Поражающие факторы взрыв: Ошибка 404. Страница не найдена
Пожары и взрывы
Наиболее распространенными источниками возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера являются пожары и взрывы, которые происходят:• на промышленных объектах;
• на объектах добычи, хранения и переработки легковоспламеняющихся, горючих и
взрывчатых веществ;
• на транспорте;
• в шахтах, горных выработках, метрополитенах;
• в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного назначения.
Пожар — это вышедший из-под контроля процесс горения, уничтожающий материальные ценности и создающий угрозу жизни и здоровью людей. В России каждые 4-5 минут вспыхивает пожар и ежегодно погибает от пожаров около 12 тысяч человек.
Основными причинами пожара являются: неисправности в электрических сетях, нарушение технологического режима и мер пожарной безопасности (курение, разведение открытого огня, применение неисправного оборудования и т.
Основными опасными факторами пожара являются тепловое излучение, высокая температура, отравляющее действие дыма (продуктов сгорания: окиси углерода и др.) и снижение видимости при задымлении. Критическими значениями параметров для человека, при длительном воздействии указанных значений опасных факторов пожара, являются:
• температура — 70 °С;
• плотность теплового излучения — 1,26 кВт/м2;
• концентрация окиси углерода — 0,1% объема;
• видимость в зоне задымления — 6-12 м.
Взрыв — это горение, сопровождающееся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени.
Основными поражающими факторами взрыва являются воздушная ударная волна и осколочные поля, образуемые летящими обломками различного рода объектов, технологического оборудования, взрывных устройств.
Предупредительные мероприятия
В число предупредительных мероприятий могут быть включены мероприятия, направленные на устранение причин, которые могут вызвать пожар (взрыв), на ограничение (локализацию) распространения пожаров, создание условий для эвакуации людей и имущества при пожаре, своевременное обнаружение пожара и оповещение о нем, тушение пожара, поддержание сил ликвидации пожаров в постоянной готовности.
Своевременное обнаружение пожара может достигаться оснащением производственных и бытовых помещений системами автоматической пожарной сигнализации или, в отдельных случаях, с помощью организационных мер.
Первоначальное тушение пожара (до прибытия вызванных сил) успешно проводится на тех объектах, которые оснащены автоматическими установками тушения пожара.
Как действовать при пожаре и взрыве
При обнаружении возгорания реагируйте на пожар быстро, используя все доступные способы для тушения огня (песок, воду, огнетушители и т.
д.). Если потушить огонь в кратчайшее время невозможно, вызовите пожарную охрану предприятия (при ее наличии) или города (по телефону 01).
При эвакуации горящие помещения и задымленные места проходите быстро, задержав дыхание, защитив нос и рот влажной плотной тканью. В сильно задымленном помещении передвигайтесь ползком или пригнувшись — в прилегающем к полу пространстве чистый воздух сохраняется дольше.
Не подходите к взрывоопасным предметам и не трогайте их. При угрозе взрыва ложитесь на живот, защищая голову руками, дальше от окон, застекленных дверей, проходов, лестниц. Если произошел взрыв, примите меры к недопущению пожара и паники, окажите первую медицинскую помощь пострадавшим.
При повреждении здания пожаром или взрывом входите в него осторожно, убедившись в него осторожно, убедившись в отсутствии значительных повреждений перекрытий, стен, линий электро-, газо- и водоснабжения, утечек газа, очагов пожара.
Если Вы проживаете вблизи взрывоопасного объекта, будьте внимательны. Сирены и прерывистые гудки предприятий (транспортных средств) означают сигнал «Внимание всем!». Услышав его, немедленно включите громкоговоритель, радиоприемник или телевизор. Прослушайте информационное сообщение о чрезвычайной ситуации и действуйте согласно указаниям территориального ГОЧС.
Поражающие факторы пожара: основные причины
Первичные и вторичные поражающие факторы пожара
Содержание
- Первичные факторы пожара
- Вторичные факторы пожара
Пожаром принято считать неконтролируемый и неуправляемый очаг горения, возникший самопроизвольно по причинам, которых большое количество. Халатность людей не умеющих просчитать свои действия, или шалости детей имеющих доступ к огню, или пожары созданные специально подготовленными специалистами по созданию несчастных случаев и т.д. В процессе горения происходит разрушение материальных ценностей, зданий, сооружений, техники и возникает реальная угроза жизни и здоровью людей.
Несмотря на оптимистическое высказывание известного английского профессора Эммонса опубликованное в статье про научные-технические успехи в борьбе с пожарами:»что через 200 лет пожары на земле исчезнут», статистические данные поражений в результате пожаров и взрывов показывают, ощутимые угрозы большому количеству людей. И многие труды профессионалов в этой области, а также реальная жизнь показывает, что безопасное от последствий пожаров время придет не очень быстро.
Поэтому знание опасных факторов возникающих и сопровождающих пожары поможет максимально правильно создать планы по ликвидациям очагов горения, иметь под рукой все необходимые технические средства пожаротушения, а так-же средства индивидуальной защиты и лекарства необходимые для предотвращения травм и приступов при нахождении в зоне возгорания.
Первичные факторы пожара
К первичным факторам пожара относят присутствие открытого огня (пламя и искры, тепловой поток, повышенную концентрацию токсических продуктов горения) и задымление (снижение видимости в дыму), повышенную температуру и недостаточность кислорода.
Эти факторы в ФЗ № 123 «Технический регламент о пожарной безопасности» считаются основополагающими, обладают наиболее разрушительной силой и несут в себе вторичные факторы пожара, которые из них происходят.
Пламя и искры
Пожар на языке химиков считается физико-химическим реакцией окисления, которая сопровождается выделением большого количества тепла и света. Пламя (огонь) считается видимой частью процесса окисления и представляет определенное специалистами количество опасностей, вызывание ожогов на теле, загорание одежды и воздействие лучистых потоков распространяющихся от огневого факела, распространения пожара. Искры от пламени так-же могут быть источниками огожов открытых участков тела, новых возгораний и распространения огня на площадке где происхордит пожар.
Тепловой поток
В абзаце выше записано, что пламя является одним из факторов распространения огня при пожаре и происходит это за счет теплового излучения пламени.
Повышенная температура
Во время пожара температура окружающего воздушного пространства повышается до 15000°С. Этот показатель в сотни раз превышает температуру, которая допускается для жизнедеятельности живых организмов. Даже повышение температуры до 700°С на протяжении короткого времени вызывает ожоги глаз, кожных покров и дыхательных путей.
Допустимый процент поражения тела человека при второй и третей степени ожогов – 20%. Пострадавшие в огне, при прохождении лечения испытывают болевые ощущения, сильную интоксикацию, которая сопровождается тошнотой и рвотой. В случаях снижения иммунитета в организм попадают микробы, и происходит заражение крови.
Повышенная температура во время пожара понижает защитные функции организма и даже вызывает смерть человека. Уровень смертности составляет 10%.
Температура в пределах 35°-400°С несет добавочную нагрузку на внутренние органы, сердечно-сосудистую, эндокринную, дыхательную и другие.
Дым и продукты горения
Продукты горения и дым считаются первой причиной отравления организма человека. Не имея запаха и цвета, угарный газ легко попадает в организм человека через органы дыхания, блокирует поступления кислорода органам и без выхода из помещения (глотка свежего воздуха) наступает смерть человека. Задымление помещения вызывает снижение ориентации, сеет панику и мешает эвакуации. Микроскопические частицы горящих и тлеющих материалов разъедают слизистые оболочки глаз, забивают органы дыхания, а химический состав некоторых материалов при горения образует ядовитую смертельную смесь. Дым и угарный газ наиболее опасные факторы и смертность от них намного выше, чем от огня и составляет 80%.
Недостаток кислорода
Данный негативный фактор является опасным для человека, сводя к нулю шансы выжить.
Недостаточное количество кислорода во время пожара снижает внимательность и ухудшает двигательную способность человека. Основная причина резкого ухудшения самочувстия образование в крови карбоксигемоглобина, который как мы писали выше блокирует отдачу кислорода органам. Уменьшение содержания кислорода в организме человека до 15% становится причиной смерти. При этом во время пожара в домах этот показатель достигает 9 % и смертность составляет 90%.
Знание — сила, а в нашем случае понимание не только видимых опасностей, но и тех, которые могут неожиданно доставить непоправимые опасности для сохранение жизни.
Не нашли ответа на свой вопрос? Оставьте заявку и мы перезвоним!
*Воспользуйтесь формой обратной связи и наш специалист свяжется с вами в течение 20 минут
**Чтобы письмо успешно отправилось, не забудьте нажать на форму «Я не робот»
Вторичные факторы пожара
Кроме огня и дыма гибель людей во время пожара происходит при действии вторичных факторов, к которым относятся выделяемые при горении ядовитые вещества, удары электрическим током, разрушение сооружений и паника.
Такие факторы называют вторичными. Такие факторы называют вторичными.
Разрушение строительных конструкций
Высокая температура быстро действует на горючие вещества, что способствует быстрому распространению огня. При повышении температуры значительно уменьшается показатель прочности строительных конструкций и происходит их разрушение. Падение элементов здания может привести к травмированию и гибели людей.
Воздействие электрического тока
Во время пожара возможно повреждение электропроводки, что приводит к смерти из-за воздействия тока на организм человека. При этом контакт с электропроводами может и отсутствовать. Поток воды или пенообразующее вещество становится проводником электрического тока.
Паника гражданского населения
Наряду с физическими воздействиями пожара на людей действуют и психологические. К ним относится паника, что приводит к снижению готовности человека эвакуироваться во время пожара.
Чувства человека затормаживаются, сознание притупляется и появляется хаотичность в движении. Из-за этого происходит скопление людей в местах эвакуационных выходов, что усиливает панику и вызывает давку. Такое поведение становится причиной травмы и даже гибели людей.
Таким образом, опасные факторы пожара несут угрозу жизни и здоровью человеку, ухудшают привычный жизненный уклад.
Дополнительные последствия пожара
Во время пожара при нахождении в местах возгорания взрывоопасных веществ возможен взрыв. Влияние взрыва приводит к разрушению зданий и сооружений, что несет за собой травмирование и даже смерть людей. Среди факторов взрыва выделяют ударную волну, которая отрицательно воздействует на человека и живые организмы на расстоянии. Сильное излучение света вызывает воспламенение и привести к обугливанию.
Не нашли ответа на свой вопрос? Оставьте заявку и мы перезвоним!
*Воспользуйтесь формой обратной связи и наш специалист свяжется с вами в течение 20 минут
**Чтобы письмо успешно отправилось, не забудьте нажать на форму «Я не робот»
Противопожарная профилактика
Для снижения влияния отрицательных факторов появляющихся во время пожара, проводятся работы дающие данные способные прогнозировать возникновение этих опасных факторов.
С этой целью разрабатываются рекомендации для безопасной эвакуации, происходит оценка пределов огнестойкости конструкций и материалов и устанавливается пожаротушения и сигнализации.
В рамках данной темы реализуется комплексное решение по созданию пожарной безопасности: установка пожаротушения, подготовка планов эвакуации, подбор приборов автоматического оповещения.
Такой способ дозволяет предусматривать последствия в будущем и восстанавливать последствия пожара. Это важно при проведении пожарно-технической и криминалистической экспертизы после тушения пожара.
Взрыв — чрезвычайно быстрая химическая реакция, сопровождающаяся выделением энергии и образованием сжатых газов (ударной волны), способных поражать людей на расстоянии. В 2005 г. на промышленных объектах произошло 18 (в 2004 г. -11) случаев, приведших к ЧС, связанным с взрывами в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промышленных и сельскохозяйственных объектов. Особое место в современном мире занимают рукотворные взрывы, которые стали возможны в результате изобретения человеком пороха и специальных взрывчатых веществ (ВВ). Взрывчатые вещества — химические соединения или смеси, способные к химическому превращению с образованием сильно нагретых, обладающих большим давлением и скоростью газов. Характерной особенностью взрыва является его быстротечность. Время взрыва исчисляется тысячными долями секунды. Скорость разложения ВВ при взрыве (детонации) составляет 1000 — 9000 м/с, температура при этом достигает десятков тысяч градусов по Цельсию. Взрывные газы сохраняют свое разрушительное воздействие на определенном расстоянии. Последствия взрывов зависят от мощности взрывного устройства и среды, в которой происходит взрыв. Для оценки силы взрыва используется термин — тротиловый эквивалент. Поражающие факторы взрыва:
Взрывы боевых зарядов. Для проведения военных операций широко используется оружие взрывного действия: мины, фанаты, фугасы, снаряды, бомбы, шашки, взрывпакеты. Их применение по прямому назначению выполняют специалисты в соответствии с инструкциями и требованиями техники безопасности. Нередко боевые взрывоопасные предметы попадают в руки гражданского населения и являются источником возникновения взрывов. Они чрезвычайно опасны и почти всегда приводят к взрыву, трагическим и печальным последствиям. Взрывы бытового газа. Основной причиной таких взрывов является нарушение требований безопасности при эксплуатации газовых приборов. Правила поведения
Взрыв бытового газа в помещении может стать причиной обрушения здания или его части, возникновения пожара, травмирования и гибели людей. Если вы обнаружили взрывоопасный предмет:
Человек во время взрыва может быть травмирован непосредственно энергией взрыва, разлетающимися предметами, огнем. Основные травмы: контузии., взрывные поражения, сотрясение мозга, кровопотери, отрывы и множественные ранения тканей конечностей, нарушение функционального состояния внутренних органов, раневые инфекционные осложнения, глубокие ожоги кожных покровов, закрытые травмы и ранения, сдавливание различных участков тела, баротравма легких и ушей, термохимические повреждения дыхательных путей, отравление угарным газом, общее перегревание организма, потеря зрения, психические расстройства, стресс. Правила поведения При взрыве:
Быстротечность процесса не позволяет предпринять какие-либо реальные действия по спасению, защите здоровья и жизни человека в момент взрыва, поэтому основное внимание должно уделяться профилактике взрывов, оказанию помощи пострадавшим, ликвидации последствий взрывов, предотвращению распространения пожаров и возникновения паники. |
В природной среде взрывы происходят постоянно: землетрясения, извержения вулканов, взрывы природного газа.
К сожалению, запрошенный вами документ не найден. Возможно, вы ошиблись при наборе адреса или перешли по неработающей ссылке. Для поиска нужной страницы, воспользуйтесь картой сайта ниже или перейдите на главную страницу сайта. Поиск по сайтуКарта сайта
|
Поражающие факторы ядерного оружия: Ударная волна
Поражающие факторы ядерного оружия: Ударная волна
Ударная волна является основным поражающим фактором ядерного взрыва.
Большинство разрушений и повреждений зданий, сооружений и оборудования объектов, а также поражений людей обусловлено, как правило, воздействием ударной волны.
В зависимости от того, в какой среде распространяется волна, ее называют соответственно воздушной ударной волной, ударной волной в воде и сейсмовзрывной волной в грунте.
Воздушная ударная волна представляет собой зону сильного сжатия воздуха, распространяющуюся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница волны называется фронтом.
Ударная волна имеет фазу сжатия и фазу разряжения. В фазе сжатия ударной волны давление выше атмосферного, а в фазе разряжения — ниже. Наибольшее давление воздуха наблюдается на внешней границе фазы сжатия, т.е. во фронте волны.
Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие, являются: избыточное давление ΔРф, скоростной напор ΔРск и время действия ударной волны t.
Избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф — это разница между максимальным давлением воздуха во фронте ударной волны Рф и атмосферным давлением Ро, которая является основной характеристикой воздушной ударной волны, т.
к. определяет скачок давления, который происходит практически мгновенно при подходе волны к месту регистрации давления. Единицей физической величины ΔРф является паскаль (Па) или кгс/см2.
Скоростной напор ΔРск — это динамические нагрузки, создаваемые потоками воздуха. Скоростной напор зависит от плотности воздушных масс и связан с избыточным давлением ударной волны. Разрушительное действие скоростного напора заметно сказывается в местах с избыточным давлением более 50 кПа, где скорость перемещения воздуха более 100 м/с.
Поражения людей вызываются как прямым действием ударной волны, так и косвенным (летящими обломками зданий, деревьями и др.). Характер и степень поражения людей зависят от избыточного давления в подошедшей волне, положения в этот момент человека и степени его защиты. Полученные при этом травмы принято делить на легкие (ΔРф 0,2-0,4 кгс/см2), средние (ΔРф 0,5 кгс/см2) и тяжелые (ΔРф >0,5 кгс/см2). При давлении свыше 1 кгс/см2 травмы могут быть крайне тяжелыми и смертельными.
Поражающие факторы ядерного оружия и способы защиты от них
Министерство образования, науки и молодежной политики Нижегородской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Арзамасский коммерческо-технический техникум» Реферат по дисциплине: Безопасность жизнедеятельности на тему: Поражающие факторы ядерного оружия и способы защиты от них Выполнил: студент группы 17- 30 ТМ Милейко Александр Сергеевич Преподаватель: Напреев Сергей Геннадьевич Арзамас, 2020 2 Содержание Введение………………………………………………………………………………………………………………………………….3 Ядерное оружие. Основные понятия………………………………………………………………………………………….4 Основные поражающие факторы ядерного оружия…………………………………………………………………….5 Защита населения от поражающих факторов ядерного оружия.
