Анализ непосредственных причин, приводящих к возникновению начального очага загорания, позволяет расположить их в следующем порядке:

Таким образом, главной причиной возникновения начального очага загорания являются механические воздей­ствия на ЭКМ при импульсных и длительных нагрузках.

Исходя из теории развития взрыва при механическом инициировании, что для конструкторов представляет наи­больший интерес, его схему можно представить следующим образом:

Воздействие начального импульса на ЭКМ в аппарате

Разогрев ЭКМ

Воспламенение

Послойное горение

Разрушение заряда

Конвективное горение

Формирование фронта ударной волны

Инициирование детонации

Распространение детонации

С низкой скоростью    С высокой скоростью

Механическое воздействие продуктов взрыва

Рис 4. Схема механизма развития взрыва в аппарате

Исходя из этой схемы возникновения и развития взрыва, стало возможным определять те этапы, на которых целесообразнее всего выбрать метод борьбы с взрывом применительно к конструкции аппа­рата и протекающим в нем процессам.

Обычные методы определения чувствительности дают представле­ние только о первых трех стадиях этой схемы. Однако в реальных усло­виях взрыв может развиваться и минуя некоторые из этих стадий. Например, разрушение заряда (нарушение его сплошности, резкое увеличение поверхности горения и т. л.) может происходить не всегда; у зарядов высокой плотности процесс разрушения может не перейти во взрыв, а завершиться медленным горением (различие между порохом и бризантным ВВ). Проведенными исследованиями также было установлено, что в ряде случа­ев, особенно для медленно горящих ВВ, основную роль в процессе воз­никновения взрыва играет не воспламенение, а характер развития горе­ния.

Поэтому при конструировании того или иного аппарата важно уста­новить, на каких стадиях переработки ЭКМ может произойти возникно­вение взрыва, и изыскать пути его прерывания. Пути эти могут быть различны. Например, безопасность шнек-пресса для формования зарядов из порохов баллиститного типа дости­гается за счет динамического ослабления его втулки, безопасность кон­тейнеров − за счет использования специального конструкционного ма­териала и т.д.

Известны случаи, когда попытка предотвратить процесс развития взрыва на его последних стадиях приводила к интенсификации его воз­никновения на начальных стадиях. Например, при пневмотранспортировании аммонита применение стеклянных труб, предназначенных для прерывания случайно возникшей детонации, стало причиной воспла­менения и взрыва аэрозоля в результате накопления заряда статическо­го электричества. Следовательно, чтобы выбрать оптимальный способ обеспечения безопасности, необходимо проанализировать весь техно­логический процесс в целом и определить в нем наиболее опасные фазы, а затем решить, как осуществлять защиту.

Главная задача  − не дать про­цессу развития взрыва перейти в конечную стадию, где уже никакие способы защиты не смогут помочь, т.е. необходимо стараться прервать процесс взрыва на возможно более ранней стадии.

В процессе переработки в аппарате ЭКМ подвергается различным механическим воздействиям, интенсивность которых зависит, прежде всего, от конструкции аппарата, его производительности, технологичес­ких характеристик ЭКМ (вязкость, растекаемость. температура, давление и т.д.), т.е. является случайной величиной. При превышении некоторого предела интенсивности может возникнуть очаг загорания.

Знание функции распределения нагрузок, которым подвергается ЭКМ в процессе переработки, с одной стороны, и вероятностей возникнове­ния взрывчатого разложения при механическом нагружении − с другой, дает возможность определить вероятность возникновения начального очага загорания в процессе переработки данного ЭКМ в конкретных ус­ловиях, но до настоящего времени эта задача еще не решена.

Схема развития аварии в аппаратах                Таблица 21

Применительно к проблеме взрывозащиты оборудования рассмотренную принципиальную схему развития взрыва трудно связать с конкретными условиями. Поэтому для использования при проектиро­вании химического оборудования была предложена схема развития ава­рии в укрупненных стадиях развития, зависящих от ряда конкретных условий (табл. 21).

Таким образом, авария развивается по определенным стадиям, ко­торые зависят не только от свойств самого ЭКМ, но н внешних факторов (конструкции аппарата, особенностей технологического процесса и т.д.). В связи с этим для обоснования безопасности производства конкретно­го ЭКМ необходимо знание всего комплекса его взрывчатых свойств в различных физических состояниях и влияния технологических режи­мов на эти свойства.

Принципиальную важность такого подхода можно проиллюстриро­вать примером аварии, имевшей место при производстве лекарствен­ных препаратов, совершенно не имеющих отношения к ЭКМ. В 70−х го­дах в СССР на одном из заводов при изготовлении исходных материа­лов для получения левомицетина произошел взрыв в аппарате нитрова­ния промежуточного продукта. По оценке специалистов, он был эквивалентен 5000 кг тротила. Этот случай явился неожиданностью не только для работников завода, не имевших никакого отношения к ЭКМ, но и для специалистов в области физики взрыва. Для выяснения причин такого необычного явления были проведены специальные исследования, свя­занные не только с проверкой свойств конечного продукта, но был про­веден тщательный анализ оборудования и технологического процесса.

 В результате этого анализа было установлено, что при определенных сочетаниях промежуточных технологических продуктов на коротком технологическом отрезке времени может образоваться взрывоопасная смесь, которая при определенном сочетании неблагоприятных факто­ров может привести к аварийной ситуации. Установление причины по­зволило внести соответствующие изменения в конструкцию аппарата и в технологические режимы переработки, что обеспечило высокую сте­пень безопасности этого производства.

 На этом примере выпукло показана необходимость знания комплекса взрывчатых свойств не только конечной продукции, но и полуфабрикатов, образующихся в про­цессе технологической переработки.