Что такое электрохимическая защита и как выбрать катодную станцию. Катодная защита от коррозии – все особенности методики Защита трубопроводов методом катодной поляризации

Одним из часто применяемых методов электрохимической защиты разнообразных конструкций из металлов от ржавления является катодная защита. В большинстве случаев ее используют совместно с нанесением на металлические поверхности специальных покрытий.

1 Общая информация о катодной защите

Впервые такая защита металлов была описана в 1820-х годах Гемфри Дэви. На основании его докладов в 1824 году на корабле HMS Samarang осуществили проверку предоставленной теории. На медную обшивку корабля установили железные анодные протекторы, которые существенно уменьшили скорость ржавления меди. Методику стали развивать, и в наши дни катодная всевозможных конструкций из металлов (трубопроводов, элементов автомобиля и т. д.) признается наиболее эффективной и широко используемой.

В производственных условиях такая защита металлов (ее нередко называют катодной поляризацией) производится по двум основным методикам.

1. Предохраняемая от разрушения конструкция подключается к внешнему источнику тока. В данном случае металлоизделие выполняет функцию катода. А анодами являются инертные дополнительные электроды. Эта методика обычно применяется для защиты трубопроводов, металлических сварных оснований, платформ для бурения.
2. Катодная поляризация гальванического типа. При такой схеме металлическая конструкция контактирует с металлом, который имеет больший электроотрицательный потенциал (алюминий, магний, алюминиевые сплавы, цинк). При этом под анодом понимают оба металла (основной и защитный). Растворение (имеется в виду сугубо электрохимический процесс) электроотрицательного материала приводит к протеканию через предохраняемое изделие необходимого катодного тока. С течением времени происходит полное разрушение металла-"защитника". Гальваническая поляризация эффективна для конструкций, на которых есть изоляционный слой, а также для металлоизделий относительно малых размеров.

Первая методика нашла широкое применение по всему миру. Она достаточно проста и экономически целесообразна, дает возможность предохранять металл от общей коррозии и от многих ее разновидностей – межкристаллитной коррозии "нержавейки", питтинговой, растрескивания латунных изделий, обусловленного напряжениями, при которых они работают.

Гальваническая схема нашла большее применение в США. В нашей стране она используется реже, хотя ее эффективность высока. Ограниченное применение протекторной защиты металлов в России связано с тем, что на многие трубопроводы у нас не наносят специальное покрытие, а это является обязательным условием для реализации антикоррозионной гальванической методики.

2 Как работает стандартная катодная поляризация металлов?

Катодная защита от коррозии производится посредством использования наложенного тока. Он поступает на конструкцию от выпрямителя либо иного источника (внешнего) тока, где промышленный по частоте переменный ток модифицируется в требуемый постоянный. Объект, который защищается, подключают к выпрямленному току (к "минусовому" полюсу). Конструкция, таким образом, является катодом. Анодное заземление (второй электрод) подключают к "плюсу".

Важно, чтобы между вторичным электродом и конструкцией имелся хороший электролитический и электронный контакт. Первый обеспечивается грунтом, куда погружают анод и объект защиты. Грунт в данном случае выполняет роль электролитической среды. А электронного контакта добиваются с помощью проводников из металлических материалов.

Регулирование катодной антикоррозионной защиты осуществляется посредством поддержания защитного потенциала между электролитической средой и индикатором потенциала поляризации (либо непосредственно конструкцией) на строго определенной величине. Замеряют показатель вольтметром с высокоомной шкалой.

Здесь необходимо понимать, что у потенциала есть не только поляризационный компонент, но и еще одна составляющая – падение (омическое) напряжения. Такое падение возникает из-за протекания через эффективное сопротивление катодного тока. Причем качество катодной защиты зависит исключительно от поляризации на поверхности изделия, которое предохраняется от ржавления. По этой причине выделяют две характеристики защищенности металлоконструкции – наибольший и наименьший потенциалы поляризации.

Эффективное регулирование поляризации металлов, учитывая все сказанное, становится возможным в том случае, когда показатель омического компонента исключается из величины полученной разности потенциалов. Добиться этого можно при помощи особой схемы замера потенциала поляризации. Описывать ее в рамках данной статьи мы не будем, так как она изобилует множеством специализированных терминов и понятий.

Как правило, катодная технология применяется совместно с нанесением на внешнюю поверхность предохраняемых от коррозии изделий специальных защитных материалов.

Для защиты неизолированных трубопроводов и других конструкций необходимо использовать существенные токи, что экономически невыгодно и технически сложно.

