Bezpieczeństwo materiałów wybuchowych - Explosives safety

Film o bezpieczeństwie podczas używania materiałów wybuchowych w miejscu pracy

Bezpieczeństwo materiałów wybuchowych powstało jako formalny program w Stanach Zjednoczonych w następstwie I wojny światowej, kiedy kilka magazynów amunicji zostało zniszczonych w serii wpadek. Najpoważniejsze miało miejsce w magazynie amunicji Picatinny Arsenal w stanie New Jersey, w lipcu 1926 roku, kiedy burza elektryczna doprowadziła do pożarów, które spowodowały wybuchy i rozległe zniszczenia. Poważne zniszczenia mienia i 19 ofiar śmiertelnych skłoniły Kongres do upoważnienia rady oficerów armii i marynarki wojennej do zbadania katastrofy Picatinny Arsenal i ustalenia, czy podobne warunki istniały w innych składach amunicji. Zarząd poinformował w swoich ustaleniach, że ten wypadek może się powtórzyć, co skłoniło Kongres do ustanowienia stałej rady pułkowników w celu opracowania standardów bezpieczeństwa materiałów wybuchowych i zapewnienia zgodności począwszy od 1928 roku. Organizacja ta przekształciła się w Departament Bezpieczeństwa ds. Materiałów Wybuchowych Departamentu Obrony (DDESB) i jest czarterowana w tytule 10 Kodeksu Stanów Zjednoczonych. DDESB jest autorem rozporządzenia Defence Explosives Safety Regulation (DESR) 6055.9, które ustanawia normy bezpieczeństwa materiałów wybuchowych dla Departamentu Obrony. DDESB ocenia również dane naukowe, które mogą dostosować te normy, dokonuje przeglądu i zatwierdza wszystkie plany lokalizacji materiałów wybuchowych dla nowych konstrukcji, a także przeprowadza na całym świecie wizyty w miejscach zawierających amerykańską amunicję tytułową. Kardynalną zasadą bezpieczeństwa materiałów wybuchowych jest narażenie jak najmniejszej liczby osób przez minimalny czas na minimalną ilość materiałów wybuchowych.

Siły Powietrzne USA

Odpowiednikiem DDESB Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych jest Centrum Bezpieczeństwa Sił Powietrznych (AFSEC/SEW). Podobne funkcje bezpieczeństwa znajdują się w głównych kwaterach dowodzenia, pośrednich kwaterach dowodzenia i biurach bezpieczeństwa instalacji broni, których kulminacją są programy bezpieczeństwa materiałów wybuchowych na poziomie jednostki. Obecne rozporządzenie Sił Powietrznych regulujące bezpieczeństwo materiałów wybuchowych to Podręcznik Sił Powietrznych (AFMAN) 91-201. AFMAN 91-201 został opracowany przy użyciu DESR 6055.09 jako regulacji nadrzędnej i w większości przypadków jest zgodny z ograniczeniami określonymi w DESR (z wyłączeniem wymagań specyficznych dla misji). Siły Powietrzne odbiegają od DESR 6055,9, o ile związane z tym ryzyko jest oceniane i akceptowane na odpowiednim poziomie.

Armia amerykańska

United States Army odpowiednikiem DDESB jest Centrum Techniczne US Army materiałów wybuchowych Bezpieczeństwa (USATCES). USATCES znajduje się w Centrum Amunicji Obronnej na terenie Zakładu Amunicji Wojskowej McAlester , niedaleko McAlester w stanie Oklahoma. USATCES jest odpowiedzialny za zapewnienie bezpieczeństwa amunicji i materiałów wybuchowych (A&E) na całym świecie, działając jako biuro terenowe Departamentu Bezpieczeństwa Armii odpowiedzialnego za bezpieczeństwo A&E. USATCES działa również jako agencja wojskowa sprawująca nadzór nad bezpieczeństwem w zakresie oczyszczania dawnych terenów używanych obrony (FUDS) i byłych obiektów toksycznych środków chemicznych, w których amunicja ze wszystkich gałęzi usług jest usuwana przez pogotowie ratunkowe przez zakopanie lub składowanie do końca Wietnamu Wojna . USATCES pełni funkcję straży bezpieczeństwa armii w zakresie utylizacji amunicji chemicznej w wojskowych zakładach utylizacji substancji chemicznych. W ramach Army's Ordnance Corps w ramach TRADOC Specjalnie przeszkolony cywilny personel ds. bezpieczeństwa materiałów wybuchowych [specjalista ds. zapewnienia jakości (nadzór amunicji) (QASAS)] oraz specjalista ds. bezpieczeństwa, którzy przeszli specjalistyczne szkolenie w zakresie bezpieczeństwa A&E) z USATCES są rozmieszczone na całym świecie, wszędzie tam, gdzie armia amerykańska ma A&E. Ich misją jest zapewnienie bezpieczeństwa żołnierzom, społeczeństwu i środowisku, zapewniając nie tylko bezpieczne przechowywanie wojskowego oddziału ratunkowego, ale także gotowość, niezawodność i śmierć, gdy potrzebuje tego armia amerykańska.

