Склади рідких ракетних палив
Склади рідких ракетних палив
ЗМІСТ
Перелік скорочень
Вступ
1 Склади рідких ракетних палив
1.1 Загальна характеристика ОЗРП Калинівка
2 Компоненти ракетного палива
2.1 Фізичні та хімічні властивості компонентів
2.2 Дія на організм людини та довкілля
2.3 Заходи першої медичної допомоги
3 Нейтралізація інфраструктури компонентів ракетного палива
3.1 Нейтралізуючі розчини
3.2 Нейтралізація трубопроводів видачі та наливу
3.3 Нейтралізація резервуарів
3.4 Допал промстоків компонентів ракетного палива
3.5 Розрахунок загальної кількості промстоків
4 Утилізація компонентів
4.1 Технологія утилізації залишків гептилу та саміну
4.2 Технологія утилізації меланжу
Висновки
Перелік посилань
ВСТУП
Сьогодні, в період екологічних
катастроф і катаклізмів, що поширюються по всьому світу, в період глобального
потепління і руйнування озонового шару хочу звернути увагу на ще одну, не менш
значущу проблему, стосується вона охорони природного фонду та забезпечення
здоров’я населення України. Цією проблемою є високотоксичні хімічні речовини,
система зберігання яких перебуває в аварійному стані. Причиною цієї аварійності
є: довготривала експлуатація, хімічна дія компонентів і кліматичні умови, що
сприяють випаровуванню.
Компоненти рідких ракетних палив,
а саме самін, гептил, меланж є надзвичайно токсичними хімічними речовинами,
потрапляння яких навіть у невеликих кількостях у атмосферу та грунт призводить
до серйозних і незворотних наслідків для живих організмів. Всього кілька вдихів
парів цих речовин можуть виявитись пагубними для організму людини, а
довготривале перебування у випарах викликає смерть.
За результатами експертизи існуючі
над складами пари компонентів ракетного палива мають концентрації, які в сотні,
тисяці раз перевищують ГДК для населених пунктів. Ситуація зі збереженням
компонентів ракетного палива в Україні з року в рік стає все небезпечнішою
через корозію резервуарів, в яких зберігаються компоненти рідкого ракетного
палива. Крім того, 6 складів, на яких зберігається понад 16 тисяч тонн ракетного
окислювача, розміщені по всій території України. Важливо зазначити, що з тими
темпами, якими сьогодні проводиться утилізація, необхідно буде близько 100
років, при тій умові, що резервуари залишаться справними і компоненти не
виллються в оточуюче середовище, що практично не можливо.
Метою даної роботи є вивчення дії
на навколишнє середовище та організм людини таких компонентів ракетного палива,
як гептил, самін, меланж; аналіз проблеми зберігання компонентів рідких
ракетних палив і дослідження технологічних заходів по зменшенні негативного
впливу, а також визначення основних напрямків утилізації інфраструктури.
Об’єктом
вивчення у даній роботі є об’єкт зберігання ракетного палива (ОЗРП), розміщений
на території складу військової частини А 2783, що розташована на південь від
станції Калинівка. В даній роботі буде оцінено дотримання технологічних вимог зберігання
та вплив на навколишнє середовище гептилу, саміну та меланжу на ОЗРП
«Калинівка».
1 СКЛАДИ РАКЕТНИХ ПАЛИВ
У 1991 році у спадщину від
Радянського Союзу Збройним Силам України залишилося 16,7 тисяч тонн надлишкових
та некондиційних компонентів ракетного палива, з яких більшість складають
меланжі (Меланж-20Ф, Меланж-20і, Меланж-20К, Меланж-27і, Меланж-27П).
На сьогодні 16339,36 тонн меланжів
зберігаються на 6 складах ракетного палива Збройних Сил України. Зокрема, у
Вінницькій (1020,521 тонн), Івано-Франківській (2267,054 тонн), Львівській
(3101,128 тонн) - резервуари, в яких зберігається окисник експлуатуються з
1959-1962 років, Харківській (5161,412 тонн) – з усіх сторін склад оточений
орними землями, Київській (1520,099 тонн) та Одеській (3264,096 тонн) областях
– резервуари оснащенні дихалиними клапанами,нейтралізація парів меланжу не
проводиться.