…………………………………………………10 Использование населением коллективных средств защиты……………………………………………………10 Использование населением средств индивидуальной защиты……………………………………………….11 Использование медицинских средств защиты……………………………………………………………………….12 Заключение…………………………………………………………………………………………………………………………….13 Список используемой литературы……………………………………………………………………………………………14 5 подземные (подводные) — приводят к попаданию на земную поверхность и в атмосферу пылевидных и газообразных радиоактивных продуктов взрыва либо к заражению атмосферы в результате утечки радиоактивных газов из полости через трещины в грунте. Поражающее действие ядерных боеприпасов зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от центра взрыва, среды, в которой происходит взрыв, времени года, погоды, высоты над уровнем моря и т.
п. Мощность ядерных боеприпасов измеряется тротиловым эквивалентом – массой тротила, энергия взрыва которого эквивалента энергии взрыва данного ядерного боеприпаса. По мощности боеприпасы делятся на сверхмалые (до 1 кт тротилового эквивалента), малые (1-10 кт), средние (10-100 кт), крупные (100-1000 кт) и сверхкрупные (свыше 1 Мт). Основные поражающие факторы ядерного оружия Поражающий фактор — это физическое, химическое или биологическое действие, которое определяется или выражается соответствующими параметрами. При ядерном взрыве возникают следующие поражающие факторы: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс и радиоактивное заражение местности. Распределение общей энергии взрыва зависит от типа боеприпаса и вида взрыва. При взрыве в атмосфере до 50% энергии расходуется на образование воздушной ударной волны, 35% — на световое излучение, 5% — на проникающую радиацию и 1% — на электромагнитный импульс. При наземном взрыве осколки деления ядер выпадают на землю, и еще около 10% энергии выделяется в течение длительного времени при распаде продуктов деления.
Так происходит радиоактивное заражение местности. 6 Воздушная ударная волна – это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Источниками возникновения ударной волны являются высокое давление в области взрыва (миллиарды атмосфер) и температура, достигающая миллионов градусов. Наибольшее давление в сжатой области наблюдается на передней ее кромке, которая называется фронтом ударной воздушной волны. Непосредственно за фронтом ударной волны образуются сильные потоки воздуха, скорость которых достигает нескольких сотен километров в час (даже на расстоянии 10 км от места взрыва боеприпаса мощностью 1 Мт скорость движения воздуха превышает 110 км/ч). При оценке воздействия воздушной ударной волны на людей и животных различают: непосредственные поражения (возникают в результате действия избыточного давления и скоростного напора, приводящих к травмам) и косвенные поражения (могут быть нанесены обломками зданий, камнями, осколками стекла и других предметов, летящих под воздействием скоростного напора).
Воздействие ударной волны на людей характеризуется легкими (временное нарушением слуха, легкие контузии, вывихи, ушибы — при избыточном давлении 20-40 кПа), средними (контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, вывихи конечностей — при избыточном давлении 40-60 кПа), тяжелыми (травмы внутренних органов, внутреннее кровотечение, сотрясение мозга, сильные переломы — при избыточном давлении свыше 100 кПа) и крайне тяжелыми поражениями. Защитой от ударной волны являются убежища. Световое излучение представляет собой поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником его является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов боеприпаса и 7 воздуха, а при наземных взрывах – и испарившегося грунта. Максимальная температура поверхности светящейся области не зависит от мощности взрыва и равна приблизительно 5700-7700˚ С. Когда температура снижается до 1700˚ С, свечение прекращается.
Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом – количеством световой энергии, падающей за все время излучения на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения светового излучения. Результатом действия светового излучения может быть оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах, а также воспламенение и возгорание. Поражение людей световым импульсом выражается в появлении ожогов 1-4 степеней как открытых, так и защищенных одеждой участков тела, а также в поражении глаз, которое проявляется в ослеплении от 2 до 5 минут днем, до 30 и более минут ночью, если человек не смотрел в сторону взрыва. Защитой от светового излучения может служить любая непрозрачная преграда. Проникающая радиация представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Время действия проникающей радиации на материалы характеризуется поглощенной дозой, мощностью дозы и потоком нейтронов. Она может вызвать обратимые и необратимые изменения в материалах, элементах радиотехнической оптической и другой аппаратуры за счет нарушения кристаллической решетки вещества, а также в результате различных физико-химических процессов, происходящих под воздействием ионизирующих излучений.
Поражающее действие проникающей радиации на людей характеризуется дохой поглощенной энергии и заключается в ионизации атомов и молекул биологической ткани, в результате чего нарушается обмен веществ и изменяется характер жизнедеятельности клеток, что приводит к возникновению лучевой болезни. Степень тяжести лучевого поражения 10 Защита от электромагнитного импульса достигается экранированием отдельных блоков и узлов радио- и электроаппаратуры. Защита населения от поражающих факторов ядерного оружия Защита населения и персонала объектов от оружия массового поражения — одна из главных задач гражданской обороны. Планируются и проводятся в комплексе три основных способа защиты: использование населением средств коллективной защиты; использование населением средств индивидуальной защиты; использование медицинских средств защиты. Использование населением коллективных средств защиты Защитные сооружения — это сооружения, специально предназначенные для защиты населения от ядерного оружия, а также от воздействия возможных вторичных поражающих факторов при ядерных взрывах.
Убежища представляют собой сооружения, обеспечивающие наиболее надежную защиту укрываемых в ней людей от воздействия всех поражающих факторов ядерного взрыва (включая и нейтронный поток), а также от обвалов и обломков разрушенных зданий при взрывах. В убежищах люди могут находиться длительное время, даже в заваленных безопасность их обеспечивается в течение нескольких суток. Под них обычно используют подвальные или полуподвальные этажи производственных, общественных и жилых зданий. Помещения убежища, где располагаются укрываемые люди, хорошо герметизируются для того, чтобы в них не проникал зараженный радиоактивными веществами воздух. В убежище оборудуются различные инженерные системы: электроснабжение и связь, водоснабжение, канализация, отопление. 11 Противорадиационные укрытия. При радиоактивном заражении местности они защищают людей от внешнего гамма-излучения и непосредственного попадания радиоактивной пыли в органы дыхания, на кожу и одежду, а также от светового излучения ядерного взрыва.
При соответствующей прочности конструкции противорадиационные укрытия могут частично защищать людей от воздействия ударной волны ядерного взрыва и обломков разрушающихся зданий. Они оборудуются прежде всего в подвальных этажах зданий и сооружений. Щели являются простейшими укрытиями. Щель может быть открытая и перекрытая. Если люди укрываются в простых, не перекрытых щелях, то вероятность их поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией ядерного взрыва уменьшится. В перекрытой щели защита людей от светового излучения будет полной, от ударной волны, проникающей радиации и радиоактивного излучения увеличится. Использование населением средств индивидуальной защиты Средства индивидуальной защиты населения предназначаются для защиты от попадания внутрь организма, на кожные покровы и одежду радиоактивных веществ. Они подразделяются на средства защиты дыхания и средства защиты кожи. Средства защиты органов дыхания. Наиболее надежным средством защиты органов дыхания людей являются противогазы.
Они предназначены для защиты органов дыхания, лица и глаз человека от вредных примесей, находящихся в воздухе. По принципу действия все противогазы подразделяются на фильтрующие (предварительно очищают вдыхаемый человеком воздух от различных вредных примесей) и изолирующие (необходимый для дыхания воздух обогащается в изолирующих противогазах кислородом в регенеративном патроне, снаряженном специальным веществом (перекись и перекись натрия)). Респираторы, противопыльные 12 тканевые маски и ватно-марлевая повязки предназначается для защиты органов дыхания человека от радиоактивной пыли. В качестве фильтров применяются тонковолокнистые полимерные фильтровальные материалы (респираторы), сложенную в несколько слоев ткань, вату, марлю. Все средства защиты органов дыхания надо постоянно содержать исправленными и готовыми к использованию. Средства защиты кожи. В условиях ядерного заражения возникает острая необходимость в защите всего тела человека. По назначению эти средства условно делятся на специальные и подручные.
Специальные средства защиты кожи надежно защищают кожу людей от паров и капель радиоактивных веществ, полностью защищают от воздействия альфа-частиц и ослабляют световое излучение ядерного взрыва. Изолирующие средства изготавливают и из прорезиненной ткани и применяют при длительном нахождении людей на зараженной местности. Фильтрующее средство — комплект защитной фильтрующей одежды защищает кожные покровы человека от радиоактивной пыли, находящийся в аэрозольном состоянии. Подручные средства защиты кожи служат массовым средством защиты всего населения и применяются при отсутствии специальных средств. К простейшим средствам защиты кожи относятся обычная одежда и обувь. Использование медицинских средств защиты Аптечка индивидуальная АИ-2 предназначена для оказания самопомощи и взаимопомощи при ранениях и ожогах, а также для предупреждения и ослабления воздействия ионизирующих излучений. В ней содержатся радиозащитные средства цистамин (принимается при угрозе облучения) и калий йодид (принимается после выпадения радиоактивных осадков).
химических взрывчатых веществ
химических взрывчатых веществ Введение в Военно-морская техникаХимические взрывчатые вещества
Основное назначение любой боеголовки — нанести урон цель. Способ причинения ущерба может отличаться в зависимости от типы боеголовок, но в самом общем смысле ущерб наносится за счет передачи энергии от боевой части к цели. В энергия обычно механическая по своей природе и принимает форму ударная волна или кинетическая энергия осколков.В любом случае, необходимо высвободить большое количество энергии. Для многих боеголовок эта энергия хранится в виде химических взрывчатых веществ.
Взрывные реакции
Есть много химических реакций, которые высвобождают энергию. Они известны как экзотермических реакций. Если реакция происходит медленно, высвободившаяся энергия будет рассеиваться и там будет несколько заметных эффектов, кроме повышения температуры.
С другой стороны, если реакция идет очень быстро, то энергия не рассеивается. Таким образом, большое количество энергия может быть вложена в относительно небольшой объем, а затем проявится сам по себе за счет быстрого расширения горячих газов, которые, в свою очередь, могут создавать ударная волна или выбрасывание осколков наружу с высокой скоростью. Химическая взрывы можно отличить от других экзотермических реакций чрезвычайной быстротой их реакции.В добавок к насильственное высвобождение энергии, химические взрывы должны обеспечивать означает перевод энергии в механическую работу. Это выполнено за счет расширения газообразных продуктов реакции. Если нет газов произведенная, то энергия останется в продуктах в виде тепла.
Большинство химических взрывов связано с ограниченным набором простых реакции, все из которых включают окисление (реакцию с кислородом). Относительно простой способ сбалансировать уравнения химического взрыва состоит в том, чтобы предположить, что следующие частичные реакции имеют место их максимальная степень (что означает, что один из реагентов полностью израсходовано) и в порядке старшинства:
Таблица
1.
Приоритеты взрывных реакций.
| Приоритет | Реакция (до завершения) |
| 1 | Металл + O Оксид металла (например: ZnO или PbO) |
| 2 | C + O CO ( газ) |
| 3 | 2H + OH 2 O (газ) |
| 4 | CO + O CO 2 (газ) (CO образуется в результате реакции (2)) |
| 5 | Избыток O, H и NO 2 , N 2 , & H 2 (газы) |
Пример — баланс горения тротила: C 7 H 5 N 3 O 6 .
Никаких металлов, поэтому начните с приоритета 2:
6C + 60 6CO, оставляя 1C, 5H, 3N;
Кислорода не осталось, пропустите приоритеты 3 и 4.
Наконец, объедините газы:
3N 3/2 N 2
5H 5/2 H 2 , в результате чего 1 C не израсходован.
Всего:
C 7 H 5 N 3 O 6 6CO + 5/2 h3 + 3/2 N 2 + С.
Общее количество энергии, высвобождаемой в реакции, равно называется теплотой взрыва . Его можно рассчитать по формуле сравнение теплоты образования до и после реакции DE = DE f (реактивы) — DE f (изделия). Заплывы образования продуктов и многих обычных взрывчатых веществ (реагентов) приведены в таблице 2. Теплота взрыва определяется таким образом, чтобы он будет положительным при экзотермической реакции.
Таблица 2. Плавки пласта.
| Название | Формула | МВт (г / моль) | DE f (кДж / моль) |
| CO | 28 | -111,8 | |
| CO 2 | 44 | -393,5 | |
| H 2 O | 18 | -240. 6 | |
| Нитроглицерин | C 3 H 5 N 3 O 9 | 227 | -333,66 |
| RDX | C 3 H 6 N 6 O 6 | 222 | +83,82 |
| HMX | C 4 H 8 N 8 O 8 | 296 | +104.77 |
| ТЭН | C 5 H 8 N 4 O 12 | 316 | -514.63 |
| TNT | C 7 H 5 N 3 O 6 | 227 | -54,39 |
| TETRYL | C 7 H 5 N 5 O 8 | 287 | +38.91 |
Примечания:
1) Предполагается, что CO, CO 2 и H 2 O находиться в газообразном состоянии.
2) DE f для N 2 , H 2 , O 2 а все остальные элементы равны нулю.
Пример: найти теплоту взрыва для TNT.
Раньше: DE f = -54,4 кДж / моль
После: DE f = 6 (-111,8) + 5/2 (0) + 3/2 (0) + 1 (0) = -670,8 кДж / моль
ДЭ = (-54,4) + 670,8 — = 616,4 кДж / моль,
Поскольку DE> 0, реакция экзотермическая, а теплота взрыва +616.4 кДж / моль.
Выражаясь массово, ТНТ выпускает
кДж / моль) (1000 Дж / 1 кДж) (1 моль / 227 г) = 2175 Дж / г.
1 кг тротила выделяет 2,175 x 10 6 Дж энергии.
Поскольку большая часть энергии выделяется за счет окисления количество доступного кислорода является критическим фактором. Если кислорода недостаточно для реакции с имеющимся углеродом и водород, взрывчатое вещество считается дефицитным по кислороду.Обратное считается богатым кислородом.
Количественная мера это называется кислородным балансом, определяемым как:
OB = — (100%) MW (O) / MW (взрывчатое вещество) [2C + H / 2 + M — O]
где:
C, H, M & O — количество молей углерода, водорода, металла. и кислород в сбалансированной реакции, а MW — молекулярная масса кислорода (= 16 г / моль) или взрывчатого вещества.
Пример — найти кислородный баланс для TNT.
OB = — (100%) (16/227) [2 (7) + 5/2 — 6] = -72%
Как правило, кислородный баланс должен быть близким к нулю. чтобы получить максимальное количество энергии. Другие проблемы, такие как стабильность или летучесть часто ограничивают кислородный баланс для химических соединения. TNT — пример относительно мощного взрывного устройства. то есть недостаток кислорода.
Некоторые взрывчатые вещества представляют собой смеси химикатов, которые не вступают в реакцию и известны как композиты .Типичный пример — составной B-3, который состоит из смеси гексогена 64/36 (C 3 H 6 N 6 O 6 ) и TNT.
Если записать в том же обозначении, это будет C 6,851 H 8,750 N 7,650 O 9,300 и будет иметь кислородный баланс OB = -40,5%. ANFO, который смесь нитрата аммония и мазута 94/6 имеет -0,6% кислорода остаток средств. Композитные взрывчатые вещества обычно имеют кислородный баланс. что ближе к идеальному случаю нуля.Вот смеси используется для некоторых обычных композитных взрывчатых веществ:
Таблица 3. Композитные взрывчатые вещества.
| Название | Состав | Формула |
| AMATOL | 80/20 Аммиачная селитра / TNT | C 0,62 H 4,44 N 2,26 O 3,53 |
| ANFO | 94/6 Аммиачная селитра / # 2 Дизельное топливо | C 0.365 H 4,713 N 2.000 O 3.000 |
| COMP A-3 | 91/9 RDX / WAX | C 1,87 H 3,74 N 2,46 O 2,46 |
| COMP B-3 | 64/36 RDX / TNT | C 6,851 H 8,750 N 7,650 O 9,300 |
| COMP C-4 | 91 / 5,3 / 2,1 / 1,6 гексоген / ди (2-этигексил) себацинат / полиизобутилен / моторное масло | C 1. 82 H 3,54 N 2,46 O 2,51 |
| ДИНАМИТ | 75/15/10 RDX / TNT / пластификаторы | — |
Сила взрывчатых веществ
Определяющий фактор в преобразовании теплоты взрыва в механическую работу — количество доступных продуктовых газов для расширения. В случае тротила производится 10 моль газа. за каждый моль взрывчатого вещества.Мы можем использовать этот факт, чтобы сделать предсказания о фактической взрывной силе других химикатов. Это известно как приближение Бертло , которое гласит: что относительная взрывная прочность материала (по сравнению с в тротил в массовом порядке) может быть рассчитан на основе двух факторы:
изменение внутренней энергии (ДЭ) а также
количество добытого газа.Если объединить эти факторы и положить в значениях для нашей справки, TNT, получаем:
Относительная прочность (%) = 840 Dn DE / МВт 2
где:
Dn = количество молей газа на моль взрывчатого вещества
DE = теплота взрыва в кДж / моль
MW = молекулярная масса взрывчатого вещества в г / моль
Коэффициент 840 учитывает единицы и значения DE и Dn для TNT.
