ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При анализе и расчете защитной способности многослойной осаждающей конструкции, включающей внутреннюю металлоизоляцию и поверхностную обваловку грунтом и получившей комплексное, локальное 4-факторное воздействие, а именно: радиационная нагрузка (ИИ), электрическое поле (ЭМИ), температурное воздействие теплового газодинамического фронта (ТФ) и коротко импульсная ударная механическая нагрузка (Рд) -одно из приоритетных и доминирующих значений результатов подобного воздействия, для прогнозирования дальнейших эксплуатационных качеств приобретает величина добавочного импульса ИИ, появляющегося за аварийной защитой в период скоростного наложения последующего фактора воздействия на предыдущий, а также характер распределения его. Суть предложенного способа заключается в следующем. Между источником ИИ типа РУП-200 (РАП 150/300) или более мощным и бетонными образцами с металлоизоляцией и поверхностной обваловкой (обсыпкой) всей серии помещают тонкую стальную пластину, жестко закрепленную на определенном расстоянии от моноблока источника ИИ с заранее заданной и экспериментально проверенной величиной поглощения ею потока ИИ. Пластина одновременно защищает РУП от взрывных продуктов и взрывной волны, возникающих при воздействии коротко импульсной, ударной механической нагрузкой в процессе проведения эксперимента. Кроме этого, данная пластина является электродом для подачи импульса высокого напряжения. Вторым электродом на каждом образце является металлоизоляция, которую заземляют. Внутри этой металлической пластины сделаны калибровочные каналы, соединенные между собой и с выходом, в виде калибровочных отверстий на одну сторону пластины, обращенные к испытываемому образцу, (ИЛ № 51-229-01. Волгоградского ЦНТИ). Для защиты от теплового воздействия между моноблоком РУП и пластиной, а также между пленочными дозиметрами (обыкновенными или скоростными) и металлоизоляцией образца используют охлаждающий защитный экран, или в виде водяного экрана с ламинарным характером движения воды или другого вида. Необходимым условием их применения является известная величина поглощения ими потока ИИ.

Основные условия проведения данного эксперимента:

1. Рассматривается только однократное, локальное последовательное и комплексное (условно одновременное) воздействие четырех факторов на многослойную защиту в различных сочетаниях.

2. Плотность грунта обваловки соответствует плотности суглинка или супеси в естественном состоянии с травяным покровом, а толщина обваловки соотнесена с толщиной бетонной защиты с металлоизоляцией в пределах от 1-5 до 1- 10,

3. Необходимо соблюдать принцип чистоты эксперимента. Суть его заключается в строгом определении величины коротко импульсной ударной локальной механической нагрузки (Рд) на многослойную защитную конструкцию, при которой не возникает явление откола на противоположной грани образца, а также не появляются деформации (магистральные трещины), предшествующие началу его,

За каждым, подготовленным к испытанию образцом, моделирующим многослойную защиту, перед началом его просветки устанавливается обыкновенный или скоростной пленочный дозиметр и проводится эксперимент в пять этапов, в следующей последовательности:

I этап - Подготовительный.

Каждый образец всей данной серии просвечивается. Пленочные дозиметры, находящиеся под образцами обрабатываются, с них снимаются показания доз ИИ в различных точках. Строятся графики зависимости D i в фиксированных точках от параметров потока ИИ и от толщины конструкции (при различной толщине грунтовой обваловки и бетонной конструкции защиты). В этом этапе общая толщина образцов для каждой серии является величиной постоянной. Толщина металлоизоляции для всей серии образцов принята однозначной.

II этап - Подготовительный.

Каждый образец всей данной серии снова просвечивается источником ИИ в совокупности с воздействием на них электрического поля ЭМИ строго определенных параметров. При этом используется только тонкая сплошная стальная пластина, являющаяся одним из электродов для создания электрического поля ЭМИ. После обработки пленочных дозиметров с них снимают показания и строят графики доз D i в фиксированных точках в зависимости от параметров потока ИИ, электрического поля ЭМИ, толщины грунтовой обваловки и толщины самой бетонной конструкции. Толщина металлоизоляции принята величиной постоянной и однофазной.

III этап - Подготовительный.

Каждый образец всей данной серии просвечивается повторно источником ИИ в совокупности с воздействием на них электрического поля ЭМИ, строго определенных параметров, а также воздействием температурным тепловым фронтом в виде сферического горящего газодинамического факела определенных параметров. По достижению необходимых параметров температуры и давления, определяемых с помощью датчиков на поверхности самой бетонной конструкции защиты (а не грунтовой обваловки) делают фиксированные съемки с помощью дозиметров (обычных или скоростных). По окончании обработки пленочных дозиметров и снятия с них показаний доз ИИ в фиксированных точках строят графики зависимости доз D i от параметров ЭМИ и ТФ и толщины аварийной защиты. Толщина грунтовой обваловки и самой бетонной конструкции защиты, как и всей общей толщины аварийной защиты, есть величина постоянная.

IV этап - Основной.

На каждый образец всей серии, за исключением контрольных, воздействуют локальной коротко импульсной ударной механической нагрузкой с соблюдением принципиального условия чистоты проведения данного эксперимента. Затем каждый образец снова просвечивается источником ИИ с одновременным воздействием ЭМИ, тепловым температурным полем ТФ строго определенных параметров. Пленочные дозиметры после проведения эксперимента обрабатываются, снимаются показания доз D i и строят графики в зависимости от общей толщины конструкции образца H i их от параметров ИИ; ЭМИ; ТФ за аварийной защитой при постоянной толщине металлоизоляции.

V этап - Заключительный.

Используется автоматическое реле времени, позволяющее включать сразу четыре фактора воздействия на образцы так, чтобы в комплексе у всех и у каждого в отдельности была одновременная максимальная величина действия на данную многослойную аварийную защиту. Так для действия температурного теплового фронта ТФ - это время достижения максимальных планируемых показаний датчиков давления и температуры на поверхности бетонной конструкции аварийной защиты под грунтовой обваловкой. В это же время значение параметров электрического поля ЭМИ должно быть максимальным, а для действия механической локальной коротко импульсной ударной нагрузки - это должна быть максимальная величина раскрытия трещин в зоне упругих, упруго пластических и пластических деформаций в глубине бетона под воронкой разрушения, так и вокруг нее. Величина параметров ИИ в этот период должна быть в соответствии с планируемой, однако она может быть как в начальной период действия, так и в этот рассматриваемый, в заключительный - постоянной или меняться скачкообразно с повышением. Это необходимо для установления зависимости между параметрами ИИ и параметрами всех остальных факторов воздействия.

Пленочные дозиметры после проведения 5 этапа данного эксперимента обрабатываются, с них снимаются показания доз D i и строят графики зависимости их от толщины обваловки (обсыпки) и толщины бетонной конструкции каждого образца H i в характерных, заранее заданных, точках в зависимости от параметров ИИ, ЭМИ и Рд за аварийной защитой, вокруг воронки разрушения или воронки ионизации. Меняя толщину обваловки (обсыпки), экспозицию воздействия ИИ и ЭМИ, параметры (ТФ) и его давления, толщину стального промежуточного листа с кольцеобразным (паутинообразным) расположением в нем каналов для движения газодинамических горящих струй и расстояния от моноблока РУП-200 до этого листа и до просвечиваемого образца, строят окончательные графики прохождения доз D i через аварийную защиту в месте ее повреждения. Полученные графики анализируются, строят окончательный самый неблагоприятный для многослойной аварийной защиты, на прохождение через нее потока ИИ при комплексном воздействии (условно одновременном одноразовым воздействии всех 4 вышеперечисленных факторов).