Вибух

Введення

Вибух - Фізичний або хімічний бистропротекающій процес з виділенням значної енергії в невеликому обсязі, (в порівнянні з кількістю виділяється енергії), призводить до ударних, вібраційним і теплових впливів на навколишнє середовище і високошвидкісного розширенню газів. При хімічному вибуху, крім газів, можуть утворюватися і тверді високодисперсні частинки, зваж яких називають продуктами вибуху. Вибухи класифікують за походженням виділилася енергії на:

хімічні,

фізичні

вибухи ємностей під тиском (балони, парові котли)

Вибух розширюється парів скипає рідини

вибухи при скидання тиску в перегрітих рідинах

вибухи при змішуванні двох рідин, температура одній з яких набагато перевищує температуру кипіння інший

кінетичні (падіння метеоритів)

ядерні

електричні (наприклад під час грози).

1. Короткі відомості про вибухові речовини

вибуховими речовинами (ВВ) називаються нестійкі хімічні сполуки або суміші, надзвичайно швидко переходять під впливом певного імпульсу в інші стійкі речовини з виділенням значної кількості тепла і більшого обсягу газоподібних продуктів, які знаходяться під дуже великим тиском і, розширюючись, виконують ту чи іншу механічну роботу. Першим вибуховою речовиною був димний (чорний) порох, що з'явився в Європі в XIII столітті. У протягом 600 років димний порох був єдиним ВВ. У XIX столітті з розвитком хімії були отримані інші ВВ, звані в даний час бризантних. Вони були безпечними при поводженні з ними, володіли великою потужністю і стійкістю при зберіганні.

Під другій половині XIX століття були отримані пікринової кислота, тротил, аміачно-селітряні речовини, а в XX столітті більш потужні ВВ, такі, як гексоген, тен, азид свинцю.

Сучасні ВВ являють собою або хімічні сполуки (гексоген, тротил та інші), або механічні суміші (аміачно-селітряні і нітрогліцериновими).

Сучасні вибухові речовини можуть перебувати в газоподібному, рідкому, пластичному і твердому стані.

Газопаровоздушние (ГПВС) і пилоповітряні суміші утворюють клас об'ємних вибухів.

Вибухи ГПВС можуть відбуватися в:

приміщеннях внаслідок витоку газів з побутових приладів;

ємностях їх зберігання і транспортування (спецрезервуарах, газгольдерах, цистернах, танках - вантажних відсіках танкерів);

глибинних штреках гірських виробок;

природного середовищу внаслідок пошкоджень трубопроводів, труб свердловин, при інтенсивних витоках зріджених і горючих газів.

Вибухи пилу (пилоповітряні сумішей - аерозолів) представляють одну з основних небезпек хімічних виробництв і відбуваються в обмежених просторах (в приміщеннях будівель, усередині різного устаткування, штольнях шахт). Можливі вибухи пилу в борошномельно виробництві, на зернових елеваторах (борошняний пил) при її взаємодії з барвниками, сіркою, цукром з іншими порошкоподібними харчовими продуктами, а також при виробництві пластмас, лікарських препаратів, на установках дроблення палива (вугільного пилу), в текстильному виробництві.

Скраплені вуглеводневі гази, аміак, хлор, фреони зберігаються в технологічних ємностях сверхатмосферним під тиском при температурі вище або рівною температурі навколишнього середовища, і з цих причин вони є вибухонебезпечними рідинами.

В теплоізольованих судинах і резервуарах при негативних температурах зберігаються зріджені гази метан, азот, кисень, які називають кріогенними речовинами.

Речовини інший характерною групи пропан, бутан, аміак, хлор зберігають у рідкому стані під тиском в одношарових судинах і резервуарах при температурі навколишнього середовища.

В відповідно до нормативів ДСТ розроблено класифікацію, що поєднує речовини в чотири основні категорії.

До першої категорії віднесені речовини з критичною температурою нижче температури середовища (криогенні речовини - зріджений природний газ, що містить в основному метан, азот, кисень).

Під другу категорію входять речовини з критичною температурою вище, а точкою кипіння нижче, ніж у навколишньому середовищі (зріджений нафтовий газ, пропан, бутан, аміак, хлор). Їх особливістю є "миттєве" (дуже швидке) випаровування частини рідини при розгерметизації та охолодження частки, що залишилася до точки кипіння при атмосферному тиску,

Третю категорію складають рідини, у яких критичний тиск вище атмосферного і точка кипіння вище температури навколишнього середовища (речовини, що знаходяться в звичайних умовах в рідкому стані). До цієї групи відносяться деякі речовини з попередньої категорії, наприклад, бутан в холодну погоду і етіленоксід при теплих природних умовах.