3 Катодная защита элементов автомобиля

Коррозия – активный и весьма агрессивный процесс. Качественная защита узлов автомобиля от ржавления вызывает немало проблем у автолюбителей. Коррозионному разрушению подвергаются все без исключения транспортные средства, ведь ржавление начинается даже тогда, когда на лакокрасочном покрытии машины появляется маленькая царапина.

Катодная технология предохранения автомобиля от коррозии достаточно распространена в наши дни. Ее применяют наряду с использованием и всевозможных мастик. Под такой методикой понимают подачу электрического потенциала на поверхность той или иной детали автомобиля, что приводит к эффективному и длительному замедлению ржавления.

При описываемой защите транспортного средства катодом являются специальные пластинки, которые накладывают на наиболее уязвимые его узлы. А роль анода играет корпус автомобиля. Подобное распределение потенциалов обеспечивает целостность корпуса машины, так как разрушению подвергаются только катодные пластины, а основной металл не корродирует.

Под уязвимыми местами транспортного средства, которые можно защитить по катодной методике, понимают:

• заднюю и переднюю части днища;
• арку заднего колеса;
• области фиксации подфарников и непосредственно фар;
• стыки крыла с колесом;
• внутренние зоны дверей и порогов;
• пространство за щитками колес (передних).

Для защиты автомобиля необходимо приобрести специальный электронный модуль (некоторые умельцы изготавливают его самостоятельно) и протекторы-пластины. Модуль монтируют в салоне машины, подсоединяют к бортовой сети (он должен быть запитанным при отключении автодвигателя). Установка устройства занимает буквально 10–15 минут. Причем энергии оно берет минимум, а антикоррозионную защиту гарантирует весьма качественную.

Защитные пластины могут иметь разный размер. Их число также отличается в зависимости от того, в каких местах автомобиля они монтируются, а также от того, какие геометрические параметры имеет электрод. На практике пластин нужно тем меньше, чем больший размер имеет электрод.

Защита от коррозии автомобиля по катодной методике производится и иными сравнительно простыми способами. Самый элементарный – подсоединить проводом "плюс" аккумулятора автомобиля к обычному металлическому гаражу. Обратите внимание – для подключения необходимо обязательно использовать резистор.

4 Защита трубопроводов методом катодной поляризации

Разгерметизация различных по назначению трубопроводов происходит во многих случаях из-за их коррозионного разрушения, вызываемого появлением разрывов, трещин и каверн. Особенно подвержены ржавлению подземные коммуникации. На них образуются зоны с разным потенциалом (электродным), что обуславливается гетерогенностью грунта и неоднородным составом металлов, из которых изготавливаются трубы. За счет появления указанных зон начинается процесс активного формирования коррозионных гальванических компонентов.

Катодная поляризация трубопроводов, выполняемая по схемам, описанным в начале статьи (гальваника или внешний источник энергии), базируется на уменьшении скорости растворения материала труб в процессе их эксплуатации. Достигается подобное уменьшение посредством смещения коррозионного потенциала в зону, имеющую по отношению к естественному потенциалу более отрицательные показатели.

Еще в первой трети 20 столетия был определен потенциал катодной поляризации металлов. Его показатель равняется –0,85 вольт. В большинстве грунтов естественный потенциал металлических конструкций находится в диапазоне от –0,55 до –0,6 вольт.

Это означает, что для эффективной защиты трубопроводов требуется "передвинуть" коррозионный потенциал в отрицательную сторону на 0,25-0,3 вольт. При такой его величине практическое влияние ржавления на состояние коммуникаций почти полностью нивелируется (коррозия за год имеет скорость не более 10 микрометров).

Методика с применением источника тока (внешнего) считается трудоемкой и достаточно сложной. Зато она обеспечивает высокий уровень защиты трубопроводов, ее энергетический ресурс ничем не ограничивается, при этом сопротивление (удельное) грунта оказывает минимальное влияние на качество защитных мероприятий.

Источниками питания для катодной поляризации обычно являются воздушные электролинии на 0,4; 6 и 10 кВ. На местностях, где таковых нет, допускается использование газо-, термо и дизель-генераторов в качестве источников энергии.

Ток-"защитник" распределяется неравномерно по протяженности трубопроводов. Наибольшая его величина отмечается в так называемой точке дренажа – в месте, где производится подключение источника. Чем больше расстояние от этой точки, тем меньше защищены трубы. При этом и чрезмерный ток непосредственно в зоне подключения оказывает негативное влияние на трубопровод – высока вероятность водородного растрескивания металлов.

