Правила устройства предприятий по изготовлению порохов, твердых ракетных топлив, ВВ, пиротехничес­ких средств и составов, средств инициирования и из­делий военной техники на их основе состоят из пяти раз­делов и приложений к ним:

1 раздел: Общая часть.

2 раздел: Устройство предприятий.

3 раздел: Организация производственных процессов.

4 раздел: Здания и сооружения.

5 раздел: Инженерное оборудование зданий.

Приложения.

В общей части правил указано где, в каких про­изводствах, НИИ, испытательных станциях применя­ются эти правила, для каких организаций они явля­ются обязательными при проектировании и строи­тельстве.

В разделе "Устройство предприятий", описаны об­щие условия размещения предприятий, уровни защиты зданий и сооружений. В последующих главах изложе­ны мероприятия гражданской обороны и устойчивость работы предприятий; дана классификация работ по степени опасности; приведены расчетные загрузки зданий взрывоопасной продукцией, организация тер­ритории предприятия, разделительные расстояния, за­щитные устройства зданий и сооружений; описаны охрана предприятия; пути сообщения и транспорт; теплоснабжение, водоснабжение и канализация, внешние электрические устройства.

В разделе "Организация производственных процессов" изложены особые требования к организации произ­водств, требования к хранению взрыво- и огнеопасных веществ и изделий, автоматизации производственных процессов.

В разделе "Здания и сооружения" изложены требова­ния к производственным зданиям, складским зданиям, административным и бытовым, транспортно-техническим и пешеходным сооружениям, сооружениям для проведения испытаний и т.п.

В разделе "Инженерное оборудование зданий" приведены требования к отоплению и вентиляции, технологическому теплоснабжению зданий, к системам автоматической противопожарной защиты и электротехни­ческим устройствам.

Помимо правил устройства предприятия обязаны  руководствоваться общегосударственными правилами и нормами в них не вошедшими. Это СНИП и другие общегосударственные нормативы в области транспор­та, энергетики и т.п.

Нет необходимости в толковании всех глав правил устройства, они написаны доступным техническим языком и не представляют трудности для понимания и усвоения. Остановимся на фундаментальном элемен­те, который лежит в основе важнейших разделов пра­вил.

Тротиловый эквивалент (α)

Коэффициент α характеризует энергию взрывчатого превращения химического вещества по сравнению с ТНТ (тринитротолуолом).

Это понятие фундаментальное, потому что на его основе осуществляются все расчеты: по загрузкам зда­ний, складов, определению расстояний между производственными зданиями, расстояния до администра­тивных, бытовых, городских зданий и жилья.

Коэффициент α в каждом случае получается из эксперимента. Ниже приводятся некоторые величины α, для порохов и СТРТ. (Табл. 21) 

Тротиловый эквивалент (α) входит составной частью в формулы расчета загрузок и расстояний. Ниже при­водится формула расчета внутренних и внешних допу­стимых расстояний: , где К − коэффициент, учитывающий допустимый ущерб; Р − предельная загрузка здания порохом или СТРТ.

Тротиловый эквивалент порохов и СТРТ               Таблица 21.

В табл. 22 и 23 представлены формулы расчета бе­зопасных расстояний для различных вариантов зда­ний.

В США пользуются несколько видоизмененной формулой (документ МО США ДОД−4145−26−11)          

                                                  (9)

где S − безопасное расстояние в футах (30,48 см); N − коэффициент; W − загрузка в фунтах (0,45 кг).

Безопасные расстояния для различных производственных зданий

             Таблица 22.

Уровень защиты	Пассивное здание	Активное здание категории
		А		Б	В
		Обвалованное	Без защитных устройств	Без защитных устройств
УЗ−1	Без защитных устройств				50м
	Обвалованное				50м
УЗ−2	Без защитных устройств				50−35м
	Обвалованное				50−35м
−	Застройка города		−	Расстояние от огнеопасного здания

Сравнительные допустимые расстояния по правилам России и США для активного здания, обвалованного категории А, при загрузке СТРТ 50 т

                                Таблица 23

α	Безопасное расстояние, м
	до обвалованных зданий	до необвалованных зданий	по формуле ДОД США где N = 24
1	492	604	352
0,4	311	382	260
0,25	246	302	220

Сравнение внутренних допустимых расстояний (см. табл. 23) по правилам, принятым в России (ПУП) и в США (ДОД−4145−26−11), показывает, что требования правил России существенно жестче.