Четверту категорію - речовини, що містяться при підвищених температурах (водяна пара в котлах, Циклогексан та інші рідини під тиском і при температурі, перевищує точку кипіння при атмосферному тиску).

2. Основні властивості вибухових речовин

Основні властивості ВВ визначаються вибуховими та фізико-хімічними характеристиками.

вибуховими характеристиками є:

теплота вибуху і температура продуктів вибуху;

швидкість детонації;

бризантність (здатність дробити прилеглу до нього середовище);

працездатність (фугасно).

Теплота вибуху і температура продуктів вибуху

З фізики відомо, що енергія і тепло, що виділяються в процесі реакції, знаходяться в прямій залежності між собою, тому кількість енергії, що виділяється при вибуху, і теплота є важливою характеристикою енергетичної ВВ, визначає його працездатність. Чим більше виділено теплоти, тим вище температура нагріву продуктів вибуху, тим більше тиск, а отже, і вплив продуктів вибуху на навколишнє середовище.

Від швидкості детонації ВР залежить швидкість вибухового перетворення, а отже, і час, протягом якого виділяється вся енергія, укладена в ВВ. А це разом з кількістю тепла, що виділяється при вибуху, характеризує потужність, що розвивається вибухом, отже, дає можливість правильно вибрати ВВ для виконання роботи. Для перебиття металу доцільніше отримати максимум енергії в короткий проміжок часу, а для викиду грунту цю ж енергію краще отримати за більш тривалий відрізок часу подібно до того, як при нанесенні різкого удару по дошці можна її перебити, а приклавши цю ж енергію поступово, тільки зрушити.

Бризантність ВВ характеризується миттєвим стрибком тиску до дуже високих величин і швидким його падінням до атмосферного і нижче.

Працездатність ВВ (фугасно) проявляється у формі викиду грунту з воронок і виїмок, утворенням порожнин у грунтах і скельних породах і розпушуванням їх.

Фізико-хімічними характеристиками є:

чутливість до механічних і теплових впливів;

фізична і хімічна стійкість;

щільність.

Чутливість вибухових речовин є однією з найважливіших характеристик ВВ. Вона визначає область і можливість практичного використання даної речовини.

Занадто велика чутливість робить ВВ небезпечним і не зручним в зверненні. Наприклад, йодистий азот вибухає через дотик до нього. Істотно впливають на чутливість до механічного зовнішнього імпульсу різні домішки.

Фізична і хімічна стійкість

Стійкість називається здатність ВВ зберігати в нормальних умовах зберігання і застосування сталість своїх фізико-хімічних та вибухових характеристик. Нестійкі ВВ можуть в певних умовах знижувати і навіть повністю втрачати здатність до вибуху або ж, навпаки, настільки підвищувати свою чутливість, що стають небезпечними в обігу і підлягають знищенню. Вони здатні до розпад, а за певних умов і до самозаймання, що при великій кількості цих речовин може призвести до вибуху. Слід розрізняти фізичну і хімічну стійкість ВВ.

Фізична стійкість розглядає такі властивості ВВ, як гігроскопічність, розчинність, старіння, затвердіння, злежується-тість.

Хімічна стійкість ВВ визначається підігрівання невеликої кількості речовини в протягом певного часу з одночасним контролем за швидкістю розкладання.

Під щільністю розуміється вага речовини в одиниці об'єму. Від щільності залежить чутливість ВВ до початкового імпульсу, швидкість детонації і бризантність.

3. Основні вражаючі фактори і зони дії вибуху

Пожаро-вибухові явища характеризуються наступними факторами:

повітряної ударною хвилею, що виникає при різного роду вибухах газо-повітряних сумішей, резервуарів з перегрітої рідиною і резервуарів під тиском;

тепловим випромінюванням і розлітаються, осколками;

дією токсичних речовин, які застосовувалися в технологічному процесі або утворилися під час пожежі або інших аварійних ситуаціях.

Дія повітряної ударної хвилі може спричиняти вторинні наслідки, тому що при вибуху вибухової речовини в атмосфері виникають ударні хвилі, що поширюються з великою швидкістю у вигляді областей стиснення. Ударна хвиля досягає земної поверхні і відбивається від неї на деякій відстані від епіцентру вибуху, фронт відбитої хвилі зливається з фронтом падаючої хвилі, внаслідок чого утворюється так звана головний хвиля з вертикальним фронтом.

При наземному вибуху повітряна ударна хвиля, як і при повітряному вибуху, поширюється від епіцентру з вертикальним фронтом.