Метод с использованием гальванических анодов демонстрирует неплохую эффективность в грунтах с малым показателем омности (до 50 ом*м). В грунтах высокоомной группы его не применяют, так как особых результатов он не дает. Здесь стоит добавить, что аноды изготавливают из сплавов на основе, алюминия, магния и цинка.

5 Коротко о станциях катодной защиты (СКЗ)

Для антикоррозионной защиты трубопроводов, проложенных под землей, вдоль трассы их залегания устанавливают СКЗ, включающие в себя:

• анодное заземление;
• источник тока;
• пункт контроля и измерения;
• кабели и провода, выполняющие соединительные функции.

Станции подключают к сетям электрического тока либо к автономным устройствам. Разрешается устанавливать на СКЗ несколько заземлений и источников энергии тогда, когда в одном подземном коридоре проложено две и более ниток трубопровода. Это, правда, влечет за собой увеличение расходов на проведение антикоррозионных мероприятий.

Если монтируется всего одна установка на многониточные коммуникации, ее соединение с трубами осуществляется посредством особых блоков. Они не позволяют формироваться сильным гальваническим парам, возникающим при монтаже глухих перемычек на трубные изделия. Указанные блоки изолируют трубы друг от друга, а также дают возможность выбирать на каждом элементе трубопроводов требуемый потенциал, гарантирующий максимальную защиту конструкции от ржавления.

Выходное напряжение на катодных станциях может регулироваться автоматически (установка в этом случае оснащается тиристорами) или вручную (оператор переключает при необходимости трансформаторные обмотки). В ситуациях, когда СКЗ функционируют в изменяющихся во времени условиях, рекомендуется эксплуатировать станции с автоматической регулировкой напряжения.

Они сами следят за показателями сопротивления (удельного) грунта, появлением блуждающих токов и прочих факторов, оказывающих негативное воздействие на качество защиты, и автоматически корректируют работу СКЗ. А вот в системах, где защитный ток и показатель сопротивления в его цепи остаются неизменными, лучше использовать установки с ручной настройкой напряжения на выходе.

Добавим, что регулирование в автоматическом режиме производится по одному из двух показателей:

• по току защиты (гальваностатические преобразователи);
• по потенциалу объекта, который защищается (потенциостатические преобразователи).

6 Информация об известных станциях катодной защиты

Среди популярных отечественных СКЗ можно выделить несколько установок. Очень востребованной является станция Минерва–3000 – мощная система, разработанная французскими и российскими инженерами для объектов Газпрома. Достаточно одной Минервы, чтобы надежно защитить от ржавления до 30 километров трубопроводов. Станция обладает такими основными достоинствами:

• уникальная технологичность выпуска всех ее комплектующих;
• повышенная мощность СКЗ (можно предохранять коммуникации с очень плохим защитным покрытием);
• самовосстановление (после аварийных перегрузок) режимов работы станции на протяжении 15 секунд;
• наличие высокоточного цифрового оборудования для контроля рабочих режимов и системы терморегулирования;
• наличие защитных схем от перенапряжения измерительных и входных цепей;
• отсутствие подвижных узлов и герметичность электрошкафа.

Кроме того, к Минерва–3000 можно подключать установки для удаленного контроля над работой станции и дистанционного управления ее оборудованием.

Отличными техническими показателями обладают и системы АСКГ-ТМ – современные телемеханизированные адаптивные станции для защиты электрокабелей, городских и магистральных трубопроводов, а также емкостей, в которых хранят газ и нефтепродукты. Такие устройства выпускаются с разными показателями (от 1 до 5 киловатт) выходной мощности. Они располагают многофункциональным телеметрическим комплексом, позволяющим выбирать конкретный рабочий режим СКЗ, мониторить и изменять параметры станции, а также обрабатывать поступающую информацию и отправлять ее оператору.

Преимущества использования АСКГ-ТМ :

• возможность встраивания в SCADA-комплексы за счет поддержки ОРС-технологии;
• резервный и главный канал связи;
• выбор значения мощности (выходной);
• повышенная отказоустойчивость;
• большой интервал рабочих температур;
• уникальная точность настройки выходных параметров;
• предохранение от напряжения силовых выходов системы.

Имеются СКЗ и других типов, сведения о которых несложно найти на специализированных сайтах в интернете.

7 Какие объекты можно защищать при помощи катодной поляризации?