Зберігання меланжу у військових
частинах організовано у технічно справних резервуарах місткістю 17, 20, 33, 40
та 100 м³, які виготовлені з алюмінію або нержавіючої сталі, і на сьогодні
забезпечують надійне його зберігання у відповідності з вимогами нормативних
документів [1].
Слід зауважити, що збереження
ракетного палива супроводжується дієвою системою контролю з боку як самих
військових фахівців, так і представників інших силових структур, місцевих
органів влади, установ екологічного, санітарно-епідеміологічного контролю тощо.
На базах та прилеглій території постійно беруться й аналізуються проби землі,
повітря, здійснюється моніторинг стану ґрунтових вод. Перевищення встановлених
норм екологічного стану довкілля не виявлено. Разом з тим, накопичування на
складах Меланжу, що у сучасних Збройних Силах України не використовується,
розпочалося ще на початку 60-х років.
Склади ракетного палива були
побудовані ще у 50-60-х роках минулого сторіччя, а резервуари, в яких
зберігається компоненти ракетного палива експлуатуються по 16-20 років і
практично випрацювали встановлені терміни технічної придатності. Товщина стінок
резервуарів під впливом агресивних властивостей компонентів ракетного палива з
кожним роком зменшується і це – реальна загроза руйнування резервуарів та, як
наслідок аварійного витоку меланжу з причиненням шкоди здоров’ю населення та
навколишньому середовищу [9].
Склади і бази ракетного палива
призначені для прийому, зберігання та видачі компонентів ракетного палива і
спеціальних технічних засобів призначених для роботи з цими компонентами. Об’єм
резервуару складає 500 м³.
Склади ракетного палива
розташовані поза населеним пунктом, на спеціально відведеній території,
переважно в низовині. Неприпустимим є розташування складів в заболоченій і
затоплюваній місцевості. Склади повинні бути розташовані неподалік залізничних
колій [1].
1.1 Загальна характеристика ОЗРП «Калинівка»
Технічна
територія складу військової частини А 2783 розташована в 6 км на південь від ст.. Калинівка в районі 203 км залізничної гілки Козятин – Вінниця. Об’єкт
зберігання ракетного палива (ОЗРП) розміщений на південно-східній території
складу.
На захід від
межі військової частини на відстані 0,5-1 км проходить автодорога Вінниця – Бердичів – Житомир з асфальтовим покриттям. Найближчі населені пункти розташовані
на відстані 0,3 км на північний схід – блокпост Сальницький; на відстані 1,65 км на південний захід – село Дорожне. Територія об’єкту вкрита лісом переважно листяних порід
(дуб, береза).
До складу
структури ОЗРП «Калинівка» входить:
1) 2-а
резервуарних блоки по 7 заглиблених резервуари Р-50 для зберігання КРП (11
резервуарів для зберігання гептилу і з резервуари для зберігання саміну);
2) група
наземних резервуарів Р-10 – 6 штук та РН-10 – 1 штука для зберігання саміну;
3) зачисна
група з 2-х поглиблених резервуарів Р-4;
4) майданчик
для виконання зливо-наливних операцій із залізничними цистернами;
5) майданчик
для видачі гептилу в автозаправки [2].
2 КОМПОНЕНТИ РАКЕТНОГО ПАЛИВА
Пальне для
рідинних ракетних двигунів, яке зберігається на спеціалізованих складах
представлене гептилом, саміном, меланжем.
2.1 Фізичні та хімічні властивості компонентів
Гептил –
несиметричний диметилгідразин (НДМГ), безбарвна прозора рідина з різким
неприємним запахом. Має високу термічні стійкість (розкладається при
температурі 700-800 °С). Не вибухає від ударів ні в рідкому, ні в газоподібному
стані, однак легко займається на повітрі (температура спалаху 1°С). Пари
гептилу створюють з повітрям вибухонебезпечні суміші в широких концентраційних
межах від 2 до 99% об’ємних. Пари гептилу самозаймаються з азотно-кислотними
окислювачами, перекису йоду. За своїми властивостями гептил наближається до
бойових отруйних речовин. На відміну від вуглеводного пального, гептил добре
розчиняється у воді, не піднімається на поверхню, не фільтрується і не може
бути зібраним з поверхні. Гептил є вибухопожежонебезпечним, належить до 1 класу
небезпечності. У таблиці 2.1 наведені основні характеристики гептилу.
