Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 31, № 1 (2022)
Скачать выпуск PDF

ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ, ДЕТОНАЦИИ И ВЗРЫВА 

6-13 96
Аннотация

Введение. При расчете времени блокирования путей эвакуации монооксидом углерода критериями на­ступления вышеуказанного времени могут являться критические величины парциальной плотности газа, токсодозы или относительной массы карбоксигемоглобина в крови человека. Однако сравнительный анализ влияния выбора критерия на время блокирования путей эвакуации этим газом не проводился.

Цели и задачи. Целью статьи является сравнительная оценка времен блокирования путей эвакуации монооксидом углерода, полученных с использованием различных методов определения критических значений плотности монооксида углерода. Для ее достижения проведены экспериментальные исследования процесса горения различных твердых и жидких горючих веществ и материалов в маломасштабной экспериментальной установке и на их основе выполнены расчеты времен блокирования путей эвакуации монооксидом угле­рода.­

Теоретические основы. Поступление монооксида углерода при попадании в организм ингаляционным способом во время пожара рассчитывается по экспериментально измеренным парциальным плотностям СО с помощью математических моделей расчета токсодозы этого газа и образования карбоксигемоглобина в крови человека.

Результаты и их обсуждение. Представлены экспериментальные зависимости от времени испытаний средне­объемной плотности монооксида при горении оболочки кабелей ПВХ «low smoke», древесины (сосна), шоколада, масла трансформаторного и масла растительного. Получены теоретические зависимости от времени величин токсодозы, полученной человеком, а также массовой концентрации карбоксигемоглобина в крови человека для рассмотренных горючих материалов. Обнаружено, что времена блокирования путей эвакуации монооксидом углерода могут существенно отличаться друг от друга при использовании различных методов определения критических значений плотности монооксида углерода.

Выводы. В нормативных методах расчета времени блокирования путей эвакуации монооксидом углерода использование величины критической парциальной плотности СО может привести к существенному за­вышению вышеуказанного времени, что приведет к недооценке токсического воздействия на человека во время его эвакуации. Поэтому необходимо применять все рассмотренные в статье методы с целью ­выбора минимальной величины вышеуказанного времени.

14-20 75
Аннотация

Введение. Производство пожарно-технической экспертизы предполагает, что искры дуговой электросварки (далее — искры) являются эффективными источниками зажигания. Однако вероятность зажигания искрой горючего материала зависит от времени контакта между ними. В данной работе экспериментально показано отсутствие зажигания искрами вертикальной гладкой стенки из горючего жесткого пенополиуреана (ППУ). Для объяснения данного факта рассчитали время контакта искры и стенки τint, которое сравнили с оценкой минимального времени контакта τmin, необходимого для зажигания стенки.

Образец и методика испытаний. Воздействию искр (мощность дуги до 6 кВт, ток до 160 А) подвергался участок стенки из ППУ, расположенной на расстоянии от 0,1 до 0,15 м от дуги. Отдельный опыт продолжался до выгорания электрода.

Результаты исследований и их обсуждение. Ни в одном из опытов воспламенить образец ППУ искрами не удалось. Искры отскакивали от образца ППУ и падали вниз. Характерные размеры застывших капель железа принадлежали диапазону от 0,2 до 3 мм.

Оценка τint. Использовали модель упругого взаимодействия капли расплавленного железа с жесткой стенкой в предположении сохранения суммы потенциальной энергии капли, связанной с ее поверхностью, и кинетической энергией растекания капли при сплющивании. Наибольшее время контакта достигается для капель максимального диаметра (3 мм): τint ≈ 0,004 с.

Оценка τmin. Использовали экспериментальное моделирование процесса, при котором воздействие капли железа на ППУ заменяли регулируемым по времени воздействием пламени деревянного цилиндра диаметром 6 мм, горящего с торца. Получили τmin ≈ 0,3 с. Соотношение τint << τmin объясняет отсутствие воспламенения стенки из ППУ искрами дуговой электросварки.

Выводы. Искры дуговой электросварки диаметром до 3 мм не воспламеняют вертикальную стенку из жесткого горючего пенополиуретана при боковом соударении. Отсутствие воспламенения объясняется малым временем контакта искры со стенкой.

 

БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ 

21-39 91
Аннотация

Введение. Рассмотрена проблема обеспечения фактического предела огнестойкости чугунных тюбингов обделки тоннелей метрополитена. Ее актуальность обусловлена тем, что до настоящего времени в нашей стране и за рубежом не проводились огневые испытания таких конструкций и, соответственно, теплотехнический анализ их результатов, что необходимо для гарантирования их работоспособности.