Пример — расчет относительной силы Бертло для RDX
RDX: C 3 H 6 N 6 O 6 3CO + 3h3 O + 3N 2
MW = 222 г / моль
Dn = 9 моль
DE f (ранее) = 83.82 кДж / моль
DE f (после) = 3 (-111,8) + 3 (-240,6) = -1057,2 кДж / моль
Следовательно:
RS = 840 (9) (83,82 + 1057,2) / 222 2
RS = 175%
Относительная взрывная сила, рассчитанная таким образом имеет ограниченное использование. Что действительно важно, так это фактическая сила что можно измерить только экспериментально. Есть множество стандартных тестов, большинство из которых связано с прямым измерением выполненной работы.Вот несколько примеров измерений для RDX:
Испытание баллистическим минометом: 140%
Тест блока Траузля: 186%
Испытание на раздавливание песком: 136%
, все они выгодно отличаются от нашего приближения Бертло.
Категории взрывчатых веществ
Мало того, что взрывчатые материалы должны быть высокоэнергетичными, характеризуются относительной силой, но они также должны бурно реагировать.Скорость реакции жизненно важна для сборки из большого количества энергии в небольшой объем. Реакции которые происходят медленно, позволяют рассеивать высвобождаемую энергию (это соображение, связанное с взаимодействием скачка волна с целями). Взрыв создаст либо ударную волну, либо кидаем фрагменты наружу, наши оба. Если выделение энергии происходит медленно, ударная волна будет постепенной и растянутой, а скорость осколка низкий.С другой стороны, бурная реакция будет характеризоваться очень резкой (короткой продолжительностью, высоким давлением) ударной волной и большие скорости осколков. Такая быстрота реакции называется brisance , или разрушительный потенциал взрыва. Это свойство материала и степень удержания. Если изначально сдержать взрыв, он может создать большой давление и добиться того же эффекта.
Скорость реакции используется как метод классификации взрывчатых материалов.
Взрывчатые вещества, которые очень бурно реагируют (бризантны) известны как фугасные вещества . Они используются исключительно для их разрушительная сила. Напротив, есть некоторые материалы которые реагируют медленнее. Они известны как маловзрывчатые вещества . Они выделяют большое количество энергии, но из-за относительно низкая скорость реакции энергия более полезна в качестве топлива где расширение газов используется для перемещения снарядов.Примером может служить порох, который, хотя и весьма энергичен, классифицируется как легкое взрывчатое вещество и используется в основном в качестве метательного взрывчатого вещества. Это правда, что заключение увеличит блеск пороха. но существует множество материалов, которые гораздо сильнее реагируют быстрее и жестче, чем порох.
Инициирование взрывной реакции.
Хотя реакции окисления, высвобождающие энергию в взрывные реакции энергетически возможны, они не происходят спонтанно.
Обычно есть небольшой барьер, который должен быть преодоленным подачей энергии, которая запустит реакцию, который затем будет продолжаться сам по себе до завершения. Вход энергии для преодоления барьера называется инициированием (или детонацией). Иногда требуется только механическое усилие, как в случае нитроглицерина. В других ситуациях требуется тепло, например от спички или электричества. Легкость, с которой взрывчатое вещество может быть взорванным — это его чувствительность .Из соображений безопасности взрывчатые материалы делятся на три категории: которые легко взорвутся, называемые чувствительными или первичными взрывчатыми веществами ; те, для взрыва которых требуется немного больше энергии, называемые промежуточным звеном взрывчатые вещества ; и те, которые требуют относительно большего количества энергии для детонации, называемые нечувствительными или вторичными взрывчатыми веществами . Термины относятся к физическому состоянию различных материалов.
настроен на работающее взрывное устройство.
Таблица 4. Обычные взрывчатые вещества и их использование.
| Первичный H.E. (детонаторы) | Промежуточный H.E. (бустеры) | Вторичный H.E. (основные заряды) |
| Молниеносная ртуть | Тетритол | RDX |
| Азид свинца | PETN | Comp-A, B, C |
| Стифнат свинца 900l28 | T | Циклотол |
| Тетрацен | TNT | HBX-1,3 |
| DDNP | H-6 | |
| MINOL 2 | ||
| MINOL 2 | ||
| Аммон |
Первичные взрывчатые вещества используются для детонации всего взрывное устройство.То есть они обычно связаны с некоторыми внешнее устройство, запускающее детонацию. В этом качестве первичное взрывчатое вещество называется взрывателем. Энергия из взрывная детонация первичного материала используется для взрыва бустер, который, в свою очередь, отключает основной заряд, производимый вверх из вторичного (нечувствительный материал). Это сочетание небольшое количество чувствительного материала, используемого для взрыва большого количества вторичного материала известен как взрывной поезд.это называется поездом, потому что события происходят последовательно. Главный заряд должен быть изготовлен из нечувствительного материала для безопасности тех, кто работает с устройством. На практике предохранитель срабатывает редко. хранится вместе с устройством до тех пор, пока оно не понадобится для использования. В этом Таким образом, устройство остается относительно безопасным, так как оно производится только состоит из вторичного (нечувствительного) материала и не может взорваться.
Фигура 1.Фугасное вещество
тренироваться.
После установки предохранителя все устройство требует особого ухода. в обращении, чтобы предотвратить непреднамеренную детонацию. Часто устройство настроен таким образом, что поезд взрывчатых веществ должен проходить через небольшой физический порт, который соединяет предохранитель с основным зарядом. Этот порт можно заблокировать до тех пор, пока устройство не будет использовано. Как Например, порт может состоять из двух вращающихся пластин со смещенными от центра дыры.Когда пластины выровнены, два отверстия выровняются. и разрешить работу. Это называется постановкой устройства на охрану. Иначе, отверстия не будут совмещены, и устройство будет в безопасности. В Механизм с пластинами называется предохранительно-взводящим устройством. Существуют и другие конфигурации, но все они выполняют одно и то же функция: предотвратить непреднамеренную детонацию и разрешить детонацию при авторизации.
Microsoft Word — 025.docx
% PDF-1.6 % 1 0 obj >>>] / OFF [] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [6 0 R 7 0 R] >> / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 8 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 5 0 obj > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 2 0 obj > поток 2016-05-06T11: 20: 59 + 02: 002016-05-06T11: 20: 59 + 02: 002016-05-06T11: 20: 59 + 02: 00PScript5.dll, версия 5.2.2application / pdf
реакция эксперта на взрыв в Бейруте
По сообщениям, сильный взрыв в Бейруте, Ливан, был вызван хранением большого количества нитрата аммония на складе недалеко от порта.
Комментарий по поводу того, сохранятся ли вероятные последствия воздействия на здоровье:
Проф. Андреа Селла, профессор неорганической химии, UCL, сказал:
«Я не думаю, что существует серьезная опасность. Он не летуч (то есть не летает), и, поскольку большая часть нитрата аммония уйдет, а остаток можно смыть в море, где он будет удобрять вещи.
«NO2 в шлейфе явно токсичен, но будет выброшен высоко над городом и постепенно рассеется ветром.Вряд ли будет токсичным для местных условий ».
Комментарии к самому взрыву:
Профессор Жаклин Ахаван, руководитель Центра оборонной химии, Cranfield Defense and Security, Cranfield University, сказала:
Это взрывоопасно — почему это могло произойти?
«Нет, он не классифицируется как взрывчатое вещество, если правильно хранится в тюках размером менее 1 м. 3 . Однако, если он хранится в большой куче, диаметр которой превышает критический, и инициируется, он может иметь взрывчатые свойства.
Есть что-нибудь, что вы можете сказать по видеозаписи взрыва?
«Насколько я понимаю, произошел пожар, в результате которого произошел фейерверк. Затем этот пожар распространился на груду нитрата аммония, которая начала гореть с выделением продуктов NOx, воды в виде газа и азота. При сгорании нитрата аммония газообразные продукты внутри кучи не могли выйти, что привело к увеличению скорости горения. Когда скорость ожога стала сверхзвуковой (превышающей скорость звука в материале), нитрат аммония взорвался, что привело к сверхзвуковому удару, проходящему через материал, который стал взрывной волной, когда он прошел через атмосферу.Взрывная волна будет иметь давление в ГПа (гигапаскали) и температуру выше 3000 o ° C. Взрывная волна может распространяться на большие расстояния, нанося ущерб зданиям, автомобилям, людям и т. Д.
Есть ли что-нибудь, что можно сказать по степени повреждения и тому, как далеко ощущался взрыв?
«Если вы приблизитесь к взрывной волне, она оторвет вас от земли и отбросит в направлении взрывной волны. Давление может вызвать повреждение барабанной перепонки, легких, органов и привести к переломам костей.Высокие температуры могут привести к ожогам кожи и легких.
Есть еще комментарии?
«Возникновение нитрата аммония должно происходить в результате пожара. Нитрат аммония поглощает воду и со временем становится твердым твердым веществом, а не порошком. Скорость детонации увеличивается с увеличением плотности, поэтому мощность взрыва больше в твердом теле по сравнению с порошком ».
Профессор Джеффри Мейтленд CBE FREng FIChemE, профессор энергетической инженерии, факультет химической инженерии, Имперский колледж Лондона, сказал:
Что такое нитрат аммония?
«Нитрат аммония — это соль, которая принимает форму белого кристаллического твердого вещества, не слишком отличающегося по внешнему виду от обычной поваренной соли (хлорида натрия).Он встречается в природе, но производится в больших количествах при реакции газообразного аммиака с азотной кислотой. Сам по себе он довольно безобиден, неядовит, как хлорид натрия, и при правильном хранении (в водонепроницаемых контейнерах) относительно стабилен. Его основные области применения — удобрение и компонент взрывчатых веществ, например, в горнодобывающей промышленности.
Это взрывоопасно — почему это могло произойти?
«Если держать изолированным и неограниченным, он довольно стабилен. На открытом пространстве, откуда тепло может уйти, при нагревании оно разлагается на оксиды азота (которые представляют опасность для здоровья) и водяной пар, но не загорается.Однако, если он вступает в контакт с интенсивным источником тепла и воспламенения, таким как детонатор или интенсивное пламя в течение некоторого времени, и присутствует в виде большой объемной массы (например, заключен в контейнеры или мешки, которые сами могут быть воспламеняющимися) а в замкнутом пространстве, например на складе, он может взорваться. Он быстро разлагается на газы, поскольку тепло не может уйти, газы быстро расширяются и происходит взрыв. Это высвобождает огромное количество энергии и излучает ударную волну, поскольку окружающий воздух быстро сжимается, которая очень быстро распространяется по окружающей местности и наносит огромный ущерб зданиям и людям.Похоже, именно это и произошло вчера в Бейруте.
Есть что-нибудь, что вы можете сказать по видеозаписи взрыва?
«Из отснятого материала изначально было большое облако чего-то похожего на бело-серый дым из-за белого здания, которое может быть складом. Таким образом, это указывает на то, что, возможно, поблизости или даже внутри магазина произошел пожар, который, вероятно, был источником тепла (и, возможно, воспламенения легковоспламеняющейся упаковки), который вызвал взрыв 2750 тонн нитрата аммония, которые, как сообщается, хранились там.Когда произошел взрыв, новое грибовидное облако быстро развивалось и быстро расширялось на обширную территорию, вглубь суши над портом и над водой. Он имеет оранжевый, красно-коричневый цвет, который характерен для диоксида азота, одного из продуктов разложения нитрата аммония, что является очень хорошим индикатором того, что это вещество было причастным и вероятным источником взрыва. Облако грибовидного типа образовано быстро расширяющимися газами, которые поднимаются вверх при нагревании и поэтому имеют более низкую плотность, чем окружающий воздух.Они поднимаются в стебле гриба, а затем, поскольку они поднимаются очень быстро, вызывают турбулентную нестабильность внутри облака, которая создает области рециркуляции воздуха / газа наверху, которые заставляют облако расширяться и принимать характерную форму гриба. Ударная волна давления распространяется по воздуху намного быстрее, и ее эффекты ощущаются гораздо дальше в течение нескольких секунд. Когда волна давления достигает их, вы можете видеть здания, вознесенные на землю. Вы можете себе представить, что это сделает с любыми людьми после этого.У них мало шансов выжить.
Есть ли что-нибудь, что можно сказать по степени повреждения и тому, как далеко ощущался взрыв?
«Аэрофотоснимки и пленка показывают, что повреждения распространились на несколько километров, и есть сообщения, что взрыв ощущался в нескольких сотнях километров, например, в Кипр. Это просто показывает, сколько энергии было высвобождено так быстро из почти 3000 тонн этого химического вещества. Это подтверждает, что должно было быть задействовано большое количество материала и что пожар перешел на предел детонации, чтобы вызвать такой большой и быстрый взрыв.
Есть еще комментарии?
«Похоже, что материал был конфискован, а затем хранился около 6 лет. Возможно, длительное хранение привело к некоторому ухудшению качества нитрата аммония и сделало его более восприимчивым к взрывам. Например, если хранилище было негерметичным, во влажных условиях Бейрута соль могла поглощать большое количество воды из воздуха, что привело бы к тому, что гранулы и пеллеты со временем сплавлялись в большую консолидированную массу, из которой тепло и газы от разложения не могли уйти так легко, как из диспергированной гранулированной, сыпучей груды мелких частиц.Это просто добавило бы к эффекту локализации, который увеличил риск взрыва при воздействии источника тепла.
«Пожары нитрата аммония печально известны — они, кажется, происходят каждые 10-20 лет, вызывая большие человеческие жертвы и обширный ущерб. Уроки извлекаются на какое-то время, но если меры предосторожности не будут улучшены и затем будут постоянно отслеживаться, и если не произойдет изменения в культуре, это будет непрерывный процесс, требующий постоянной бдительности, а не просто принятия нескольких улучшенных мер в то время.К крупным авариям относятся:
— Оппау, Германия, 1921 г. — 400 погибших, 2000 раненых, 700 разрушенных домов
— Техас-Сити, США, 1947 год — 600 погибших, 5000 раненых, 500 разрушенных домов
— Тулуза, Франция, 2001 г. — 30 погибших, 2000 раненых, 500 домов повреждено
— Запад, Техас, 2013 г. — 14 погибших, 200 раненых, 150 домов повреждены
— Тяньцзинь, Китай, 2015 г. — 163 погибших, 798 раненых
«Итак, несмотря на большой опыт работы с этими авариями, глобальное обучение оставляет желать лучшего.Помимо принятия гораздо более эффективных мер по снижению рисков и побуждения руководства компании к внедрению культуры безопасности сверху вниз, связь между производителями и пользователями этих и аналогичных материалов по всему миру очень плохая — в основном из-за того, что внедрение гарантирует, что пользователи знают обо всех уроки прошлого и использование передового опыта все еще не получили широкого распространения ».
Триш Крейн, директор Центра безопасности IChemE, сказала:
«К сожалению, мы видели мощный взрыв в Бейруте, но еще хуже то, что это последний из длинного списка взрывов нитрата аммония, произошедших по всему миру.Мы должны лучше усвоить уроки прошлого, эти уроки написаны кровью. Этот инцидент напоминает нам о важности технологической безопасности на наших рабочих местах, включая складские помещения. Мы должны внедрить меры контроля и управлять ими для предотвращения и смягчения последствий ».
Zsuzsanna Gyenes, заместитель директора центра безопасности IChemE, сказала:
«В производстве аммиачно-нитратных удобрений произошло несколько несчастных случаев и несколько катастроф, и стоит время от времени пересматривать их, помимо внесенных в них нормативных и практических изменений.21 сентября 1921 года два последовательных взрыва произошли в шахте на заводе BASF в Оппау, Германия, в результате чего образовался кратер глубиной 20 м и размером 90 x 125 м. Вся территория была покрыта темно-зеленым дымом, было несколько дополнительных пожаров и небольших взрывов. Во время мероприятия в силосе хранилось 4500 тонн сложных удобрений на основе сульфата аммония (ASN). В результате взрыва погибло 507 человек, 1917 получили ранения.
«Еще одна трагическая авария с участием двух судов, загруженных тысячами тонн аммиачной селитры и серы, произошла 16 апреля 1947 года на корабле SS Grandcamp, пришвартованном в Техас-Сити, штат Техас, США2.В этом случае 500 человек погибли и 3500 человек получили ранения, что на тот момент составляло 25% населения Техас-Сити.