Masa netto materiałów wybuchowych (NOWOŚĆ)

Waga netto materiałów wybuchowych (NOWOŚĆ) to całkowita waga wszystkich materiałów wybuchowych w jednej pozycji. NEW służy do obliczania bezpiecznej odległości separacji (patrz Ilość-Odległość). NOWOŚĆ dla konkretnego materiału wybuchowego może być dostosowana przez jego równoważnik TNT, który jest wagą trinitrotoluenu (TNT) wymaganego do wytworzenia fali uderzeniowej o takiej samej wielkości, jak ta wytwarzana przez jeden funt danego materiału wybuchowego. Na przykład C-4 ma równoważnik TNT dla nadciśnienia 1,34 (jeden funt C-4 jest równy 1,34 funta TNT).

Ilość-Odległość (QD)

Quantity-Distance (QD) jest podstawą standardów bezpieczeństwa materiałów wybuchowych DOD. Określa poziomy ochrony przed wybuchem na podstawie zależności między ilością materiału wybuchowego (NOWOŚĆ) a odległością. Relacje są oparte na poziomach ryzyka uznawanych za dopuszczalne dla określonych ekspozycji, ale nie zapewniają absolutnego bezpieczeństwa ani ochrony. Ekspozycje są wyrażane przez „współczynnik K” (K6, K18 itd.), który reprezentuje stopień zapewnianej ochrony; wyżej jest lepiej. K328 odpowiada nadciśnieniu wybuchu 0,0655 psi, które nie zaszkodzi ludziom na otwartej przestrzeni.

Zjawiska podmuchu fali

Zjawisko fali uderzeniowej to incydent polegający na gwałtownym uwolnieniu energii powstałej w wyniku detonacji urządzenia wybuchowego. Nagłe i intensywne zaburzenie ciśnienia nazywane jest „falą uderzeniową”. Fala uderzeniowa charakteryzuje się niemal natychmiastowym wzrostem od ciśnienia otoczenia do szczytowego ciśnienia padającego (Pi). Ten wzrost ciśnienia lub „czoł uderzeniowy” przemieszcza się promieniowo na zewnątrz od punktu detonacji z malejącą prędkością, która zawsze jest większa niż prędkość dźwięku w tym medium. Cząsteczki gazu tworzące przód poruszają się z mniejszymi prędkościami. Ta prędkość, zwana „prędkością cząstek”, jest powiązana z „ciśnieniem dynamicznym” lub ciśnieniem wytwarzanym przez wiatry wytwarzane przez front uderzenia. W miarę jak czoło wstrząsu rozszerza się do coraz większych objętości medium, spadające ciśnienie zmniejsza się i ogólnie czas trwania impulsu ciśnienia wzrasta. Jeżeli fala uderzeniowa uderza w sztywną powierzchnię (np. budynek) pod kątem do kierunku propagacji fali, na powierzchni natychmiast powstaje ciśnienie odbite i ciśnienie to wzrasta do wartości przekraczającej ciśnienie padające. To odbite ciśnienie jest funkcją ciśnienia padającej fali i kąta utworzonego pomiędzy sztywną powierzchnią a płaszczyzną czoła uderzenia.

Paprochy

Ważnym czynnikiem w analizie zagrożeń związanych z wybuchem jest wpływ wytworzonych odłamków. Chociaż fragmentacja najczęściej występuje w zdarzeniach związanych z ładunkami wybuchowymi, fragmentacja może wystąpić w każdym incydencie z udziałem amunicji i materiałów wybuchowych (A&E). W zależności od pochodzenia fragmenty określane są jako fragmenty „pierwotne” lub „wtórne”.