Кроме защиты автомобилей и трубопроводов рассматриваемые методики поляризации активно используются для предохранения от коррозии арматуры, входящей в железобетонные конструкции (здания, дорожные объекты, фундаменты и так далее). Обычно арматура представляет собой единую электросистему, которая при попадании в нее хлоридов и воды активно корродирует.

Катодная поляризация в сочетании с операцией санации бетона останавливает коррозионные процессы. В данном случае необходимо применять два типа анодов:

• основные – из титана, графита или их комбинации с покрытием металлооксидного вида, а также кремнистого чугуна;
• распределительные – стержни из сплавов титана с добавочным слоем металлической защиты либо с неметаллическим электропроводящим покрытием.

Регулируя внешний ток, поступающий на железобетонную конструкцию, осуществляют выбор потенциала арматуры.

Поляризация считается незаменимой методикой для защиты стационарных строений, размещаемых на континентальном шельфе, в газовой и нефтяной промысловых сферах. Первоначальные защитные покрытия на таких объектах невозможно восстановить (требуется их демонтаж и транспортировка в сухие ангары), а значит, остается один выход – катодная защита металлов.

Для предохранения от морской коррозии применяется гальваническая поляризация гражданских кораблей посредством анодов из цинка, магния, алюминиевых сплавов. На берегу (во время ремонтов и стоянок) судна подключают к СКЗ, аноды для которых делают из платинированного титана.

Также катодная защита используется для предохранения от разрушения внутренних частей сосудов и емкостей, а также труб, которые контактируют со сточными промышленными водами и иными агрессивными электролитами. Поляризация в данном случае увеличивает время безремонтного применения указанных конструкций в 2–3 раза.

СКЗ предназначены для защиты людей от поражающих факторов ЧС мирного и военного времени. По степени подвижности делятся на:

Стационарные (защитные сооружения);

Подвижные (транспортная и инженерная техника). Защитные сооружения (ЗС) по степени защиты

подразделяют на:

Убежища;

Противорадиационные укрытия (ПРУ);

Простейшие укрытия (ПУ).

ЗС по месту расположения могут быть встроенные (в подвальные и цокольные помещения) или отдельно стоящие (заглубленные в грунт) на расстоянии более высоты ближайших сооружений.

Наибольшими защитными свойствами обладают герметичные убежища, которые обеспечивают безопасность людей во всех ЧС (кроме наводнения).

Устройство типового убежища:

Помещения для размещения людей, оборудованные местами для сидения и лежания (по ним определяется вместимость убежища);

Тамбуры и защитно-герметичные двери;

Санитарно-бытовые помещения (душевые, туалеты, умывальники и т.п.);

Дизельный отсек (с резервной электростанцией);

Фильтровентиляционная установка (ФВУ) с воздухозаборным устройством, размещаемом над поверхностью земляной обсыпи убежища;

- кладовые материальных средств, куда завозятся продукты питания, запас питьевой воды, средства защиты, приборы радиационного (химического) контроля и другие необходимые средства;

Медицинский пункт.

ФВУ предназначена для:

очистки воздуха от различных загрязнений (газов и аэрозолей);

вентиляции помещений;

создания подпора атмосферного воздуха.

Герметичность убежища достигается подпором атмосферного воздуха, т.е. созданием внутри избыточного давления воздуха, превышающего атмосферное на несколько миллиметров водяного столба.

Тамбуры и защитно-герметичные двери обеспечивают сохранение герметичности убежища и исключают проникновение вредных примесей внутрь убежища при входе (выходе) людей.

Атмосферный воздух нагнетается в убежище в количестве 8...13м 3 в час на одного укрываемого человека.

Режимы работы и подготовка убежищ

В зависимости от конкретной ЧС и обстановки в районе в убежище применяют следующие режимы работы:

- «чистой вентиляции» - по сигналу «Воздушная тревога». Воздух очищается на фильтре грубой очистки и нагнетается в убежище. Фильтр грубой очистки содержит металлическую стружку, смоченную минеральными маслами, и задерживает крупные частицы;

- «фильтровентиляции» - по сигналам «Химическая тревога» и «Радиационная опасность». Воздух дополнительно фильтруется прокачиванием через фильтры-поглотители ФВУ;

- «полной изоляции» («регенерации») - на объектах, попадающих в зону высоких концентраций АХОВ или сильных пожаров (атмосферный воздух имеет заниженное содержание кислорода). На таких объектах в убежищах дополнительно установлены регенеративные установки, которые поглощают выдыхаемые углекислый газ и водяной пар и обогащают воздух химически связанным кислородом.

