Главным в процессе смешения топливной массы явля­ется четкая работа дозирующих устройств и соблюде­ние порядка ввода компонентов.

Загрузка в смеситель компонентов, которые могут образовывать взрывоопасные смеси, должна осуществ­ляться раздельно по вакуум− или пневмотранспортным линиям, имеющим раздельные циклоны и фильтры.

Для исключения слипания и слеживаемости рабо­чей смеси порошков и окислителя в помещении долж­ны поддерживаться температура и относительная влажность строго в соответствии с регламентом. Тех­нологическим регламентом устанавливается предельно допустимое время работы непрерывно действующих смесительных установок без их остановки, разборки и повторной сдачи комиссии.

Слив топлива по окончании перемешивания (в сме­сителях объемного типа) и степень заполнения корпу­са и формующей оснастки контролируются дистанци­онно и выполняются по программе ЭВМ.

Очистку смесительных установок необходимо про­водить механизированным способом безопасными мою­щими средствами при отсутствии в здании обслужи­вающего персонала (дистанционно).

Термостатирование и распрессовка

При термостатировании важным условием является качественная сборка полимеризационных цилиндров, клапанов, крышек, "стравливающих" штуцеров − без перекосов и зазоров.

Не допускается превышение давления, установлен­ного регламентом и вытекание топливного состава из формующей оснастки. Изделия с деформированной оснасткой и при наличии следов вытекания массы пе­редавать на распрессовку НЕЛЬЗЯ из-за возможности загорания от механического воздействия на топливо.

Контроль регулирования процесса термостатирования осуществляется дистанционно. Обязательным условием безопасности при распрессовке является охлаждение изделий до темпера­туры, установленной технологическим регламентом.

Изделия должны при поступлении на распрессовку быть проверены на подтеки, которые могут быть удалены по инструкции; но в этом случае распрессовка осуществляется по специально разработанной про­грамме. Отрыв полимеризационного клапана, удале­ние прибыли, отделение образцов спутников, разборка бандажных соединений, отрыв крышек, извлечение иг­лы и выталкивание изделия из оснастки осуществляет­ся дистанционно.

5.3. Контрольные вопросы

1. Как классифицируются производства по степени их опасности?

2. Что такое тротиловый эквивалент? Назовите величину тротилового эквивалента для баллиститных порохов, смесевых твердых ракетных топлив и известных Вам штатных ВВ.

3. Сформулируйте основные правила эксплуатации в производстве пироксилина и коллоксилина.

4. Сформулируйте основные правила эксплуатации в производстве баллиститных порохов.

5. Сформулируйте основные правила эксплуатации в производстве СТРТ.

6. В чем состоит различие в формулах расчета безопасного расстояния для различных производственных зданий.

ГЛАВА 6. Безопасность функционирования

Опасного производственного объекта

Основы построения взрывобезопасных технологических процессов

Производства ЭКМ

Оценка безопасности технологического процесса при производстве ЭКМ основывается на сравнении критических парамет­ров воздействий, приводящих к начальному очагу загорания и развитию взрывных процессов, с воздействиями на ЭКМ, производимых в процессе его переработки. Последние обеспечиваются надежностью и точностью работы тех­нологических аппаратов и контрольно-измерительных приборов. Точность аппаратов и приборов и их надежность определяют не только качество из­готавливаемых из ЭКМ изделий, но и безопасность их переработки.

Напри­мер, на первоначальном этапе отработки смесительной аппаратуры для при­готовления топливных масс использовали дозирующие (для жидко-вязких компонентов) устройства высокой точности, но, как оказалось, с недоста­точным для обеспечения технологического цикла изготовления изделия вре­менем работы на отказ (низкая надежность). Таким образом, в процессе работы могло происходить изменение соотношений компонентов топлива с образованием системы, обладающей повышенным уровнем взрывоопас­ных свойств, т.е. образованием системы с более высокой вероятностью воз­никновения аварийной ситуации (что, естественно, могло происходить и при недостаточной точности этих устройств). Доработка дозирующих уст­ройств в части их безотказности (надежности) повысили взрывобезопасность производства данного класса топлив.

