Технические принципы

Принцип защиты расстоянием

Защита расстоянием предполагает установление такого расстояния между человеком и источником опасности, при котором обеспечивается заданный уровень безопасности. Этот принцип основан на том, что действие опасных и вредных факторов ослабевает или полностью исчезает в зависимости от расстояния. Рассмотрим некоторые примеры реализации указанного принципа.

Санитарно-защитные зоны. Для защиты жилых построек, расположенных вблизи промышленных зон, от вредных веществ, повышенных уровней шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн, статического электричества, ионизирующих излучений и т.п. предусматриваются санитарно-защитные зоны – пространства между границей жилой застройки и объектами, являющимися источниками вредных факторов. Размеры санитарно-защитных зон устанавливаются в соответствии с санитарной классификацией предприятий, предусматривающей пять классов: I, II, III, IV, V, которым соответствуют размеры санитарно-защитных зон 1000, 500, 300, 100, 50 метров. Однако эти размеры могут быть увеличены или уменьшены при надлежащем технико-экономическом обосновании.

Защита от прикосновения к токоведущим частям электрических установок достигается, в частности, недоступным расположением токоведущих частей. Защита от ионизирующих излучений и электромагнитных полей также обеспечивается расстоянием.

Принцип экранирования

Принцип экранирования предполагает установку экранов (преград) между источником опасности и человеком. Такие экраны должны препятствовать попаданию опасных воздействий в гомосферу или ограничить возможность попадания человека в ноксосферу. Как правило, применяются разнообразные по конструкции экраны.

Принцип экранирования используется в средствах индивидуальной защиты (СИЗ) – очки, щитки и пр.

Принцип прочности

Естественная зависимость безопасности от прочности воплотилась в принципе прочности. Идея этого принципа проста: чем прочнее, тем безопаснее (в границах технической и экономической целесообразности).

Принцип прочности требует усиления способности материалов, конструкций и их элементов сопротивляться разрушениям и остаточным деформациям при различных воздействиях. Для реализации этого принципа используется так называемый коэффициент запаса прочности, представляющий собой отношение величины нагрузки, вызывающей недопустимые деформации или разрушения, к величине допускаемой нагрузки. Численные значения коэффициентов запаса прочности устанавливают с учетом характера действующих усилий и напряжений, свойств материалов и других факторов. Они регламентируются соответствующими правилами и принимаются во внимание при проектировании и эксплуатации сооружений, машин, механизмов, различного оборудования. Коэффициент запаса прочности имеет пределы. Значения коэффициентов зависят от конкретных условий. Например, для сосудов, работающих под давлением, они равны 1,5 – 3,25, для лифтовых канатов – от 8 до 25.

В процессе работы под влиянием всевозможных факторов прочность конструкций может уменьшаться, что приведет к снижению фактической величины коэффициента запаса прочности. Поэтому конструкции, для которых правилами установлены коэффициенты запаса прочности, должны периодически проверяться. Сроки проверки регламентируются нормативными документами.

Принцип слабого звена

Принцип слабого звена широко используется в технике для защиты от опасностей в случае разрушения конструкций и устройств. Создавая ослабленные элементы, которые разрушаются при определенных предварительно рассчитанных факторах, можно обеспечить сохранность конструкций и устройств в целом.

В качестве слабого звена, защищающего прочные элементы от неминуемого разрушения в экстремальных условиях их работы, используют противовзрывные и предохранительные клапаны, мембраны, легкоразрушаемые элементы здания и др.

Противовзрывные проемы. На ряде производств трудно полностью исключить опасность взрыва. Чтобы свести ущерб от возможного взрыва к минимуму, сохранить здание, в конструкции его предусматривают противовзрывные проемы такой площади, через которые в течение заданного времени (исключающего разрушение здания) можно снизить давление взрыва до безопасной величины. В качестве противовзрывных часто используют оконные и дверные проемы. Остекление для взрывоопасных зданий рекомендуется одинарное. Если площадь остекления не обеспечивает взрывостойкости, устраивают легкосбрасываемые или легкоразрушаемые покрытия и панели, масса 1 м² которых не должна превышать 120 кг. Отношение площади проемов к площади всего покрытия называют коэффициентом проемности, который принимается равным 0,6 – 0,7.

Противовзрывные клапаны. Для предотвращения разрушающего действия взрыва в аппаратах, газоходах, пылепроводах и других устройствах применяют противовзрывные клапаны различных конструкций, а также разрывные мембраны (пластинки) из алюминия, меди, асбеста и бумаги. Мембраны должны разрываться при давлении, превышающем рабочее давление не более чем на 25 %.

Предохранительные клапаны. На паровых котлах, ресиверах (сборниках) для сжатого воздуха, различном технологическом оборудовании, трубопроводах, работающих под давлением, сосудах, работающих под изменяющимся давлением, устанавливают предохранительные клапаны. Число и размеры клапанов подбирают с учетом того, чтобы давление внутри котла, сосуда и т.п. не превышало расчетное более чем на 15 % при рабочем давлении <6 МПа и более чем на 10 % при давлении ≥ 6 МПа. При повышении давления в системе сверх допустимого предохранительный клапан открывается, при этом автоматически сбрасывается избыток рабочей среды и предотвращается авария. Когда давление снизится до нормальной величины, клапан автоматически закроется. По конструктивному исполнению предохранительные клапаны бывают пружинными и грузовыми.

Принцип слабого звена используется при устройстве молниеотводов, защитного заземления, для защиты от электрического тока и других опасностей

Принцип недоступности

Принцип недоступности означает разделение тем или иным способом ноксосферы и гомосферы. Частный случай этого принципа – защита расстоянием. Принцип недоступности реализуется, например, в таких средствах защиты, как изоляция токоведущих частей или ограждения.

Недоступность к токоведущим частям обеспечивается устройством механических ограждений, блокировок и расположением токоведущих частей в недоступном месте. Оборудование, работающее при напряжении более 1000 В, должно иметь сплошное ограждение, которое в случае необходимости можно снять только при отключенном напряжении. Электрические провода могут не иметь изоляции, если они подвешиваются на высоте не менее 3,5 м от уровня пола. При конструировании ограждений следует стремиться к органическому соединению их с конструкцией машин.

Принцип флегматизации

Флегматизация – разбавление реагирующих веществ и материалов до значений, при которых не может происходить горение, снижение концентрации кислорода при введении в зону горения негорючих газов (например, азота, углекислого газа, водяного пара) или разбавление горючих веществ негорючими (например, этилового спирта водой). Используется при разработке безопасных режимов работы пневмотранспорта и другого технологического оборудования, а также при разработке режимов взрывоподавления и пожаротушения.