Все убежища имеют двойное назначение: убежище и подземная автостоянка; убежище и спортзал и т.п.

При необходимости убежища приводятся в готовность к приему людей: оборудуются местами для лежания (2-х ярусные солдатские кровати) и сидения, завозятся медикаменты, СИЗ, пополняются комплекты приборов и инструментов согласно табелю оснащения. Из помещений удаляется все имущество, препятствующее размещению людей. Проверяются системы обеспечения воздухом, водой, электроэнергией, связью; герметичность убежища.

Организация обслуживания убежищ возлагается на службу укрытий предприятия, которая выделяет на каждое убежище звено (группу) обслуживания во главе с командиром, который является комендантом убежища.

На каждом предприятии должны выполняться соответствующие нормы по охране труда одновременно двух и более рабочих. К средствам коллективной защиты относятся приспособления или конструкции, гарантирующие такую возможность. Безопасность жизни и здоровья сотрудников обеспечивается в обязательном порядке на каждом предприятии.

Должна быть достигнута безопасность относительно возможных излучений, поражения электричеством, температурного воздействия, вибраций, биологических, химических, механических факторов, шума и многого другого. Средства коллективной защиты на предприятии разрабатываются именно для этого. Такие приспособления делятся на две основных группы. Одни предназначены для обеспечения безопасности сотрудников в процессе трудовой деятельности, другие выполняют функцию убежищ на случай чрезвычайных ситуаций.

Классификация средств коллективной защиты

СКЗ уменьшают вероятность или полностью предотвращают воздействие на персонал производственных факторов, представляющих опасность для здоровья. Средства применяются для нормализации освещения и очистки воздуха в рабочих помещениях. На каждом предприятии обязательно предусматривается защита от падения с высоты, контакта с электричеством, от биологического, химического и механического воздействия. Всегда соблюдается подходящий для организма температурный диапазон. Рабочие не должны быть подвержены воздействию лазеров, ультразвука, вибрации, шума, электрических полей, а также инфракрасного, ионизирующего, электромагнитного, ультрафиолетового излучений.

Безопасность воздушной среды и освещения

К средствам коллективной защиты относятся устройства для вентиляции, кондиционирования, дезодорации, поддержания барометрического давления, сигнализации, а также автономного контроля воздушного пространства. СКЗ для нормализации визуальной обстановки в рабочих помещениях представляют собой осветительные проемы, фонари, прожекторы, защитные устройства.

Воздействие инфракрасного, электромагнитного, ультрафиолетового излучений, шума и тока

К средствам коллективной защиты относятся оградительные, предупредительные, герметизирующие устройства, покрытия для защиты, приборы для очистки жидкостей или воздуха, дезактивации, герметизации, автоматического контроля, управления на определенной дистанции, приспособления для хранения или перемещения радиоактивных элементов, емкости, знаки безопасности. Шумы подавляются благодаря специальной технике, звукоизолирующим и поглощающим покрытиям. Чтобы защитить персонал от ударов током, используются изолирующие материалы, заземление, приборы контроля, сигнализации и автоматического отключения.

Воздействие статического электричества и температур

К средствам коллективной защиты относятся увлажняющие, заземляющие, экранирующие устройства, нейтрализаторы и антиэлектростатические вещества. СКЗ от пониженных или повышенных температур оборудования и воздуха представляют собой приборы для обогрева или охлаждения, сигнализации, управления на расстоянии, автоматического контроля, оградительные и термоизолирующие устройства.
Механические, химические воздействия, а также биологические факторы также подлежат максимальной нейтрализации.

Предотвращение падения с высоты

Средства защиты представляют собой герметизирующие, оградительные, предохранительные приспособления, приборы сигнализации, автоматического контроля, управления на большом расстоянии, удаления токсинов, очистки воздуха, препараты и оборудование для дератизации, дезинсекции, стерилизации,

Пожарно-техническая продукция

Средства индивидуальной и коллективной защиты работников при пожарах обязательно должны быть доступны на каждом предприятии. Согласно соответствующему приказу МВД, сотрудники имеют право получить доступ к приспособлениям и сооружениям для обеспечения групповой безопасности, а также специальным техническим устройствам для предотвращения возгорания или поддержания жизнедеятельности. Безопасность людей должна поддерживаться, пока проводятся работы по тушению пламени и существует угроза их здоровью. В проектах зданий должны быть предусмотрены убежища, окна, двери, а также места расположения средств ликвидации возгораний и индивидуальной защиты сотрудников предприятия.