«Ровно через 80 лет после Оппау в 10.17 21 сентября 2001 года на промышленной площадке AZF в Тулузе, Франция, произошел сильный взрыв во временном хранилище для некондиционной и пониженной аммиачной селитры. Взрыв, ощущаемый на расстоянии нескольких километров, соответствовал величине 3,4 балла по шкале Рихтера. За пределами завода был замечен кратер глубиной 7 м (65×45 м), и большое облако пыли и красного дыма поднялось на северо-запад.В результате аварии погибло 30 человек, до 10 000 человек получили травмы и 14 000 человек прошли курс лечения от острого посттравматического стресса. Стоимость была оценена страховщиками в районе 1,5 млрд евро.
«Спустя более 60 лет после катастрофы в Техас-Сити значительный взрыв удобрений снова потряс жителей Техаса. Вечером 17 апреля 2013 года в компании West Fertilizer Company в Уэст, штат Техас, США, вспыхнул пожар неустановленного происхождения. По прибытии пожарные начали тушение пожара, когда произошел взрыв.Хотя пожарные знали об опасности резервуаров с безводным аммиаком, они не были проинформированы об опасности взрыва от 30 тонн нитрата аммония для удобрений с общим содержанием азота 34%, который хранился в сыпучем гранулированном виде в 7 бункер высотой м внутри деревянного склада ».
Кен Паттерсон, член редакционной коллегии Бюллетеня Института инженеров-химиков по предотвращению потерь, сказал:
«Аммиачная селитра — опасное химическое вещество, которое вызвало ряд аварий — по сути, многие из крупнейших промышленных аварий в мире.Например, 21 сентября 2001 года в Тулузе взорвалось 300-400 тонн нитрата аммония, в результате чего погибло 29 человек, в том числе люди за пределами площадки. Нитрат аммония также был материалом, взорвавшимся в Западном Техасе в 2013 году, когда 15 человек погибли и 160 получили ранения.
«Нитрат аммония был химическим веществом, участвовавшим, вероятно, в самой серьезной промышленной аварии в Европе, взрыве в Оппау (Людвигсхафен) в Германии в 1921 году, когда погибло около 560 человек, когда взорвалось около 4500 тонн нитрата аммония.
«Нитрат аммония — это химическое вещество, вызывающее такую озабоченность, что оно специально упоминается в Директиве ЕС Севезо, которая регулирует хранение и обращение со всеми опасными химическими веществами на всей территории ЕС.
«Опасности, связанные с нитратом аммония, очень хорошо известны, и у Управления по охране здоровья и безопасности были конкретные рекомендации по хранению и обращению с нитратом аммония в 1980-х годах. Он всегда потенциально нестабилен и становится еще более нестабильным, если нарушается его чистота.
«Нитрат аммония требует значительного воспламенителя.Видеодоказательство в Бейруте, показывающее пожар перед взрывом, с фейерверками, очевидно, взрывающимися постоянно, могло бы стать очевидным источником возгорания для магазина аммиачной селитры ».
Доктор Дэвид Слейтер, почетный профессор Кардиффского университета, сказал:
«Аммиачная селитра — обычное удобрение на фермах и садах.
«Обычно он стабилен в виде чистых белых кристаллов или гранул (сфер).
«В случае загрязнения, обычно мазутом, дизельным топливом и т. Д.или деградированный, или с большим количеством примесей от производства, это очень опасное твердое взрывчатое вещество с эффектами типа TNT.
«Это означает, что он взрывается сферической сверхзвуковой взрывной волной. Они могут иметь очень большие перепады давления на фронте ударной волны, и очень резкие скачки давления очень опасны — это называется «бризантностью».
«Наблюдение за разбиванием оконного стекла в радиусе 6 миль позволит сделать эквивалентную оценку в тротиловом эквиваленте размера взрыва (первый взрыв был взрывом, а второй был истинной детонацией с наблюдаемыми разрушительными эффектами) .Более точная оценка размера будет доступна при более внимательном рассмотрении схем повреждений; но сначала кажется, что только небольшая часть из 2750 тонн фактически взорвалась — сотни тонн тротилового эквивалента, а не тысячи.
«На видео четко видна взрывная волна и характерный коричнево-красный шлейф NO2 дыма.
«Инциденты с нитратом аммония очень распространены, потому что большинство людей считают его безвредным удобрением. Он стал предпочтительным взрывчатым веществом для многих террористических групп — его легко добыть и использовать в гнусных целях.
«Последний крупный инцидент произошел в китайском порту Тяньцзинь.
«Это опасно, потому что считается безвредным — нетоксичным и т. Д.
«Таким образом, надзор властей, скорее всего, был вызван невежеством, а не некомпетентностью.
«Это простой случай для диагностики — очевидно из первых видеороликов до официального подтверждения».
Г-н Мартин Гуз, бывший главный специалист-инспектор HM (пожарные и взрывные работы) и ранее главный инспектор по взрывчатым веществам, исполнительный орган по охране здоровья и безопасности (CV на http: // www.alarp.plus.com/MHG%20CV.pdf ), сказал:
Что такое нитрат аммония?
«1. Используется как удобрение.
«2. Используется как взрывчатое вещество при смешивании с органическими веществами, такими как мазут, для получения ANFO (дешевое взрывчатое вещество для разработки карьеров и т. Д. В сухих условиях). Его можно использовать в более сложных взрывчатых веществах, которые преодолевают тот факт, что нитрат аммония является водорастворимым. Их называют взрывчатыми веществами в виде «суспензии» или «водного геля».
Это взрывоопасно — почему это могло произойти?
«Википедия дает хорошую справочную информацию в статье« Катастрофа с нитратом аммония »: https: // en.wikipedia.org/wiki/Ammonium_nitrate_disasters
«Нитрат аммония в мешках можно содержать в чистоте. Объем аммиачной селитры, только что сложенный на полу, сложнее сохранить в чистоте. Считается, что лужи расплавленной нитрата аммония при пожаре могут взорваться, если произойдет удар от разрушающихся частей строительной конструкции, даже если ранее не было загрязнения нитратом аммония.
Есть что-нибудь, что вы можете сказать по видеозаписи взрыва?
«Он показывает очень четкую полусферическую ударную волну, распространяющуюся от места взрыва.
Есть ли что-нибудь, что можно сказать по степени повреждения и тому, как далеко ощущался взрыв?
«Подробное изучение типа повреждений и дальности их возникновения может быть использовано экспертами для оценки количества задействованного взрывного эквивалента. На это могут сильно повлиять атмосферные условия в данный момент, особенно температурная инверсия, которая может привести к повреждению на больших расстояниях, чем обычно ожидается, и, следовательно, потенциально переоценка количества задействованного взрывчатого вещества.
Есть еще комментарии?
«Следует отсылать к предыдущим взрывам AN:
.1. Оппау (https://en.wikipedia.org/wiki/Oppau_explosion)
2. Тулуза (https://en.wikipedia.org/wiki/Toulouse_chemical_factory_explosion) ».
Доктор Кейт Нортон-Хьюинс, преподаватель Института судебной экспертизы Крэнфилда, Университет Крэнфилда, сказала:
«Видеодоказательства из открытых источников, размещенные на многочисленных сайтах социальных сетей, подтверждают следующее:
«Незадолго до 18:00 местный пожар и серия небольших взрывов на складе в порту на 33.3, 35.518835, которые выглядят способствующими возникновению пожара среди хранящихся фейерверков.
«Вскоре происходит мощный взрыв с большим огненным шаром и видимой ударной волной, приводящий к обширным разрушениям и разрушениям на значительном расстоянии.
«Большой взрыв явно является детонацией, а не дефлаграцией (как при взрыве фейерверка). Существует четкая ударная волна, движущаяся с высокой скоростью (вероятно, <~ 2000 м / с), видимая по поверхности воды в заливе в виде облака конденсата, которое внезапно появляется, исходя из эпицентра, а затем исчезает.
«Вскоре после этого от ливанских официальных лиц поступили сообщения о взрыве некоторого количества нитрата аммония. Сообщается, что он был конфискован после захвата судна MV Rhosus 23 сентября 2013 года, когда было обнаружено, что на нем находилось 2 750 тонн нитрата аммония в больших количествах. Аммиачная селитра была выгружена на док-склад, где и осталась.
«В социальных сетях появились сообщения о том, что официальные лица заявили, что пожар возник в результате сварочных работ на складе, в результате чего фейерверк распространился на массу нитрата аммония.
«Аммиачная селитра (Nh5NO3) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество, широко используемое в сельском хозяйстве в качестве высокоазотного удобрения, а также в качестве компонента взрывчатых веществ в горнодобывающих, карьерных и строительных работах (где его обычно смешивают с дизельным топливом с образованием ANFO (AN / Мазут). Нитрат аммония обычно не признается в качестве взрывчатого вещества сам по себе, поскольку он смешивается с другими компонентами, такими как масла, алюминиевый порошок и т. Д., В промышленных взрывчатых веществах. Тем не менее, в современной истории было много примеров, когда навалом Аммиачная селитра, как правило, из-за аварий / пожаров, взорвалась массово со значительными катастрофическими последствиями.К ним относятся:
«Взрыв Оппау (1921 г.) 4500 тонн AN / AS
Техас-Сити Стер (1947) 2300 тонн AN
Запад, Техас, взрыв (2013 г.) 240 тонн
Порт Тяньцзинь, Китай, взрыв (2015 г.) 800 тонн AN / 500 тонн нитрата калия,
«Список некоторых« бедствий »нитрата аммония можно найти здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Ammonium_nitrate_disasters
«Из видеозаписей видно, что первоначальный пожар на складе был связан с несколькими фейерверками, которые обычно взрываются и выбрасывают горящий материал, распространяя огонь.Массовый взрыв явно был детонацией, но скорость детонации, по-видимому, находилась на «нижнем конце шкалы скоростей детонации для взрывчатых веществ», вероятно, в районе 2000 м / с, чего можно было бы ожидать, если бы количество нитрата аммония, прошедшего переход от горения к детонации (т.е. сгоревшее до детонации).
«Нитрат аммония имеет коэффициент TNT RE (относительная эффективность) около 0,42, что равняется 2750 тоннам AN и чуть более 1 килотонне в тротиловом эквиваленте.Воронка, видимая рядом с остатками бетонных зернохранилищ у пристани на следующее утро, чрезвычайно велика и, на мой взгляд (основываясь только на удаленных снимках), соответствует такому количеству взорвавшихся взрывчатых веществ.
«Итак, вкратце: большое количество конфискованной селитры аммония, хранившееся без надобности, в плохом месте, с плохими процедурами безопасности и хранением смешанных взрывчатых веществ, загорелось из-за неправильно контролируемого технического обслуживания и сгорело до детонации, что привело к массовым смертям и ранениям .”
Г-н Тони Эннис, директор HAZTECH Consultants Ltd, сказал:
«Аммиачная селитра является относительно безопасным материалом при правильном хранении, но может стать опасным и нестабильным при неправильном хранении. Он может взорваться при воздействии тепла и / или удара, особенно в замкнутом пространстве. Риск увеличивается, если он загрязнен, например, мазут, щелочи или органические материалы.
«Его эффективность взрыва примерно 40% от TNT i.е. 1 кг нитрата аммония даст эквивалентное выделение энергии 0,4 кг тротила. Таким образом, 2750 тонн нитрата аммония даст взрыв, эквивалентный ~ 1100 тоннам в тротиловом эквиваленте.
«Это не будет 100% эффективным в качестве взрыва, но определенно эквивалентно примерно 1000 (килотонн) в тротиловом эквиваленте в худшем случае.
«Наличие большого пожара в этом районе может вызвать взрыв, особенно если нитрат аммония загрязнен или плохо хранится. Белое расширяющееся облако на видео — это влага в воздухе, которая конденсируется, когда взрывная волна детонации движется по воздуху со скоростью звука.
«В Великобритании хранение этого материала подпадает под Правила контроля за опасностью крупных аварий (COMAH). Руководство доступно в HSE в INDG30 «Хранение и обращение с нитратом аммония». Материал должен находиться в хорошо проветриваемом помещении и на таком расстоянии, чтобы предотвратить распространение огня. Рекомендации HSE не должны превышать 300 тонн на штабель. Его также следует хранить отдельно от других материалов, таких как легковоспламеняющиеся жидкости, порошкообразные металлы, кислоты, хлораты, нитраты, цинк, медь и ее соли, масла, смазки, газовые баллоны и т. Д.”
Доктор Рори Хадден, старший преподаватель Рашбрука по расследованию пожаров, Эдинбургский университет, сказал:
Что такое нитрат аммония?
«Аммиачная селитра широко используется в удобрениях, а также во взрывчатых веществах. Это окислитель, что означает, что он может усилить реакции горения. Это достигается за счет выделения дополнительного кислорода из нитрат-иона (который представляет собой комбинацию азота и кислорода).
Это взрывоопасно — почему это могло произойти?
«Да.Нитрат аммония подвергнется экзотермическому разложению. Это означает, что при нагревании соединение распадается на части, высвобождая энергию. Это увеличивает температуру соседнего материала, что, в свою очередь, увеличивает скорость реакции. Устанавливается обратная связь, и скорость реакции продолжает расти. При определенных условиях это может привести к взрыву (возгоранию). В этом случае кажется, что произошла детонация, которая возможна при определенных условиях. Несмотря на то, что нитрат аммония трудно воспламеняется, он может взорваться, если его сильно нагреть в замкнутом пространстве.Загрязнение примесями или другими веществами может способствовать этим реакциям.
Есть что-нибудь, что вы можете сказать по видеозаписи взрыва?
«Не совсем. Ударная волна хорошо видна, указывая на детонацию.
Есть ли что-нибудь, что можно сказать по степени повреждения и тому, как далеко ощущался взрыв?
«Как правило, это невозможно сделать, если у вас нет хорошего доступа к мусору и знания окружающей среды.
Есть еще комментарии?
«Это очень печальный инцидент, который еще раз подчеркивает необходимость передовых методов производства и хранения реактивных материалов».
Проф. Андреа Селла, профессор неорганической химии, UCL, сказал:
«Аммиачная селитра является основным промышленным химическим веществом, имеющим два основных применения — в качестве удобрения и в качестве взрывчатого вещества.
«Плохо хранимая аммиачная селитра печально известна взрывами — например, в Оппау, Германия; в Галвестон-Бэй, штат Техас; и совсем недавно на Западе в Уэйко, Техас; и Тяньцзинь в Китае.
«Взрывы — это, как правило, детонации, которые наносят огромный ущерб из-за сверхзвуковой ударной волны, что хорошо видно на видео.
«Детонация нитрата аммония не требует дополнительного топлива, но часто вызывается начальным возгоранием, которое затем вызывает взрыв материала.
«Оранжевый шлейф над местом взрыва вызван двуокисью азота, токсичным газом, загрязняющим воздух, и является контрольным признаком взрыва на основе нитратов.
«Это катастрофический сбой нормативных требований, потому что правила хранения нитрата аммония, как правило, очень четкие.
«Мысль о том, что такое количество оставалось бы без присмотра в течение шести лет, не верится и была случайностью, ожидающей своего часа».
Г-н Тревор Лоуренс, старший преподаватель и эксперт по взрывчатым веществам и боеприпасам в Cranfield Ordnance Test and Evaluation Center (COTEC), Cranfield University, сказал:
Что такое нитрат аммония?
«Аммиачная селитра — это вещество, широко используемое в удобрениях, а также обычно в качестве окислителя в самодельных взрывчатых веществах.Обычно для получения взрывчатого вещества требуется добавка топлива, но при некоторых обстоятельствах оно может взорваться.
Это взрывоопасно — почему это могло произойти?
«Аммиачная селитра гигроскопична и при впитывании воды образует твердую корку. При хранении он разлагается в результате экзотермической реакции, поэтому выделяется тепло. Если нитрат аммония воспламеняется, а твердая корка ограничивает его, тогда волна горения может перейти в детонацию в результате процесса, известного как переход от дефлаграции к детонации.
Есть что-нибудь, что вы можете сказать по видеозаписи взрыва?
«Ожог перешел в большую детонацию.
Есть ли что-нибудь, что можно сказать по степени повреждения и тому, как далеко ощущался взрыв?
«Нитрат аммония имеет относительно низкую скорость детонации, следовательно, длительный импульс давления. Это вызывает эффект «подъема и вертикальной качки», который усиливает структурные повреждения ».
Профессор Клиффорд Джонс, приглашенный профессор химической инженерии, Честерский университет, сказал:
«Нитрат аммония — это высокоактивное вещество, а это означает, что распространение горения является сверхзвуковым.Это контрастирует, например, с бензиновыми бомбами, где распространение является дозвуковым. Это связано с тем, что кислород, необходимый для взрыва нитрата аммония, подается не из атмосферы, а из самой структуры нитрата аммония, и это называется «внутримолекулярным кислородом». Следствием быстрого распространения является высокое избыточное давление, фактор смерти и травм.
«Было много взрывов аммиачной селитры. Один из самых известных случаев произошел в Техас-Сити в 1947 году, когда погибло более 580 человек.Гораздо более недавний случай произошел в Уэйко, Техас, в 2013 году, когда 15 человек погибли и 160 получили травмы ».