Pierwotne odłamki powstają w wyniku rozbicia pojemnika (np. łusek, kotłów, lejów zasypowych i innych pojemników używanych do produkcji materiałów wybuchowych i obudów silników rakietowych) w bezpośrednim kontakcie z materiałem wybuchowym. Te fragmenty są zwykle małe, początkowo poruszają się z prędkością tysięcy stóp na sekundę i mogą być śmiertelne z dużej odległości od eksplozji.

Wtórne fragmenty to szczątki z konstrukcji i innych przedmiotów znajdujących się w pobliżu wybuchu. Te fragmenty, które są nieco większe niż fragmenty pierwotne i początkowo poruszają się z prędkością setek stóp na sekundę, zwykle nie podróżują tak daleko, jak fragmenty pierwotne.

Zagrożenia termiczne

Ogólnie rzecz biorąc, zagrożenia termiczne związane ze zdarzeniami wybuchowymi są mniej niepokojące niż zagrożenia wybuchowe i odłamkowe. Wraz z uwolnieniem energii z eksplozji jest ciepło. Ilość ciepła zmienia się w zależności od związku energetycznego (wybuchowego). Wszystkie cząsteczki związków wybuchowych są potencjalnie niestabilne, utrzymywane razem ze słabymi wiązaniami w zewnętrznej powłoce. Kiedy to słabe wiązanie zostaje zerwane, następuje gwałtowne uwolnienie ciepła i energii. Podmuch termiczny zwykle trwa dłużej. Uszkodzenie spowodowane efektami termicznymi następuje po efektach wybuchu i fragmentacji, które występują niemal natychmiast. Nie oznacza to, że między wybuchem a efektem fragmentacji materiałów wybuchowych upływa czas; w rzeczywistości dzieje się to tak szybko, że człowiek nie może zauważyć opóźnienia bez specjalistycznego sprzętu. Czas dostępny na reakcję na zdarzenie termiczne zwiększa przeżywalność dzięki szybkiemu sprzętowi zaprojektowanemu do reagowania w ułamku sekundy. Podstawowym skutkiem efektu termicznego detonacji wybuchowej na konstrukcje, materiał oraz amunicję i materiały wybuchowe (A&E) jest ich częściowe lub całkowite zniszczenie przez ogień. Główną troską o bezpieczeństwo materiałów wybuchowych w przypadku pożaru z udziałem A&E jest to, że może on przejść do bardziej poważnej reakcji, powodując detonację dodatkowych lub bardziej niebezpiecznych urządzeń wybuchowych i narażając więcej osób lub mienia na większe ryzyko uszkodzenia, zniszczenia, obrażeń, lub śmierć.

Test Susan

Po katastrofie Palomares B-52 w 1966 r. i katastrofie B-52 w bazie lotniczej Thule w 1968 r. śledczy doszli do wniosku, że konwencjonalne materiały wybuchowe używane w tamtym czasie w broni jądrowej nie były wystarczająco stabilne , aby wytrzymać siły biorące udział w wypadku lotniczym . Odkrycie zapoczątkowało badania naukowców w Stanach Zjednoczonych nad bezpieczniejszymi konwencjonalnymi materiałami wybuchowymi, które można by wykorzystać w broni jądrowej. Lawrence Livermore National Laboratory opracowali „Susan Test” - standardowy test, który wykorzystuje specjalny pocisk, którego konstrukcja symuluje wypadek samolotu ściskając i szczypiąc materiał wybuchowy pomiędzy powierzchniami metalowymi. Pocisk testowy jest wystrzeliwany w kontrolowanych warunkach na twardą powierzchnię, aby zmierzyć reakcje i progi różnych materiałów wybuchowych na uderzenie.

