Семинар 3. Вопрос 6. Пожары и взрывы на предприятиях (причины, последствия этих аварий).

В современном  производстве с повышенными параметрами  технологического процесса периодически создаются условия, приводящие к  неожиданному нарушению работы или  выходу из строя машин, агрегатов, коммуникаций сооружений или их систем. Такие явления принято называть авариями.

Катастрофа — если авария создает угрозу жизни или здоровья людей или вызывает человеческие жертвы.

Не всякая авария приводит к катастрофе, но причиной практически всех катастроф являются аварии.

Наиболее опасные  последствия аварий — пожары, взрывы, обрушения и аварии на энергоносителях — энергоисточниках, на атомных электростанциях, на химических предприятиях, приводящих к разрушению средств производства. Большинство аварий происходит по вине человеческого фактора. Наиболее частыми последствиями аварий являются пожары и взрывы. Пожар - это неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей.

Взрыв - это высвобождение большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Он приводит к образованию сильно нагретого газа (плазмы) с очень высоким давлением, который при моментальном расширении оказывает ударное механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела. Взрыв в твердой среде сопровождается ее разрушением и дроблением, в воздушной или водяной - вызывает образование воздушной или гидравлической ударных волн, которые и оказывают разрушающее воздействие на помещенные в них объекты.

Взрывы происходят за счет высвобождения химической энергии (главным образом взрывчатых веществ), внутриядерной энергии (ядерный  взрыв), механической энергии (при падении  метеоритов на поверхность Земли  и др.), энергии сжатых газов (при превышении давления предела прочности сосуда - баллона, трубопровода и пр.). 

Горение - сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла, дыма и светового излучения, в основе которого лежат быстротекущие химические реакции окисления в атмосфере кислорода воздуха. 

На предприятиях нефтяной, химической и газовой промышленности аварии вызывают загазованность, разлив нефтепродуктов, агрессивных жидкостей и сильнодействующих ядовитых веществ. Количество аварий на этих предприятиях ежегодно растет. За последние 30 лет количество аварий увеличилось в 2,5 раза. При этом, количество жертв увеличилось в 6 раз, а экономический ущерб в 11 раз. Такие предприятия наносят колоссальный ущерб окружающей среде. Причиной техногенных аварий могут стать стихийные бедствия, дефекты, допущенные при проектировании, нарушение технического процесса.

Основными причинами  всех техногенных катастроф являются:

• Человеческий фактор.
• Обученность человека.
• Отношение человека к работе.
• Трудовая дисциплина.

Любая авария или  катастрофа не может произойти по какой-то одной причине. Все аварии — это результат действия нескольких причин и совокупности неблагоприятных факторов. Самый частый вариант, это когда ошибки, допущенные при проектировании, взаимодействуют с ошибками, допущенными при монтаже и усугубляются неправильной эксплуатацией.

Главные меры (усилия) человека по борьбе с авариями и  катастрофами должны быть направлены на их профилактику и предупреждение. Принятые меры либо полностью исключают, либо локализуют техногенные аварии и катастрофы. В основе таких мер лежит обеспечение надежности технологического процесса.

Основные меры обеспечения надежности функционирования объекта:

• Выполнение требований государственных стандартов и строительных норм и правил, которые направлены на то, чтобы максимально исключить возможность аварии.
• Жесткая производственная дисциплина. Точное выполнение технологических процессов. Использование оборудования в строгом соответствии с его техническим назначением.
• Дублирование и увеличение запасов прочности важнейших элементов производства.
• Чёткая организация службы инспекции контроля и безопасности.
• Тщательный подбор кадров, повышение практических знаний в объёме выполняемой работы.
• Оценка условий производства с точки зрения возможности возникновения аварии.

