CC BY
31
БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
УДК 51-74
Аржанухин И.О., Глотов Е.Н.
МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ СПОСОБОВ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ДЕГАЗАЦИИ НИЗКОКИПЯЩИХ АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ
ПЕННЫМИ РЕЦЕПТУРАМИ
В статье представлен анализ способов применения пенных рецептур для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Ha, основе данного анализа разработан методический аппарат обоснования применения пенных рецептур для локализации и дегазации низкокипящих аварийно химически опасных веществ с учетом компонентов, их рационального содержания, методов получения, а также порядка нанесения.
Ключевые слова: аварийно химически опасные вещества (АХОВ); локализация и дегазация, пенными рецептурами; оперативность проведения специальной обработки.
Arzhanuhin I.O., Glotov E.N.
METHODOLOGY OF THE SUBSTANTIATION OF THE METHODS OF LOCALIZATION AND DEGASATION OF LOW-KEEPING EMERGENCY CHEMICALLY DANGEROUS SUBSTANCES WITH FOAM RECEPTURES
In the article the analysis of ways of application of foam recipes for liquidation of consequences of extreme situations is presented. On the basis of this analysis, a methodical framework was developed for justifying the use of foam formulations for localization and degassing of low-boiling AHOs, taking into account the components, their rational content, methods of production, and the order of application.
Keywords: chemically dangerous substances; localization and degassing with foam recipes; efficiency of special treatment.
Вопросы применения пен, в том числе для ликвидации ЧС (тушения пожаров), рассматривались в трудах ряда отечественных и зарубежных специалистов: Владимирова В.А., Вельпа
A.Я., Берлина A.A., Клемпнера Д., Тихомирова
B.К., Канна К.Б. и других исследователей. Вопросы локализации и дегазации АХОВ пенными рецептурами представлены в работах Гриш-кевича A.A., Бычкова К.А., Шадрина Л.И., Катушенка В.К. Анализ вышеуказанных работ позволил сделать вывод о том, что имеющиеся положения образуют необходимую базу, для решения задачи обоснования способов локализации и дегазации низкокипящих АХОВ пенными рецептурами с учетом рационального состава компонентов и элементов пеногенерато-ров, для которых время локализации будет минимальным. Однако они не учитывают особенности проникновения указанных веществ через каналы, образующиеся в пенных слоях из-за повышенного давления насыщающих паров и пе-ногасящего эффекта, который наблюдается для ряда низкокипящих аварийно химически опасных веществ (далее АХОВ). В связи с этим во-
просы разработки научно-методического аппарата по обоснованию способов локализации и дегазации низкокипящих АХОВ являются актуальными, а поиск их решений представляет важную научную задачу.
На основании вышесказанного научная задача заключается в определении рационального состава компонентов и элементов пеногенерато-ров, для которых время дегазации и локализации будет минимальным. Решение данной задачи может быть осуществлено на основе применения методики обоснования способов локализации и дегазации низкокипящих АХОВ пенными рецептурами, схематично представленной на рисунке 1.
Данная методика позволяет проводить исследования по выбору композиций пенных рецептур с различным агрегатным состоянием, предполагаемыми свойствами и содержит три основных блока:
— анализ состава и технических решений по формированию и нанесению пенных рецептур;
201712(33)
— экспериментальное исследование рационального соотношения компонентов ценных рецептур и расчет элементов пеноге-нераторов;
— обоснование способов .локализации и дегазации низкокипящих АХОВ ценными рецептурами.
При решении первой частной задачи проведен анализ свойств различных пенных ком-
позиций, выбраны компоненты и определено, что для дегазации низкокипящих АХОВ иенами наиболее приемлемы рецептуры, содержащие дихлорамин, едкий натр, катализатор межфазного перехода, глицерин и пенообразователь. Для локализации пролива низкокипящих АХОВ рецептуры на основе карбами-доформальдегидной смолы, содержащие глицерин, ортофоефорную кислоту и пенообразователь.
