Наиболее неустойчивым элементом ОНХ к воздействию ударной волны является здание цеха, оборудование и КЭС объекта имеют предел устойчивости больший, чем здание цеха, однако недостаточный, чтобы выдержать максимальное вероятное избыточное давление ударной волны, которое ожидается на объекте при ядерном взрыве мощностью 50 кт.
Следовательно, необходимо повысить предел устойчивости элементов ОНХ до уровня, который бы позволил выдержать избыточное давление ударной волны в 30 кПа. Для этого необходимо сделать следующее:
1. Повысить устойчивости здания цеха путем установки более прочного металлического каркаса, установки более прочных рам для дверей и окон, уменьшение пролета несущих конструкций, а также укрепление стен здания более прочными материалами.
2. Для повышения устойчивости станков к воздействию ударной волны целесообразно обеспечить их жесткую фиксацию на прочном фундаменте, располагать оборудование за прочными элементами здания и сооружений на вероятном направлении действия ударной волны, для кранов и кранового оборудования необходимо обеспечить дополнительные точки фиксации и крепления. Также необходимо устанавливать контрфорсы, повышающие устойчивость оборудования к действию скоростного напора ударной волны.
3. Для повышения устойчивости КЭС наземные трубопроводы и кабельные электросети следует поместить под землю. Также возможно укрепление трубопроводов путем установки на них дополнительных ребер жесткости, упрочняющих хомутов; кабельные электросети могут быть укреплены за счет укладки их внутри труб, а также за счет применение бронированных кабелей.
В результате ядерного взрыва мощность 50 кт на объекте народного хозяйства ожидаются следующие разрушения:
1. В здании возможны значительные деформации несущих конструкций, разрушение перекрытий, трещины и частичные разрушения стен. Восстановление здания возможно, однако сводится по существу к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций.
2. В станках возможно повреждение шестерен и передаточных механизмов, обрыв маховиков и рычагов управления, разрыв приводных ремней. На кранах и крановом оборудовании возможна деформация внешних конструкций, кабин, повреждение наружного оборудования. Восстановление возможно посредством капитального ремонта и замены поврежденных узлов и деталей.
3. На трубопроводах возможно частичное повреждение стыков труб; на кабельных энергетических сетях возможно в отдельных местах частичное нарушение изоляции и разрывы на отдельных соединениях. При восстановлении КЭС необходимо заменить поврежденные элементы.
Оценка устойчивости ОНХ к световому излучению заключается в определении пожарной обстановки на объекте народного хозяйства.
Предел устойчивости - это минимальный световой импульс, при котором воспламеняются здания, сооружения, материалы объекта и возникают пожары.
Результаты оценки устойчивости основных элементов ОНХ представим в виде следующей таблицы:
Таблица 4.1 - Результаты оценки устойчивости основных элементов сборочного цеха к воздействию светового излучения.
| Объект, элемент объекта | Степень огнестойкости здания | Категория пожарной опасности объекта | Возгораемые элементы (материалы) в здании и их характеристики | Световой импульс, вызывающий воспламенение сгораемых элементов здания, кДж/м² | Предел устойчивости здания к световому излучению, кДж/м² | Разрушение зданий при ∆Рф max | Зона пожаров, в которой может оказаться объект |
| Сборочный цех Здание: одноэтажное, с легким металлическим каркасом. Предел огнестойкости стен - 2,5 ч. В технологии производства применяется керосин и минеральное масло | II | Б | кровля: шифер дверь и оконные переплеты: деревянные неокрашенные шторы: хлопчатобумажные | 918 613 305 | 305 | Сильное | Зона отдельных пожаров |
Как свидетельствуют данные, приведенные таблице 4.1, предел устойчивости ОНХ к световому излучению составляет 305 кДж/м², что меньше максимального значения светового импульса, которое составляет 320 кДж/м². Следовательно, объект, который попадает в зону отдельных пожаров, не устойчив к воздействию светового излучения.
Однако, как видно из таблицы 4.1, большинство элементов ОНХ (кровля, дверь и оконные переплеты) являются устойчивыми к воздействию светового излучения ядерного взрыва, от световой вспышки могут загореться только хлопчатобумажные шторы, используемые на объекте. Следовательно, для повышения устойчивости объекта к воздействию светового излучения необходимо заменить хлопчатобумажные шторы на материал, имеющий более высокий предел воспламенения.