Причины пожаров  и взрывов на производстве

Если в технологическом  процессе применяют горючие вещества и существует возможность их контакта с воздухом, то опасность пожара и взрыва может возникнуть как внутри аппаратуры, так и вне ее, в помещении и на открытых площадках. Так, большую опасность представляют аппараты, емкости и резервуары с горючими жидкостями, так как они не бывают заполнены до предела и в пространстве над уровнем жидкости образуется паровоздушная взрывоопасная смесь. Опасны в пожарном отношении малярные участки и цехи предприятий, где в качестве растворителей используют легковоспламеняющиеся жидкости.

Причиной взрыва или пожара может послужить наличие в помещении горючей пыли и волокон.

Различают тепловые, химические и микробиологические источники  зажигания - импульсы. Наиболее распространен  тепловой импульс, которым обладают: открытое пламя, искра, электрические  дуги, нагретые поверхности и др.

Для воспламенения  горючей смеси газов и паров  с воздухом достаточно нагреть до температуры воспламенения всего 0,5...1 мм3 этой смеси. От открытого пламени  почти всегда зажигается горючая  смесь.

Искрой обычно называют точечный источник воспламенения. Искры могут образовываться при трении, ударе или вызываться электрическим разрядом. К источникам их образования относятся операции механической обработки (шлифование), а также заточка инструмента и т. п.

Источники открытого огня - технологические нагреватели печи, аппараты и процессы газовой сварки и резки, установки для сжигания отходов и т. п.

Пожары могут  возникнуть от электроустановок, в  которых присутствуют нагревающиеся  проводники электрического тока и горючее  вещество (изоляция этих проводников). При коротких замыканиях электрические проводники быстро разогреваются до высоких температур.

Во избежание  возникновения пожаров курить разрешается  только в специально отведенных местах.

Химический импульс  обусловлен тем, что температура  повышается за счет экзотермических химических реакций взаимодействия тех или иных веществ, а микробиологический - связан с жизнедеятельностью микроорганизмов, влияющих на увеличение температуры. Их отличительная особенность заключается в том, что процессы, обусловливающие эти импульсы, начинаются при обычных температурах и приводят к самовозгоранию.

Особую опасность  представляют промасленные специальная  одежда и обтирочные материалы, сложенные  в кучи. При условии плохого  теплоотвода нагревание, начавшееся при нормальной температуре, через 3...4 ч может закончиться самовозгоранием.

Последствия пожаров и взрывов

Последствия пожаров  и взрывов обусловлены действием  их поражающих факторов.

Основными поражающими факторами  пожара являются: непосредственное действие огня на горящий предмет и дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет облучения.

В результате происходит сгорание объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Уничтожаются все  элементы зданий и конструкций, выполненных  и сгораемых материалов, действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и др. конструктивных деталей сооружения. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 500-600⁰ С наблюдается его расслоение трещинами и разрушение материала.

При пожарах  полностью или частично уничтожаются или выходят из строя технологическое  оборудование и транспортные средства. Гибнут домашние и с/х животные. Гибнут или получают ожоги люди.

Вторичными последствиями  пожаров могут быть взрывы, утечка ядовитых или загрязняющих веществ. Большой ущерб незатронутым пожаром  помещениям и хранящимся в них  предметам может нанести вода, применяемая для тушения пожара.

Основными поражающими факторами взрывов являются:

воздушная ударная волна (ВУВ), возникающая при ядерных взрывах, взрывах детонирующих и инициирующих веществ, при взрывных превращениях облаков топливно-воздушных смесей, взрывов резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением;

осколочные  поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов.

Основными параметрами  поражающих факторов являются:

- воздушной ударной  волны - избыточное давление в  ее фронте;

- осколочного  поля - количество осколков, их кинетическая  энергия и радиус разлета.

В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, оборудования, элементов  коммуникации, и гибель людей и  животных.

Вторичными последствиями  взрывов являются поражение находящихся  внутри объектов, обломками обрушенных конструкций здания, их погребение под обломками. В результате взрывов могут возникнуть пожары, утечка опасных веществ из поврежденного оборудования.

При пожарах  и взрывах люди получают термические  и механические травмы. Характерны ожоги верхних дыхательных путей, тела, черепно-мозговые травмы, множественные переломы и ушибы, комбинированные поражения.