2. Вражаючі фактори аварій на пожежо- і вибухонебезпечних об’єктах.
До вражаючих факторів аварій на ПВНО ставляться: повітряна ударна хвиля з утворенням осколкових полів, теплове й світлове випромінювання і як наслідок – забруднення повітря у вогнищі поразки чадним газом і ХНР.
Вибухова повітряна ударна хвиля – це область різкого стиску повітря, що у вигляді сферичного шару поширюється в усі сторони з величезною швидкістю. Основними критеріями, що характеризують її руйнуюча й вражаюча дія, є надлишковий тиск у фронті ударної хвилі, тиск швидкісного напору й тривалість дії. Надлишковий тиск у фронті ударної хвилі (∆Рф) – це різниця між максимальним тиском у фронті (Рф) і нормальним атмосферним тиском (Ро) перед фронтом:
(2)
За одиницю надлишкового тиску в системі СВ прийняти Паскаль (Па), внесистемна одиниця – кілограм-сила на квадратний сантиметр (кгс/см2).
Тому що паскаль – одиниця дуже маленька, частіше користуються кілопаскалями (кПа):
1 Па = 1 Н/м2 = 1,02 * 105 кгс/м2;
1 кгс/см 2 = 100 кПа; 1 кПа = 0,01 кгс/см2.
При зустрічі з перешкодою ударна хвиля утворить тиск відбиття, що, взаємодіючи з надлишковим тиском, може збільшити його в 2 і більше рази. Тому вибухи усередині приміщень роблять значно більша руйнуюча дія, чим на відкритій місцевості. Крім надлишкового тиску перешкоди на шляху руху ударної хвилі випробовують динамічні навантаження, створювані потоком повітря, що рухається, – тиск швидкісного напору. Воно виражається в тих же одиницях, що й надлишковий тиск, і може значно перевищувати його. Тривалість дії ударної хвилі прямо залежить від сили вибуху, а вироблені нею руйнування – від тривалості дії надлишкового тиску.
Величина надлишкового тиску й тривалість фази стиску об'ємного вибуху на деякій відстані за зоною вибуху значно вище, ніж при звичайному вибуху.
Вражаюча дія теплового випромінювання у вогнищі поразки визначається величиною теплового потоку – кількості теплової енергії, що проходить через певну площу поверхні, розташованої перпендикулярно напрямку поширення теплової енергії. Одиниці теплового потоку: джоуль на квадратний метр (Дж/м2) – у системі СВ й калорія на квадратний сантиметр (кал/см2) – внесистемна:
1 Дж/м2 = 23,9* 10 -6 кал/см2;
1 кДж/м2 = 0,0239 кал/см2;
1 кал/см2 = 40 кДж/м2.
3. Характер впливу аварії на пожежо- і вибухонебезпечному об'єкті на населення та навколишнє середовище.
При вибуху на ПВНО поразка людей і ушкодження різної ступеня можуть відбуватися як від прямого впливу ударної хвилі, так і побічно – від уламків, що летять, каменів, осколків скла й т.п. Характер і ступінь поразки людей залежать від ступеня їхньої захищеності. При надлишковому тиску травми й контузії людей можуть бути важкими – при тиску 60-100 кПа, середніми – при тиску 40-60 кПа й легенями – при тиску 20-40 кПа.
Важкі травми виражаються сильною контузією, втратою свідомості й численних складних переломів костей; середні – вивихами кінцівок, контузією головного мозку, ушкодженням органів слуху; легені – незабаром минаючими функціональними порушеннями.
Надлишковий тиск, що не перевищує 10 кПа, вважається безпечним для розташованих на відкритій місцевості людей, однак непрямі поразки за рахунок каменів, що летять, і скла можуть спостерігатися навіть при надлишковому тиску 2 кПа.
Летальна дія швидкісного напору при надлишковому тиску понад 10 кПа така, що люди можуть одержувати важкі й смертельні поразки. Вона є визначальна при створенні осколкових полів і нанесенні ушкоджень техніці й різних спорудженнях. При збитковому тиску 35 кПа щільність уламків, що летять, і каменів може досягати 3500 ед. на 1 м2 при швидкості переміщення до 50 м/с. У повітря можуть підніматися уламки вагою кілька сотень кілограмів. При вибуху четвертого реактора Чорнобильської АЕС із його зірвало дах вагою більше 1000 т.