Цель и задача. Анализ результатов двух огневых экспериментов: испытание чугунного тюбинга без огнезащиты, и тюбинга, защищенного огнезащитной плитой. Выбор и использование рациональной методики для проведения теплотехнического анализа.

Методы. Оценивалась огнестойкость натурных образцов тюбингов по стандартизованной методике в ходе испытаний в огневой печи под нагрузкой с проведением термопарных измерений, результаты которых использовались в ходе теплотехнического анализа. Он проводился с использованием методик и программ численных расчетов нестационарных температурных полей в конструкциях с огнезащитой в одно- и двумерной постановке.

Результаты. Установлено, что предел огнестойкости чугунного тюбинга тоннельной обделки марки 5,6-25-НУ, испытанного без огнезащиты под воздействием постоянной статической нагрузки (150 кН), составляет 54 мин, что соответствует классификации R 45, а тюбинга с огнезащитой плитами «ПРОЗАСК Файерпанель» толщиной 25 мм — не менее 121 мин (R 120). Расчеты позволили дать прогноз, насколько изменится уровень огнестойкости, если учитывать отличие условий испытаний и эксплуатации тюбингов. Представлены результаты расчетов для различных вариантов огнезащиты, продемонстрирована высокая эффективность огнезащиты плитами «ПРОЗАСК Файерпанель» и возможность обеспечения с ее помощью требуемых пределов огнестойкости чугунных тюбингов. Показана возможность прогнозирования их огнестойкости при режимах воздействия, отличающихся от стандартного температурного режима.

Выводы. Теплотехнический анализ результатов двух огневых экспериментов, впервые проведенных для оценки огнестойкости чугунных тюбингов обделки тоннелей, позволил получить важную информацию, необходимую для обеспечения огнезащиты и заданной огнестойкости указанных ответственных конструкций метрополитена и дальнейшего развития данного направления экспериментальных и теоретических исследований. Продемонстрирована эффективность теплотехнических расчетов как инструмента для оценки параметров огнезащиты и огнестойкости тюбингов и возможность сокращения с их помощью количества дорогостоящих огневых испытаний.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ 

40-48 82
Аннотация

Введение. Отмечена значимость датчиков сигнализаторов довзрывных концентраций в процессе обеспечения необходимого уровня пожарной безопасности (ПБ) на пожаровзрывоопасных объектах нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Обозначена проблема принципа размещения датчиков у источников потенциальных утечек. В качестве объекта исследования выбран процесс технического обслуживания (ТО) стационарных термохимических газосигнализаторов и их датчиков, установленных вокруг открытых технологических установок (ОТУ).

Теоретические основы. Введено понятие дисциплины технического обслуживания (ТО) стационарных термохимических газосигнализаторов. Обоснован выбор данного типа приборов по классификации в соответствии с физическими методами анализа. ТО в качестве процесса обеспечения ПБ на объектах НПЗ зависит от параметров окружающей среды, метеорологических параметров, параметров технологического оборудования. Выделение в процессе переработки нефти на ОТУ каталитических ядов, негативно влияющих на чувствительные элементы (ЧЭ) термохимических датчиков, а также погодные условия обуславливают снижение интервалов калибровки или ускоренный выход из строя ЧЭ. Воздействие факторов среды влечет за собой корректировку сроков калибровки датчиков с учетом регламентированных значений, зафиксированных в рабочей документации.

Результаты исследования. Определены цели для значений функции групп параметров, обосновывающих проведение мероприятий для поддержания датчиков в требуемом документацией состоянии. Критерий оценки дисциплины ТО выражен через вектор целевых функций, отражающих зависимости групп параметров: климатических, работы персонала, специфических, прочих. Интегральный критерий эффективности ТО задан в виде прямоугольной матрицы и свертки, учитывающей три вектора целевых функций. Дисциплина ТО газосигнализаторов представлена в виде дискретного созидательного подпроцесса процесса обеспечения ПБ.

Выводы. Рассмотрен подход к моделированию дисциплины ТО стационарных термохимических газосигнализаторов, установленных вокруг ОТУ НПЗ. Отмечена необходимость оценки пространственного расположения датчиков газосигнализаторов с целью определения их количества в зависимости от периметра ОТУ НПЗ.

49-64 102
Аннотация

Введение. В статье представлено описание выбора метода анализа иерархий и попарных сравнений (далее — МАИ), ставшего основой содержания методики оценки комплексной безопасности предприятия, применение которой обеспечивает преобразование входной информации, поступающей в виде характеристического описания оцениваемого мероприятия в выходной результат оценки, имеющий весовое численное значение.