Гигиена труда

Режимы труда в жаркую погоду на открытой местности и в производственном помещении в теплое время года предусматривают использование средств коллективной защиты персонала для соблюдения гигиенических норм (предупреждение тепловых ударов).

Объекты гражданской обороны

К коллективным средствам защиты населения относятся различные убежища на случай катастроф, войны, аварий. Актуальность их организации для предприятий, находящихся в опасных зонах, не может быть поставлена под сомнение. Правительственные нормативные акты создаются для регулирования проектирования и эксплуатации СКЗ.

Средства коллективной защиты от оружия массового поражения

СКЗ представляют собой инженерные конструкции, предназначенные для защиты населения. Это самые надежные средства обороны граждан на случай применения средств нападения, последствия действий которых носят массовый характер. В качестве убежища могут использоваться

Средства коллективной защиты от препятствуют воздействию вредных газов, биологических и других высокой температуры, последствий ядерных взрывов. В таких убежищах предусматривается несколько помещений для размещения людей и оборудования, а также вентиляционные камеры, санузлы, медицинские комнаты, кладовые, энергоблоки и места добычи воды. Большей частью в таких проектах есть несколько выходов, закрытых абсолютно герметичным люком или дверью. Они всегда расположены на участках, где исключена возможность обвала. Вместительные конструкции предусматривают тамбуры и шахты.

Вентиляция

Снабжение СКЗ воздухом происходит в нескольких режимах. Возможна чистая вентиляция, а также фильтрация. Восстановление запасов кислорода и функция полной изоляции предусмотрена в убежищах, построенных в зонах высокой вероятности возникновения пожара. Системы снабжения электричеством, водой, отоплением, канализацией связаны с внешними сетями.

В убежищах предусмотрены переносные дублирующие устройства на случай неисправности основных стационарных, а также емкости для хранения воды и сбора отходов. Обогрев осуществляется посредством работы отопительных сетей. Все убежища должны быть снабжены средствами тушения пожара, разведки, защитной одеждой и запасными инструментами.

Воздействие радиации

Средства индивидуальной и коллективной защиты работников при заражении местности радиацией предотвращают воздействие ионизирующих, световых излучений, а также нейтронного потока, обеспечивают укрытие от ударной волны, позволяют избежать попадания в организм отравляющих и биологических веществ. Большей частью такие убежища оборудуются в подвалах. Не исключается возможность быстрого строительства укрытий из железобетонных элементов, лесоматериалов, кирпича, камней и даже хвороста.

Всевозможные заглубленные помещения могут быть переоборудованы под противорадиационные убежища. К ним относятся погреба, пещеры, подвалы, подземные выработки, хранилища для овощей. Главная характеристика средств коллективной защиты данного типа - это достаточно высокая прочность стен.

Повышение безопасности помещения

Для этого заделываются оконные и неиспользуемые дверные проёмы, на перекрытия укладывается слой грунта. При необходимости выполняется наружная подсыпка стен, выступающих над землей. Средства коллективной защиты на предприятии специально герметизируются. Заделываются щели, отверстия или трещины на потолках и стенах, на местах вывода проводки и отопительных труб, а также на откосах окон. Двери обиваются войлоком или какой-нибудь другой плотной тканью.

Вытяжной и приточный короба предусмотрены для вентиляции помещений с малой площадью. В зданиях, приспособленных для укрытия, но не оборудованных системой водоснабжения, монтируются емкости для жидкости с расчетом 4 литра на человека в день. Санузел оснащается выгребной ямой. Может устанавливаться выносная тара или биотуалет. Также монтируются лежаки, скамейки и схроны для продовольствия. Наружная электросеть обеспечивает освещение таких помещений.

Дооборудование подвалов

Свойства безопасности каждого средства коллективной защиты, применение которого по плану должно обеспечить укрытие от радиации, могут многократно повышаться за счет дополнительной комплектации. После того, как комендант убежища отдаст соответствующие распоряжения, все герметичные двери, аварийные выходы, вентиляционные заглушки закрываются. Активируется При проникновении отравляющих или ядовитых веществ каждый обитатель убежища должен немедленно надеть индивидуальное средство для защиты дыхательных путей.

При возможности необходимо активировать установку для фильтрации кислорода, если возле укрытия возникает пожар или образовалась слишком большая концентрация сильнодействующих ядов. Предварительно потребуется перевести убежище в режим полной изоляции. Многие думают, что к коллективным средствам защиты относятся противогазы. Это индивидуальные приспособления, предназначенные для личного пользования, которыми должно быть укомплектовано каждое убежище. После выветривания вредоносных веществ из укрытия противогазы можно снять.

