000

Ш(слабо-

чувствительное)

Наземные трубопроводы, крановые узлы в защитном укрытии

35000

45000

Величина эффективного времени экспозиции / вычисляется по формулам:

  • а) для огненного шара / = 0,92 • т'т;
  • б) для пожара пролива или для факела 7 = /0 н——,

“ср

где т - масса горючего вещества, участвующего в образовании огненного шара, кг; /о - характерное время, за которое человек обнаруживает пожар и принимает решение о своих дальнейших действиях, с (принимается равным 5 с); дг6 - расстояние от места расположения человека до безопасной зоны (зона, где интенсивность теплового излучения меньше 4 кВт/м2), м; мср - средняя скорость движения человека к безопасной зоне, м/с (принимается 5 м/с).

При использовании пробит-функций в качестве зон 100 % поражения принимаются зоны поражения, где значение пробит-функции достигают величины, соответствующей вероятности 90 %. В качестве зон безопасных с точки зрения воздействия поражающих факторов принимается зоны поражения, где значение пробит-функции достигают величины, соответствующей вероятности 1 %.

Условная вероятность поражения человека, попавшего в зону непосредственного воздействия пламени пожара пролива или факела, принимается равной 1 (единице). Для пожара-вспышки следует принимать, что условная вероятность поражения человека, попавшего в зону воздействия высокотемпературными продуктами сгорания газопаровоздушного облака, равна 1 (единице). За пределами этой зоны условная вероятность поражения человека принимается равной О (нулю). При расчете вероятности поражения человека тепловым излучением необходимо учитывать возможность укрытия (например, в здании или за ним).

Детерминированные критерии поражения ударной волной. Величина избыточного давления на фронте ударной волны ДРф = 5 кПа принимается безопасной для человека. Воздействие на человека ударной волной с избыточным давлением на фронте ДРф > 120 кПа рекомендуется принимать в качестве смертельного поражения.

Общие критерии повреждения зданий приведены в табл. 6.10.

Таблица 6.10

Критерии разрушения промышленных зданий от избыточного давления

Степень поражения

Избыточное давление, кПа

Полное разрушение зданий

Более 100

Тяжелые повреждения, здание подлежит сносу

70

Средние повреждения зданий, возможно восстановление здания

28

Разрушение оконных проемов, легкосбрасывасмых конструкций

14

Частичное разрушение остекления

Менее 2

Степень разрушения различных административных, производственных зданий и сооружений от воздействия избыточного давления ударной волной приведены в табл. 6.11.

Таблица 6.11

Данные о степени разрушения производственных, административных зданий и сооружений, имеющих разную устойчивость

Тип зданий, сооружений

Разрушение при избыточном давлении на фронте ударной волны, кПа

Слабое

Среднее

Сильное

Полное

Промышленные здания с тяжелым металлическим или железобетонным каркасом

20...30

30...40

40...50

>50

Промышленные здания с легким каркасом и бескаркасной конструкции

10...20

25...35

35...45

>45

Складские кирпичные здания

10...20

20...30

30...40

>40

Продолжение табл. 6.11

Одноэтажные складские помещения с металлическим каркасом и стеновым

заполнением из листового

металла

5...7

7...10

10...15

> 15

Бетонные и железобетонные здания и антисейсмические конструкции

25...35

80...120

150...200

>200

Здания железобетонные монолитные повышенной

этажности

25...45

45...105

105...170

170...215

Котельные, регуляторные станции в кирпичных зданиях

10...15

15...25

25...35

35...45

Деревянные дома

6...8

8...12

12...20

>20

Подземные сети, трубопроводы

400... 600

600... 1000

1000...1500

1500

Трубопроводы наземные

20

50

130

-

Кабельные подземные линии

До 800

-

-

1500

Цистерны для перевозки нефтепродуктов

30

50

70

80

Резервуары и емкости стальные наземные

35

55

80

90

Поземные резервуары

40

75

150

200

Условная вероятность травмирования и гибели людей, находящихся в зданиях, в зависимости от степени разрушения зданий от воздействия ударной волны определяется по табл. 6.12.

Таблица 6.12

Зависимость условной вероятности поражения человека с разной степенью тяжести от степени разрушения здания

Тяжесть поражения

Степень разрушения

Полное

Сильное

Среднее

Слабое

Смертельное

0,6

0,49

0,09

0

Тяжелые травмы

0,37

0,34

0,1

0

Легкие травмы

0,03

0,17

0,2

0,05

Вероятностные критерии. Для расчета условной вероятности разрушения объектов и поражения людей ударными волнами используются следующие пробит-функции:

а) вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых возможно восстановление зданий без их сноса, может оцениваться по соотношению:

где

Рг, = 5-0,26 1п К,

V

АР

9

^бОО484

9

где АР - избыточное давление, Па; / -импульс, кгм/с;

б) вероятность разрушений промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу, оценивается по соотношению.

