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 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 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.

Дата добавления: 2015-07-07