При підземному вибуху повітряна ударна хвиля послаблюється грунтової середовищем. При вибухи на малих глибинах має місце тільки хвиля від виходу газів. А на великих глибинах при наявності камуфлетов (розривів без утворення воронки) виявляється тільки "наведена" хвиля.

Основними параметрами, що визначають інтенсивність ударної хвилі, є: надмірне тиск у фронті і тривалість фази стиснення. Ці параметри залежать від маси заряду ВР певного типу (тобто енергії вибуху), висоти, умов вибуху і відстані від епіцентру.

Масштаби наслідків вибухів залежать від їхньої потужності детонаційної і середовища, в якому вони відбуваються. Радіуси зон ураження можуть доходити до декількох кілометрів. Розрізняють три зони дії вибуху.

Зона I - дія детонаційної хвилі. Для неї характерно інтенсивне дроблять дію, в результаті якої конструкції руйнуються на окремі фрагменти, розлітаються з великими швидкостями від центра вибуху.

Зона II - дія продуктів вибуху. У ній відбувається повне руйнування будинків і споруд під дією розширюються продуктів вибуху. На зовнішньому кордоні цієї зони утворюється ударна хвиля відривається від продуктів вибуху і рухається самостійно від центра вибуху. Вичерпавши свою енергію, продукти вибуху, розширившись до щільності, що відповідає атмосферному тиску, не справляють більше руйнівної дії.

Зона III - дія повітряної ударної хвилі. Ця зона включає три підзони: ІІІа -- сильних руйнувань, ІІІб - середніх руйнувань, IIIв - слабких руйнувань. На зовнішній межі зони III ударна хвиля вироджується в звукову, чутний на значних відстанях.

4. Дія вибуху на людину

Продукти вибуху і що утворилася в результаті їх дії повітряна ударна хвиля здатні завдавати людині різні травми, у тому числі смертельні. При безпосередній дії ударної хвилі основною причиною травм у людей є миттєве підвищення тиску повітря, що сприймається людиною як різкий удар. При цьому можливі пошкодження внутрішніх органів, розрив кровоносних судин, барабанних перетинок, струс мозку, різні переломи і т.п. Крім того, швидкісний напір повітря може відкинути людини на значне відстань і заподіяти йому при ударі об землю (або перешкоду) ушкодження.

Характер і тяжкість ураження людей залежать від величини параметрів ударної хвилі, положення людини в момент вибуху, ступеня його захищеності. За інших рівних умовах найбільш важкі ураження отримують люди, що знаходяться в момент приходу ударної хвилі поза укриттів в положенні стоячи. У цьому випадку площа впливу швидкісного напору повітря буде приблизно в 6 разів більше, ніж в положенні людини лежачи.

Поразки, що виникають під дією ударної хвилі, підрозділяються на легкі, середні, важкі і украй важкі (смертельні); їх характеристики наведені нижче:

легке - Легка контузія, тимчасова втрата слуху, удари і вивихи кінцівок;

середнє - Травми мозку з втратою свідомості, пошкодження органів слуху, кровотеча з носа та вух, сильні переломи і вивихи кінцівок;

важке - Сильна контузія всього організму, пошкодження внутрішніх органів і мозку, тяжкі переломи кінцівок; можливі смертельні наслідки;

вкрай важке-травми, зазвичай призводять до смертельного результату.

Непряме вплив ударної хвилі полягає в ураженні людей летять уламками будівель і споруд, камінням, битим склом та іншими предметами, захоплюємося нею. При слабких руйнування будівель загибель людей малоймовірна, однак частина з них може отримати різні травми.

5. Техніка запобігання вибухів

Для запобігання вибухонебезпечних ситуацій приймається комплекс заходів, які залежать від виду продукції, що випускається. Багато заходів є специфічними і можуть бути притаманні тільки одному або декількох видів виробництв. Існують заходи, дотримання яких необхідно для всіх видів хімічного виробництва або, за Принаймні, для їх більшості.

В першу чергу для всіх вибухонебезпечних виробництв, сховищ, баз, складів і тощо, що мають у своєму складі вибухові речовини, пред'являються вимоги до території для їх розміщення, які обираються по можливості в незаселених або заселених районах. При неможливості виконання цієї умови будівництво має здійснюватися на безпечних відстанях від населених пунктів, інших промислових підприємств, залізниць і шосейних доріг загального користування, водних шляхів і мати свої під'їзні шляхи,

В хімічної і нафтохімічної промисловості застосовуються автоматичні системи захисту, метою яких є:

сигналізація і оповіщення про аварійні ситуації виробничого процесу;

висновок з передаварійному стану потенційно небезпечних технологічних процесів при порушення регламентних параметрів (температури, тиску, складу, швидкості); виявлення загазованості виробничих приміщень і автоматичного включення пристроїв, що попереджають про утворення суміші газів і парів з повітрям вибухонебезпечних концентрацій;

безаварійна установка окремих агрегатів або всього виробництва при раптовому припиненні подачі тепла та електроенергії, інертного газу, стисненого повітря.

