Экспресс-метод оценки осколочного поражения при аварийной разгерметизации оборудования и трубопроводов со сжатым газом

05 май 2016


Рассмотрен вопрос об ожидаемом осколочном поражении человека при авариях на объектах, связанных с обращением сжатого газа. Аналитическими методами найдено решение задачи о дальности разлета фрагментов разрушаемого оборудования. Представлен верифицированный на экспериментальных данных алгоритм, позволяющий оценить поля потенциального поражения от осколочного воздействия.
 
Важный аспект анализа риска аварий на объектах газотранспортной системы (ГТС) — определение зон поражения реципиентов осколками, избыточным давлением (импульсом) первичной и вторичной волн, напорным воздействием струи и тепловым излучением факела или огненного шара. Из перечисленных поражающих факторов особая роль в силу своей специфики (неотвратимость и быстротечность) отводится осколочному и газодинамическим (ударно-волновому от первичной волны и струйному от вынужденной конвективной струи) воздействиям. Указанные воздействия, реализующиеся на начальной стадии любой аварии, выступают в качестве основных поражающих факторов при авариях без возгорания. В статье предложена модель для описания разлета осколков. Необходимость в такой модели возникает при экспресс-анализе поражения человека первичными (фрагменты аварийного элемента) и вторичными (фрагменты разрушенных под газодинамическим воздействием объектов окружения) осколками при моделировании аварии на опасном производственном объекте (ОПО) транспортирования газа, когда численное решение задачи нецелесообразно по причине множественных промежуточных вычислений. Кроме того, некоторые положения методики СТО Газпром 2-2.3-351—2009 требуют уточнения, что и сделано.
 
Приведенные дальше закономерности разлета свойственны как первичным, так и вторичным осколкам. Однако по своему поражающему действию (с учетом специфики формирования) вторичные осколки значительно уступают первичным. В связи с этим при анализе под осколками будут подразумеваться именно первичные осколки.
Основная особенность разлета осколков при авариях на объектах ГТС — неопределенность в начальных условиях задачи. Общепринято положение, в соответствии с которым масса и угол вылета (по отношению к горизонту) осколков носят вероятностный характер, а абсолютное значение начальной скорости осколка детерминировано и определяется по таблице.
Наличие в задаче особенности, связанной с вероятностным характером части параметров, обусловливает необходимость разделения исследования разлета осколков на два этапа. На первом определяют закономерности разлета осколков при детерминированном значении всех параметров, на втором учитывают вероятностный характер начальных условий.
Представлена аналитическая модель расчета разлета осколков при авариях на объектах транспортирования газа, позволяющая алгоритмизировать оценки осколочного воздействия. Апробация указанной модели на имеющихся экспериментальных данных доказывает ее применимость для описания осколочного поражения.
 
Гамера Ю.В., Петрова Ю.Ю.
Статья планируется к публикации в четвёртом номере журнала.
 

Федеральные новости

Региональные новости