Классификация производств по степени их опасности

Указанной классификации предшествовала большая исследовательская работа по изучению взрывчатых свойств порохов и, так называемым, "переходным" процессам. Поводом для глубокого изучения обозна­ченных свойств порохов явилась крупнейшая авария в 1959 году, когда воспламенение баллиститной поро­ховой массы в формующем прессе перешло к загора­нию ее в раструбе, а затем горение перешло в детона­цию. Это был первый в истории баллиститных порохов случай их детонации, с нехарактерными для порохо­вых производств разрушительными последствиями.

Этот случай обратил на себя внимание крупных ученых того времени А.С. Бакаева, К.К. Андреева, М.И. Воротового, Б.П. Жукова. Обеспокоено этой ава­рией было и правительство нашей страны. В НИИ от­расли, в учебных и академических институтах в корот­кий срок были проведены исследования, которые поз­волили построить научно обоснованную технологию производства и выработать научно обоснованные пра­вила устройства по классификации производств, для производства крупногабаритных изделий из высоко­энергетических составов как для баллиститных поро­хов, так и для СТРТ.

Уместно сказать несколько слов об этих исследова­ниях по взрывоопасности баллиститных порохов.

Уже в самом начале исследований ученые ввели понятие "восприимчивости" к детонации, которого раньше четко не выделяли, а если и подразумевали, то отождествляли с детонационной способностью.

Однако, пороха в этом отношении существенно от­личаются от бризантных ВВ.

По фактору необходимой интенсивности возбуждаю­щей детонацию ударной волны, восприимчивость бал­листитных порохов оказалась в сравнении с бризант­ными ВВ на порядок ниже. В то же время, это не ис­ключало для некоторых составов порохов того, что их детонационная способность была выше, чем у ВВ.

Было также выяснено, что на рост восприимчивости к детонации и на саму детонационную способность влияет наличие в составе пороховой таблетки и прессуемой массы даже небольшого количества тонкодисперсных порошков веществ повышенной плотности (более 3,0 г/см³) или твердости, которые независимо от их химических свойств становятся центрами возбуждения химической реакции в детонационной волне. К числу таких веществ относятся ряд катализаторов и стабилизаторов горения в высокоэнергетических составах.

Исследовано влияние на детонационные свойства порохов каталитических добавок, прочности оболочек инструмента, начальной температуры и других факторов.

Это позволило выработать рекомендации по рецептурной компоновке составов порохов в целях макси­мального снижения их детонационных свойств.

Доказано, что детонация в прессовых кабинах на­чинается в шнек-прессах, в транспортных витках ко­торого происходит переход горения пороховой таблетки в детонацию с последующим распространением на всю загрузку пороха.

Исследования позволили, на основе изученного механизма горения, сформулировать требования к разрабатываемым рецептурам, к удельной поверхности  таблетки, к сечению каналов витков шнек-пресса, к  статической и динамической прочности корпуса прес­са; последние требования легли в основу внедренных в промышленности прессов с динамически ослаблен­ными втулками. Пресса сейчас конструируются и из­готавливаются с обеспечением эффекта разрыва дето­национной волны по фактору интенсивности (рис. 6).

Рис. 6. Пресс (1) с изменяющейся плотностью полуфабриката и раструб  (2)

со спрессованной массой

Аналогичные исследования проведены и для СТРТ. В частности, по детонационной способности, склоннос­ти к переходу горения в детонацию, горючести и вос­пламеняемости чистого перхлората и его смесей с по­рошками горючих веществ и т.п.

Для СТРТ выполнены исследования по безопасным условиям транспортировки перхлората и его смесей с порошками горючих веществ пневмо- и вакуум-транс­портом; по переходу горения в детонацию стружки, кусков, проливов и т.п. (монолитные изделия не детонационно-способны).

