ВЗРЫВООПАСНОСТЬ

Совокупность свойств энергетических материалов (ЭМ), определяющих их способность к возбуждению и распространению в их объеме (заряде) взрывчатых превращений под воздействием внешних факторов, приводящих к аварийным последствиям.

Аварийные последствия характеризуются поражающими факторами взрывчатого превращения (ВП), действующими на окружающую среду: тепловая радиация, бризантное действие, фугасный эффект, экологическое загрязнение среды. Масштабы аварийных последствий определяются массой ЭМ, его удельной теплотой взрывчатого превращения, его составом и составом продуктов взрыва, интенсивностью взрывчатого превращения.

Совокупностью свойств, определяющих В., обладают не только ЭМ (взрывчатые вещества, ракетные топлива, пиротехнические составы) в чистом виде (без оболочек), но и изделия их содержащие, например, боеприпасы, ракетные двигатели, в частности твердотопливные, средства инициирования взрыва (детонации), средства воспламенения (воспламенители, пиропатроны и т.д.) и другие пиротехнические средства.

Аварийные последствия взрыва возможны, если внешнее воздействие по своему уровню превосходит некоторый уровень стойкости (чувствительности) ЭМ к данному воздействию, который складывается из индивидуальных свойств ЭМ, а также свойств оболочки, в которую он заключен. Возможность распространения взрывчатого превращения, его характер (вид ВП), от которого, в конечном счете, зависят и масштабы аварийных последствий, определяется индивидуальными свойствами ЭМ (его взрывчатыми характеристиками), структурой заряда, уровнем внешнего воздействия.

Совокупность свойств ЭМ, определяющих возможность возбуждения и распространения в них взрывчатых превращений, можно подразделить на три группы показателей.

К первой группе относятся показатели чувствительности ЭМ к начальным импульсам: к тепловому воздействию; к механическим воздействиям (низкоскоростной удар, трение, ударный сдвиг, накол и т.д.); к электрическому разряду; чувствительность к импульсу излучения оптического диапазона и т.д.

Эта группа показателей характеризует В. ЭМ преимущественно в условиях их производства и испытаний, а также в условиях утилизации взрывчатых веществ, твердых ракетных топлив (ТРТ), пиротехнических составов (ПТС) и порохов.

Ко второй группе относятся показатели чувствительности ЭМ к воздействию мощных импульсов: к удару быстролетящих тел (пуль, осколков, кумулятивных струй); к мощным лазерным импульсам; к ударным и детонационным волнам.

Эта группа показателей предопределяет В. ЭМ в условиях их эксплуатации и боевого применения. В ряде случаев для оценки В. в условиях эксплуатации важны также и показатели первой группы.

К третьей группе показателей относятся детонационные характеристики, в том числе: детонационная способность, т.е. возможность распространения нормальной детонации в объеме ЭМ; удельная теплота взрыва (в режиме нормальной детонации); скорость детонации; детонационное давление; восприимчивость к детонации; тротиловый эквивалент взрыва (детонации).

Эта группа показателей необходима для оценки максимальной степени аварийных последствий как в условиях производства, так и в условиях эксплуатации, ликвидации и утилизации объектов вооружения и военной техники.

Перечисленные выше свойства ЭМ предопределили проблему обеспечения В. на всех этапах их жизненного цикла от научных исследований (НИР) и опытной отработки (ОКР), до боевого применения и ликвидации ЭМ и изделий их содержащих. Эта проблема сложная и многоаспектная. В ней можно выделить, по крайней мере, четыре аспекта: военно-технический, научный, технологический, экологический.

Военно-технический аспект связан с возможностью поражения объектов вооружения и военной техники сравнительно легкими, портативными и доступными обычными поражающими средствами, как то: стрелковое оружие, ручные и подствольные гранатометы, различного рода мины, фугасы и т.п. Действие таких средств, например, по твердотопливной ракете может привести к катастрофическим последствиям большого масштаба - от выхода из строя отдельных пусковых установок ракеты до уничтожения всего ракетного комплекса и экологической катастрофы регионального масштаба. Очевидно, что военный аспект проблемы обеспечения В. непосредственно связан с обеспечением живучести военных объектов и обеспечением боеготовности войск в целом, в условиях действия обычных средств поражения.

Научный аспект проблемы вытекает из необходимости теоретических и экспериментальных исследований механизма возникновения взрывчатых превращений, характера их распространения в заряде ЭМ, формирования поля взрыва и его параметров при том или ином внешнем воздействии на объекты вооружения и военной техники.

