.

МЕТОДЫ И НОРМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СТРАТЕГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Махутов Николай Андреевич – Президент Научно-промышленного союза
«РИСКОМ», Член-корреспондент РАН, председатель
Межгосударственного научного совета по чрезвычайным
ситуациям стран СНГ


Из большого числа объектов технического регулирования (ОТР), опасных производственных объектов (ОПО) и критически важных объектов (КВО) следует выделить относительно малочисленную для нашей страны группу стратегически важных для национальной безопасности объектов (СВО). Аварии и катастрофы на СВО сопряжены со значительными стратегическими рисками обществу, окружающей природной среде и инженерным инфраструктурам жизнеобеспечения. Прямые и косвенные ущербы от тяжелых аварий и катастроф на СВО могут достигать десятков и сотен миллиардов рублей. Наиболее представительными примерами таких катастроф могут служить разрушения Всемирного торгового центра в начале этого века и разрушение крупнейшего вантового моста в 30-е годы XX века (США), разрушения на химическом комбинате в Бхопале (Индия), обрушение Монтажно-испытательного комплекса на космодроме «Байконур» (Россия).

К стратегически важным зданиям и сооружениям в нашей стране можно отнести крупнейшие производственные корпуса площадью более 2×104 м2 и крановым оборудованием грузоподъемностью более 5×102 тонн в судостроительном, авиационном, ракетно-космическом комплексах, шельфовые установки для добычи нефти и газа с массой до 105 тонн и более, уникальные изотермические ёмкости для сжиженного природного газа ёмкостью более 5×104 м3, уникальные телерадиотрансляционные башни высотой более 5×10м и сооружения РЛС, уникальные железнодорожные и автомобильные мосты и тоннели длиной более 3×10м на стратегических магистралях, крытые помещения различного назначения с большими массами посетителей (более 2×104 человек), мощные коридоры газо-нефтепроводов, морские магистральные трубопроводы, уникальные гидротехнические сооружения.

Применительно к проектированию, созданию и эксплуатации стратегически важных зданий и сооружений наряду с общепринятыми нормами и правилами анализа прочности, ресурса и надёжности (СНиП, ГОСТ, ТР, ОСТ, СТО, СТУ) должны быть применены принципиально новые методы количественного расчетно-экспериментального обоснования живучести, безопасности, рисков и защищенности от тяжелых аварий и катастроф. Такая тяжелая катастрофа имела место на гидроагрегатах и инженерных сооружениях машинного зала на Саяно-Шушенской ГЭС (рис.1).

Sayano-Shushenskaya_GES

Рис. 1. Саяно-Шушенская ГЭС

Законы о техническом регулировании, безопасности различных объектов инфраструктуры (опасных промышленных объектов, гидротехнических сооружений, объектов атомной и тепловой энергетики), а также ряд подготовленных к принятию технических регламентов ориентированы на соблюдение минимально необходимых требований, направленных преимущественно на обеспечение прочности и безопасности. Первый из указанных законов выводит из системы обязательных и необходимых многие из существующих и проверенных длительной практикой стандарты, нормы и правила, а также правила государственного надзора.

Такое положение не должно распространяться на указанные выше стратегически важные здания и сооружения. Применительно к ним существенное значение приобретает комплексный расчетно-экспериментальный анализ всей последовательности важнейших параметров «прочность → жесткость → устойчивость → ресурс → надежность → живучесть → безопасность → риск → защищенность от катастроф».

Если первые три параметра являются традиционными для всех категорий объектов (ОТР, ОПО, КВО, СВО), то прямой учет при проектировании, создании и эксплуатации других параметров выполняется в весьма ограниченных пределах. Для СВО и КВО по существу необходима вся указанная выше последовательность, но в обратном порядке. Отсутствие в законах, регламентах, нормах такой постановки проблем является одной из главных причин возникновения и развития чрезвычайных ситуаций в первую очередь на СВО. Принципиальное значение в этой обратной последовательности начнут занимать исследования, расчеты и нормирование новой цепочки опасных состояний – «тяжелая катастрофа → авария → разрушение → отказ → повреждение → штатное состояние».

При принятии этих основополагающих положений и требований к обеспечению такой важнейшей и конечной характеристики стратегически важных зданий и сооружений, как их защищенность от тяжелых катастроф с использованием критериев стратегических рисков, будет создана новая научная, методическая, инструментальная, нормативная, надзорная и образовательная база для поэтапного решения одной из проблем национальной безопасности страны в ближайшей перспективе [1]. Определенный задел для такого решения содержится в многотомных сериях «Безопасность России» [2], «Природные опасности России» [3], в ряде монографических публикаций [4], в результатах последних конференций [5,6].

На рис.2-16 приведены схемы, зависимости и графики, позволяющие наиболее полно осветить вопросы данной тематики.

Strukturnaya_sxema_analiza_potencialno_opasnyx_obektov

Рис. 2. Структурная схема анализа потенциально опасных объектов

Ushherby_i_periodichnost_tyazhelyx_katastrof_na_unikalnyx_obektax

Рис. 3. Ущербы и периодичность тяжелых катастроф на уникальных объектах

Struktura_i_razvitie_metodov_normirovaniya

Рис. 4. Структура и развитие методов нормирования

Obshhaya_struktura_obespecheniya_rabotosposobnosti_obektov

Рис. 5. Общая структура обеспечения работоспособности объектов

Struktura_analiza_prochnosti_zhivuchesti_i_bezopasnosti

Рис.6. Структура анализа прочности, живучести и безопасности

Resurs_v_zonax_koncentracii

Рис. 7. Определение характеристик прочности и ресурса. Ресурс в зонах концентрации

Prochnost_i_resurs_pri_chislax_ciklov

Рис. 8. Определение характеристик прочности и ресурса. Прочность и ресурс при числах циклов

Staticheskaya_treshhinostojkost

Рис. 9. Расчетные зависимости для оценки живучести. Статическая трещиностойкость

Ciklicheskaya_treshhinostojkost

Рис. 10. Расчетные зависимости для оценки живучести. Циклическая трещиностойкость

Opredelenie_riskov_i_obespechenie_zashhishhennosti

Рис. 11. Определение рисков и обеспечение защищенности

Opredelyayushhie_sootnosheniya_dlya_riskov

Рис. 12. Определяющие соотношения для рисков R(t)

Oblasti_opasnyx_i_bezopasnyx_sostoyanij_i_riskov

Рис. 13. Области опасных и безопасных состояний и рисков ОТР, ОПО, КВО

Vremennye_zavisimosti_riskov

Рис. 14. Временные зависимости рисков

Vozmozhnosti_ispolzovaniya_metodov_diagnostiki_dlya_opredeleni_parametrov_sostoyaniya_konstrukcii

Рис.15. Возможности использования методов диагностики для определения параметров состояния конструкции

Serijnost_obektov_i_stepen_ocenki_riskov

Рис. 16. Серийность объектов и степень оценки рисков

 

Библиографический список
  1. Стратегия национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года. Утверждена 12 мая 2009 г.
  2. Безопасность России. – М.: МГОФ «Знание», 1998-2008. Т.1-33.
  3. Природные опасности России. – М.: МЧС, 1998-2003. Т.1-6.
  4. Махутов Н.А. Прочность, ресурс, живучесть и безопасность машин. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2008. – 576 с.
  5. Безопасность и живучесть технических систем; III Всероссийская конференция. – Красноярск: ИВМ СО РАН, 2009. – 281 с.
  6. Мониторинг и управление рисками в промышленности. Проблемы диагностики и неразрушающего контроля. – М.: РИСКОМ, 2009. – 208 с.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.