Simulation of accidents and assessing consequences.

• Autorzy: Granovsky, E. , Lyfar, V. , Shatalov, O. , Majka, A. , Jarosz, W.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie awarii i ocena skutków.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A development of uncontrolled hazardous processes can lead to different accidents with various damage scales and various consequences. Accidents associated with an explosion, fire or dangerous and toxic substance ejections are most characteristic for the industrial objects. When simulating an explosion one regards: - explosions when fracturing a shell of equipment and pipelines as a result of pressure increase owing to uncontrolled physical or chemical processes within the equipment: - explosions of condensed substances within the equipment or in the atmosphere after an ejection; - volume explosions of gas or vapour-gas clouds after an ejection of compressed and liquefied gases or overheated liquids. Depending on situation it will be regarded ground, air or adit explosions. One calculates injury factors of an explosion which values define consequences: - a pressure at shock wave front; - a specific impulse; - a duration of a compression phase; - a velocity head value; - a maximum pressure within a ground at the given depth. Consequences of people and structure exposures to shock wave loads are estimated. In the case of people it will be determined how many people will at certain distances sustain. In the case of machines, equipment and industrial structures it will be determined light, average, grave and full destructions. When simulating a fire one regards: - a combustion of free and diked spills of combustible and light-ignitable liquids; - a diffusion combustion of unmixed clouds after an ejection of liquefied gases under pressure or overheated liquids ("fireball"). When estimating consequences one regards the following injury factors of a fire: - an intensity of heat radiation; - an average surface density of the heat radiation of a flame; - a burn-out rate; - a limit range at which an ignition of materials is possible from exposure to the heat radiation. In the case of people the zones where burns of the first, second and third extents are possible and the zone of pain threshold are determined. In the case of materials a possibility of their inflammation and the fire propagation is determined. When simulating an emission of hazardous and toxic substances one considers weather conditions, an atmosphere state, a wind direction and velocity, ejection conditions and other parameters in accordance with the methods of computation. To estimate possible consequences one determines: - an equivalent quantity of the substance in the primary and secondary clouds; - zone areas of an actual contamination and possible contamination; - a width of a contamination zone; - a time of approach to an object. On the basis of the calculation results one determines a possible amount of injured people, included cases with the lethal outcome. The simulation of the accidents and emergency situations considered and the estimation of the possible consequences are carried out with computer program EXPERT, Version 1.3 developed by S.C. RIZIKON. The program enables to estimate the possible men and material losses.

PL

Rozwój nie kontrolowanych procesów niebezpiecznych może prowadzić do awarii o różnej skali szkód i skutków. Sytuacje niebezpieczne spowodowane przez wybuch, pożar albo wyciek niebezpiecznych i toksycznych substancji są bardzo charakterystyczne dla zakładów przemysłowych. Podczas modelowania wybuchów rozpatruje się: - wybuchy wewnątrz aparatów i rurociągów będące rezultatem wzrostu ciśnienia spowodowanego nie kontrolowanymi procesami fizycznymi lub reakcjami chemicznymi; - wybuchy skondensowanych substancji wewnątrz urządzeń lub w powietrzu przy wyciekach; - objętościowe wybuchy chmur gazowych przy wyciekach sprężonych i skroplonych gazów lub przegrzanych cieczy. Zależnie od sytuacji będą szacowane wybuchy w gruncie, powietrzu albo w galeriach (sztolniach). Oblicza się destrukcyjne czynniki wybuchów określające skutki: - ciśnienie na froncie fali uderzeniowej; - impuls właściwy; - czas trwania fazy sprężonej; - ciśnienie dynamiczne; - maksymalne ciśnienie w gruncie na zadanej głębokości. Oceniane są skutki ekspozycji ludzi i infrastruktury na falę nadciśnienia. W przypadku ludzi szacuje się liczbę osób narażonych w określonych odległościach od miejsca wybuchu. Dla maszyn, wyposażenia i budowli przemysłowych określa się lekkie, średnie, duże i pełne zniszczenia. Podczas modelowania pożarów rozpatruje się: - spalanie swobodne i w obwałowaniu rozlewów cieczy palnych; - dyfuzyjne spalanie nie zmieszanych wstępnie z powietrzem obłoków gazowych podczas wycieków sprężonych gazów i przegrzanych cieczy ("kula ogniowa"). Oceniając skutki, rozpatruje się następujące efekty pożaru: - intensywność promieniowania cieplnego; - średnią gęstość powierzchniową promieniowania cieplnego płomienia; - szybkość spalania; - graniczną odległość zapalenia się materiałów od działania promieniowania cieplnego pożaru. W przypadku ludzi określa się strefy, w których możliwe są poparzenia I, II i III stopnia oraz próg bólu. Dla materiałów określa się możliwość zapalenia się i rozprzestrzeniania się pożaru. Podczas modelowania wycieku niebezpiecznych i toksycznych substancji będą brane pod uwagę warunki meteo, stan pionowej stateczności atmosfery, kierunek i prędkość wiatru, parametry wycieku i inne zgodne z metodyką obliczeń. Podczas wycieku substancji toksycznych określa się: - ekwiwalentną ilość substancji w pierwotnym i wtórnym obłoku; - powierzchnię strefy faktycznego i możliwego skażenia; - głębokość strefy skażenia; - czas "dojścia" do obiektu. Rezultaty obliczeń przedstawiają możliwą liczbę poszkodowanych, w tym ilość ofiar śmiertelnych. Modelowanie awarii i sytuacji niebezpiecznych oraz ocena możliwych skutków są przeprowadzane z wykorzystaniem programu komputerowego EXPERT, wersja 1.3, opracowanego przez SC RIZIKON. Program umożliwia ocenę możliwych strat ludzkich i materialnych.

