Взрывы
Взрыв — физический или химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме,(по сравнению с количеством выделяющейся энергии), приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов. При химическом взрыве, кроме газов, могут образовываться и твёрдые высокодисперсные частицы, взвесь которых называют продуктами взрыва.
Взрывы классифицируют по происхождению выделившейся энергии на:
- химические;
- физические;
- взрывы ёмкостей под давлением (баллоны, паровые котлы);
- взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости;
- взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях;
- взрывы при смешении двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой;
- кинетические (падение метеоритов);
- ядерные;
- электрические (например при грозе).
Краткие сведения о взрывчатых веществах
Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под воздействием определенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу. Первым взрывчатым веществом был дымный (черный) порох, появившийся в Европе в XIII веке. В XIX веке с развитием химии были получены другие ВВ, называемые в настоящее время бризантными. Они были безопасными при обращении с ними, обладали большой мощностью и стойкостью при хранении.
Во второй половине XIX века были получены пикриновая кислота, тротил, аммиачно-селитренные вещества, а в XX веке более мощные ВВ, такие, как гексоген, тэн, азид свинца.
Современные ВВ представляют собой или химические соединения (гексоген, тротил и др.), или механические смеси (аммиачно-селитренные и нитроглицериновые). Они могут пребывать в газообразном, жидком, пластичном и твердом состоянии.
Газопаровоздушные (ГПВС) и пылевоздушные смеси образуют класс объемных взрывов.
Взрывы ГПВС могут происходить в:
- помещениях вследствие утечки газов из бытовых приборов;
- емкостяхих хранения и транспортировки (спецрезервуарах, газгольдерах, цистернах, танках - грузовых отсеках танкеров);
- глубинных штреках горных выработок;
- природной среде вследствие повреждений трубопроводов, труб буровых скважин, при интенсивных утечках сжиженных и горючих газов.
Взрывы пыли (пылевоздушных смесей - аэрозолей) представляют одну из основных опасностей химических производств и происходят в ограниченных пространствах (в помещениях зданий, внутри различного оборудования, штольнях шахт). Возможны взрывы пыли в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль) при ее взаимодействии с красителями, серой, сахаром с другими порошкообразными пищевыми продуктами, а также при производстве пластмасс, лекарственных препаратов, на установках дробления топлива (угольной пыли), в текстильном производстве.
Сжиженные углеводородные газы, аммиак, хлор, фреоны хранятся в технологических емкостях под сверхатмосферным давлением при температуре выше или равной температуре окружающей среды, и по этим причинам они являются взрывоопасными жидкостями.
В теплоизолированных сосудах и резервуарах при отрицательных температурах хранятся сжиженные газы метан, азот, кислород, которые называют криогенными веществами.
Вещества другой характерной группы пропан, бутан, аммиак, хлор хранят в жидком состоянии под давлением в однослойных сосудах и резервуарах при температуре окружающей среды.
В соответствии с нормативами ГОСТа разработана классификация, объединяющая вещества в четыре основные категории.
К первой категории отнесены вещества с критической температурой ниже температуры среды (криогенные вещества - сжиженный природный газ, содержащий в основном метан, азот, кислород).
Во вторую категорию входят вещества с критической температурой выше, а точкой кипения ниже, чем в окружающей среде (сжиженный нефтяной газ, пропан, бутан, аммиак, хлор). Их особенностью является "мгновенное" (очень быстрое) испарение части жидкости при разгерметизации и охлаждение оставшейся доли до точки кипения при атмосферном давлении.
Третью категорию составляют жидкости, у которых критическое давление выше атмосферного и точка кипения выше температуры окружающей среды (вещества, находящиеся в обычных условиях в жидком состоянии). К этой группе относятся некоторые вещества из предыдущей категории, например, бутан в холодную погоду и этиленоксид при теплых природных условиях.
Четвертую категорию - вещества, содержащиеся при повышенных температурах (водяной пар в котлах, циклогексан и другие жидкости под давлением и при температуре, превышающей точку кипения при атмосферном давлении).
Основные свойства взрывчатых веществ.
Основные свойства ВВ определяются взрывчатыми и физико-химическими характеристиками.Взрывчатыми характеристиками являются:
- теплота взрыва и температура продуктов взрыва (Чем больше выделено теплоты, тем выше температура нагрева продуктов взрыва, тем больше давление, а, следовательно, и воздействие продуктов взрыва на окружающую среду);
- скорость детонации (от скорости детонации ВВ зависит скорость взрывчатого превращения, а следовательно, и время, в течение которого выделяется вся энергия, заключенная в ВВ,а это вместе с количеством тепла, выделяющегося при взрыве, характеризует мощность, развиваемую взрывом);
- бризантность (способность дробить прилегающую к нему среду)характеризуется мгновенным скачком давления до весьма высоких величин и быстрым его падением до атмосферного и ниже.;
- работоспособность(фугасность)проявляется в форме выброса грунта из воронок и выемок, образованием полостей в грунтах и скальных породах и рыхлением их.