Specjalista ds. Bezpieczeństwa Materiałów Wybuchowych

Jest to wysoko wyszkolony i wykwalifikowany cywilny profesjonalista, zwykle QASAS lub specjalista ds. Bezpieczeństwa, który został przeszkolony w zakresie oceny ryzyka i zagrożeń związanych z operacjami konwencjonalnych, kierowanych pocisków rakietowych i toksycznej amunicji chemicznej. Departament Standardów Obronnych wymaga, aby tylko przeszkolony i certyfikowany personel mógł uczestniczyć w operacjach związanych z amunicją, materiałami wybuchowymi i/lub komponentami wybuchowymi, pociskami kierowanymi i toksycznymi chemikaliami. Odpowiadają za zapewnienie ochrony przed skutkami amunicji i materiałów wybuchowych poprzez ocenę zestawu standardów opracowanych przez Departament Obrony i wzmocnionych dodatkowymi regulacjami przez oddział służby wojskowej odpowiedzialny za przedmiot materiałów wybuchowych. . Opracowują programy bezpieczeństwa, aby zminimalizować straty spowodowane obrażeniami i uszkodzeniem mienia. Starają się wyeliminować niebezpieczne praktyki i warunki w miejscach, w których używana lub przechowywana jest amunicja i materiały wybuchowe (A&E). Specjaliści ds. bezpieczeństwa wojskowych materiałów wybuchowych są wdrażani wraz z siłami wojskowymi USA w celu zapewnienia bezpiecznego przechowywania i użytkowania A&E. Są oni odpowiedzialni za zalecenie dowództwu wojskowemu sposobów przechowywania A&E, które zmniejszają ryzyko obrażeń lub śmierci w służbie mężczyznom i kobietom w przypadku przypadkowej detonacji lub jeśli dostawa A&E zostanie trafiona przez atak wroga.

Wiele prac specjalistów ds. bezpieczeństwa wojskowych materiałów wybuchowych jest identycznych z ich cywilnymi odpowiednikami. Mają biura, w których analizują dane i piszą raporty do wyższych dowództw na temat przechowywania pogotowia ratunkowego. Wiele czasu poświęcają na przeglądanie lub przygotowywanie planów bezpieczeństwa materiałów wybuchowych. Plan lokalizacji materiałów wybuchowych (ESS) to złożony proces zarządzania ryzykiem (CRM) związany z działaniami związanymi z materiałami wybuchowymi/toksycznymi chemikaliami w celu zapewnienia minimalnego ryzyka dla personelu, sprzętu i aktywów, przy jednoczesnym spełnieniu wymagań misji. Potencjał uszkodzeń lub obrażeń spowodowanych wybuchami jest określony przez odległość między potencjalnymi miejscami wybuchu (PES) a narażonymi (ES); zdolność PES do tłumienia nadciśnienia wybuchowego, fragmentów pierwotnych i wtórnych; oraz zdolność ES do opierania się efektom eksplozji. Planowanie właściwej lokalizacji i budowy obiektów A&E i otaczających je obiektów narażonych na działanie obiektów A&E jest kluczowym elementem procesu planowania lokalizacji materiałów wybuchowych/toksycznych chemikaliów. Ten proces zarządzania zapewnia również, że ryzyka przekraczające te, które są zwykle akceptowane dla działań A&E, są identyfikowane i zatwierdzane na odpowiednim szczeblu dowodzenia.

Specjalista ds. Bezpieczeństwa Materiałów Wybuchowych często musi podróżować do różnych miejsc przechowywania, aby sprawdzić, czy instalacja wojskowa spełnia wymagania dotyczące bezpieczeństwa materiałów wybuchowych.

Specjalista ds. Bezpieczeństwa Materiałów Wybuchowych często współpracuje z innymi specjalistami ds. bezpieczeństwa. W kwestiach bezpieczeństwa wymaga się od nich znajomości OSHA, EPA, NFPA i innych standardów konsensusu, a jeśli przepisy te są bardziej rygorystyczne niż przepisy dotyczące usług, muszą stosować te normy i przepisy. Muszą również znać przepisy dotyczące alkoholu, tytoniu i broni palnej (ATF) dotyczące pogotowia ratunkowego i stosować te normy, jeśli jest to wymagane. Muszą być w stanie przekonać ludzi o konieczności przestrzegania norm/przepisów dotyczących bezpieczeństwa materiałów wybuchowych. Muszą również współpracować z miejscami usuwania amunicji, zapewniając przestrzeganie przepisów i regulacji dotyczących bezpieczeństwa, a także standardów branżowych. Powinni być dobrzy w rozwiązywaniu problemów.

Wojsko nie jest jedyną branżą, która korzysta ze specjalistów w zakresie bezpieczeństwa materiałów wybuchowych, ale jest zdecydowanie największym pracodawcą. Górnictwo i budownictwo również wykorzystują specjalistów ds. bezpieczeństwa materiałów wybuchowych do oceny zagrożenia i ryzyka związanego z materiałami wybuchowymi i operacjami strzałowymi. Producenci amunicji i materiałów wybuchowych również korzystają z tych profesjonalistów. Poza wojskowymi specjalistami ds. bezpieczeństwa materiałów wybuchowych musi stosować się i znać ATF, OSHA, EPA, NFPA, a także stanowe i lokalne przepisy dotyczące bezpieczeństwa A&E.

Languages

In other projects