Заявленные интересы
Не получено.
A Пошаговая оценка риска событий взрыва с учетом вероятностного распределения параметров взрывной нагрузки
Потенциальный риск взрыва всегда существует на морских наземных сооружениях, работающих с легковоспламеняющимися материалами. Таким образом, анализ риска взрыва с учетом возможных сценариев должен выполняться в процессе проектирования, чтобы снизить вероятность таких ужасных аварий.Существует несколько технических документов для анализа риска взрыва. Анализ обычно включает критерии эффективности, диапазон допустимых рисков и соответствующую расчетную взрывную нагрузку с учетом давления взрыва. Однако этой стандартной процедуры недостаточно для оценки потенциального риска взрыва, поскольку она обычно основана исключительно на силе избыточного давления. Следовательно, требуется более глубокий анализ, чтобы понять потенциальный риск с учетом профиля волны взрыва.В данной работе проведен поэтапный анализ элементов риска взрыва газа. Количественный и качественный анализ риска взрыва был проведен на основе типовых методов анализа риска взрыва. Кроме того, как распределение вероятностей параметров взрывной нагрузки с учетом избыточного давления и его импульса, так и их корреляция были тщательно исследованы.
1. Введение
В результате увеличения спроса на энергию морская нефтегазовая промышленность использует передовые технологии для исследования более удаленных, более глубоких и суровых условий [1–6].Таким образом, опасность случайных нагрузок и связанных с ними инженерных проблем возрастает, и как управление рисками для такой проблемы, так и метод технического проектирования для обеспечения сопротивления потенциальным инцидентам становятся все более сложными [7]. Говоря о плавучем производственном хранилище и разгрузке (FPSO), это типичная многофункциональная структурная система в оффшорной индустрии. Этот тип конструкции не требует большой внешней поддержки и позволяет преобразовывать газообразный материал в легко транспортируемую форму с использованием установки для обработки и сжижения газа, а также системы хранения.Чтобы правильно разместить все системы на каждом модуле, верхняя часть плавучих, производственных, складских и разгрузочных судов (FPSO) становится сильно перегруженной. Кроме того, во время работы образуется большое количество горючего газа и горючих веществ. Такая среда не только увеличивает риск взрыва, но и увеличивает уровень повреждений или разрушения конструкции, вызванных взрывом. Таким образом, взрыв на верхней платформе FPSO может вызвать серьезные инженерные проблемы, ведущие к разрушительным последствиям.Рабочие, а также все структурные элементы будут подвержены риску. Более того, утечка нефти из-за разрушения корпуса также может вызвать ужасное загрязнение океанской среды и морской экосистемы. Для предотвращения таких аварий объекты FPSO должны проектироваться на основе разумной оценки риска взрыва (ERA) опасных сценариев и последствий. ERA чрезвычайно полезны при принятии решений с учетом рисков для уменьшения количества ужасных происшествий. Он выполняется в процессе проектирования как часть исследований безопасности и выполняется для максимального снижения приемлемого уровня опасности взрыва и обеспечения расчетного давления взрыва для структурной реакции критически важных для безопасности установок, таких как резервуар, система трубопроводов и т. Д. оборудование.Действительно, технический документ обычно выпускается на основе дисциплины безопасности, чтобы предоставить проектные данные. Он включает соответствующие критерии эффективности и соответствующие расчетные взрывные нагрузки с учетом влияния избыточного давления и давления сопротивления [8, 9]. Однако этого стандарта недостаточно для установления критериев риска взрыва. Требуется более подробный качественный анализ и конкретная количественная оценка, связанная с инцидентом взрыва. Многие исследователи и эксперты проанализировали риск взрыва газа на нескольких морских объектах для смягчения или предотвращения взрыва газа и отражения этого результата для разработки процесса как функции безопасности [10–12].В этих исследованиях была проведена количественная оценка риска, основанная на его частоте и последствиях. Подробная 3D-модель использовалась для отражения геометрических характеристик реальных промышленных объектов, а для расчета рисков применялись некоторые технические методы, такие как анализ дерева событий (ETA). С другой стороны, некоторые исследователи пытались разработать техническую методологию анализа риска взрыва на этапе прогнозирования воздействия взрыва. Гупта и Чан [13] предложили методологию анализа риска взрыва (ERA) с использованием изменяющейся во времени скорости выброса при моделировании дисперсии.Это исследование направлено на повышение точности результатов дисперсионного анализа, которые могут напрямую влиять на прогнозируемое воздействие взрыва, а также предлагает некоторые методы для эффективного изучения ERA с точки зрения временной области. Дас и Вайнберг [14] изучали метод улучшения оценки воспламеняющейся массы газового облака. Это исследование представило модель корреляции в отношении взрыва облака пара в исследовании количественной оценки риска (QRA). Исследования по разработке численных моделей и методологий с использованием методов вычислительной гидродинамики (CFD) также проводились многими другими исследователями [15–17].Несмотря на то, что ряд исследовательских тем, связанных с ERA для морских объектов, был изучен, остается несколько нерешенных вопросов. В настоящей работе был представлен практический метод оценки расчетной нагрузки взрыва с учетом пикового давления и продолжительности, как на этапах положительного, так и на отрицательном давлении, с использованием функции распределения вероятностей с корреляционным анализом и в сравнении с традиционной производственной практикой. Это исследование может помочь в управлении безопасностью морских операций и послужить руководством для моделей ERA.
2. Оценка риска взрыва (ERA)
Для проведения оценки риска взрыва требуется несколько шагов с учетом причины взрыва, влияющего параметра и его вероятностей, а также последствий в соответствии с каждым элементом риска с точки зрения персонала или окружающей среды. Эти анализы можно разделить на две категории: качественный и количественный. Что касается качественного анализа, информация о риске выражается словами, а именно, он концентрируется на описании определенного события, частоты и последствий, связанных с риском взрыва, а не на численном анализе его результатов.
Однако при количественном анализе риска каждый риск оценивается количественно. Требуется рассчитать каждый выход риска с учетом конкретных сценариев, а затем этот результат сравнивается с критериями приемлемости риска. Оба они важны для безопасного управления объектами от любых серьезных аварий. Однако это исследование больше сосредоточено на количественной перспективе при оценке элементов риска взрыва. В частности, детально исследован профиль волны давления взрыва. Это потому, что он полностью зависит от взрывоопасных свойств, а также может напрямую влиять на стабильность конструкции.При некоторых наихудших сценариях, таких как более перегруженные и ограниченные геометрические условия или гораздо более высокая скорость утечки горючего газа, может возникнуть более высокое давление взрыва, несмотря на аналогичную величину взрыва. Следовательно, для более четкого количественного определения уровня риска взрыва необходимо провести подробный анализ каждого элемента, включенного в профили давления взрыва. Общая модель оценки риска взрыва показана на рисунке 1. Сначала необходимо определить событие взрыва.Это означает, что граничные условия должны быть четко обозначены, включая интерфейсы с другими системами. Кроме того, следует перечислить все действия, которые могут происходить в пределах цели и могут напрямую влиять на потенциальный риск. Следующим шагом является определение элементов риска, что является наиболее важным шагом во всей оценке риска, поскольку определение элементов риска напрямую влияет на то, какие данные будут анализироваться. Последующий анализ последствий и частоты выполняются в соответствии с выявленными элементами риска, и по результатам этих анализов может быть получен уровень риска.После того, как риск будет оценен на основе предыдущего анализа, следующим шагом будет оценка того, является ли этот уровень риска допустимым или нет. Если уровень риска оценивается как допустимый, то он регулируется с помощью проектной дисциплины безопасности. В противном случае потребуются меры по снижению риска. Это исследование также следует этой процедуре, но основной интерес представляет область, обозначенная пунктиром на рисунке 1. В этой части в большинстве предыдущих исследований больше внимания уделялось потенциальному воздействию на окружающую среду, оборудование и людей в результате взрыва, а не его непосредственному воздействию. причина.Это исследование, однако, было больше сосредоточено на причине, приведшей к разрушительному результату, а не на том, сколько / много людей, оборудования и окружающей среды будут повреждены в результате взрыва.
2.1. Определение события взрыва
Событие взрыва, рассматриваемое в данном исследовании, представляет собой взрыв газа в технологической зоне верхнего строения плавучего производственного хранилища и разгрузки (FPSO). В целом, верхняя площадка FPSO построена из модулей, которые можно разделить на несколько частей в соответствии с эксплуатационными задачами, и имеется много видов оборудования и систем установки для переработки нефти, сжатия и очистки газа [18].Таким образом, во время работы может образоваться много легковоспламеняющихся газообразных материалов, что приведет к потенциальному риску воспламенения и взрыва. Как только произошел взрыв, волна взрыва распространяется в воздухе, и тогда окружающие элементы конструкции будут подвергаться воздействию волнового давления. Эта волновая нагрузка напрямую влияет на разрушение конструкции [19]. Воздействие, оказываемое на взрывоопасную конструкцию, зависит от нескольких факторов, таких как тип взрывчатого материала, выделяемая энергия и место возгорания.Учитывая эти условия, можно выделить множество взрывов [20, 21].
2.2. Выявление элементов риска
2.2.1. Качественная оценка рисков
Для определения качественного уровня риска верхней части FPSO, функция безопасности, а также проверка рисков должны рассматриваться одновременно, поскольку верхняя часть FPSO представляет собой очень сложную конструкцию из-за множества других оснований и операционных систем [22] . Функция безопасности означает конструкцию и метод эксплуатации или философию технического обслуживания на случай взрыва.Что касается общего метода проверки потенциального риска, его можно разделить на две части: последствия и вероятность. Цель проверки рисков — определить, какая зона считается подверженной низкому риску взрыва и не требует дополнительных действий для более конкретной оценки конструкции [23]. В таблице 1 показан список процессов проверки рисков с учетом функции безопасности и доктрины технического обслуживания. Последствия и вероятность были классифицированы в зависимости от уровня риска, а также было исследовано влияние защитной установки в соответствии с каждым уровнем риска.Кроме того, потенциальный риск взрыва был классифицирован с использованием матрицы рисков, как описано в таблице 2. Объекты с высоким и низким уровнем риска могут быть идентифицированы на основе данной матрицы. Для зоны с низким уровнем риска мы видим небольшое количество комплектов оборудования и эстакад для трубопроводов, что привело бы к низкой перегрузке и ограничению свободы по сравнению с зонами с относительно высоким уровнем риска. Следовательно, такая область может быть свободна от высокого уровня вмешательства для контроля безопасности, и тогда это может способствовать большему сосредоточению внимания на области относительно высокого риска.На рис. 2 показан контур давления взрыва для случая, когда возгорание произошло в центре модуля. Из этого рисунка мы можем определить, какая область требует большего внимания при возможном взрыве. Кроме того, препятствие и комплект оборудования оказали решающее влияние на перенос взрывных волн. Очевидно, что более высокий уровень давления взрыва возник в сильно перегруженной зоне, особенно вблизи взрываемой стены, в то время как волна взрыва может выйти, если на пути распространения волны существует пустое пространство или промежуток между другим оборудованием, поэтому давление было измерено в менее загруженной зоне.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.2.2. Количественная оценка риска: минимально возможный уровень (ALARP) Приложение
При количественной оценке риска в качестве критерия принятия риска был применен принцип ALARP. ALARP — это принцип количественного риска, выражающий то, что потенциальный риск должен быть снижен до определенного уровня, который является настолько низким, насколько это практически возможно. Однако концепцию ALARP следует понимать не только как количественную меру риска, но и как практическую оценку баланса между потенциальным риском и пользой с точки зрения дизайна.Приложение ALARP можно разделить на три области: незначительная (приемлемая) область, ALARP (допустимая) область и неприемлемая область. Наиболее важным ключом к определению того, можно ли рассматривать риск как ALARP, является установление разумно осуществимого диапазона. С точки зрения ALARP уровень риска должен быть достаточно низким и не превышать описанные критерии приемлемости. Если уровень риска превышает регион ALARP, это недопустимо. На рисунке 3 показано приложение ALARP к избыточному давлению в зависимости от кривой превышения частоты.Для определения области ALARP при взрыве учитывалась частота превышения избыточного давления. На этой кривой уровень риска можно рассматривать как область ALARP, если он находится в диапазоне от 10 −5 до 10 −4 в год. Основываясь на этом диапазоне, мы также можем получить разумно достижимый диапазон для избыточного давления, который часто рассматривается как расчетная прочность морских сооружений. Если расчетная прочность аналогична прогнозируемой взрывной нагрузке в неприемлемой зоне, на стадии проектирования, безусловно, потребуются меры по снижению риска.
В ERA, однако, недостаток этого подхода заключается в том, что он основан исключительно на избыточном давлении в качестве меры потенциального риска. Хотя избыточное давление обычно рассматривается как доминирующий фактор, влияющий на механическое повреждение конструкции, многие исследователи выявили некоторые другие факторы, которые могут влиять на устойчивость конструкции из профиля волны взрыва [24, 25]. Вот почему требуется более глубокий анализ, чтобы понять потенциальный риск механического повреждения под волной взрыва.
3. Индикатор скрининга рисков от волны взрыва
3.1. Элементы риска волны взрыва
Волна взрыва возникает в результате взрыва и может напрямую влиять на элементы конструкции даже на больших расстояниях. Как упоминалось выше, взрывное воспламенение порождает взрывные волны; кроме того, в более густонаселенной зоне может быть увеличено избыточное давление и отражение волн [26]. Следовательно, для количественной оценки характеристик взрывной волны должен потребоваться обширный анализ измеренной взрывной волны, отражающий детальные геометрические условия.Хотя было проведено множество исследований, связанных с взрывной нагрузкой, они в основном были сосредоточены на пиковом избыточном давлении [26–29]. Однако в настоящем исследовании в качестве элементов риска профиля волны взрыва использовались три фактора. Это продолжительность, импульс и избыточное давление в каждой фазе. На основе этих факторов было проанализировано большое количество данных о взрывных волнах. На рисунке 4 показано определение метода мониторинга для измерения данных о давлении взрыва, использованных в этом исследовании. Тысячи точек мониторинга и панелей мониторинга были распределены по целевой области.Как только возгорание произошло в определенной точке, волна взрыва распространяется через точки мониторинга и панели, так что можно записать историю давления и времени в каждой точке. Информация об истории давления и времени — это общий тип для анализа последствий взрывного происшествия. Используя его в качестве условия нагружения в структурном анализе, можно исследовать механическое поведение и характер повреждений объекта. Однако основная цель этого исследования — оценить влияние каждого элемента риска, необходимого для ERA, т.е.е., точность структурного анализа или технического метода отличается от данной задачи. Поэтому первая задача состоит в том, чтобы выделить элементы риска в профиле давления взрыва. Для их извлечения требуется идеализация профиля волны взрыва, поскольку исходный профиль волны взрыва имеет сложную форму из-за перехода фазы давления или состояния колебаний давления. Исходная кривая без идеализации не может быть приведена к стандартизированной форме из-за ее неправильной формы.Вот почему нужна идеализирующая кривая. Метод идеализации заключается в применении эквивалентного импульса с исходной кривой [30]. С помощью этого метода форма кривой изменяется на треугольную форму волны, которую можно четко сравнить. На рисунке 5 показаны как исходный профиль волны взрыва, так и идеализированная волновая кривая. Как описано во вставке, выбранными элементами риска на этой кривой являются пиковое избыточное давление, пиковое избыточное давление отскока, время нарастания и продолжительность в каждой фазе давления. На основе этих переменных был воспроизведен огромный набор данных, а затем был проведен анализ последствий.