Цели и задачи. Основная цель статьи — получить результат оцениваемых мероприятий, входящих в содержание чек-листов (листов контроля) как по промышленной, так и по пожарной безопасности, относящихся к комплексной безопасности предприятия. На основе попарного сравнения факторов и альтернатив с помощью выбранного МАИ представляется возможность определить для каждого исследуемого элемента показатели локальных и глобальных приоритетов. Весовые коэффициенты, полученные в виде локальных приоритетов, относятся к проверяемым мероприятиям, а глобальные приоритеты имеют непосредственное отношение к службам (структурным подразделениям), обеспечивающим устойчивое функционирование комплексной безопасности предприятия.

Методы. Представлено обоснование в выборе МАИ, позволяющее детализировать показатели влияния факторов и разбивать их на составляющие. На этапе синтеза полученных аналитических результатов с помощью МАИ предложено проводить проверку полученных экспертным путем результатов через определение показателя отношения согласованности между экспертами, подтверждающего получение адекватного результата.

Результаты. Вероятность влияния анализируемых опасностей, имеющих отношение к авариям и пожарам на рассматриваемых предприятиях, оценивалась как функционал причин их возникновения в течение рассматриваемого периода 7 лет. В статье представлены результаты расчетов в получении коэффициентов связи, воздействия и влияния специалистов служб (структурных подразделений) на обеспечиваемые подсистемы промышленной и пожарной безопасности, относящиеся к комплексной безопасности предприятия. Представлены результаты внесения поправочного коэффициента g, зависимость которого выражается в итоговых показателях ущерба, измеряемого в экономических (рублевых) и социальных (человеческих) потерях.

Обсуждение. В статье акцентируется внимание на том, что устойчивое функционирование промышленных предприятий зависит от обеспечения требуемого запаса надежности функционирования комплексной безопасности предприятия, поддержание которой на требуемом уровне обеспечивается ресурсом (финансовыми и материальными средствами, объемом времени, предназначенным для устранения выявленных отклонений персоналом, выполняющим трудовые функции, и т.д.). Учитывая, что выделяемый ресурс для обеспечения комплексной безопасности предприятия ограничен, его недостаточно для удовлетворения всех запросов, поступающих от руководителей служб (отделов), требуется научная проработка в адресном его обеспечении тех мероприятий, которые имеют высокий рисковый показатель.

Выводы. Использование методики оценки состояния комплексной безопасности на предприятиях нефтегазового комплекса России позволяет перевести систему управления рассматриваемыми предприятиями на новый качественный уровень.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА 

65-76 147
Аннотация

Введение. Приведенные в статье данные свидетельствуют, что проблема повышения пожарной безопас­ности при эксплуатации розеток очень актуальна. Целью статьи является разработка научно-обоснованного метода исследования гнездовых контактов розетки, имеющих признаки большого переходного сопротивления или изменение геометрической формы, для установления причины повреждения в ходе пожарно-технической экспертизы.

Материалы и методика. Исследования проводились с использованием растрового электронного микроскопа JSM-6390LV с приставкой для энергодисперсионного микроанализа. Объектами исследования являлись розетки типа С (EU Type C) и типа F (EU Type F). Поверхности разрушения контактов розетки подвергались анализу без предварительной пробоподготовки.

Теоретические основы (теория и расчеты). Разработана физико-математическая модель предельной несу­щей способности гнездового контакта розетки, соответствующая реальной конструкции, и на этой основе сформулирован расчетно-практический алгоритм экспертного анализа ее механико-геометрических характеристик. Решение доведено до простых расчетных формул, позволяющих оценивать несущую способность контактов розетки. На конкретном примере показана применимость разработанной математической модели для проведения пожарно-технической экспертизы.

Результаты и обсуждение. Приведены примеры возгораний розеток, возникновение которых обусловлено утратой несущей способности гнездового контакта в процессе эксплуатации. Приведены снимки оксидной пленки на поверхности контакта и ее элементный состав. Экспериментальными данными подтверждено, что оплавление контактов и наличие оксидной пленки, обладающей высоким удельным сопротивлением, являются значимыми криминалистическими признаками при установлении причины пожара.

