В производстве в большом количестве используются приборы, аппараты, технологические процессы, содержащие вещества, способные при определенных условиях образовывать взрывоопасную среду.
Быстрое изотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу, - называется «химическим» взрывом.
Взрыв или возгорание газообразных или смешанных горючих химических веществ наступает при определенном содержании этих веществ в воздухе (верхние и нижние концентрации взрываемости – Принцип Л-Шателя), что приводит к разрушению и повреждению зданий и сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов. На производстве при взрыве газовоздушной, паровоздушной смеси или пыли образуется ударная волна. Степень разрушения строительных конструкций, оборудования, машин и коммуникаций, а также поражение людей зависит от избыточного давления во фронте ударной волны ∆Рф (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом).
Расчеты оценки действия взрыва горючих химических газов и жидкостей сводятся к определению избыточного давления во фронте ударной волны (∆Рф) при взрыве газовоздушной смеси на определенном расстоянии (R) от емкости, в которой хранится определенное количество (Q) взрывоопасной смеси.
Для ориентировочного определения избыточного ∆Рф, кПа, давления ударной волны пользуются эмпирическими формулами:
При К< 2
(6.1.)
При К > 2
(6.2.)
где К – эмпирический коэффициент, зависящий от R, Q, и определяемый по формуле:
(6.3.)
Максимальные значения избыточного давления во фронте ударной волны составляют при взрыве газовоздушной смеси 800 кПа, пылей - 700 кПа, паровоздушной смеси - 100 - 200 кПа. Если принять во внимание, что в производственных условиях взрывы, как правило, происходят в замкнутом помещении, то полное избыточное давление формируется за счет процессов отражения механической волны от стен и составляет величину в 5-6 раз большую избыточного давления, возникшего при взрыве.