Таблиця 2.1 – Основні характеристики НДМГ
Характеристика
|
Значення
|
Одиниця виміру
|
Щільність при 20°С
|
795
|
кг/м³
|
Температура замерзання
|
-58
|
°С
|
Температура кипіння
|
63,1
|
°С
|
Теплотворність з киснем
|
9200
|
кДж/кг
|
Самін – суміш
технічних ізомерних ксилідинів, технічного триетиламіну та діетиламіну. Самін
належить до 3 класу небезпечності. Ксилідин – легкозаймиста рідина. Важко
розчиняється у воді, але добре розчиняється в етанолі, ацетоні, діетиловому
спирту.
На зовнішній
вигляд самін – прозора рідина від жовтуватого до жовтого кольору без механічних
домішок. У таблиці 2.2 наведені основні характеристики та властивості саміну.
Таблиця 2.2 – Основні характеристики та
властивості саміну
Показники
|
Норма, %
|
Масова доля суми ізомерів
ксилідину, %, не менше
|
92
|
Масова доля води, %, не більше
|
1,0
|
Масова доля триетиламіну,
%, не більше
|
8,0
|
Ксиділин – легкозаймиста рідина.
Важко розчиняється у воді, але добре розчиняється в етанолі, ацетоні,
діетиловому спирту.
Меланж – концентрована азотна
кислота (рисунок 2.1) з розчиненим в ній амілом (суміш оксидів азоту). Завдяки
наявності амілу досягається концентрація в 104%. Кислотний меланж має 2 ступінь
токсичності. Безбарвна рідина, що важча за воду і розчиняється в ній.
Сильний окисник, на повітрі
димить. Окислювальна дiя безколiрної димлячої азотної кислоти менша, нiж
кислоти з розчиненим дiоксидом азоту.
Азотная кислота діє майже на всі
метали (за винятком золота, платини, танталу, родію, іридію), перетворюючи їх у
нітрати, а деякі металии - в оксиди. Концентрована HNO3 пасивує деякі метали. Корозія
металів призводить до руйнування і зниження міцності технічних засобів
зберігання, транспортування і перекачки КРП, зменшує терміни їх експлуатації.
Так, протягом 2006-2008 років, за результатами проведеної ультразвукової
діагностики, виявлено низку резервуарів з меланжем, у яких товщина стінок
зменшилася в 2-3 рази, до 4-5 мм (паспортна товщина стінок резервуарів 12 мм), що викликало необхідність перекачування меланжу у резервні ємкості. Кількість непридатних до
використання резервуарів з кожним роком збільшується, а отже зростає і
ймовірність руйнування резервуарів, в яких зберігається меланж [1].
Продукти корозії у вигляді твердих
домішків забруднюють компоненти ракетного палива. Змінюється початковий
хімічний склад компонентів, що негативно відбивається на інших фізико-хімічних
і експлуатаційних властивостях ракетного палива. Механічні домішки в
азото-кислотних окисниках на 80-95% складаються із продуктів корозії, утворюючи
на дні резервуару шар, товщиною в кілька сантиметрів.
Меланж сам по собі не горюча
речовина, але здатен запалювали всі горючі речовини. Його вибухова небезпека
полягає в тому, що він вибухає при наявності рослинних масел, спирту,
скипидару.
Густина 1,52 г/см³ (при
температурi 15ºС), димить на повiтрi. Температура замерзання -41ºС, а
температура кипiння +86ºС. Кипiння азотної кислоти супроводжуеться її
частковим розкладом по реакцiї:
HNO3 ——— 2H2O + 4NO2 + O2 - 259,7
кДж.
Під вибухонебезпечністю
компонентів ракетного палива розуміється здатність їх вибухати під впливом
різноманітних зовнішніх імпульсів. Вибуховим перетворенням в широкому значенні
називається процес швидкого фізичного чи хімічного перетворення, що супроводжується
переходом потенціальної енергії системи в енергію теплову, яка потім
перетворюється в механічну роботу руху чи руйнування. Компоненти ракетного
палива не являються вибухонебезпечними речовинами. Вони не вибухають під
впливом удару, в умовах тертя. Однак при змішуванні парів з повітрям і при
контакті ракетних палив з окисником утворюються в певних умовах пожежо- та
вибухонебезпечні речовини.
Для
зберігання КРП використовується резервуари і тара з алюмінію, нержавіючої і
вуглеводної сталі.