Słowa kluczowe

PL

zagrożenie terytorialne; drzewo uszkodzeń; symulacja; niebezpieczne procesy; ocena skutków

EN

territorial risk; fault tree; simulation; hazardous processes; consequences estimation

• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 151-161

Twórcy

autor

Granovsky, E.

• Scientific Centre of Risk Investigation RIZIKON, Severodonetsk, Ukraine

autor

Lyfar, V.

• Scientific Centre of Risk Investigation RIZIKON, Severodonetsk, Ukraine

autor

Shatalov, O.

• Scientific Centre of Risk Investigation RIZIKON, Severodonetsk, Ukraine

autor

Majka, A.

• The Main School of Fire Service, Chemical Rescue Department, ul. Słowackiego 52/54, 00-967 Warszawa

autor

Jarosz, W.

• The Main School of Fire Service, Chemical Rescue Department, ul. Słowackiego 52/54, 00-967 Warszawa

Bibliografia

• [1] Beschstnov M.V.: Industrial explosions. Estimation and prevention. Chimiya, Moscow 1991.
• [2] Marshall V.: Major chemical hazards. Ellis Horwood Ltd., N.Y 1987.
• [3] Physics of Combustion and Explosion 1965, 2.
• [4] Physics of an explosion. Monograph. Stanyukevitch K.P. (ed.) 2nd edition revised. Nauka, Moscow 1975.
• [5] Barstein M.F., Borodachev N.M., Blyumina L.Kh. et al.: Dynamic design of structures on special exposition. Korenev B.G., Rabinovitch I.M. (eds.) Stroyizdat, Moscow 1981.
• [6] Borisov A.A., Gelfand B.E., Tsyganov S.A.: On simulating shock waves originated when detonation and combustion of gas mixes. Physics of Combustion and Explosion, 1985, 2.
• [7] Baker W.E., Cox P.A., Westine P.S., Kulesz J.J., Strehlow R.A.: Explosion Hazards and Evolution. Elsevier Scientific Publishing Co., 1983.
• [8] Aslanov S.K., Golinsky O.S.: Integral theory of shock waves. Preprint. Academy of sciences, Kiev 1993.
• [9] Demyanenko G.P. et al.: Protection of national production units against the weapons of mass destruction. The reference book. Vysshaya shkola, Kiev 1989.
• [10] Shebeko Yu.N., Shevchuk A.P., Kolosov V.A., Smolin I.M., Brilev D.R.: Assessment of an individual and social risks of accidents associated with fires and explosions for open-air production units. Fire & Explosion Safety 1995, 1.
• [11] Drasedell D.: Introduction to fire dynamics.
• [12] Krishna S. Mudan: Thermal radiation hazards from hydrocarbon pool fires. Progress in Energy and Combustion Science 1984, 10.
• [13] Zeldovitch Ya.B., Rayzer Yu.P.: Physics of shock waves and high temperature hydrodynamic phenomena. 2nd edition, complemented. Nauka, Moscow 1966.
• [14] Methods of predicting scales of contamination with the strongly acting poison substances when accidents (destructions) at the chemically hazardous objects and transport vehicles. Regulations PД 52.04.253-90. Civil Defence Staff of the USSR.