Оценка устойчивости работы объекта к воздействию ударной волны ядерного взрыва

1) Определяем максимальное значение избыточного давления, ожидаемого на территории предприятия. Для этого находим минимальное расстояние до возможного центра взрыва:

км

Затем по приложению 1 находим избыточное давление ΔP_ф на расстоянии 4,0 км для боеприпаса мощностью 500 кт при наземном взрыве (менее благоприятном). Так как необходимого значения расстояния в таблице нет, производим расчет изменения избыточного давления с помощью интерполяции:

R_x1 = 3.6 км ∆Р_ф1 = 40 кПа

R_x2 = 4.4 км ∆Р_ф2 = 30 кПа

кПа

Это давление является максимальным ожидаемым на объекте.

2) Выделяем основные элементы сборочного цеха, от которых зависит функционирование объекта и необходимый выпуск продукции, и определяем их характеристики. Основными элементами цеха являются: здания, в технологическом оборудовании – мостовые краны и станки, электросеть и трубопроводы. Их характеристики берём из исходных данных и записываем в сводную таблицу результатов оценки (таблица 2.1).

3) По приложению 2 находим для каждого элемента цеха избыточные давления, вызывающие слабые, средние, сильные и полные разрушения. Так, здание цеха с указанными характеристиками получит слабые разрушения при избыточных давлениях 20-30 кПа, средние – 30-40 кПа, сильные – 40-50 кПа, полные – 50-70 кПа. Эти данные отражаем в таблице по шкале избыточных давлений условными знаками.

Аналогично определяем и вносим в таблицу данные по всем другим элементам цеха.

4) Находим предел устойчивости каждого элемента цеха – избыточное давление, вызывающее средние разрушения. Здание цеха имеет предел устойчивости к ударной волне 30 кПа, краны и крановое оборудование – 30 кПа, масляные выключатели – 20 кПа, электродвигатели мощностью до 2 кВт (открытые) – 40 кПа, электродвигатели мощностью до 2 кВт (герметичные) – 50 кПа, подъёмно-транспортное оборудование – 50 кПа, контрольно-измерительные приборы – 10 кПа, магнитные пускатели – 30 кПа, электросеть – 30 кПа, трубопроводы – 30 кПа.

5) Определяем предел устойчивости цеха в целом по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав элементов. Сопоставляя пределы устойчивости всех элементов цеха, находим, что предел устойчивости сборочного цеха ΔP_{ф lim} = 10 кПа.

6) Определяем степень разрушения элементов цеха при ожидаемом максимальном избыточном давлении.

Результаты оценки устойчивости элементов цеха и степени их разрушения приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты оценки устойчивости элементов сборочного цеха к воздействию ударной волны ядерного взрыва

Для полного представления возможной обстановки на объекте и в районе его расположения целесообразно нанести на план местности границы зон разрушений в очаге ядерного поражения при заданной мощности боеприпаса.

Положение зон возможных разрушений в возможном очаге ядерного поражения показано на схеме 2 (приложение А, поражения с центром на расстоянии R_x = 4 км от объекта при наземном взрыве мощностью 500 кт). Приняты следующие обозначения радиусов зон разрушений:

R_сл = 9 км – радиус внешней границы зоны слабых разрушений;

R_ср = 5.5 км – радиус внешней границы зоны средних разрушений;

R_сил = 4.4 км – радиус внешней границы зоны сильных разрушений;

R_полн = 3.2 км – радиус внешней границы зоны полных разрушений;

ВЫВОДЫ:

1) Сборочный цех может оказаться в зоне сильных разрушений очага ядерного взрыва с вероятным максимальным избыточным давлением во фронте ударной волны 35 кПа, а предел устойчивости сборочного цеха к ударной волне – 10 кПа, что меньше ΔР_{ф max} , а, следовательно, цех неустойчив к ударной волне. Наиболее слабый элемент цеха – контрольно-измерительные приборы.

2) Устанавливаем степень разрушения здания цеха от ударной волны при ожидаемом максимальном избыточном давлении по приложению 2. При ожидаемом на объекте максимальном избыточном давлении ударной волны 35 кПа здание сборочного цеха может получить средние разрушения (разрушится кровля, перегородки, а также часть оборудования, повредятся подъёмно-транспортные механизмы. Восстановление будет возможно при капитальном восстановительном ремонте с использованием сохранившихся основных конструкций и оборудования).

3) Так как ожидаемое на объекте максимальное избыточное давление ударной волны 35 кПа, а пределы устойчивости большинства элементов цеха равны 30 кПа, то целесообразно повысить предел устойчивости сборочного цеха до 35 кПа.

4) Для повышения устойчивости сборочного цеха к ударной волне необходимо: повысить устойчивость здания цеха устройством контрфорсов, подкосов, дополнительных рамных конструкций, кабельную электросеть и воздуховоды проложить под землёй, уязвимые узлы кранов и кранового оборудования закрыть защитными кожухами, установить дополнительные колонны кранов.