Изучены также свойства СТРТ, содержащие в соста­ве мощные ВВ.

Указанные исследования легли в основу классифи­кации производств по степени их опасности в прави­лах устройства заводов; на основе этих исследований установлены категории производств и зданий, а также безопасные расстояния между ними; были определены для этого предельные давления в ударной волне, спо­собные возбуждать детонацию; предложены здания и сооружения, в которых за счет конструктивных реше­ний прерывается нарастание давления.

В зависимости от вероятности возникновения взры­ва и характера его воздействия на окружение здания и сооружения разделяются на категории А, Ал и Б.

Категория А − возможный взрыв разрушает соору­жения и создает для окружения опасную зону.

Категория Ал − взрыв локализуется в сооружении.

Категория Б − взрыв представляет для окружения опасность с вероятностью 10 ⁻⁴ в год.

Огнеопасные процессы с веществами, способными гореть без доступа воздуха и перехода горения в детонацию, разделяются на категории В и Г.

Категория В − загорание не локализуется в здании и представляет опасность для окружения.

Категория Г − загорание локализуется в здании (сооружении).

В зданиях категории В для снижения опасности (возможности перехода горения в детонацию) преду­сматриваются вышибные поверхности (ВП).

Минимальное значение ВП определяется по следую­щим формулам:

для зданий по обработке порохов F = 3∙10 ⁻³ ∙Р;

для складов с порохом в упаковке F = 2∙10 ⁻³ ∙Р;

для складов при хранении в упаковке средне− и крупногабаритных изделий СТРТ F = 3∙10 ⁻³ ∙Р,

где F − суммарная площадь вышибных поверхностей, м²;

Р − предельная загрузка здания порохом или СТРТ, кг.

Присутствующая в формуле величина Р (загрузка) играет основную роль как в пожароопасных, так и во взрывоопасных зданиях и определяется суммировани­ем всех веществ (в кг), обладающих детонационной способностью, выраженной через тротиловый эквива­лент. Масса загрузки определяется условием непере­дачи детонации на соседние сооружения, галереи, транспортеры и т.д.

Условия непередачи считаются по формуле ,

где S_D − расстояние непередачи детонации, м; Q − масса эквивалента тротила (на полу Q удваивается); К₁ − коэффициент учитывающий свойства ТРТ или ВВ: для тротила К = 1,5; гексогена и октогена = 1,9; ТЭНа = 2,4; К₂ − коэффициент, учитывающий тип конвейера; для подвесного К = 1,0; для ленточного К = 1,2; К₃ − коэффициент, учитывающий канальный эффект (тоннель, галерея).

Более простая формула для зданий, которые должны располагаться вне зоны наибольшего разлета осколков (например: пульт, дефектоскопия, механические службы и т.п.),   где Р − расчетная загрузка здания взрывоопас­ным веществом; α − тротиловый эквивалент, рассчи­тывается и устанавливается разработчиком пороха и СТРТ.

При взрывах больших масс ЭКМ приходится при расчетах учитывать не только разлет частей оборудо­вания и сооружений, но и сейсмический эффект.

На основании натурных испытаний советских спе­циалистов, осуществленных в 1946 − 1947 гг. в произ­водствах порохов и ВВ в Германии, и на основе ре­зультатов исследований воздействия возникшей при аварии сейсмической волны, полученных в НИХТИ под руководством Г.А. Нишпала совместно с Сталин­градской сейсмической лабораторией НИИ геологии и  геофизики, Ю.Б. Корольковым выведена формула для определения смещения грунта:

,

где V − скорость смещения грунта, см/с; Ра − за­грузка приведенная к тротилу, кг; R − кратчайшее расстояние от эпицентра взрыва до ближайшей стены пассивного здания.

Скорость смещения грунта соизмерима с сейсмиче­ским эффектом при землетрясении по шкале MSK−64 (табл. 24).

Указанные исследования позволили создать такие конструкции зданий, которые способны локализовать взрыв 3 т тротила без ущерба для окружающих строе­ний.

Соизмеримость скорости смещения грунта с сейсмиче­ским эффектом.

Таблица 24 .