Збиток, заподіюваний ударною хвилею житловим і промисловим будинкам, може носити характер повних руйнувань при Рф більше 50 кПа, сильних – при 50-30, середніх – при 30-20 і слабких – при 20-10 кПа. При повних руйнуваннях валять всі елементи будинку, включаючи несучі конструкції поверхів; при сильних руйнуваннях – несучі конструкції й перекриття верхніх поверхів. У тім і іншому випадку відновлення зруйнованих будинків неможливо. При середніх і слабких руйнуваннях ушкоджені будинки можуть бути відновлені відповідно шляхом капітального й середнього ремонту.
Виникаючі в результаті вибухів пожежі приводять до опіків, а горіння пластмас і деяких синтетичних матеріалів до утворення різних концентрацій хімічно небезпечних речовин (ХНР), ціаністих з'єднань, фосгену, сірководню й ін. Найчастіше на пожежах людей вражають окиси вуглецю (при змісті в повітрі 1% окису вуглецю наступає майже миттєва втрата свідомості й смерть), рідше – ціаністі з'єднання, бензол, окисли азоту, вуглекислота й інші токсичні продукти. До вражаючих факторів пожеж відносять також задимлення, що утрудняє орієнтування, і сильний моральний психологічний ефект.
Вибухи ємностей з газоподібними й зрідженими речовинами, які можуть бути віднесені до категорії ХНР; приводять до забруднення токсичними речовинами повітряних, водних басейнів і значних територій місцевості, а також захворюванням і загибелі людей, тваринних рослин.
Крім того, варто враховувати, що вибухи й пожежі на об'єктах, що мають у виробництві й зберіганні вибухо- і пожежонебезпечних компоненти, становлять серйозну небезпеку не тільки для самих об'єктів, але й для населення, що проживає поблизу об'єктів.
Аварії на ПВНО, пов'язані із сильними вибухами пожежами, можуть привести до важких соціальних і економічних наслідків. Викликаються вони в основному вибухами ємностей і трубопроводів з легкозаймистими й вибухонебезпечними рідинами й газами, коротким замиканням електропроводки, вибухами й загорянням деяких речовин і матеріалів.
Наслідком пожеж при промислових аваріях, як правило, бувають руйнування споруджень через згоряння або деформацію їхніх елементів від високих температур.
Найнебезпечніші пожежі в адміністративних будинках, тому що внутрішні стіни облицьовані панелями з горючого матеріалу, а стельові плити виконані з горючих деревних плит. Часто виникненню загоряння сприяє незадовільна вогнестійкість деревини й інших будівельних матеріалів, особливо пластиків.
Надзвичайно небезпечний у пожежному відношенні застосовуваний при виготовленні меблів поролон, що при горінні виділяє отрутний дим, що містить ціаністі з'єднання. Крім того, в умовах стиснутого виробництва стають небезпечними речовини, що вважаються негорючими. Так, вибухає й горить деревний, вугільний, торф'яний, алюмінієвий, борошняний, зерновий і цукровий пил, також пил бавовни, льону, пеньки, джуту. Самозаймаються такі звичайні хімікати, як скипидар, камфора, барій, пірамідон і багато хто інші.
Аварії на об'єктах нафтогазовидобувної промисловості завжди приносять більші нещастя. Так, звільнений нафтовий або газовий фонтан при запаленні перекидає вогонь на резервуари з нафтою, компресорні установки й нафтопроводи, майстерні, гаражі, житлові будинки й лісові масиви. Бурхливе полум'я палаючого фонтана піднімається величезним смерчем до неба, важкий дим устеляє околиці. Температура усередині такого смерчу настільки велика, що плавляться сталеві бурові вишки й інші конструкції.
Нерідкі пожежі від загоряння пального при перевезеннях. Під час пожеж на залізничному транспорті, як правило, обривають проведення, паралізуючи весь рух.
При плануванні заходів щодо боротьби з аваріями треба враховувати, що вони проходять п'ять фаз:
перша – нагромадження відхилень від нормального процесу;
друга – ініціювання аварії;
третя – розвиток аварії, під час якої виявляється вплив на людей, природне середовище й об'єкти народного господарства;
четверта – проведення рятувальних і інших термінових робіт, локалізація аварії;
п'ята – відновлення життєдіяльності після ліквідації наслідків аварії.