Раздел 2
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА НАДЕЖНОСТЬ, ЖИВУЧЕСТЬ
И БЕЗОПАСНОСТЬ кабельных и трубопроводных систем СЭУ
2.1. Подбор и анализ переменных для составления математической модели
Недостаточная защищенность кабельных и трубопроводных систем СЭУ от воздействия
тепловых и динамических нагрузок, в случаях взрывов и пожаров на судах и
кораблях позволяет сделать вывод о необходимости более широкого подхода к
изучению проблемы повышения конструктивной защиты кабельных и трубопроводных
трасс от воздействия факторов сопровождающих аварии. Учитывая возрастающие
международные требования, предъявляемые к безопасности эксплуатируемых судов,
на современном этапе развития судостроения недостаточно обеспечивать только
лишь герметичность и теплоустойчивость уплотнительных устройств,
устанавливаемых в местах прохода кабельных и трубопроводных трасс через
переборки и палубы, как это делалось до настоящего времени. Необходимо
учитывать большее число факторов оказывающих влияние на надежность, живучесть и
безопасность кабельных и трубопроводных систем СЭУ. При этом основное внимание
необходимо уделить созданию защитных устройств для кабельных и трубопроводных
систем СЭУ.
В качестве основного параметра надежности, учитывая определение ГОСТа 27.002-89
(свойства объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех
параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных
режимах и условиях применения) и исходя из предназначения защитных устройств
для работы, прежде всего, в экстремальных условиях развития пожаров и взрывов,
выбран параметр безотказности. Данный параметр оценивается по фактору
вероятности срабатывания (выполнения защитным устройством заданных функций) Р и
определятся по результатам вычислительных и лабораторных экспериментов с
защитными устройствами.
В качестве основного параметра, характеризующего живучесть защитных устройств,
учитывая определение ГОСТ 27.002-89 «Надежность в Технике. Основные понятия и
определения» (свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при
воздействиях, не предусмотренных условиями эксплуатации) выбран параметр
огнестойкости. Данный параметр оценивается по фактору времени, в течение
которого защитное устройство выполняет свои функции при воздействии на него
пожара.
Соответственно этому в качестве переменных для составления математической
должны быть учтены геометрические параметры защитного устройства (толщина и
объем конструкции) и теплофизические параметры заполняющего его материала.
В качестве основного параметра безопасности, учитывая определение ГОСТ
27.002-89 (свойство объекта при изготовлении и эксплуатации и в случае
нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья
людей, а также для окружающей среды) и особенности эксплуатации защитных
устройств, выбран параметр герметичности, учитывающий способность защитного
устройства предотвращать распространение через него дыма, пламени и воды.
Данный параметр оценивается по продолжительности сохранения целостной
поверхности на противоположной от пожара стороне защитного устройства.
Соответственно этому в качестве переменных для составления математической
модели должна быть учтена форма защитного устройства, химические свойства
(противопожарные свойства) материала используемого для наполнения защитного
устройства и параметры защищаемой трассы.
В общем случае процессы, происходящие с защитными устройствами во время пожара,
могут быть описаны теорией тепломассопереноса. Однако существующие методики
расчета охватывают только вопросы связанные непосредственно с процессом
передачи тепла от одного тела к другому посредством конвекции, излучения и
теплопередачи, в то время как последние исследования и разработки в области
пожаротушения показали, что многие материалы обладают противопожарными
характеристиками и способны активно воздействовать на процесс горения и
температуру. Такие материалы могут эффективно использоваться в решении задачи
повышения взрывопожарозащищенности кабельных и трубопроводных систем на судах.
Кроме этого теория тепломассопереноса не позволяет оценить влияние и установить
зависимость между формой конструкции и ее способностью противостоять
воздействию факторов сопровождающих возникновение и развитие пожаров без
сложных математических вычислений. Данный вопрос является актуальным, т.к. от
формы защитного устройства зависит не только его пожарозащищенность, но и его
способность противостоять возникающей при взрыве ударной волне, обладающей
высоким давлением. При недостаточной устойчивости защитного устройства может
произойти его разгерметизация или полное разрушение, что приведет к потери им
своих функций и к дальнейшему развитию аварийной ситуации.
Учитывая вышесказанное, в данной работе ставилась задача изучения процесса
воздействия пожара и взрыва на защитные устройства. В качестве исходной
ситуации рассматривался вариант (рис. 2.1) когда пожар возник и развивается в
судовом помещении, через переборки или палубы которого проходят кабельные либо
трубопроводные трассы. Для математического описания происходящих при этом
процессов использовались основные положения теории тепломассобмена,
адаптированной непосредственно для решения поставленной задачи, с интеграцией в
нее параметров учитывающих противопожарные свойства материалов и форм
конструкций защитных устройств.
Рис. 2.1. Расчетная схема к решению задачи теплопроводности защитного
устройства при тепловом воздействии в случае пожара:
1 – защищаемые трассы; 2 – защитное устройство; 3 – пл
- Київ+380960830922