Выводы. Предложен метод определения несущей способности контактов розетки, на основании которого можно сделать вывод о причастности возгорания розетки к последующему пожару. Приведенные в статье данные могут быть использованы специалистами при экспертном исследовании контактов розеток, изымаемых с мест пожаров, установлении механизма их повреждения и, в конечном счете, причины пожара.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, ОБЪЕКТОВ 

77-87 90
Аннотация

Введение. Проблема размещения автостоянок и парковочных мест актуальна во многих крупных городах, что приводит к необходимости оптимизации парковочного пространства. Одним из эффективных путей организации парковок на придомовой территории, помимо встроенных закрытых автостоянок, является устройство открытой парковки в первых этажах многоквартирных жилых домов. В связи с этим для оценки пожарной опасности такого проектного решения необходимо исследовать возможность распространения пожара из открытой автостоянки в первом этаже на вышележащие этажи и разработать обоснованные предложения по внедрению новых и оптимизации существующих противопожарных требований.

Цели и задачи. Целью настоящей работы является изучение особенностей распространения опасных факторов пожара на основе полевого моделирования при горении автомобилей в открытой автостоянке на первом этаже многоквартирного жилого дома и оценка возможности пожаробезопасного размещения таких автостоянок в жилых зданиях.

Методика. Для достижения цели исследования использовалось полевое (CFD) моделирование динамики пожара с использованием компьютерной программы FDS. При моделировании проведены расчеты распространения опасных факторов пожара из открытой автостоянки на 1-м этаже на вышележащие этажи жилого дома.

Результаты и их обсуждение. В результате моделирования развития пожара в автостоянке были получены распределения температур, задымления и тепловых потоков в различные моменты времени. Результаты расчетов позволили оценить эффективность применения различных видов противопожарных барьеров и определить их параметры для выполнения условия нераспространения пожара. В качестве наиболее оптимального решения определено устройство над проемом автостоянки негорючего козырька из огнестойких материалов. По результатам работы предложен комплекс необходимых противопожарных мероприятий, обеспечивающих возможность безопасного размещения открытых автостоянок легковых автомобилей в многоквартирных жилых зданиях.

Выводы. Исследование показало, что обеспечение пожарной безопасности многоквартирных жилых домов при размещении открытых одноуровневых автостоянок легковых автомобилей достигается путем применения огнестойких несущих и ограждающих строительных конструкций здания, использования негорючих материалов для облицовки, отделки фасада здания, а также устройства над проемами автостоянки выступающего из плоскости стены козырька, балкона или галереи.

88-98 94
Аннотация

Введение. При проектировании зданий и сооружений на опасных производственных объектах перед инженером стоит важная задача — определить нагрузки при внешних взрывах топливно-воздушных смесей. В настоящее время в практике проектирования для оценки различных воздействий на строительные конструкции широко применяются программные комплексы, использующие подход вычислительной гидрогазодинамики (CFD). В связи с этим необходимо разработать подход к расчету нагрузок методами численного моделирования и выполнить его оценку, сравнив с экспериментальными данными.

Цели и задачи. Целью настоящей работы является разработка подхода к определению нагрузок от внешнего детонационного взрыва топливно-воздушной смеси на здания и сооружения различной конфигурации при помощи методов вычислительной гидрогазодинамики.

Основная часть. Рассмотрен подход к определению нагрузок на строительные конструкции зданий и сооружений при внешних детонационных взрывах ТВС на основании метода «сжатого баллона». Предложены зависимости для задания исходных данных при выполнении численных расчетов с помощью компьютерных программ, использующих подход вычислительной гидрогазодинамики — CFD. Выполнено численное моделирование в программном комплексе ANSYS Fluent различных экспериментов. Для оценки точности метода «сжатого баллона» применительно к расчету внешнего детонационного взрыва проведено сравнение результатов численного моделирования и инженерных нормативных методик с различными экспериментами.

Выводы. Проведенное численное моделирование распространения взрывной волны при различных условиях показало качественное и количественное совпадение с рассматриваемыми экспериментами. Рассмотренный расчетный метод позволяет достаточно точно реализовать профиль давления на любую поверхность здания или сооружения при внешнем детонационном взрыве ТВС и оценить несущую способность строительных конструкций. Предложенный подход к расчету нагрузок при внешнем детонационном взрыве ТВС может применяться при проектировании зданий или сооружений различной конфигурации.

ВОПРОС - ОТВЕТ 

99-104 78
Аннотация

Рассмотрены различные типы контактных соединений и способы предотвращения появления на них больших переходных сопротивлений. Представлены нормы по проведению планово-предупредительных ремонтов с целью поддержания в исправном состоянии мест контакта. Выполнен анализ различных технических решений по защите электрических сетей от больших переходных сопротивлений. Показаны способы контроля и мониторинга состояния потенциально опасных контактных участков электрической сети. Даны рекомендации по совместному применению организационных мероприятий и технических средств для решения вопросов обеспечения пожарной безопасности электроустановок зданий.



ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)