3.2. Анализ последствий элементов риска в волне взрыва
В этой главе был проведен анализ последствий для воспроизводимых профилей волны взрыва с целью исследования численного распределения каждого фактора риска. Во-первых, было проанализировано пиковое давление как в фазе положительного, так и в фазе отрицательного давления, поскольку они сильно влияют на реакцию конструкции. Во-вторых, был исследован импульс, разделенный на фазы положительного и отрицательного давления.Фазой отрицательного давления часто пренебрегают из-за ее меньшей доли, но она занимает относительно большую часть, когда возгорание происходит в перегруженной зоне, например, в модуле FPSO. Поэтому следует сосредоточить внимание и на негативной фазе. Наконец, временной фактор был рассмотрен в двух категориях: время нарастания и время нарастания отскока. Это связано с тем, что на этом участке давление взрыва сильно изменяется. Таким образом, большая часть деформации обычно происходит во время подъема [20]. Кроме того, также важно исследовать, как изменяются давление и импульс взрыва при взрыве одинаковых зарядов, чтобы проверить зону повышенного риска и любой другой параметр, который может повлиять на величину давления взрыва.На рисунке 6 показаны результаты для среднего пикового давления и импульса в обеих фазах давления. Все условия взрыва, включая размер и положение газового облака, и размер сетки одинаковы, но положение воспламенения отличается. P1 и I1 означают избыточное давление и импульс в фазе положительного давления, а их аналоги (P2 и I2) представляют эти вещи в фазе отрицательного давления. Что касается результата о среднем избыточном давлении, области модуля разделения имели относительно более высокие значения P1 по сравнению с областью сжатия.Кроме того, смежные модули от взрывной стены, такие как модули 1, 3, 4 и 6, имели более сильное избыточное давление, но независимые модули от взрывной стены, такие как модули 2 и 5, показали относительно более низкие значения. Кроме того, при сравнении модуля, примыкающего к взрывной стене, модули 3 и 6 показали более высокие значения избыточного давления, чем модули 1 и 4, поскольку взрывоопасных материалов гораздо больше. Из турели углеводороды поступают в модуль сепарации нефти и газоперерабатывающие предприятия, поэтому в этой зоне присутствует повышенный риск нефтегазового пожара, взрыва, высоких радиационных тепловых нагрузок.Вот почему модули 3 и 6 имеют более высокий уровень избыточного давления, чем другие модули в каждой группе. Однако в случае отрицательного пикового давления (P2) нет четкой взаимосвязи между уровнем пикового давления и характеристиками модуля. Что касается среднего импульса, ясно, что самый высокий уровень импульса был измерен в модулях 3 и 6 в каждой группе, но модули 2 и 5 имели более высокое значение, чем модули 1 и 4, в отличие от предыдущего результата. Еще одна замечательная вещь — это то, что распределение давления и импульса показывает другую картину.Положительное пиковое давление намного выше, чем отрицательное пиковое давление, но, напротив, импульс отрицательной фазы больше, чем импульс положительной фазы во всех модулях. Это означает, что требуется больше времени для восстановления от пикового значения до атмосферного давления в случае отрицательного давления. Конкретные результаты для каждого модуля были сведены в Таблицу 3.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Вероятностный анализ
4.1. Вероятностное распределение параметров давления взрыва
Взрыв — довольно сложное явление, поскольку следует учитывать несколько переменных, имеющих неопределенности.Профили взрывной нагрузки зависят от таких факторов, как скорость / направление утечки газа, ветровые условия и место возгорания. Следовательно, их можно рассматривать как случайные величины, влияющие на взрыв. В вероятности и статистике случайная величина — это переменная, возможные значения которой являются результатом случайного явления. Таким образом, все свойства, выбранные из профиля давления взрыва, такие как давление, продолжительность и импульс, были использованы в качестве случайных величин, и их распределение вероятностей было исследовано, чтобы понять изменчивость свойств давления взрыва.Сначала была рассчитана функция плотности вероятности (PDF) с использованием набора данных о давлении взрыва. PDF обычно используется для определения вероятности попадания случайной величины в определенный диапазон значений, в отличие от принятия какого-либо одного конкретного значения. Следовательно, применение PDF к распределениям давления взрыва может быть полезным для понимания изменения давления взрыва газа в заранее определенных сценариях. Рассматриваемые характеристики давления взрыва включают пиковое давление (в положительной фазе), восстановленное пиковое давление (в отрицательной фазе), продолжительность и импульс в каждой фазе давления.Импульс означает интегрированную площадь под кривой зависимости давления от времени взрыва. Последствия каждого свойства были рассчитаны в предыдущей статье автора [20]. В этой статье был установлен диапазон предварительно рассчитанных характеристик нагрузки, а затем были исследованы пропорции и функция плотности вероятности для каждой группы путем извлечения сотен тысяч точек данных из профилей давления-времени взрывных волн на основе заранее определенных сценариев взрыва. Результирующее медианное значение и отклонение каждой точки данных показаны на рисунках.Кроме того, был рассчитан коэффициент вариации, чтобы сравнить распределение вероятностей для выбранных свойств. Это означает отношение стандартного отклонения к среднему, и его можно использовать для сравнения степени отклонения от одного ряда данных к другому типу, даже если среднее значение полностью отличается.
Коэффициент вариации (CV) для параметров в фазе положительного давления составляет 0,86, 0,7 и 0,85. Кроме того, в других сериях данных для параметров отрицательной фазы CV равен 0.28, 0,32 и 0,34, имея относительно небольшие значения по сравнению с их аналогами. Это означает, что степень разброса наборов данных положительной фазы больше по сравнению с отрицательной фазой и более чувствительна к факторам сценария взрыва, таким как ресурсы зажигания, состояние ветра и условия эксплуатации. В результате была получена логнормальная PDF свойств положительной фазы, показанная на рисунке 7, но совершенно другой тип распределения был измерен в отрицательной фазе, как показано на рисунке 8.Хотя распределение для отраженного пикового давления было нормальным типом распределения, импульс и продолжительность не были нормальными PDF. Это происходит из-за влияния продолжительности, как показано на рисунке 9. Показана взаимосвязь между пиковым давлением и соответствующим импульсом. Хотя очевидной линейной зависимости не наблюдается, ясно, что зависимость положительного давления от импульса более линейна по сравнению с комбинацией отрицательных фаз. Данные с более высоким положительным пиковым давлением обычно имеют большую продолжительность по сравнению с другими данными.Однако в случае отрицательной фазы это не так. Следовательно, распределение положительного давления и распределение импульса подобны, тогда как в отрицательной фазе они отличаются друг от друга. Результаты, соответствующие каждому распределению, приведены в таблице 4.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4,2. Анализ коэффициента корреляции
В ERA общий подход к корреляционному анализу взрывной нагрузки заключается в исследовании взаимосвязи между пиковым давлением и его импульсом. На диаграмме давление-импульс взрыва показаны три категории зоны нагружения, такие как импульсное, квазистатическое и динамическое нагружение, в зависимости от времени его продолжительности и силы пикового давления [31–33].Обычно его используют для определения типа давления взрыва и оценки повреждений конструкции, а также травм человека от взрывной нагрузки [34]. Метод учитывает только положительное давление и импульс. Кроме того, короткое или длительное время не может быть определено только на основе абсолютных значений. Скорее их следует классифицировать на основе соотношения между продолжительностью нагрузки и естественным периодом целевой конструкции. Следовательно, необходимо определить более конкретные профили давления взрыва, прежде чем рассматривать естественный период конструкции.В этой главе были вычислены коэффициенты корреляции продукта Пирсона и момента для оценки степени корреляции между различными профилями давления взрыва. Коэффициенты корреляции были рассчитаны с использованием следующих уравнений. где — ковариация и и и означает стандартные отклонения и, соответственно. Следовательно, корреляция для пикового давления, импульса и продолжительности в обеих фазах может быть оценена с помощью этих уравнений. Если коэффициент корреляции близок к +1 или -1, это означает, что взаимосвязь является положительным или отрицательным линейным состоянием соответственно.Результаты каждой корреляционной переменной были сведены в Таблицу 5. Переменные были описаны следующим образом: (я); корреляция между пиковым давлением и восстановленным пиковым давлением (ii); корреляция между фазами положительного и отрицательного импульса (iii); корреляция между продолжительностью времени в каждой фазе
| ||||||||||||||||||||||||||||
Как показано в Таблице 5, все параметры имеют довольно прямую линейную зависимость, и это означает, что ступень положительного давления определенно влияет на состояние фазы отрицательного давления.Пиковое давление с большей величиной с большей вероятностью приведет к более сильному восстановленному пиковому давлению, и это также означает, что более длительная положительная фаза может быть причиной возникновения долгосрочной отрицательной фазы. Как правило, при проектировании конструкции с учетом риска ударной нагрузки следует избегать резонансных частот между элементами конструкции и расчетной нагрузкой для сохранения устойчивости конструкции. Кроме того, динамический эффект реакции конструкции полностью различается в зависимости от соотношения между естественным периодом конструкции и продолжительностью нагрузки.Если продолжительность нагрузки намного больше, чем естественный период целевого объекта, динамический эффект невелик из-за эффекта фазы отрицательного давления, но если продолжительность нагрузки аналогична естественному периоду или намного короче по сравнению с ним, динамический эффект относительно велик [20]. Поэтому очень важно выяснить возможный диапазон продолжительности ударной взрывной нагрузки. В волне давления взрыва общая продолжительность определяется путем комбинирования периода положительной и отрицательной фаз давления, поэтому исследование корреляции для продолжительности может быть одним из ключевых вопросов с точки зрения проектирования предотвращения резонанса.Следовательно, количественная оценка характеристик давления взрыва и консервативный прогноз их корреляции необходимы для оценки риска взрыва и организации практического использования на стадии проектирования.
5. Оценка риска
Большинство критериев повреждения, связанных с взрывом газа, просто учитывают эффект положительного пикового давления, как показано в Таблице 6 [35]. Однако, как упоминалось выше, восстановленное пиковое давление и продолжительность также являются важными факторами для описания повреждения конструкции взрывной волной.Как правило, фаза положительного давления может длиться около 10–250 мс, а фаза отрицательного давления длиннее ее. Степень повреждения может значительно отличаться в зависимости от продолжительности, даже если пиковое давление имеет одинаковую величину. Следовательно, необходимо учитывать не только избыточное давление, но и другие факторы, чтобы более разумно оценить риск взрыва. В этой главе исследуются типы профилей давления взрыва, которые могут быть опасными, и их вероятность возникновения.Профили давления взрыва были разделены на две части: фаза положительного давления и фаза отрицательного давления. Структурные изменения впервые произошли во время положительного пикового давления; впоследствии во время отрицательного пикового давления наблюдались вторичные эффекты. Несмотря на чрезвычайно короткое время, это серия событий. Таким образом, анализ дерева событий (ETA) может быть применен для исследования упомянутой проблемы, поскольку он обычно используется для определения результатов работы определенной системы, которая имеет вероятность наступления после исходного события.С точки зрения общего профиля волны взрыва, пиковое давление может рассматриваться как исходное событие, а затем другие факторы рассматриваются в регулярной последовательности. На рис. 10 показан результат расчетного времени взрыва для волны давления взрыва, которая может представлять потенциальную опасность для конструкции.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
Исходное событие, пиковое давление в положительной фазе, было разделено на три категории на основе таблицы 6. И восстановленное пиковое давление может быть классифицированы на две группы с учетом характеристики нормального распределения. Один случай ниже среднего значения; другой случай выше среднего. Наконец, были выделены три группы продолжительности времени на основе его среднего значения.Продолжительность может повлиять на степень повреждения оборудования или компонентов конструкции независимо от пикового давления. Избыточные колебания могут возникать в конструктивных элементах верхнего строения модуля, когда собственный период целевой конструкции и продолжительность действующего давления взрыва совпадают. Такие вибрации являются одной из основных причин механического отказа оборудования, такого как поршневые компрессоры. Следовательно, продолжительность следует выбирать так, чтобы избежать резонансных частот.Результаты ETA перекликаются с результатами корреляционного анализа. Отскок пикового давления с большей вероятностью будет меньше, чем его среднее значение, когда пиковое давление меньше или равно диапазону ALARP. Но нельзя делать выводы о степени риска только на этом основании. Импульс является доминирующим фактором повреждения конструкции, если бы не проблема резонанса. Это означает, что если относительно более низкое пиковое давление действует в течение более длительного времени, это может быть более опасной ситуацией, чем противоположный случай [20].Итак, диапазон импульсов для каждого события был рассмотрен для определения степени риска, как показано на рисунке 11. Этот диапазон будет изменен, если будут рассмотрены различные сценарии взрыва. Примечательным моментом является перекрывающаяся область между критериями ALARP и опасного ущерба. Незначительная область может быть приемлемой, но довольно сложно отсортировать ALARP и опасную область, поскольку между ними существует довольно много перекрывающейся части, учитывая общий диапазон импульсов. Следовательно, оценка критериев риска взрыва, отражающих только величину пикового давления, может быть неточной.Определенно необходимо учитывать другие факторы, такие как пиковое давление в каждой фазе и продолжительность, для более точной оценки критериев риска взрыва.
6. Заключение
Целью данного исследования является проведение многоуровневого анализа риска взрыва с учетом элементов потенциального риска, связанного со взрывами. Ряд факторов, связанных с неопределенностями в оценке риска взрыва, был исследован для конкретного случая взрыва газа в надводных модулях FPSO.В обычных ERA основное внимание уделяется максимальному давлению взрыва в положительной фазе. Следовательно, модули верхнего строения FPSO обычно определяются как объекты повышенного риска, если максимальное давление превышает расчетное значение. Однако такой сценарий можно рассматривать как имеющий низкий потенциальный риск, если принять во внимание другие факторы. В этой работе критерии риска взрыва газа классифицированы с использованием как количественного, так и качественного анализа, а также вероятностного анализа факторов взрываемости.Основные результаты перечислены ниже. (i) Качественный анализ элементов риска взрыва был выполнен с процессом отбора рисков с учетом функции безопасности и доктрины технического обслуживания и уровня риска в серьезности последствий, а вероятность была классифицирована, отражая функцию безопасности. Кроме того, было выявлено, что уровень перегрузки может напрямую влиять на потенциальный риск взрыва посредством анализа контура давления взрыва (ii) При количественной оценке риска для события взрыва критерии принятия риска были описаны на основе приложения ALARP (iii) Посредством скрининга риска для набора данных о взрывных волнах выяснилось, что элементы риска из профиля взрывной волны можно разделить на три части; пиковое давление, импульс и продолжительность, а также их свойства были тщательно исследованы с учетом возможных обстоятельств взрыва. (iv) Было исследовано распределение вероятностей для выбранных факторов из профиля волны взрыва, и затем было обнаружено, что тип распределения положительной и отрицательной фазы Факторы совершенно разные.Также была изучена взаимосвязь между пиковым давлением и его импульсом. Нет очевидной линейной зависимости, но положительное давление и импульс более близки к линейной зависимости по сравнению с его аналогом (v) Был проведен корреляционный анализ между упомянутыми факторами профиля волны взрыва. В результате между всеми параметрами обнаруживается положительная линейная зависимость, а это означает, что существует сильная корреляция друг с другом. (Vi) Критерии риска, основанные исключительно на положительном пиковом давлении, могут быть неточными.Определенно необходимо учитывать другие факторы, такие как пиковое давление в каждой фазе с продолжительностью для более точной оценки критериев риска взрыва
Доступность данных
Данные, используемые для подтверждения результатов этого исследования, доступны у соответствующего автора. по требованию.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Выражение признательности
Это исследование было частично поддержано Woodside Energy в рамках исследовательского проекта с Университетом Кертина по техническому обслуживанию при останове.
Взрывная сила | National Geographic
Shot 52 был одним из серии, предназначенной для того, чтобы пролить свет на явление обратного взрыва, отражения давления взрыва от поверхности. Другие исследования изучают продолжительность воздействия взрыва, а также частоту и тип взрыва. На месте, чтобы провести анализ, был Чарльз Нидхэм, мировой авторитет в области физики взрывов. Изучая созданный компьютером график, он проследил скачки и падения давления, которые колебались в течение пяти циклов, прежде чем сгладились.Вся последовательность длилась около 65 миллисекунд. Сотня миллисекунд — это минимальное время, необходимое человеку, чтобы отреагировать на любой стимул — ударной волне потребовалось менее пяти миллисекунд, чтобы ударить по приборам на стенах. Как заметил Нидхэм: «Где угодно в этой комнате — все зависит от вас».
Отцовский образ, с белыми волосами и полной седой бородой, Нидхэм был описан мне коллегой как «нечто среднее между Санта-Клаусом и Иа-Ё», что противоречило его статусу высокого волшебника в черном искусстве. взрывчатые вещества.Имея ученые степени в области физики и астрофизики, он является авторитетом в моделировании всего разнообразия взрывных событий и динамики отражения взрывов, и он говорил с тоской ностальгией о больших «грохочущих грохотах» испытаний с высокой артиллерией прошлых лет. Взгляд на его резюме привлекает внимание к разнообразию и явной жуткости проблем, связанных со взрывами: «модификации поведения огненного шара», «моделирование взрывных воздействий ядерных воздействий» и «симпозиумы по ударам и вибрации».
Цель Нидхема заключалась в том, чтобы снабдить нарушителей картами, на которых было бы показано, какие участки конструкции данного типа являются наиболее безопасными от отраженного давления.Отражение взрыва зависит не только от того, квадратное или прямоугольное пространство, высокий или низкий потолок, но и от того, где лежат стенные стойки, количество и расположение дверей и окон, есть ли в них зазоры или дыры. ограждение, есть ли в комнате мебель. Ударная волна, отражающаяся от твердой поверхности, будь то тонкая штукатурка или сталь, может быть более мощной, чем исходная волна. (Известно, что обратная волна, отраженная от земли в Хиросиме, была более мощной, чем сам взрыв.Углы комнаты, где можно инстинктивно искать укрытие, особенно опасны — как и быть третьим человеком в шеренге прорывов с защитными щитами, которые, как оказалось, также отражают ударные волны. Взрыв даже отражается из-под шлема солдата ему в голову. Каждая деталь ландшафта, каждый жест человека формирует взрывное событие.