Технологический аспект связан с обеспечением взрывобезопасного производства высокоэнергетических материалов, современных видов боеприпасов, ракетных двигателей, средств пироавтоматики, а также ликвидации объектов вооружения и утилизации ЭМ. Экологический аспект связан с воздействием поля взрыва заряда ЭМ на окружающую среду и выделением при этом токсичных продуктов взрыва (горения).

В условиях мирного времени значительная часть ракет, боеприпасов, различных взрывчатых материалов размещаются в стационарных хранилищах, на арсеналах, базах, складах с вооружением и военной техникой. Объекты, содержащие взрывчатые материалы и изделия, снаряженные ими, являются взрывоопасными. По уровню потенциальной опасности такие объекты подразделяются на три разряда: взрывоопасные, огнеопасные и пожароопасные.

Взрывоопасные объекты подразделяются на категории А и Б. К категории А относятся объекты, возможный взрыв в которых сопровождается разрушением не только данного объекта, но и может вызвать разрушение соседних объектов. К категории Б относятся объекты, возможный взрыв в которых локализуется в самом объекте, а возможное повреждение соседних объектов маловероятны.

Огнеопасные объекты подразделяются на категории В и Г. К категории В относятся объекты, в которых находятся вещества, способные гореть без доступа воздуха и без перехода горения в детонацию. К категории Г относятся: объекты, в которых имеются вещества, способные гореть без доступа воздуха, но их загорание локализуется в самом объекте; объекты, в которых находятся вещества, способные поддерживать горение.

Пожароопасные - это все прочие объекты, не отвечающие приведенным определениям, но в которых возможно возникновение пожара вследствие загорания находящихся в них веществ.

совокупность факторов, обусловливающих возможность образования взрывоопасной среды (ВС) в объеме, превышающем 5% своб. объема помещения, и ее воспламенения. Такими факторами служат горючее в-во, окислитель и источник воспламенения. Понятие В. относится к объектам, в к-рых возможны образование газо-, паро- или пылевоздушной ВС и взрыв, приводящие к их разрушению.

Расчетные характеристики. Максимальный объем ВС (в м ³) для помещений, в к-рых в результате аварии возможно накопление горючих газов, находят по ф-ле:

где с - нижний концентрационный предел воспламенения, г/м ³; G _г - масса горючих газов, к-рые могут попасть в помещение при продолжительности истечения газов до 15 мин, г; k- кратность воздухообмена аварийной вентиляции; -время действия вентиляции, ч; z-коэф., учитывающий объемную долю газа в образовании ВС (принимается равным 0,5-0,7).

Для оценки В. помещений, в к-рых ВС создается при испарении аварийно излившихся горючих жидкостей, определяют время достижения объема ВС, равного 5% объема помещения:

где V _п -своб. объем помещения, м ³; И - коэф., учитывающий влияние на испарение скорости и т-ры воздушного потока; р - давление насыщ. паров жидкости при заданной т-ре, мм рт. ст.; М - мол. масса жидкости; F - пов-сть разлившейся жидкости, м ². Если < 1 ч, помещение взрывоопасно.

Для помещений, в к-рых возможно образование пылевоздушной смеси, объем ВС вычисляют по ф-ле для V ^г _вс.Массу пыли, образующей газовзвесь, определяют по ф-ле:

где G - масса пыли, оседающей в помещении за межуборочный период, г;, -коэф., характеризующие соотв. интенсивность пылеосаждения и пов-сть труднодоступных мест; n - число циклов поступления пыли; К _у - коэф. эффективности пылеуборки, составляющий 0,6-0,9; К _г - коэф., характеризующий содержание горючей пыли в отложениях; G _макс - макс. масса пыли, выбрасываемой из аппарата при аварии, г; G' -масса пыли, поступающей до отключения аппарата, г; -время, прошедшее до момента отключения аппарата (до 15 мин); К _п -коэф., характеризующий содержание пыли в газовзвеси (в зависимости от плотности пыли от 0,1 до 0,5).

Наиб. объективно и универсально оценка допустимого объема ВС, основанная на расчете фактич. взрывной нагрузки при сгорании ВС, м. б. произведена по ф-ле:

где G - миним. масса горючего в-ва, образующего ВС, кг; Т _o-> начальная т-ра,