При выборе технологического процесса изготовления изделия из конкретного ЭКМ, с обязательным обеспечением взрывобезопасности процесса его производства, необходимо руководствоваться:

 уровнем показателей взрывчатых свойств (чувствительность к ме­ханическим воздействиям, склонность к ПГД, восприимчивость к дето­нации и т.д.) не только конечного рецептурного регламентированного состава, но также промежуточных композиций, с возможными откло­нениями содержания исходных взрывчатых компонентов от регламен­тированного состава;

анализом технологической аппаратуры с точки зрения ее удовлетво­рения требованиям взрывобезопасности применительно к уровню взрыв­чатых свойств конкретного ЭКМ;

категорийностью фаз производства (А, Ал, Б, В, Г) в зависимости от уровня взрывозащищенности оборудования для определения мер защиты обслуживающего персонала при аварийной ситуации.

Приведенные положения не исключают требований чисто техноло­гического характера (реология, живучесть, вязкость и т.п.), предъявляе­мых к ЭКМ. Однако эти вопросы здесь не рассматриваются, а обращает­ся внимание только на факторы, непосредственно связанные с взрывозащитой при переработке ЭКМ.

Например, перхлорат аммония (ПХА) в чистом виде является доста­точно безопасным ЭКМ и организация его переработки (сушка, измельче­ние, рассев) при производстве СТРТ не требует принятия особых мер по обеспечению взрывобезопасности, так как он не горит при обычных ус­ловиях, для его подрыва необходим мощный инициатор из другого ВВ, а склонность к ПГД очень мала. Смеси же ПХА с горючими порошками, как органического, так и неорганического происхождения, обладают по­вышенным уровнем взрывчатых свойств, даже при небольшом содержа­нии горючих добавок. Чистый ПХА с размером частиц 50 мкм не горит на открытом воздухе, а горит только при давлении более 30 атм. Детона­ция в нем может быть возбуждена при диаметре заряда более 30 мм с помощью мощного промежуточного детонатора. Для ПХА ПГД удалось осуществить только в трубе диаметром 60 мм, при этом длина преддетонационного участка составляла более 1800 мм. В то же время смесь ПХА с 1,5% горючей добавки горит на открытом воздухе, детонирует в диа­метре менее 10 мм и дает устойчивый ПГД в стандартных условиях при длине преддетонационного участка 600...700 мм. Организация перера­ботки таких смесей требует применения специальных взрывозащищенных аппаратов и организации специальной фазы производства.

В то же время изменение порядка ввода компонентов (введение горючих порошкообразных добавок в связующее) не требует создания специальной фазы приготовления взрывоопасных смесей ПХА с горю­чими добавками. Поэтому правильный выбор порядка ввода компонен­тов позволяет существенно yпростить технологический процесс и по­высить его взрывобезопасность.

Кроме того, промежуточные продукты или их смеси могут обладать значительно более высокой степенью взрывоопасности, чем конечный продукт. Например, введение в смеситель одновременно всей навески ПХА (или иного окислителя, кристаллического ВВ и т.п.) приводит к временному образованию промежуточных смесей, обладающих повы­шенной взрывоопасностью, за счет высокого содержания окислителя и пониженной плотности смесей. Загрузка необходимого количества ком­понента отдельными порциями значительно повышает безопасность фазы смешивания топливной массы.

Таким образом, меры по обеспечению безопасности обслуживаю­щего персонала и соседних производственных зданий должны прини­маться исходя из наиболее взрывоопасного состояния перерабатывае­мой продукции.

Организация любого технологического процесса базируется на при­менении таких аппаратов, конструкция и качество изготовления кото­рых отвечают требованиям безопасности. Используемая в производстве аппаратура должна отвечать следующим основным требованиям:

длительность наработки на отказ аппарата в целом должна превы­шать длительность технологического цикла изготавливаемого изделия;

уровень длительных и импульсных механических воздействий не должен превышать критических значений этих воздействий, вызываю­щих зажигание перерабатываемого материала;

единовременная загрузка аппарата, в котором имеется наибольшая вероятность возникновения взрывных процессов, должна ограничивать­ся величиной, при которой обеспечивается локализация поражающих факторов взрыва перерабатываемого ЭКМ в помещении, где размещено оборудование. При этом должны обеспечиваться безопасные расстоя­ния между зданиями согласно отраслевым правилам;

в целях снижения эффекта взрыва все аппараты, емкости, транспор­тные трубопроводы должны иметь статическое и динамическое ослаб­ление, обеспечивающее выполнение граничных условий по отсутствию перехода горения во взрыв (детонацию);

фазы производства и аппараты, соединенные непрерывным техно­логическим потоком продуктов, должны иметь надежные разрывы от мест концентрации ЭКМ. Это может быть достигнуто как дискретнос­тью производства, так и в виде аварийного раскрытия и отсечения массопроводов.