В кратком заключении первоначального исследования повреждений нарушителей в 2008 г. приводятся «четкие доказательства» того, что рекомендуемые безопасные дистанции защиты требуют пересмотра.«Мы … обнаружили ошибки более чем в два раза в некоторых из этих учебных пособий», — сказал Нидхэм, имея в виду инструкции для нарушителей: в результате в 2012 году в руководства были внесены изменения. С учетом множества переменных, расчеты взрывов сложно, и только в последние годы стало возможным создавать модели, которые сейчас разрабатывает Нидхэм. «Это большие вычисления и отнимают много компьютерного времени», — сказал он. Или, как выразился другой специалист по взрыву: «До недавнего времени доминирующая сила, которая наносила весь этот урон, была в основном магией.
Острый интерес к последствиям взрыва возник во время Первой мировой войны, когда характерным механизмом поражения была — как в войнах в Ираке и Афганистане — сила взрыва, в основном в виде разрывающихся артиллерийских снарядов. Термин «контузный шок» впервые появился в феврале 1915 года в статье в Lancet , в которой рассматривались тематические исследования трех британских солдат, пострадавших от взрывов, которые жаловались на бессонницу, уменьшение поля зрения и потерю вкуса, слуха и памяти. . Первоначально их болезнь считалась «эмоциональным расстройством», имея в виду возбуждение мозга, вызванное взрывной ударной волной.Основная теория заключалась в том, что ударная волна попадает в мозг через спинномозговую жидкость.
Ударная волна от далекого взрыва «чувствовала себя так, как будто она подняла мои внутренности и опустила их обратно».
—Кевин Паркер
Но по мере того, как война продолжалась, это состояние объясняли слабостью нервов, учитывая тот факт, что многие мужчины, по всей видимости, не пострадали. Термин «снаряд», подразумевающий, что причиной повреждений был разрыв снаряда, вышел из употребления. Пересмотр диагноза имел серьезные последствия.В последующие десятилетия контуженный солдат стал символом эмоционального ущерба, который является ценой войны, и медицинские исследования перестали исследовать возможность того, что повреждение от взрывной силы могло быть физическим. «Когда я учился в медицинской школе, нам рассказали о контузии во время Первой мировой войны, и тогда люди считали, что мозг может быть поврежден взрывной волной от разрывающихся снарядов», — сказал полковник Македония. «Это было рассказано как история о том, насколько невежественной была медицинская профессия сто лет назад.
Контузированные солдаты той войны можно отследить через файлы британского министерства пенсий до 1920-х, 30-х, 40-х годов и позже. В историях болезни подробно рассказывается о ветеранах, впавших в летаргию или меланхолию, «запутанных» в мыслях, судорожно трясящихся на углах улиц, или идущих «за поворот» и взрывающихся в параноидальных актах гнева. Мои родители, выросшие в Англии, знали о мужчинах, которые, как им говорили, «были« смешными »со времен войны». Эти отчеты представляют собой наилучшие доступные данные о долгосрочной судьбе ветерана, получившего контузию.
После Второй мировой войны, в 1951 году, Комиссия по атомной энергии США создала Программу биологии взрыва для испытания на различных животных очень больших взрывов, имитирующих последствия ядерных событий. Быков, овец, свиней, коз, собак, кошек, обезьян, крыс, хомяков, кроликов, мышей и морских свинок подвергали воздействию живых взрывов или помещали в разрядные трубки. (Ударная труба — это длинная труба, снабженная внутренней мембраной, через которую проходит сжатый воздух. Эта лабораторная симуляция, лишенная тепла, мусора, химических осадков и переменных параметров обратного взрыва, создает «чистую» взрывную ударную волну.) В начале 1980-х центр исследований сместился с ядерных взрывов на взрывчатые вещества низкого уровня, характерные для сегодняшних театров военных действий.
«Большая часть наших медицинских исследований взрывных повреждений касалась либо осколочных ран, либо того, что происходит в наполненных газом органах — все всегда были обеспокоены тем, что произошло с вашими легкими и желудочно-кишечным трактом в результате термоядерного взрыва», — подполковник Кевин. Кит Паркер, профессор биоинженерии и прикладной физики в Гарварде из семьи Тарр, рассказал мне.«Мы полностью упустили из виду мозг. Сегодня противник разработал систему оружия, нацеленную на наше слабое место в науке ».
Паркер, высокая фигура с бритой головой и громким голосом, также бывший офицер пехоты армии США, отслуживший два тура в Афганистане, где он видел и ощущал воздействие силы взрыва. «В небе вспыхнула вспышка, и я повернул обратно к горам, где происходили бои», — сказал Паркер, вспоминая день в январе 2003 года, когда на холмах Кандагара ударная волна от далекого взрыва прошла через его тело. .«Мне просто казалось, что он поднял мои внутренности и опустил их обратно».
В основном он был осведомлен о радиусе нанесенного урона. «Когда взрываются бомбы, легче забыть о парне, который был немного не в себе, чем о парне, который сидел рядом с ним и получил оторванные обе ноги», — сказал Паркер. «Но парень, у которого будут более серьезные долгосрочные проблемы, вероятно, будет тем парнем, у которого была черепно-мозговая травма».
В 2005 году Паркер, который тогда занимался инженерией сердечной ткани, обратил свое внимание на нейротравму, вызванную взрывом.Он начал с обзора науки о классе белков — интегринов — которые передают механические силы в клетки. Используя специально разработанный магнитный пинцет и устройство, напоминающее миниатюрный отбойный молоток, чтобы имитировать резкое растяжение и высокоскоростное сжатие взрывных воздействий, Паркер и небольшая группа студентов подвергли искусственно сконструированные ткани нейронов крысы или нервных клеток взрывной атаке. Интегрины на поверхности клетки инициировали каскад эффектов, кульминацией которых стало резкое втягивание аксонов, длинных усиков, которые служат сигнальным механизмом нейрона.
Работая на клеточном уровне, команда Паркера обошла две основные трудности любого исследования взрывов, а именно: нельзя подвергать людей воздействию взрывов и что животные — плохая замена людям. С другой стороны, результаты, полученные от клеток в чашке Петри, нельзя экстраполировать на человека.
Множество теорий, которые неврологи активно используют, являются красноречивым свидетельством того, насколько широко открыты исследования нейротравмы, вызванной взрывом. Ли Гольдштейн из Медицинского факультета Бостонского университета придерживается совершенно другого подхода.«Люди сосредотачиваются на волне давления», — сказал мне Гольдштейн. «Что за этим — ветер». Об опыте Гольдштейна можно прочитать в его полном названии: доцент кафедры психиатрии, неврологии, офтальмологии, патологии и лабораторной медицины, а также биомедицинской, компьютерной и электротехнической инженерии. В 52 года у него худощавое телосложение, длинные темные волосы и борода, а также целеустремленность пророка пустыни.
В мае 2012 года он опубликовал результаты исследований, в которых изучалась возможная связь между нейротравмой, вызванной взрывом, и хронической травматической энцефалопатией (ХТЭ), нейродегенеративным заболеванием, которое он и его команда обнаружили в вскрытых мозгах четырех ветеранов вооруженных сил, подвергшихся воздействию взрывной волны.Соавтор Гольдштейна, Энн Макки из VA Boston, изучала CTE на вскрытии мозга футболистов и других спортсменов. Впервые описанный как синдром «пьяного удара» у боксеров в 1928 году, CTE ассоциируется со спортсменами, которые получают повторяющиеся травмы головы. Неизлечимое и в конечном итоге фатальное нейродегенеративное заболевание, CTE приводит к когнитивным нарушениям и деменции. Заболевание может быть обнаружено только при вскрытии и обнаруживается аномальными клубками белка, называемого тау.
Чтобы проверить теорию о том, что взрывное воздействие могло вызвать патологию CTE, команда Гольдштейна подвергла мышей одиночному взрыву с помощью ударной трубки, который имитировал действие взрывчатого вещества среднего размера.Высокоскоростные камеры зафиксировали результат — быстрый эффект покачивания, когда головы мышей тряслись взад и вперед в ответ на силу. За 30 миллисекунд, намного меньше, чем мгновение ока, колеблющийся ветер поднялся и уменьшился девять раз. «За один выстрел вы действительно получаете несколько попаданий», — сказал Гольдштейн. «Это похоже на то, что вы собираете целую кучу хитов за очень короткое время».
Через две недели после воздействия взрыва в мозге мышей обнаружилось накопление химически модифицированного тау-белка и другие повреждения.Критики исследования, однако, отмечают, что три из четырех человеческих случаев, которые вдохновили эксперименты с ударной трубкой, испытали дополнительную травму, не связанную со взрывом, и что тесты на моделях манекенов показали, что эффект качающейся головы не был обычным в этой области.
Некоторые исследователи считают ошибкой концентрироваться только на голове. «Все тело подвергается воздействию огромной кинетической энергии», — сказал Иболя Чернак, описывая последствия взрыва. «У спортсменов нет такого воздействия на все тело.Заведующая канадскими военными и ветеранскими исследованиями в области клинической реабилитации в Университете Альберты, Чернак начала свои исследования на полях сражений в Косово, когда заметила, что у некоторых солдат и гражданских лиц, подвергшихся воздействию взрыва, проявляются симптомы, напоминающие определенные нейродегенеративные заболевания. Волна взрывного давления ударяет в грудь и живот «как огромный кулак», — говорит Чернак, передавая свою кинетическую энергию телу. «Эта кинетическая энергия генерирует колебательные волны давления в крови, которая служит идеальной средой для дальнейшей передачи этой кинетической энергии всем органам, включая мозг.
Эксперименты, которые она провела на мышах, показали, что воспаление происходит в головном мозге независимо от того, была ли голова защищена от взрыва или нет — воспаление, утверждает она, запускает процесс повреждения, сопоставимый с тем, что наблюдается при болезни Альцгеймера. Напротив, защита грудной клетки значительно снижает воспаление в головном мозге, предполагая, что взаимодействие между телом и телом играет решающую роль в повреждении мозга, вызванном взрывом.
На данный момент единственным полностью надежным методом прямого исследования биологического воздействия силы взрыва на человеческий мозг является вскрытие.В 2013 году Министерство обороны создало хранилище тканей головного мозга, чтобы продвигать исследования нейротравм, вызванных взрывом, у военнослужащих. Под наблюдением Дэниела Перла, профессора патологии Университета медицинских наук военного ведомства в Бетесде, штат Мэриленд, хранилище получало мозги, пожертвованные семьями военнослужащих. По словам Перла, это позволило исследователям «добраться до тканевого уровня, чтобы действительно увидеть, что происходит». Как он указывает, магнитно-резонансная томография (МРТ) живого мозга имеет разрешение в тысячу раз меньше, чем то, что можно увидеть при исследовании мозга под микроскопом.
Опыт Перла простирается от работы с CTE, болезнью Альцгеймера и других возрастных нейродегенеративных заболеваний до исследований уникального комплекса неврологических расстройств у небольшой популяции на Гуаме (загадка, описанная в популярной книге Оливера Сакса The Island of the Colorblind ). Перл также писал о контузном шоке и его связи с современными повреждениями мозга, вызванными взрывом, отмечая, что, несмотря на столетнее использование взрывной силы в войне, «подробных исследований невропатологии не проводилось»…. в человеческом мозгу после воздействия взрывной волны ».
Сейчас, спустя 18 месяцев после изучения ткани мозга, Перл сказал, что видит разоблачающие результаты. «Мы считаем, что приближаемся к выявлению уникальных изменений в мозгу солдат, подвергшихся взрыву, которые не наблюдаются при черепно-мозговых травмах у гражданских лиц», — сказал он, имея в виду обычные травмы тупым предметом, которые получают спортсмены. «То, что мы видим, кажется уникальным для взрыва. Эта травма, похоже, уникальна для военного опыта ».
Если он прав, результаты будут иметь большое значение не только для лечения, но также для диагностики и профилактики.«Я думаю, нам придется сесть с людьми, разрабатывающими шлемы и бронежилетами», — предсказал он. «Многие проекты были основаны на самых разных предположениях».
А вот для живых солдат надежные методы диагностики остаются трагически труднодоступными. В июне 2011 года журнал New England Journal of Medicine опубликовал результаты исследования, в котором впервые удалось обнаружить структурные аномалии в мозге солдат, подвергшихся взрыву, с помощью усовершенствованной формы МРТ.Хотя газета была провозглашена вехой в сопроводительной редакционной статье, она была ослаблена тем фактом, что каждый участник также испытал другие травмы, такие как удар тупым предметом или попадание в автомобильную аварию.
ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ:
Взрывная травма мозга меняет солдат так, что многие не могут сформулировать; некоторые используют арт-терапию, чтобы раскрыть себя. Бронежилет может остановить осколки, но ничто не может остановить взрывные волны.
ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ:
Взрывная травма мозга меняет солдат так, что многие не могут сформулировать; некоторые используют арт-терапию, чтобы раскрыть себя.Бронежилет может остановить осколки, но ничто не может остановить взрывные волны.
Ряд исследований, изучающих возможные биомаркеры, могут дать результаты, которые помогут в будущем поставить диагноз: например, многообещающим оказался анализ крови на уникальные белковые маркеры, указывающие на повреждение клеток головного мозга, и сейчас он проходит испытания в вооруженных силах. (Он эффективен только в том случае, если его вводят в течение нескольких дней после травмы.) А в 2014 году небольшое исследование с участием 52 ветеранов успешно использовали метод МРТ, называемый картированием фракции макромолекулярных протонов (MPF), который исследует уровни миелина, основного компонента мозга. белое вещество; Картирование MPF использовалось для изучения пациентов с рассеянным склерозом, у которых снижен уровень миелина — жировой оболочки, которая защищает и изолирует нейроны.Признаки повреждения белого вещества головного мозга были обнаружены у 34 ветеранов, подвергшихся воздействию одного или нескольких взрывов, по сравнению с 18 ветеранами, не подвергшихся воздействию взрывов.
«Мы сказали ветеранам дать нам наиболее точные оценки того, сколько легких черепно-мозговых травм, полученных в результате взрыва, они получили за свою военную карьеру», — сказал Эрик Петри, профессор психиатрии Вашингтонского университета и ведущий специалист. автор исследования. «Но насколько точно ветераны могут вспоминать эти события? Некоторым участникам исследования оставалось пять-шесть лет после последнего воздействия взрыва », — сказал он, резюмируя одну из фундаментальных проблем всех диагностических исследований, которые зависят от самооценки.В будущем фотонно-кристаллические материалы, которые меняют цвет при воздействии взрывных волн, их можно будет носить в виде наклеек на униформе и шлемах, и они могут обеспечить объективное измерение воздействия взрывной волны.
Несмотря на множество многообещающих стратегий, в настоящее время диагноз по-прежнему зависит, как и во время Первой мировой войны, от клинической оценки, которая теперь может включать компьютерные обследования, такие как Автоматизированные показатели нейропсихологической оценки: «Испытывали ли вы какие-либо из них? следующее: Ошеломлен, сбит с толку, увидел звезды? Насколько это слово описывает то, что вы чувствуете? «Шаткий.’”
Каким бы сложным оно ни было, взрывное событие может быть создано за очень небольшие деньги и с минимальным опытом. Взрывоопасные пенетраторы, разновидность СВУ, используемых для пробивания бронетехники, могут быть собраны за несколько долларов. Диски, которые приобретают форму пули и расплавляются, когда летят по воздуху, эти взрывные снаряды могут, по словам одного эксперта по боеприпасам, прорезать бронированный автомобиль «как горячий масляный нож». Таким образом, технология стоимостью 25 долларов может вывести из строя бронированный автомобиль стоимостью в миллион долларов и убить или нанести тяжкие телесные повреждения находящимся в нем солдатам.Стоимость их медицинского обслуживания — возможно, на десятилетия — значительно усугубит экономическое неравенство. Учитывая такую экономическую эффективность, взрывная сила, вероятно, останется фирменным оружием современной войны.
Сегодня, пока исследователи пытаются выяснить, что происходит, когда сила взрыва встречается с человеческим мозгом, огромное количество солдат борются с последствиями своих столкновений.
СТРЕЛА . Во время патрулирования в Ираке в 2009 году Роберт Анец почувствовал огромное давление на свое тело.Потом все онемело. «Все начали кричать:« Ты в порядке? Ты в порядке? Ты проверяешь кровь, — сказал Анец. Крови не было, поэтому он думал, что он хороший. Но через семь месяцев после возвращения из Ирака у него случился припадок во время вождения, а через шесть месяцев после этого случился крупный припадок. Сейчас он восстанавливает свою жизнь в качестве студента и пожарного-добровольца, его устрашающий режим из 15 различных лекарств сократился до трех, но головные боли и мигрени никуда не делись.
Энрике Тревино, который в возрасте 21 года пережил массовую засаду СВУ в Афганистане ночью, за две недели до его возвращения домой, помнит только яркую вспышку и своих приятелей, выкрикивающих его имя.«Я никогда не забуду эту вспышку», — сказал он. «Это было почти похоже на удар молнии». Когда он наконец проснулся в Форт-Худе, штат Техас, он узнал, что взрыв, вырубивший его ночную оптику, также лишил его способности речи и периферического зрения. Сейчас он работает над восстановлением своего разума с помощью умственных задач, таких как обратный отсчет от 50, но он ежедневно страдает от мигрени и каждую ночь от своих снов.