Джерелами хімічних виробництв аварій можуть бути припинення подачі електроенергії, зниження подачі пари і води в магістральних трубопроводах, в результаті чого порушується технологічний режим і створюються надзвичайно небезпечні аварійні ситуації. У зв'язку з цим вживаються заходи щодо надійного забезпечення тепло-енергопостачання хімічних підприємств, удосконалення технологічних засобів, що забезпечують їх безпечну зупинку і наступний пуск.

Неодмінною умовою надійної безаварійної роботи будь-якого виробництва є висока професійна підготовленість штатного персоналу підприємств, баз, складів, а також спеціальних аварійних бригад, що здійснюють ремонт, нагляд і ліквідацію аварій.

Вибух великих обсягів пилоповітряні сумішей, як правило, передують невеликі місцеві удари і локальні вибухи усередині обладнання та апаратури. При цьому виникають слабкі ударні хвилі, струшують і що піднімають у повітря великі маси пилу, що накопичилися на поверхні підлоги, стін і устаткування.

Щоб виключити вибух пилоповітряні сумішей, необхідно не допускати значних скупчень пилу. Це досягається: поліпшенням технології виробництва, підвищенням надійності обладнання, правильним розрахунком і монтажем вентиляційних пилососних установок.

Ініціатором практично всіх вибухів газо-, паро-і пилоповітряні сумішей є іскра, тому на усіх виробництвах, де можливе утворення цих сумішей, необхідно забезпечувати надійний захист від статичної електрики, передбачати заходи проти іскріння електроприладів та іншого обладнання.

Будь-яке обладнання підвищеного тиску повинно бути укомплектовано системами вибухозахисту, які передбачають:

застосування обладнання, розрахованого на тиск вибуху;

застосування гідрозатворів, огнепреградітелей, інертних або парових завіс;

захист апаратів від руйнування під час вибуху за допомогою пристроїв аварійного скидання тиску (запобіжні мембрани і клапани, швидкодіючі засувки, зворотні клапани і т.д.).

Вибухозахист систем підвищеного тиску досягається також організаційно-технічними заходами; розробкою інструктивних матеріалів, регламентів, норм і правил ведення технологічних процесів; організацією навчання та інструктажу обслуговуючого персоналу; контролем і наглядом за дотриманням норм технологічного режиму, правил і норм техніки безпеки, промислової санітарії та пожежної безпеки і т.п.

6. Дії населення при вибухах

При вибух на підприємстві перш за все необхідно попередити робітників і службовців, а також оповістити проживає поблизу населення.

Необхідно скористатися індивідуальними засобами захисту, а при їх відсутності для захисту органів дихання - використовувати ватно-марлеву пов'язку.

При пошкодженні будівлі вибухом входити в нього слід з надзвичайною обережністю. Необхідно переконатися у відсутності значних ушкоджень перекриттів, стін, ліній електро-, газо-та водопостачання, а також витоків газу, вогнищ пожежі.

Якщо вибух викликав спалах, необхідно використовувати первинні засоби (вогнегасники). Для недопущення поширення вогню треба задіяти пожежні крани та гідранти.

Необхідно надати допомогу тим, хто опинився придавлений уламками конструкцій. Допомогти витягти людей з завалів.

При порятунок постраждалих слід дотримуватися запобіжних заходів від можливого обвалу, пожежі та інших небезпек, обережно вивести і надати їм першу медичну допомогу, загасити палаючий одяг, припинити дію електричного струму, зупинити кровотечу, перев'язати рани, накласти шини при переломі кінцівок.

Список літератури

1. Мєшкова Ю.В., Юров С.М. «Безпека життєдіяльності»; м. Москва 1997р.

2. Бориско Н.Ф. «Основи безпеки»; м. Харків 2000р.

3. С.В. Бєлов, В.А. Девісілов, А.Ф. Козьяков, Л.Л. Морозова, В.С. Спиридонов, В. П. Сівков, Д.М. Якубович. «Безпека життєдіяльності»; м. Москва, 2000р.

4. Методичні вказівки до вивчення теми "Надзвичайні ситуації, пов'язані з пожежами та вибухами "/ Сост. С. М. Сербії, Г. А. Колупаєв. м. Москва 1999р.

5. Бобок С.А., Юртушкін В.І. «Надзвичайні ситуації: захист населення і територій »; м. Москва 2004р.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://revolution.allbest.ru/