Суть оценки устойчивости ОНХ к воздействию радиоактивного заражения (РЗ) и проникающей радиации (ПР) заключается в выяснении степени опасности радиоактивного поражения людей в условиях производства и в убежищах объекта.
Предел устойчивости - это допустимая доза радиации, которую могут получить люди в условиях РЗ и ПР.
Результаты оценки устойчивости ОНХ к воздействию радиоактивного заражения и проникающей радиации представим в виде следующей таблицы:
Таблица 5.1 - Результаты оценки устойчивости сборочного цеха к воздействию радиоактивного заражения и проникающей радиации.
| Элемент цеха | Характеристика зданий и сооружений | Коэффициент ослабления, Косл | Доза излучения, Р | Материалы и аппаратура, чувствительные к радиации, и степень их повреждения | Предел устойчивости в условиях РЗ или ПР, Р/ч или Р | ||
| от ПР | от РЗ | при ПР | при РЗ | ||||
| Здание сборочного цеха | Одноэтажное, с легким металлическим каркасом, промышленное | 5 | 7 | нет | |||
| Убежище | отдельно стоящее в районе застройки перекрытие: бетон 57 см грунт 24 см | 330 | 15968 | нет | |||
Рассчитаем коэффициенты ослабления убежища при:
радиационном заражении Косл = 2×257/5,7×224/8,1 ≈ 15968
проникающей радиации Косл = 2×257/10×224/14,4 ≈ 330
Теперь определил дозу радиации, которую может получить персонал объекта в условиях РЗ:
время начала работы в условиях РЗ (tвып = 1 час): tн = 2/50+1 = 1,04 ч;
время окончания работы: tк = 1+8 = 9 ч;
максимальный уровень радиации на 1 час после взрыва: P1=5000 Р/ч;
доза радиации, которую может получить персонал объекта, находящийся в здании цеха: Дзд.РЗ = 5×5000×(1,04-0,2-9-0,2)/7 ≈ 1242 Р;
доза радиации, которую может получить персонал объекта, находящийся в убежище: Дуб.РЗ = 5×5000×(1,04-0,2-9-0,2)/15968 ≈ 0,545 Р;
Определил дозу радиации, которую может получить персонал объекта в условиях ПР:
доза проникающей радиации, которую может получить персонал объекта, находящийся в здании цеха: Дзд.ПР = 60/5 = 12 Р;
доза проникающей радиации, которую может получить персонал объекта, находящийся в убежище: Дуб.ПР = 60/330 ≈ 0,1818 Р;
Определим предел устойчивости работы объекта в условиях радиоактивного заражения, то есть то предельное значение уровня радиации на объекте, до которого возможна его работа в обычном режиме:
Р1 пред = 20×7/(5×(1,04-0,2-9-0,2)) ≈ 80 Р/ч.
Так как предел устойчивости ОНХ составляет 80 Р/ч, а максимальное значение уровня радиационного заражения составляет 5000 Р/ч, то данный объект не устойчив к воздействию радиоактивного заражения. Следовательно, нормальная работа цеха в условиях радиационного заражения не возможна.
На ОНХ не имеется материалов или оборудования воздействие радиационного заражения или проникающей радиации могло бы вывести их из строя.
По результатом оценки радиационной обстановки на объекте можно сделать следующие выводы:
1. Объект находится в зоне чрезвычайно опасного радиоактивного заражения (см. приложение 1), вероятный максимальный уровень радиационного заражения на объекте через 1 час после взрыва может составить 5000 Р, величина проникающей радиации - 60 Р;
2. Сборочный цех не устойчив к воздействию радиационного заражения, стены и конструкции объекта не понижают уровень радиационного заражения до уровня, который бы позволил продолжить нормальную работу на ОНХ в течении установленного времени рабочей смены (8 часов). Величина дозы радиации, которую может получить персонал объекта, находящийся в здании цеха составит 1242 Р, что на много превышает допустимую дозу и может привести к лучевой болезни чрезвычайно тяжелой степени. Предел устойчивости работы ОНХ в условиях радиационного заражения составляет 80 Р/ч, что, как отмечалось ранее, на много ниже ожидаемой величины радиационного заражения.