Рг2 = 5-0,22 In Г,,

где

/

40000

АР

7,4

в) вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС, может быть оценена по величине пробит-функции:

где

Рг3 = 5 - 5,74 ? In Г3,

9

т - масса тела живого организма, кг; Ро - атмосферное давление, Па;

г) вероятности разрыва барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне определяется по формуле.

Рг4 =-12,6 +1,524-1пДР.

д) вероятность отброса человека волной давления оценивается по величине пробит-функции:

Рг5 = 5-2,44-1пГ5, где

_ 7,38-10~3 1,3 • 109

5_ АР + АР-1

Критерии осколочного поражения. Критерии поражения осколками при взрывах ТВС внутри резервуаров и другого оборудования, содержащего газ под давлением, приведены в СТО Газпром 2-2.3-400-2009 «Методика анализа риска для опасных производственных объектов газодобывающих предприятий ОАО «Газпром».

Критерии токсического поражения. Границы зон токсического поражения опасным веществом рассчитываются по смертельной и пороговой токсодозам при ингаляционном воздействии на организм человека, либо по пробит-функциям. Сравнением с пороговыми и смертельными токсодозами (см. табл. 6.13) опрсдс-ляются расстояния, соответствующие смертельному поражению и пороговому воздействию.

Таблица 6.13

Свойства опасных веществ

Вещество

Пороговая

токсодоза

РО50,

мг-мин/л

Смертельная

токсодоза

LCt?o,

мг-мин/л

Коэффициенты при расчете пробит-функции

а

Ъ

п

Аммиак

15,00

150,0

-35,90

1,850

2,00

Фтористый

водород

4,00

40,0

-35,87

3,354

1,00

Хлористый

водород

2,00

20,0

-16,85

2,000

1,00

Бромистый

водород

2,40

24,0

-18,32

2,000

1,00

Цианистый

водород

0,20

6,0

-9,56

1,000

2,40

Сероводород

1,00

15,0

-31,42

3,008

1,43

Сероуглерод

30,00

500,0

-46,62

4,200

1,00

Формальдегид

0,60

6,0

-12,24

1,300

2,00

Фосген

0,55

3,2

-19,27

3,686

1,00

Фтор

0,20

3,0

-10,34

1,000

2,00

Хлор

0,60

6,0

-8,29

0,920

2,00

Хлорциан

0,75

11,0

-

-

-

Окись углерода

10,00

37,5

-37,98

3,700

1,00

Окись этилена

2,20

25,0

-6,21

1,000

1,00

Бензол

60,00

250,0

-109,80

5,300

2,00

Диметиламин

1,00

-

-7,34

2,000

1,00

Акрилонитрил

-

-

-14,97

1,900

1,00

Акролеин

0,20

-

-9,93

2,049

1,00

Для оценки вероятности смертельного поражения человека используется пробит-функция, по которой с использованием табл. 6.13 определяется вероятность смертельного поражения человека на открытом пространстве:

Рг = а + Ьп(С-Т),

где С - концентрация токсичного вещества, ppm; Г - время воздействия, мин.

При расчете воздействия токсических веществ на человека необходимо учитывать возможность укрытия (например, в здании), а также применение средств индивидуальной защиты (противогаз).

Критерии разрушения оборудования и эскалации аварий на опасных

производственных объектах. Критерии повреждения отдельных категорий промышленного оборудования ударной волной и тепловым излучением с использованием пробит-функции приведены в табл. 6.. 14 и 6.15.

Таблица 6.14

Критерии повреждения ударной волной различных

категорий оборудования

Категория

оборудования

Пороговое

воздействие,

кПа

Коэффициенты пробит-функции

а

Ь

Резервуары

22

- 18,96

+ 2,44

Сосуды под давлением

16

- 42,44

+ 4,33

Протяженное

оборудование

31

- 28,07

+ 3,16

Малогабаритное

оборудование

37

- 17,79

+ 2,18

Таблица 6.15

Критерии повреждения тепловым излучением различных

категорий оборудования

Категория

оборудования

Пороговое

воздействие

Пробит-функции

Резервуары

15 кВт/м2 / > 10 мин

У = 12,54 — 1,847 - 1п (///")

1п(ц/') = —1,128 • 1п (/) — 2,667 • 10~5 Р + 9,887

Сосуды под давлением

  • 50 кВт/м2
  • ? > 10 МИН

У = 12,54-1,847 1п (/(/")

1п (/(/) = -0,947 • 1п (/)+8,83 5 • Г0032

/(/’ - время до разрушения, сек;

V - объем сосуда, м3;

/- полученное количество теплового излучения, кВт/м“.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы