Среди различных объектов техносферы значительную долю составляют объекты химического профиля или химические объекты, на которых хранится и перерабатываются различные химические вещества[1].

Химические вещества при своей пользе и необходимости таят в себе значительные опасности для людей и окружающей среды. Многие из них обладают токсичностью, и их воздействие на живые организмы может приводить к поражению различной степени тяжести, в том числе и к летальным исходам. Химические вещества, используемые в промышленности, к тому же огнеопасны, а смеси образованные на их основе, способны взрываться [2]. Взрывы облаков горючих смесей (далее - ГС) углеводородных продуктов нефте- и газохимии, а также некоторых химических веществ относятся к объемным взрывам, основным поражающим фактором которых является избыточное давление в волне сжатия, приводящее к повреждениям различной степени тяжести у человека и разрушению конструкций. Все это предопределяет опасность объектов техносферы, где обращаются химические вещества.

Анализ взрывов ГС показывает, что большинство из них представляет собой последовательность промежуточных стадий, каждая из которых обусловлена несовершенством технических средств или ошибочными действиями персонала. Такой анализ в сочетании с математической обработкой имеющихся статистических данных дает возможность выделить наиболее характерные опасности химических производств:

- образование взрывоопасного облака ГС над территорией предприятия и близлежащих жилых районов, а также в объеме производственных помещений;

- образование взрывоопасных парогазовых смесей в аппаратуре и инициирование объемно-детонирующего взрыва их внутренними источниками воспламенения;

- образование жидких или твердых взрывоопасных продуктов и накопление их в аппаратуре, а также инициирование взрыва внутренними источниками воспламенения;

- образование взрывоопасных пылевоздушных смесей в производственных помещениях и в аппаратуре и инициирование объемно-детонирующего взрыва внешними и внутренними источниками воспламенения;

- проявление внешних источников воспламенения, инициирование объемно-детонирующего взрыва парогазовых и жидкостных технологических выбросов [3, 4].

Взрывоопасность химического производства определяется не только объемами и свойствами обращающихся веществ, но в значительной мере характером и особенностями технологических процессов.

Как известно, явление взрыва представляет собой процесс быстрого физического или химического превращения системы, который сопровождается переходом содержащейся в ней потенциальной энергии в механическую работу, обусловленную быстрым расширением газов или паров, независимо от того, существовали ли они до взрыва или образовались во время взрыва. Газообразные продукты взрыва из-за большой скорости протекания химической реакции занимают в начальный момент времени объем самого взрывчатого вещества, которое, как правило, находится в сильно сжатом состоянии, в результате чего в месте взрыва резко повышается давление, которое является непосредственной причиной разрушительного действия взрыва [5].

В ходе теоретических и экспериментальных исследований было установлено [6], что объемно-детонирующий взрыв возникает в смесях воздуха и некоторых окисляющихся веществ в виде пыли, газовых смесей, аэрозоля или пара.

В связи с этим проведение научных исследований по созданию средств и систем, предотвращающих возникновение объемно-детонирующих взрывов, является актуальной задачей.

Анализ технологических процессов на ХОО показывает, что для предотвращения возникновения взрыва разработан комплекс конструктивных и профилактических мероприятий, предполагающих, главным образом:

1) исключение возможности образования взрывоопасных смесей, воспламенения горючих газов, пылей и паров горючих жидкостей;

2) снижение уровня опасных концентраций с помощью систем вентиляции, продува и разбавления газовых сред в целях вывода состава смеси за пределы возможного воспламенения.

Предусматриваются также меры, не допускающие взрывоопасное исполнение агрегатов, двигателей, электросистем и других технических устройств. В тех случаях, когда указанных мер недостаточно, применяют способы нейтрализации пожаро- и взрывоопасной среды путем введения нейтральных газов и другие профилактические приемы и методы [7].

Существуют, однако, такие специфические устройства и такие виды производства, где применение конструктивных и профилактических мер не позволяет полностью исключить опасность возникновения взрыва. Особые условия ведения технологических процессов при вынужденном форсировании их параметров, возможность возникновения взрыва требует применения активных способов взрывозащиты. К таким способам относятся внедрение автоматизированной информационно-управляющей системы на основе высокочувствительных датчиков газового контроля и быстродействующих газогенерирующих средств (АИС), обеспечивающей принятие оперативных решений при обнаружении опасной концентрации АХОВ на этапе зарождения газовыделения, а при неконтролируемом выходе АХОВ снижение концентрации парогазовоздушной смеси до безопасного уровня.

Возможность широкого внедрения таких систем обусловлена большими достижениями отечественной науки в области точной механики и полупроводниковой техники и современной химии, позволяющими создавать высокочувствительные датчики температуры, давления, излучения, а также высокоэффективные ингибиторы и флегматизаторы горения.

Обеспечение высокой эффективности ингибирования и оперативной доставки аэрозольгазового средства в очаг развития пожара или взрыва, достигается за счет автоматизации технологического процесса и в целом позволяет ликвидировать в начальный период развитие взрывного явления.

Список литературы

1. Анализ риска и проблем безопасности. В 4-х частях.// Ч.2. Безопасность гражданского и оборонного комплексов и управление рисками: Научн. Руковод. К.В. Фролов – М.: МГФ «Знание», 2006.-752 с.
2. Горский В.Г., Моткин Г.А., Петрунин В.А., Терещенко Г.Ф., Шаталов А.А., Швецова-Шиловская Т.Н.// Научно-методические аспекты анализа аварийного риска. М.: Экономика и информатика, 2002. 260 с.
3. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение - М.: Химия, 1991.
4. Бесчастнов М.В. Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов. - М.: Химия, 1983. - 472 с.
5. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. Пер.с англ. Под ред. К.И. Щелкина, А.А. Борисова - М.: Мир, 1968.- 592 с.
6. Таубкин И.С. Классификация веществ по их способности к взрывчатому превращению // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. – 1997. - №11. – С. 33-53.
7. Навацкий А.А., Бабуров В.П., Бабурин В.В. Производственная и пожарная автоматика. Ч. 1. Производственная автоматика для предупреждения пожаров и взрывов. Пожарная сигнализация: Учебник / Научн. ред. канд. техн. наук, доц. А.А. Навацкий. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. -335 с.