Примерно через год после своего возвращения домой Тревино сказал: «Все это обрушилось на меня.Он пережил попытку самоубийства. Его друг, который тоже служил в Афганистане, этого не сделал. «Они нашли его в его доме», — сказал Тревино. «Он, он — никто бы никогда не подумал — никто бы никогда не был — никто никогда, никто, никто, никто этого не видел. Никто не видел ».
И никто не видел этого для моего зятя, Рона Хаскинса, от которого я впервые узнал о взломщиках. После ухода из армейского спецназа он работал в частной службе безопасности в Ираке. Он выдержал два взрыва СВУ, в результате которых у него начались головные боли и такой громкий звон в ушах, что он не мог уснуть.По возвращении в Соединенные Штаты он работал в Министерстве внутренней безопасности и проводил курсы обучения взломщиков для собственной охранной компании. Однажды ночью летом 2011 года по причинам, которые никто не мог понять, он взял пистолет и покончил с собой.
«Мы должны уговорить вас приехать в Нью-Мексико, чтобы вы могли увидеть устройства и получить взрывы», — рассказал мне Рон о проведенном им учебном курсе. «Вы будете в полумиле отсюда, и вы будете поражены тем, как пара фунтов будет раскачивать землю вокруг вас.
Новый перевод «Илиады» Гомера Кэролайн Александер будет опубликован в этом году издательством Ecco Press. Многолетний сотрудник Линн Джонсон была названа одной из пяти стипендиатов National Geographic в 2014-2016 годах.
% PDF-1.4 % 133 0 объект> эндобдж xref 133 81 0000000016 00000 н. 0000002382 00000 н. 0000002577 00000 н. 0000002628 00000 н. 0000002654 00000 н. 0000002695 00000 н. 0000002823 00000 н. 0000003122 00000 н. 0000003215 00000 н. 0000003307 00000 н. 0000003401 00000 п. 0000003496 00000 н. 0000003591 00000 н. 0000003686 00000 п. 0000003782 00000 н. 0000003876 00000 н. 0000003969 00000 н. 0000004061 00000 н. 0000004154 00000 п. 0000004248 00000 н. 0000004342 00000 п. 0000004436 00000 н. 0000004529 00000 н. 0000004622 00000 н. 0000004715 00000 н. 0000004808 00000 п. 0000004900 00000 н. 0000004993 00000 п. 0000005080 00000 н. 0000006114 00000 п. 0000007146 00000 н. 0000007970 00000 п. 0000008637 00000 п. 0000009349 00000 п. 0000010029 00000 п. 0000010691 00000 п. 0000011311 00000 п. 0000011935 00000 п. 0000012626 00000 п. 0000141583 00000 н. 0000141654 00000 н. 0000141733 00000 н. 0000141807 00000 н. 0000141864 00000 н. 0000141951 00000 н. 0000142004 00000 н. 0000142092 00000 н. 0000142151 00000 п. 0000142239 00000 н. 0000142298 00000 н. 0000142386 00000 п. 0000142441 00000 н. 0000142529 00000 н. 0000142584 00000 н. 0000142672 00000 н. 0000142730 00000 н. 0000142818 00000 н. 0000142872 00000 н. 0000142963 00000 н. 0000143023 00000 н. 0000143114 00000 п. 0000143173 00000 п. 0000143261 00000 н. 0000143320 00000 н. 0000143410 00000 н. 0000143457 00000 н. 0000143549 00000 н. 0000143596 00000 н. 0000143687 00000 н. 0000143734 00000 н. 0000143841 00000 н. 0000143888 00000 н. 0000143996 00000 н. 0000144043 00000 н. 0000144157 00000 н. 0000144204 00000 н. 0000144309 00000 н. 0000144356 00000 п. 0000144451 00000 п. 0000144497 00000 н. 0000001916 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 213 0 obj> поток xb«`f` (b`c` ر AX, — «2 @% b (oKAM˫W ݜض% 7 Iu 00ӵppI YcO & a`6 # fJԕK% 3͢ | 3Y 鴞 E72O.JM] $ Q% L @ 16p06H050i0v
Взрывы нитрата аммония: общие факторы крупных катастроф
Повреждения в результате разрушительного взрыва в Бейруте, Ливан. Голос Америки фото Повреждения в результате разрушительного взрыва в Бейруте, Ливан. Голос Америки, фотоДжордж Х. Поттер
Аммиачная селитра (AN) является основным компонентом большинства удобрений, а также различных типов боеприпасов.Производство, манипулирование, транспортировка, хранение и ненадлежащее использование этого вещества могут способствовать детонации, которая вызывает сильные взрывы, что, в свою очередь, приводит к частым катастрофам с многочисленными человеческими жертвами и чрезвычайно значительным материальным ущербом. Одним из примеров этого является недавняя катастрофа в Бейруте, Ливан, в результате которой погибло не менее 100 человек и тысячи получили ранения.
Ниже приводится краткое описание того, что происходит, когда AN подвергается воздействию огня или источника возгорания. Также приводится сравнение нескольких наиболее катастрофических инцидентов, связанных с AN, во время изготовления, хранения и транспортировки, и некоторое понимание того, что можно или нужно сделать, чтобы предотвратить или смягчить возможные аварии.Любопытно, что между некоторыми из этих важных трагедий прошло около 25 лет.
СВЯЗАННАЯ ПОЖАРНАЯ ПОДГОТОВКА
Из хранилища пожарной техники: взрыв в Техас-Сити
Катастрофа в Техас-Сити
Уязвимость зданий перед бомбами: дополнительные мысли после Оклахома-Сити
Взрыв на Западе, штат Техас: уроки, извлеченные из множества смертей
ОбзорПри нагревании AN разлагается на существенно невзрывоопасная ситуация с выделением газов кислорода, азота и водяной пар.Однако можно вызвать взрывное разложение AN на закись азота. оксид и водяной пар. Большие склады материала могут стать причиной большого пожара. риск из-за их поддерживающего окисления, а также может взорваться, как это произошло в катастрофа в Техас-Сити в 1947 году, которая привела к серьезным изменениям в правилах хранение и обращение в США. Августовская катастрофа в Бейруте была почти фотокопия инцидента в Техас-Сити.
Есть два основных класса инцидентов, которые обычно привести к взрывам АН:
- Заряд взрывчатого вещества в массе АН или в непосредственном контакте с массой АН.
- Огонь распространяется на массу AN или на смесь AN с горючим материалом во время пожара.
Чистый компактный AN стабилен, и его трудно инициировать горючее. AN разлагается при температуре выше 410ºF. Pure AN перестанет разложение после удаления источника тепла. Однако если катализаторы В настоящее время реакция может стать самоподдерживающейся, что представляет собой хорошо известную опасность с некоторыми виды удобрений NPK. Это частое явление на грузовых судах во время транспорт.
Серьезные происшествия с гибелью людей
С начала 20 века насчитывалось 35 крупные инциденты, связанные с нитратом аммония. Из них 10 не привели к несчастные случаи со смертельным исходом; в 18 случаях пострадало от одной до почти 100 человек; и было семь, в которых погибло более 100 человек. Почти в все эти инциденты, материальный ущерб был огромным до чрезвычайно разрушительного, что привело к убыткам в сотни миллионов долларов. Большинство из них инциденты произошли во время производства или хранения AN в качестве основного вещество присутствует или как удобрения.
Год: 1916
Страна: Англия
Количество смертей: 115
Тонны задействованных АН: 700
Наблюдения: Огонь распространился на хранилище 25 тонн АН.
Год: 1921
Страна: Германия
Количество погибших: 561, при 2000 раненых
Тонны задействованных АН: 450, с общим хранением 4500 тонн
Наблюдения: Завод по производству удобрений, использующий промышленные взрывчатые вещества в производственном процессе.Несоответствующая смесь была вероятной причиной взрыва с участием 450 тонн (10 процентов) всего АН, присутствующего на заводе.
Год: 1942
Страна: Бельгия
Количество погибших : 189, из них 800 получили ранения
Тонны АН: 150
Наблюдения: Использование взрывчатого материала в технологической фазе.
Год: 1947
Страна: США
Число погибших: 581, ранено 5000
Тонны задействованных АН: 2086 + 870 на вспомогательном судне
Наблюдения: Пожар в грузовом отсеке корабля с 2300 тоннами АН на борту вызвал взрыв.Возможная причина заключалась в закрытии трюма и нагнетании в трюм пара под давлением. Взрыв спровоцировал пожар на другом корабле на расстоянии около 750 футов, также с АН на борту (960 тонн) плюс 1050 тонн серы. На следующий день взорвался второй корабль. Ударная волна первого взрыва вызвала крушение двух легких самолетов, летевших на высоте 1500 футов над районом, и выбила якорь еще на милю от места. Все, кроме одного члена VFD Техас-Сити, погибли в результате этого бедствия. Способствовавшим этому фактору была преднамеренно ошибочная коносамент, составленная капитаном судна.
Год: 2004
Страна: Северная Корея
Количество погибших: 162, из них 3000 ранены
Тонны задействованных АН: Неизвестно
Наблюдения: Товарный поезд взорвался на железнодорожной станции. «Официальная» вина была вызвана человеческой ошибкой, однако ходят слухи, что это была попытка убийства лидера страны Ким Чен Ира.
Год: 2015
Страна: Китай
Количество погибших: 173, из них 800 ранены
Тонны задействованных АН: 800
Наблюдения: Самовозгорание в хранилище нитроцеллюлозы вызвало пожар, который спровоцировал детонацию находившегося поблизости АН.Сто десять пострадавших были сотрудниками службы экстренной помощи.
Год: 2020
Страна: Ливан
Количество погибших: 145+, не менее 5000 раненых
Тонны задействованных АН: 2,750
Наблюдения: Пожар на складе в порту Бейрута распространился на 2750 тонн АН, хранившихся поблизости в опасных условиях. Ударная волна ощущалась на острове Кипр, примерно в 150 милях от него.Ущерб был настолько серьезным, что около 300 000 человек потеряли свои дома. В первоначальном пожаре были задействованы фейерверки и боеприпасы, хранящиеся рядом с неконтролируемым хранилищем АН. На момент написания этой статьи расследование все еще продолжается, и число погибших почти наверняка возрастет.
Бедствия в Техас-Сити и Бейруте заслуживают дальнейшего анализа. Хотя основные взрывчатые вещества были по существу те же, нитрат аммония, и оба инцидента произошли в морских портах, есть ряд отличий между двумя.
Пожары и взрывы в Техас-Сити первоначально происходили на борту грузовых судов, тогда как взрывы в Бейруте происходили на суше, по-видимому, на складах хранения и вокруг них. AN в Техас-Сити был изготовлен относительно незадолго до инцидента и готовился к отправке в Европу. Первоначальный огонь, по всей видимости, локализовался в грузовом отсеке, и его атаковала команда корабля. Поскольку пожар не контролировался экипажем и прибывшими на место пожарными добровольцами из добровольческой пожарной части Техас-Сити (Техас), капитан корабля приказал прекратить пожарную атаку и ввести пар под давлением в грузовой отсек.Судя по всему, пар еще больше нагрел АН, который начал разлагаться с выделением закиси азота, кислорода и водяного пара. Вероятная цепная реакция с участием закиси азота переросла в сильный взрыв, который буквально разнес корабль на части, в результате чего погибли экипаж, 27 членов пожарной части Техас-Сити и четыре сотрудника ближайшей пожарной части-добровольца, а также сотни собравшихся любопытных прохожих вокруг сцены. В результате взрыва были разрушены многочисленные объекты в непосредственной близости, в том числе различные химические, нефтехимические и другие промышленные предприятия.Серьезно пострадали два других корабля, один из которых также имел на борту несколько сотен тонн АН, загорелся и взорвался на следующий день. Ущерб другим зданиям в городе также был чрезвычайно серьезным, поскольку большинство малых и средних зданий, офисов, коммерческих магазинов и жилых домов были построены из дерева. Общая площадь в несколько квадратных миль напоминала Хиросиму.
В 2005 г. произошли множественные пожары и взрывы на нефтеперерабатывающем заводе в г. Техас-Сити унес 15 жизней и еще 180 получил ранения, а также спровоцировал миллиарды людей. долларов материального и имущественного ущерба.Сегодня в Техас-Сити проживает около 45000 человек и штатная профессиональная пожарная часть с численностью 81 человека, в том числе городской пожарный начальник и штаб, административный персонал и 69 пожарные.
В результате катастрофы в Бейруте было задействовано около 2750 тонн AN, был конфискован с грузового корабля около шести лет назад, пристроен к другому страны, судно остановилось в Бейруте с намерением принять дополнительный груз. Ан был снят с корабля и помещен в склад без особых мер безопасности и безопасности.С годами часть АН либо разложилась, либо дегенерировала и была готова к возгоранию. Возник пожар на соседнем объекте, где было много боеприпасов и фейерверки хранились вместе. Этот пожар быстро распространился, хотя Бейрут пожарная команда направила машины и бригады. Эти материалы взорвались, провоцируя быстрое попадание горящего материала на АН. Результирующий взрыв уничтожил множество зданий в этом районе, в том числе основные зернохранилища. Десять членов городской пожарной части погибли при а также десятки сотрудников портовой территории и ряд жителей в непосредственной близости.В последующие дни несколько членов порта Власть, в том числе и менеджер, были помещены под домашний арест. Граждане, возмущен тем, что узнал об абсолютном отсутствии защиты и безопасности меры в хранилище AN, время от времени участвовал в насильственных протестах против муниципальных и национальных правительств. Несколько ключевых политических фигур также подали в отставку в знак протеста. Вооруженные силы страны были назначены на контролировать охрану и безопасность на территории. Один из факторов этого конкретного инцидента имеет первостепенное значение — AN позволили разложиться, что сделало его приглашением к катастрофа.
Как известно, бывший средиземноморский «рай» был вовлечен в несколько ситуаций военного времени с поддерживаемой Ираном Хезболлой, Сирийские силы и Израиль в течение последних нескольких десятилетий. Вскоре после взрывы, некоторые люди утверждали, что взрывы были инициированы бомбами, но последующие расследования подтвердили, что эти утверждения не соответствуют действительности.
Извлеченные уроки
Отчет, опубликованный в Бюллетене по предотвращению потерь 142, апрель 2015 г. «Уроки, извлеченные из крупных аварий, связанных с удобрениями», написано Жужанн Гьернес и Морин Херати Вуд из Института защиты и безопасности граждан Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии , Италия, рассмотрели различные вопросы, связанные с чрезвычайными ситуациями в АН, и дали рекомендации.
Наиболее частыми проблемами, связанными с пожарами и взрывами нитрата аммония, являются плохое управление безопасностью, включая неадекватную противопожарную безопасность и отсутствие надлежащих систем противопожарной защиты и контроля. Авторы также указали на отсутствие знаний о неотъемлемых опасностях, связанных с обращением и хранением AN, а также на отсутствие знаний о возможном разложении удобрений.
Некоторые рекомендации:
- Установите соответствующие процедуры безопасности, в первую очередь, осведомленность об опасностях и обучение.
- Ответственные органы должны заниматься планированием землепользования вокруг установок AN.
- Местные органы реагирования на чрезвычайные ситуации должны подготовить, внедрить и отработать предварительное планирование аварийных происшествий в сочетании с частыми тренировками и учениями по боевым действиям.
Вполне вероятно, что в течение этого периода времени во многих частях мира произошли многочисленные «незначительные» инциденты, включая возгорание и пожары, которые чаще всего рассматривались местными чрезвычайными и политическими властями как не имеющие большого значения или не имеющие никакого значения. .Тем не менее, из этих «незначительных» инцидентов можно и нужно многому научиться, что вполне может оказаться полезным, когда произойдет «большой».
Джордж Х. Поттер — практикующий специалист по противопожарной защите, который последние четыре десятилетия живет в Испании. Он служил пожарным-волонтером округа Энн Арундел (Мэриленд) в Добровольной пожарной части Рива и Независимой шланговой компании в Аннаполисе, а также водителем скорой помощи в Спасательном отряде Уитона (Мэриленд). Он прослужил шесть лет в ВВС США в качестве пожарного, водителя / оператора аппарата и начальника экипажа.Он занимался установкой систем противопожарной защиты, проектированием мобильных пожарных устройств, а также обучением строительной и пожарной безопасности. Он является сертифицированным инструктором пожарной службы Испании и специалистом по хазматам, а также является членом Совета управляющих Испанской ассоциации пожарных (ASELF).
БОЛЬШЕ ДЖОРДЖ Х. ПОТТЕР
Сильный взрыв породил прибрежный город Таррагона на Средиземном море
Влияние окружающей среды на противопожарные пены: Международный семинар
Севилья, Испания, авиакатастрофа мобилизует службы экстренной помощи
Стресс: Бесшумный убийца
.