Общепринятые правила

Только штабом объекта ГО определяется необходимая продолжительность использования средства коллективной защиты работников. Правила поведения во время выхода, а также порядок действий должен устанавливаться предварительно. Обитатели убежища получают все инструкции по телефону или при помощи какого-нибудь другого средства связи. Управляющий звеном обслуживания должен предупредить о возможности выхода из укрытия.

Простые убежища

Какие средства коллективной защиты можно отнести к простейшим? Это открытые или перекрытые щели, которые могут быть сооружены с применением подручных материалов. Защитные свойства простейших укрытий весьма надежны. Благодаря их использованию проникающая радиация, ударная волна, а также световое излучение наносят меньше повреждений. Уровень облучения, действие биологических и отравляющих веществ на кожу снижается.

Щели строятся на территориях, где исключается возможность завалов или затопления дождевой и талой водой. Сперва создается открытые конструкции. Это траншеи в виде зигзага, состоящие из нескольких участков более 15 метров в длину. Глубина - до 2 метров, а ширина примерно 1 метр. Такое укрытие рассчитано на 50 человек. Перед тем, как оборудовать щель, необходимо разметить ее план на местности.

Заключение

Сегодня каждый желающий может узнать, какие средства защиты относятся к коллективным. Эти сооружения и приспособления предусмотрены для обеспечения безопасности рабочего персонала на предприятиях, а также для обороны граждан в случаях стихийных бедствий, угрозы воздействия радиоактивных или химических веществ. Укрытие может быть оборудовано в любом подвальном помещении или сооружении с достаточно толстыми стенами. Каждое убежище должно быть укомплектовано необходимыми приспособлениями для поддержания полного цикла жизнедеятельности людей, а также достаточным количеством индивидуальных средств защиты обитателей.

Средства коллективной защиты. Назначение и общие устройство средств коллективной защиты, их классификация. Общие правила использования и требования безопасности при работе со средствами коллективной защиты

Средства коллективной защиты

При ведении боевых действий в условиях воздействия ОМП наряду со средствами индивидуальной защиты большое значение приобретают различные фортификационные сооружения и подвижные наземные системы, комплексы и образцы вооружения и военной техники с коллективной защитой людей.

Коллективные средства защиты - это инженерные сооружения, специально предназначенные для защиты от ядерного, химического и биологического оружия, а также от возможных вторичных поражающих факторов при ядерных взрывах и применении обычных средств поражения.

Коллективная защита - комплекс технических средств и мероприятий, обеспечивающих наиболее полную защиту группы людей от поражающих факторов ОМП с использованием защитных свойств фортификационных сооружений и подвижных наземных образцов вооружения и военной техники.

Объекты коллективной защиты (ОКЗ) - фортификационные сооружения и подвижные наземные системы, комплексы и образцы вооружения и военной техники, в которых предусматривается коллективная защита людей.

Средства коллективной защиты (СКЗ) - технические средства и устройства, предназначенные для: герметизации объектов; оборудования систем фильтровентиляции, регенерации и кондиционирования воздуха, обеспечивающих очистку наружного (фильтровентиляция) и внутреннего (регенерация) воздуха от вредных примесей; поддержания физических свойств и химического состава воздуха в пределах медико-технических требований; создания в ОКЗ избыточного давления (подпора); обеспечения безопасного входа в объект в условиях РХБ заражения.

Классификация, назначение и общие устройство средств коллективной защиты

Степень защиты людей в ОКЗ может быть различной и зависит от назначения объекта, его типа и класса, а также от специального оборудования и технического уровня реализации принципов коллективной защиты.

С учетом конструктивных особенностей, условий эксплуатации и используемых средств коллективной защиты все объекты коллективной защиты разбиты на две группы:

Стационарные объекты (фортификационные сооружения);

Подвижные объекты (подвижные наземные системы, комплексы и образцы вооружения и военной техники).

В условиях применения ОМП объекты коллективной защиты обеспечивают:

Возможность непрерывного управления войсками путём создания условий для нормальной работы личного состава пунктов управления, узлов связи;

Возможность ведения боевых действий экипажами, расчетами, десантами и гарнизонами на зараженной местности без применения индивидуальных средств защиты;

Бесперебойную работу медицинских пунктов, госпиталей, санитарных машин и т.п. путём создания соответствующих условий медицинскому персоналу и с целью защиты раненых и пораженных;

Сохранение боеспособности и работоспособности личного состава, организацию отдыха, прием пищи и оказание первой медицинской помощи;

Бесперебойную работу объектов войскового тыла.