Основные поражающие факторы и зоны действия взрыва
Пожаро-взрывные явления характеризуются следующими факторами:
- воздушной ударной волной, возникающей приразного рода взрывах газо-воздушных смесей, резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением;
- тепловым излучением и разлетающимися осколками;
- действием токсичных веществ, которые применялись в технологическом процессе или образовались в ходе пожара или других аварийных ситуациях.
Действие воздушной ударной волны может вызывать вторичные последствия, так как при взрыве взрывчатого вещества в атмосфере возникают ударные волны, распространяющиеся с большой скоростью в виде областей сжатия. Ударная волна достигает земной поверхности и отражается от нее на некотором расстоянии от эпицентра взрыва, фронт отраженной волны сливается с фронтом падающей волны, вследствие чего образуется так называемая головная волна с вертикальным фронтом.
При наземном взрыве воздушная ударная волна, как и при воздушном взрыве, распространяется от эпицентра с вертикальным фронтом.
При подземном взрыве воздушная ударная волна ослабляется грунтовой средой. При взрывах на малых глубинах имеет место только волна от выхода газов. А на больших глубинах при наличии камуфлетов (разрывов без образования воронки) проявляется только "наведенная" волна.
Основными параметрами, определяющими интенсивность ударной волны, являются: избыточное давление во фронте и длительность фазы сжатия. Эти параметры зависят от массы заряда ВВ определенного типа (т.е. энергии взрыва), высоты, условий взрыва и расстояния от эпицентра.
Масштабы последствий взрывов зависят от их мощности детонационной и среды, в которой они происходят. Радиусы зон поражения могут доходить до нескольких километров. Различают три зоны действия взрыва.
Зона I– действие детонационной волны. Для нее характерно интенсивное дробящее действие, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва.
Зона II– действие продуктов взрыва. В ней происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней границе этой зоны образующаяся ударная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно от центра взрыва. Исчерпав свою энергию, продукты взрыва, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, не производят больше разрушительного действия.
Зона III– действие воздушной ударной волны. Эта зона включает три подзоны: IIIа - сильных разрушений, IIIб - средних разрушений, IIIв - слабых разрушений. На внешней границе зоны III ударная волна вырождается в звуковую, слышимую на значительных расстояниях.
Действие взрыва на здания, сооружения, оборудование
Наибольшим разрушениям продуктами взрыва и ударной волной подвергаются здания и сооружениябольших размеров с легкими несущими конструкциями, значительно возвышающиеся над поверхностью земли. Подземные и заглубленные в грунт сооружения с жесткими конструкциями обладают значительной сопротивляемостью разрушению.
Степень разрушения зданий и сооружений можно представить в следующем виде:
- полное – обрушены перекрытия и разрушены все основные несущие конструкции, восстановление невозможно;
- сильное– имеются значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен;
- среднее – разрушены главным образом не несущие, а второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, окна, двери), возможны трещины в наружных стенах; перекрытия в подвале не разрушены, в коммунальных и энергетических сетях значительные разрушения и деформации элементов, требующие устранения;
- слабое – разрушена часть внутренних перегородок, заполнения дверных и оконных проемов; оборудование имеет значительные деформации; в коммунальных и энергетических сетях разрушения и поломки конструктивных элементов незначительны.
Действие взрыва на человека
Продукты взрыва и образовавшаяся в результате их действия воздушная ударная волна способны наносить человеку различные травмы, в том числе смертельные. При непосредственном воздействии ударной волны основной причиной травм у людей является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, различные переломы и т.п. Кроме того, скоростной напор воздуха может отбросить человека на значительное расстояние и причинить ему при ударе о землю (или препятствие) повреждения.
Характер и тяжесть поражения людей зависят от величины параметров ударной волны, положения человека в момент взрыва, степени его защищенности. При прочих равных условиях наиболее тяжелые поражения получают люди, находящиеся в момент прихода ударной волны вне укрытий в положении стоя. В этом случае площадь воздействия скоростного напора воздуха будет примерно в 6 раз больше, чем в положении человека лежа.
Поражения, возникающие под действием ударной волны, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые (смертельные). Характеристики поражений:
- легкое - легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы и вывихи конечностей;
- среднее - травмы мозга с потерей сознания, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные переломы и вывихи конечностей;
- тяжелое – сильная контузия всего организма, повреждение внутренних органов и мозга, тяжелые переломы конечностей; возможны смертельные исходы;
- крайне тяжелое – травмы, обычно приводящие к смертельному исходу.