Рисунок 1 Блок-схема методики обоснования способов локализации и дегазации низкокипящих АХОВ пенными рецептурами
Исследование всех вариантов композиций позволило установить следующее:
— для дегазации низкокипящих АХОВ в большей степени подходят пены, имеющие жидкую структуру, т.к. они обеспечивают возможность создания пены средней и высокой кратности (^>20), имеют молекулярную дисперсность (10-8...10-9
м), а время существования пены (устойчивость), которое необходимо для достижения полноты дегазации, составляет 1 ч;
— для локализации низкокипящих АХОВ наиболее приемлемы твердеющие пены на основе карбамидоформальдегидных смол, кратность которых низкая (3<^<20), они образуют прочный и устойчивый пенный
Аржанухин И.О., Глотов E.H.
экран в течение 12 ч, нейтральный по отношению к АХОВ.
Для исследования и выбора рационального состава композиций пенных рецептур определена управляющая переменная, влияющая на оперативность проведения специальной обработки — коэффициент диффузии. Чем быстрее будет происходить диффузия между пеной и АХОВ, тем больше будет коэффициент диффузии ; чт0 приведет к быстрому взаимодействию, которое выгодно при дегазации. Возможно, что коэффициент диффузии будет низким, т.е. диффузия АХОВ и пены будет происходить очень медленно или совсем не происходить. В этом случае необходимо применять пену, способную образовывать защитный экран, — пену для локализации.
Были определены способ получения и тип технических средств нанесения пенных рецептур (пеногенераторов) для последующего расчета его элементов, а также рационального давления перед смесительным узлом.
Основу второго блока составляют две разработанные методики. Первая для планирования эксперимента по определению рационального состава пенных рецептур и расчету элементов пеногенераторов, а вторая для математической обработки эксперимента.
Методика планирования эксперимента состоит из 5 основных этапов: подготовки исходных данных, определения необходимого количества опытов, выбора средств измерения, определения рационального состава пенных рецептур, расчета элементов пеногенератора и математической обработки результатов эксперимента.
Для математической обработки результатов эксперимента и определения математической модели для решения задач настоящего исследования разработана методика, предназначенная для аппроксимации статистических данных на основе расчет коэффициентов регрессии и корреляции.
Проверка применимости методики осуществляется на основе результатов эксперимента и исследования линейной статистической
зависимости между двумя переменными, после чего вычисляются коэффициенты зависимости (корреляции, детерминации, Стьюдента и средней ошибки аппроксимации). После нахождения математической зависимости парных коэффициентов линейной корреляции устанавливается корреляционная связь и проводится оценка полученного уравнения регрессии. При наличии сильной связи между переменными находится математическое выражение зависимости и оценивается значимость выбранной модели.
В рамках третьего блока настоящей методики проведено экспериментальное исследование рационального соотношения компонентов пенных рецептур и расчет элементов пеногенераторов, а также разработаны методические рекомендации спасательным воинским формированиям [2].
Таким образом, предложенная методика обоснования способов локализации и дегазации низкокипящих АХОВ пенными рецептурами отличается от известных тем, что она позволяет учитывать влияние ряда новых факторов, основными из которых являются:
— повышенная проницаемость пенных слоев, обусловленная пеногасящим воздействием и высоким давлением насыщающих паров низкокипящих АХОВ над изолируемыми поверхностями проливов;
— кислотно-основные свойства компонентов пенных рецептур, применяемых для локализации и дегазации низкокипящих АХОВ;
— временные параметры нанесения пенных рецептур, влияющие на оперативность выполнения задач локализации и дегазации АХОВ;
— включение в состав пенообразующих рецептур необходимых для выполнения целевых задач компонентов, оказывающих влияние на процессы пенообразования.
Литература
1. Аржанухин И.О., Гришкевич A.A., Голипад П.Н., Завьялова Н.В. Разработка пенообразующих рецептур для применения в составе многоцелевого комплекса технических средств при локализации аварийных проливов химически опасных веществ с применением твердеющих пенных покрытий: отчет о НИР. Шифр «Пена-АХОВ-НЦ». - М. 2014 — 113 с.
2. Аржанухин И.О., Решетников В.М. Поиск оптимального соотношения между компонентами для получения пенной дегазирующей рецептуры //Научные и образовательные проблемы гражданской защиты.— Химки. 2015. №3. С. 59-64.
