Читать книгу: «Оценка эффективности систем обеспечения безопасности», страница 4

1.3.1. Анализ характеристик термических нерегламентированных воздействий

Объекты могут подвергаться термическим воздействиям в результате различных пожаров, поражающих воздействий и др.

Результаты термических воздействий при пожарах зависят от уровня тепловых воздействий на объект, особенностей конкретного объекта, его состояния, использования ТСОБ. Например, наличие механических повреждений, трещин и т. п. может значительно влиять на характер пожара транспортного средства.

Уровень теплового воздействия на объект зависит от температуры источника и среды распространения тепла, расстояния до источника, продолжительности передачи тепла, теплозащитных свойств [25].

Пожары можно разделить на:

а) внутренние:

– пожары транспортных средств;

– пожары в замкнутых помещениях.

б) внешние:

– лесные, степные, торфяные и прочие природные пожары;

– техногенные пожары вследствие разлития или разброса горючих материалов (нефти, топлива и пр.) и др.

Внутренние пожары характеризуются относительной изоляцией очага горения от внешней среды, внешние – незамкнутым объемом пожара и интенсивным теплогазообменом с окружающей средой.

Основными параметрами внутренних пожаров являются длительность, среднеобъемная температура, состояние газовой среды, внешних – длительность, температура в очаге (факела) и интенсивность теплообмена. По характеру термических воздействий пожары можно разделить на интенсивные и неинтенсивные, высокотемпературные и низкотемпературные.

Оценка термических НРВ на объект базируется на определении времени достижения пороговых температур на критических узлах.

При нагреве могут иметь место физические процессы, способные приводить к выходу из строя элементов объекта. К таким процессам относятся термодеструкция, «вырождение» теплофизических свойств при длительных медленных нагревах, частичное разложение компонентов и др. Качественная оценка низкотемпературных воздействий связана с определением времени наступления необратимых изменений в элементах объекта применительно к определению уровня тепловых воздействий.

1.3.2. Анализ характеристик механических нерегламентированных воздействий

Нерегламентированные механические воздействия на объект приводят к следующим последствиям:

– повреждениям;

– деформациям.

Механические воздействия по динамике и характеру воздействия можно разделить на динамические (перегрузки, вибрации, пробития, прострелы и пр.) и статические (сдавливающие нагрузки, механические моменты и др.) [18].

Важнейшей характеристикой, по которой оцениваются динамические механические воздействия, является перегрузка на элементах объекта. Наиболее значительные перегрузки на элементах объекта реализуются при ударах в результате транспортных аварий и, например, падений с высоты транспортных средств.

а) Анализ механических НРВ аварий на транспорте.

Модели транспортных аварий, задаваемые скоростью столкновения, скоростью и высотой опрокидывания, сводятся, в конечном итоге, к удару транспортных средств о ту или иную преграду. Механические НРВ при этом определяется ударными перегрузками.

При транспортных авариях значительная часть энергии удара транспортного средства о препятствие расходуется на деформацию транспортного средства.

При столкновении и опрокидывании (сходе с рельсов) железнодорожных сцепок и автотранспорта перегрузки составляют десятки единиц. При опрокидывании транспортных средств имеют место перегрузки, немногим меньшие, чем при столкновении.

При транспортных авариях объект может получить значительные механические повреждения.

При условии движения с предельными скоростями [4], установленными на транспорте, и характеристиками транспортных средств, возможны следующие скорости столкновений транспортных средств: корабль-корабль – до 110 км/ч; автотранспорт – до 120 км/ч; железнодорожный – до 240 км/ч.

Имеющиеся экспериментальные данные по моделированию автомобильных и железнодорожных аварий показывают, что перегрузки, фактически реализующиеся на транспортных средствах, находятся в пределах запаса конструкционной прочности, однако столкновения и опрокидывания транспортных средств могут сопровождаться механическим повреждением.

б) Анализ механических НРВ при падении.

При падении с различных высот на различные подстилающие поверхности значения перегрузок на корпусе составляют [4]:

– при падении с высот 1,5…3 м – в пределах сотен ед.;

– значения перегрузок при падении с высоты 10 м – в пределах нескольких тысяч единиц.

Однако, могут быть реализованы значительно большие высоты падения – до 15 м. Например, при падении на твердые подстилающие поверхности с железнодорожной платформы, с моста, в различных условиях. При этом скорость соударения будет превышать 17 м/с.

Длительности импульсов перегрузки при падениях составляют единицы… доли мс и зависит от жесткости удара.

в) Анализ механических НРВ при глубоководном затоплении.

Значительную опасность при затоплении представляет гидростатическое давление, которое может привести к разрушению конструкции в результате гидроудара.

Привести обобщенные данные по результатам действия ударных нагрузок на объект при инцидентах не представляется возможным вследствие большого различия конструкций и условий воздействия.

Из анализа видно, что уровни ударных нагрузок при транспортных авариях существенно ниже по сравнению с падением с высоты на твердую подстилающую поверхность (бетон).