2.2 Дія на організм людини та довкілля
Всі
компоненти ракетного палива представляють собою високотоксичні речовини. В
залежності від дози ураження може бути місцевим і загальним. Місцеве ураження
призводить до опіків , виразок, екзем та інших захворювань шкіри. В результаті
загального ураження відбувається порушення нормальної діяльності нервової
системи, органів дихання, кровообігу та інших внутрішніх органів. Ураження
токсичними речовинами поділяють на хронічні і гострі.
Деякі
компоненти ракетного палива мають кумулятивні властивості і здатність
накопичуватись в організмі. При тривалій роботі з малими концентраціями
шкідливих речовин наступає сильне отруєння організму. Токсичність ракетного
палива оцінюється характером їх дії на живі організми і концентраціями, що
викликають болючі зміни в організмі при дії на нього деякий час.
За
характером дії на організм людини токсичні речовини розділяють на 5 груп:
1)
речовини, що діють на
поверхню шкіри та інші зовнішні тканини організму, викликають хімічні опіки,
екземи та інші зміни;
2)
речовини, що викликають
ураження дихальних шляхів та легенів, в результаті чого з’являється запалення
або набряк;
3)
речовини, що вражають
нервову систему і викликають психічне збудження, порушення серцевої діяльності,
зупинку дихання;
4)
речовини, що змінюють
склад крові. Так звані отрути крові;
5)
речовини, що порушують
обмін та окислювальні процеси в організмі.
Науковці та медики все впевненіше
говорять, що епідемії "безпричинних" хвороб таки мають причину. Одна
з них - активізація демонтажу військової техніки, при якому досить часто
використовуються старі технології знищення токсичних речовин. Насамперед,
йдеться про гептил та самін, які вражають печінку, легені, провокують
онкологічні патології.
Гептил – високотоксична речовина
нервово-паралітичної, канцерогенної та задушливої дії. Висока сорбційна
здатність гептилу сприяє його накопиченню в поверхневих шарах стін та покриттів
з пористою поверхнею, в продуктах харчування. НДМГ сильно адсорбується одягом
[1]. Добре розчинний у воді, при попаданні на грунт гептил з атмосферними
опадами легко проходить у водоносні шари і далі у водойми, далеко від місця
виливу. Велика ймовірність загибелі живих організмів на всьому шляху
пересування гептилу [8].
На організм людини гептил діє
наступним чином: подразнює слизову оболонку очей, дихальні шляхи та легені,
відбувається сильне збудження центральної-нервової системи, розлод
шлунково-кишкового тракту. Попадання бризок в очі може миттєво викликати біль,
сльозоточивість і почервоніння [1]. У таблиці 2.3 наведені гігієнічні нормативи
для гептилу.
Таблиця 2.3 – Гігієнічні нормативи для гептилу
Характеристика
|
Значення
|
Одиниця виміру
|
ГДК для повітря
робочої зони
|
0,1
|
мг/м³
|
ГДК для водойм
суспільного користування
|
0,02
|
мг/м³
|
Клас
небезпечності для повітря
|
1
|
|
Самін, як
уже відомо, складається з суміші ізомерів ксилідину та триєтиламіну. Ксиділин у
мікроскопічних кількостях у людини виклиає опіки шкіри та ураження очей, а доза
в 10 г є смертельною для людини [3]. У таблиці 2.4 наведені гігієнічні
нормативи суміші ксилідинів, та в таблиці 2.5 – гігієнічні нормативи для
триетиламіну.
Таблиця 2.4 – Гігієнічні нормативи суміші
ксилідинів (всього 6 ізомерів)
Характеристика
|
Значення
|
Одиниці виміру
|
ГДК для повітря
робочої зони
|
3,0
|
мг/м³
|
ГДК для повітря
населених місць
|
0,012
|
мг/м³
|
ГДК для шкіри
|
0,08
|
мг/см²
|
Клас
небезпечності для повітря
|
3
|
|
Таблиця 2.5 – Гігієнічні нормативи для
триетиламіну
Характеристика
|
Значення
|
Одиниці виміру
|
ГДК для повітря
робочої зони
|
10,0
|
мг/м³
|
ГДК для повітря населених
місць (максимально-разава та середньодобова)
|
0,14
|
мг/м³
|
ГДК для водойм
суспільного користування
|
2,0
|
мг/л
|
Клас
небезпечності для води
|
2
|
|
Страницы: 1, 2
|