3 Оценка устойчивости работы объекта к воздействию ударной волны ядерного взрыва

Исходные данные: расстояние от центра города до цеха R_Г =6,1 км; ожидаемая мощность боеприпаса q=500 кт; вероятное максимальное отклонение ядерного боеприпаса от точки прицеливания (центра города) r_отк = 0,7 км; направление (азимут) на объект относительно центра города В=45°; объект – сборочный цех; взрыв наземный.

Описание цеха. Сборочный цех – производит сборку станков-автоматов.

Здание – массивное с металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью 25-50 тонн; кровля – черепица красная; пол – бетонный; двери и окна – деревянные, окрашены в темный цвет.

Технологическое оборудование:

• мостовые 25 тонные краны;

• подъемно-транспортное оборудование;

• масляные выключатели;

• магнитные пускатели;

• электродвигатели мощностью до 2 кВт, открытые;

• электродвигатели мощностью до 2 кВт, герметические;

• контрольно-измерительные приборы.

Электроснабжение – кабельные наземные линии.

Трубопроводы – на железобетонных эстакадах.

Последовательность расчёта

1. Определяется максимальное значение избыточного давления, ожидаемого на территории машиностроительного завода. Для этого находится вероятное минимальное расстояние от возможного центра взрыва до машиностроительного завода, км:

2. По приложению 1 [1] находится значение избыточного давления на расстоянии 5,4 км для боеприпаса мощностью 500 кт при наземном взрыве:

для расстояния 4,4 км -

для расстояния 5,5 км -

для расстояния 5,4 км:

Это давление является максимальным ожидаемым на объекте.

3. Выделяются основные элементы сборочного цеха и определяются их характеристики (из исходных данных) и записываются в табл. 3.1.

4. По приложению 2 [1] находятся для каждого элемента цеха избыточные давления, которые вызывают слабые, средние, сильные и полные разрушения. Эти данные отображаются в табл. 3.1.

5. Определяется предел устойчивости каждого элемента цеха – пределом считается минимальное значение для средних разрушений, если средние не указаны, то максимальные значения для слабых разрушений.

6. Определяется предел устойчивости цеха в целом по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав элементов. Сопоставляем пределы устойчивости сборочного цеха:

7. Определяются по отдельной методике степени разрушения элементов цеха при ожидаемом максимальном избыточном давлении и возможный ущерб (процент выхода из строя производственных площадей и оборудования). При ΔР_ф.max= 20,91 кПа в сборочном цехе средние разрушения получат масляные выключатели, сильные разрушения - контрольно-измерительные приборы. При этом выходит из строя 10% технологического оборудования.

Таблица 3.1 – Результаты оценки устойчивости сборочного цеха к воздействию ударной волны

8. Выводы: сборочный цех может оказаться на внешней границе зоны средних разрушений очага ядерного поражения с вероятным максимальным избыточным давлением ударной волны ΔР_ф.max= 20,91 кПа.

Поскольку предел устойчивости сборочного цеха к воздействию ударной волны 10 кПа, что меньше ΔР_ф.max , цех не устойчив к воздействию ударной волны.

Возможный ущерб при максимальном избыточном давлении ударной волны, ожидаемом на объекте, приведет к сокращению производства на 10%.

Наиболее слабый элемент цеха – контрольно-измерительные приборы.

Для повышения устойчивости сборочного цеха к ударной волне необходимо: повысить устойчивость контрольно-измерительных приборов путем установки их в наиболее неуязвимых местах цеха:

- в местах расположенных в противоположной стороне относительно вероятного нанесения ядерного удара;

- за громоздким оборудованием имеющем больший придел устойчивости;

- между оконными проемами;

- возле капитальных стен;

- установить дополнительные ограждения которые должны снизить влияние максимальное избыточное давление ударной волны ΔР_ф.max .

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 разрушений в очаге ядерного поражения при наземном взрыве определяется по значениям избыточных давлений ударной волны при мощности боеприпаса 500 кт:

зона полных разрушений (50 кПа) – 3,2 км

зона сильных разрушений (30…50 кПа) – 3,2…4,4 км

зона средних разрушений (20…30 кПа) – 4,4..5,5 км

зона слабых разрушений (10…20 кПа) – 5,5..9 км.

Положение зон разрушений в очаге ядерного поражения при наземном взрыве для данного предприятия изображено на рис. 3.1.