Соблюдение приведенных требований к конструкциям аппаратов и условиям их использования является необходимым условием обеспече­ния безопасности при изготовлении изделий. Однако выполнение этих требований полностью в ряде случаев наталкивается на трудности, свя­занные с отсутствием исходных данных, о свойствах перерабатываемого ЭКМ, материалов для изготовления аппаратов, присутствием так на­зываемого «человеческого фактора» и т.п. Следовательно, в реальном производстве нельзя полностью исключить возникновение аварийной ситуации. Поэтому для защиты обслуживающего персонала и оборудо­вания устанавливаются определенные правила по устройству произ­водств ЭКМ и их эксплуатации, в которых технологические процессы и операции классифицируются по возможным последствиям (взрывоо­пасные и огнеопасные) и масштабам аварий.

Так как критерием такой классификации является максимальная проектная авария, то такой подход позволяет в широких пределах из­менять номенклатуру материалов и изделий из них, если загрузка ЭКМ не превышает проектную, а возможная авария не повышает катего­рию здания.

Принципиальная возможность детонационного процесса в ЭКМ еще не означает возможность его воз­никновения в реальных условиях переработки или эксплуатации.

Для локализации и/или уменьшения интенсивности поражающих факторов очень часто оборудование, в котором может произойти взрыв, размещают в специальных кабинах или зданиях, способных полностью или частично предотвратить воздействие поражающих факторов на ок­ружающие объекты. Здания специальной конструкции позволяют лока­лизовать взрывы, эквивалентные 2...3 т ТНТ, и остаться при этом ре­монтопригодными.

Снижение интенсивности поражающих факторов и сужение зоны их действия может обеспечиваться применением обваловки как актив­ных, так и пассивных зданий.

Кроме того, здания и сооружения на территории предприятия раз­мещаются на таких расстояниях друг от друга и от окружающих пред­приятие объектов, чтобы уровни воздействия на пассивные здания внут­ри территории предприятия не превышали установленных допустимых норм (внутренние допустимые расстояния) и не могли причинить ущерба за пределами промплощадки (внешние безопасные расстояния).

В тех же зданиях, где воспламенение перерабатываемых ЭКМ может закончиться только пожаром, в целях снижения возможного ущерба от аварийных взрывов применяют легко разрушаемые или легко сбрасы­ваемые конструкции (ЛСК). К числу легко разрушаемых конструкций относятся стекла оконных переплетов, разрушение которых обеспечи­вает практически мгновенное вскрытие помещения при минимальном ущербе. К легко сбрасываемым конструкциям относятся поворотные остекленные переплеты, стеновые панели и плиты перекрытий, разру­шение которых происходит в течение некоторого промежутка времени. В процессе срабатывания ЛСК и истечения продуктов сгорания из по­мещения происходит снижение нагрузок на оборудование, что приво­дит к значительному уменьшению ущерба.

Практически все здания, в которых производятся работы с ЭКМ, обору­дуются системами автоматической пожарозащиты − комплексом устройств, обнаруживающих загорание и включающих автоматическую подачу огнетушащего вещества (как правило, воды). Для обнаружения загораний при­меняются помехозащищенные датчики, обеспечивающие надежное обна­ружение очага загорания и не дающие ложных срабатываний. Чаще всего это фотодатчики, реагирующие на спектр излучения горящей перерабатываемой продукции. Системы подачи воды имеют различное время сра­батывания (от 0,1 до 30 секунд)  и оборудуются распылительными насад­ками различной конструкции, выбор которых определяется задачами, стоящими перед конкретными системами пожарозащиты. Эффектив­ность систем пожарозащиты при производстве пожароопасных веществ (порохов, топлив) может быть достигнута при условии подачи огнетушащего средства в зону горения при давлении 6...8 кгс/см² не позднее 2...3 секунд с момента срабатывания датчиков обнаружения горения, с интен­сивностью орошения 4...6 л/с на 1 м² в течение не менее 10 с.