Поражение людей, находящихся в момент взрыва в зданиях и сооружениях, зависит от степени их разрушения. Так, при полных разрушениях зданий следует ожидать полной гибели находящихся в них людей; при сильных и средних - может выжить примерно половина людей, а остальные получат травмы различной степени тяжести.
Многие могут оказаться под обломками конструкций, а также в помещениях с заваленными или разрушенными путями эвакуации.
Косвенное воздействие ударной волны заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею. При слабых разрушениях зданий гибель людей маловероятна, однако часть из них может получить различные травмы.
Причины взрывов.
На взрывоопасных предприятиях чаще всего к причинам взрывов относят:
- разрушения и повреждения производственных емкостей, аппаратуры и трубопроводов; отступление от установленного технологического режима (превышение давления и температуры внутри производственной аппаратуры и др.);
- отсутствие постоянного контроля за исправностью производственной аппаратуры и оборудования и своевременностью проведения плановых ремонтных работ.
Большую опасность для жизни и здоровья людей представляют взрывы в жилых и общественных зданиях, а также в общественных местах. Главная причина таких взрывов – неразумное поведение граждан, прежде всего детей и подростков. Наиболее частое явление – взрыв газа. Однако в последнее время получили распространение случаи, связанные с применением взрывчатых веществ, и прежде всего - террористические акты.
Для нагнетания страха террористы могут организовать взрыв, установив взрывные устройства в самых неожиданных местах (подвалах, арендуемых помещениях, снимаемых квартирах, припаркованных автомобилях, туннелях, метро, в городском транспорте и т.п.) и использовав как промышленные, так и самодельные взрывные устройства. Опасен не только сам взрыв, но и его последствия, выражающиеся, как правило, в обрушении конструкций и зданий.
Об опасности террористического взрыва можно судить по следующим признакам:
- наличие неизвестного свертка или какой-либо детали в машине, на лестнице, в квартире и т.д.;
- натянутая проволока, шнур; провода или изолирующая лента, свисающие из-под машины;
- чужая сумка, портфель, коробка, какой-либо предмет, обнаруженный в машине, у дверей квартиры, в метро.
Поэтому, заметив взрывоопасный предмет(самодельное взрывное устройство, гранату, снаряд, бомбу и т.п.), не подходите кнему близко, немедленно сообщите о находке в милицию, не позволяйте случайнымлюдям прикасаться к опасному предмету и обезвреживать его.
Техника предотвращения взрывов на предприятиях
Для предотвращения взрывоопасных ситуаций принимается комплекс мер, которые зависят от вида выпускаемой продукции. Многие меры являются специфическими и могут быть присущи только одному или нескольким видам производств. Существуют меры, соблюдение которых необходимо для всех видов химического производства или, по крайней мере, для их большинства.
В первую очередь для всех взрывоопасных производств, хранилищ, баз, складов и т.п., имеющих в своем составе взрывчатые вещества, предъявляются требования к территории для их размещения, которые выбираются по возможности в незаселенных или малозаселенных районах. При невозможности выполнения этого условия строительство должно осуществляться на безопасных расстояниях от населенных пунктов, других промышленных предприятий, железных и шоссейных дорог общего пользования, водных путей и иметь свои подъездные пути.
В химической и нефтехимической промышленности применяются автоматические системы защиты, целью которых являются:
- сигнализация и оповещение об аварийных ситуациях производственного процесса;
- вывод из предаварийного состояния потенциально опасных технологических процессов при нарушении регламентных параметров (температуры, давления, состава, скорости);
- обнаружение загазованности производственных помещений и автоматического включения устройств, предупреждающих об образовании смеси газов и паров с воздухом взрывоопасных концентраций;
- безаварийная установка отдельных агрегатов или всего производства при внезапном прекращении подачи тепла и электроэнергии, инертного газа, сжатого воздуха.
Источниками аварий химических производств могут быть прекращение подачи электроэнергии, снижение подачи пара и воды в магистральных трубопроводах, в результате чего нарушается технологический режим и создаются чрезвычайно опасные аварийные ситуации. В связи с этим принимаются меры по надежному обеспечению тепло-энергоснабжения химических предприятий, совершенствованию технологических средств, обеспечивающих их безопасную остановку и последующий пуск.
Непременным условием надежной безаварийной работы любого производства является высокая профессиональная подготовленность штатного персонала предприятий, баз, складов, а также специальных аварийных бригад, осуществляющих ремонт, надзор и ликвидацию аварий.
Взрыву больших объемов пылевоздушных смесей, как правило, предшествуют небольшие местные хлопки и локальные взрывы внутри оборудования и аппаратуры. При этом возникают слабые ударные волны, встряхивающие и поднимающие в воздух большие массы пыли, накопившиеся на поверхности пола, стен и оборудования.
Чтобы исключить взрыв пылевоздушных смесей, необходимо не допускать значительных скоплений пыли. Это достигается: улучшением технологии производства, повышением надежности оборудования, правильным расчетом и монтажом вентиляционных пылесосных установок.
Инициатором практически всех взрывов газо-, паро- и пылевоздушных смесей является искра, поэтому на всех производствах, где возможно образование этих смесей, необходимо обеспечивать надежную защиту от статического электричества, предусматривать мероприятия против искрения электроприборов и другого оборудования.
Любое оборудование повышенного давления должно быть укомплектовано системами взрывозащиты, которые предполагают:
- применение оборудования, рассчитанного на давление взрыва;
- применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных или паровых завес;
- защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки, обратные клапаны и т.д.).
Взрывозащита систем повышенного давления достигается также организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; контролем и надзором за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности и т.п.
Действия при взрывах на предприятиях
При взрыве на предприятии прежде всего необходимо предупредить рабочих и служащих, а также оповестить проживающее вблизи население.
Необходимо воспользоваться индивидуальными средствами защиты, а при их отсутствии для защиты органов дыхания - использовать ватно-марлевую повязку.
При повреждении здания взрывом входить в него следует с чрезвычайной осторожностью. Необходимо убедиться в отсутствии значительных повреждений перекрытий, стен, линий электро-, газо- и водоснабжения, а также утечек газа, очагов пожара.
Если взрыв вызвал возгорание, необходимо использовать первичные средства (огнетушители). Для недопущения распространения огня надо задействовать пожарные краны и гидранты.
Необходимо оказать помощь тем, кто оказался придавлен обломками конструкций. Помочь извлечь людей из завалов.
При спасении пострадавших следует соблюдать меры предосторожности от возможного обвала, пожара и других опасностей, осторожно вывести и оказать им первую медицинскую помощь, потушить горящую одежду, прекратить действие электрического тока, остановить кровотечение, перевязать раны, наложить шины при переломе конечностей.
Действия при угрозе взрыва в помещении
На опасность взрыва в доме может указывать запах газа и возникшее задымление. Около квартиры – следы ремонтных работ, участки стены с нарушенной окраской, отличающейся от общего фона.
При угрозе взрыва в помещении опасайтесь:
- падения штукатурки, арматуры, шкафов, полок;
- держитесь подальше от окон, зеркал, светильников;
- находясь на улице, отбегите на ее середину, площадь, пустырь, т.е. подальше от зданий и сооружений, столбов и линий электропередачи.
Если вас заблаговременно оповестили об угрозе взрыва, прежде чем покинуть жилище или рабочее место, отключите электричество, газ. Возьмите необходимые вещи и документы, запас продуктов и медикаментов.
При взрыве в соседнем здании действуйте по следующей на схеме:
1. Позвоните в Полицию (РЭУ, ДЕЗ) и уточните обстановку.
2. При эвакуации возьмите документы и предметы первой необходимости.
3. Продвигайтесь осторожно, не трогая поврежденные конструкции и оголившиеся провода.
4. Действуйте в соответствии с указаниями прибывших на место взрыва должностных лиц.
Если в вашей или соседней квартире произошел взрыв, а вы находитесь в сознании и в состоянии двигаться, попытайтесь действовать.
Посмотрите, кому из людей, находящихся рядом с вами, нужна помощь. Если работает телефон, сообщите о случившемся по телефонам «01», «02» и «03» или сотовому телефону «112».
Не старайтесь воспользоваться лестницей, а тем более лифтом, чтобы покинуть здание; они могут быть повреждены (разрушены). Покидать здание необходимо только в случае начавшегося пожара и при угрозе обрушения конструкций.
Если вас завалило упавшей перегородкой, мебелью, постарайтесь сами помочь себе и тем, кто придет на помощь; подавайте сигналы (стучите по металлическим предметам, перекрытиям), чтобы вас услышали и обнаружили. Делайте это при остановке работы спасательного оборудования (в «минуты тишины»).
При получении травмы окажите себе посильную помощь. Устройтесь поудобней, уберите острые, твердые и колющие предметы, укройтесь. Если тяжелым предметом придавило какую-либо часть тела, массируйте ее для поддержания циркуляции крови.
Ждите спасателей; вас обязательно найдут.
При повреждении здания взрывом, прежде чем входить в него, необходимо убедиться в отсутствии значительных разрушений перекрытий, стен, линий электро-, газо- и водоснабжения, а также утечек газа, очагов пожара.
|