Фортификационные сооружения подразделяются на два вида:

Специальные фортификационные сооружения Вооруженных Сил, возводимые, как правило, при заблаговременной инженерной подготовке территории страны специальными строительными организациями;

Войсковые полевые и долговременные фортификационные сооружения. Возводятся войсками при инженерном оборудовании позиций и районов их расположения. К полевым относятся сооружения, возводимые и эксплуатируемые в военное время. К долговременным - возводимые в мирное и эксплуатируемые как в мирное, так и военное время.

По степени обеспечения защиты от комплексного воздействия поражающих факторов ядерного оружия специальные фортификационные сооружения подразделяются на классы, характеризующиеся расчетными значениями избыточного давления во фронте ударной волны, проходящей по поверхности земли над сооружением.

Для войсковых фортификационных сооружений установлено пять классов защиты для избыточного давления, которое измеряется в килопаскалях (КПа):

1000 КПа - 1 класс;

500 КПа - 2 класс;

300 КПа - 3 класс;

200 КПа - 4 класс;

100 КПа - 5 класс.

По назначению объекты подразделяются на:

Огневые сооружения;

Сооружения пунктов управления;

Сооружения медицинских пунктов;

Сооружения для личного состава (убежища).

По расположению относительно поверхности земли и способу возведения они могут быть котлованными, подземными и встроенными.

При возведении сооружений котлованного типа вручную или с помощью механизмов отрывается котлован, в котором устанавливается остов сооружения. Сверху остов обсыпается грунтом.

Сооружения подземного типа возводятся без вскрытия поверхности грунта. Остов сооружения собирается в подземной выработке (по типу метро).

Встроенные убежища располагаются в подвальных помещениях крупных зданий.

Объекты подвижной наземной военной техники предназначены для управления войсками и ведения боевых действий или для их обеспечения как с постоянным, так и периодическим передвижением. Основу подвижных объектов составляют машины бронетанковой и автомобильной техники. По назначению подвижные объекты подразделяются на боевые машины, командно-штабные машины, машины обеспечения, машины обслуживания (эвакуации и ремонта).

В зависимости от уровня стойкости и защитных свойств от воздействия поражающих факторов ОМП образцы ВВТ подразделяются на 4 класса защиты:

1 класс - подкласс 1А - основные танки; подкласс 1Б - машины на базе основных танков;

2 класс - боевые машины пехоты, бронетранспортеры с противопулевым бронированием и образцы ВВТ на их базе;

3 класс - боевые машины десанта, бронированные колесные машины, бронированные транспортеры-тягачи многоцелевого назначения, специальные колесные шасси и образцы ВВТ на их базе;

4 класс - автомобили и кузова-фургоны многоцелевого назначения, небронированные гусеничные транспортеры-тягачи многоцелевого назначения и образцы ВВТ на их базе.

Возведение войсковых полевых сооружений предусматривается в основном котлованным способом по типовым проектам из элементов промышленного изготовления с использованием железобетонных конструкций, волнистой стали, гнутой фанеры, тканевых оболочек с каркасом, а также из конструкций, изготовленных на месте возведения из местных материалов (лес, камень, кирпич, грунт и т.п.)

В общем виде любое войсковое полевое сооружение должно иметь:

Остов сооружения с торцевыми стенками;

Обитаемое помещение для работы и размещения личного состава, аппаратуры и оборудования;

Место (помещение) для размещения ФВУ, печи ОПП;

Один или два тамбура во входе с защитной и герметической дверями;

Участок траншеи (хода сообщения), примыкающий ко входу.

В пунктах управления оперативного и тактического звена могут возводиться сборно-разборные сооружения многократного использования из волнистой стали (КВС-У, КВС-А, «Бункер», ФВС), из элементов сборного железобетона (СБУ, УБС), а воздушно-десантных войсках сооружение ЛКС-2.

Сооружение из комплекта волнистой стали КВС-У собирается из 25 криволинейных элементов, соединенных по 3 штуки. Каждое кольцо соединяется между собой внахлестку на одну гофру. Покрытие тамбура представляет собой сварную конструкцию с защитно-герметичным люком. Вход в сооружение может быть вертикальным или наклонным (не более 45°). Торцевые диафрагмы и герметическая перегородка с герметической дверью - металлические. Сооружение оборудуется фильтровентиляционным агрегатом ФВА-50 / 25.

На пунктах управления объединений могут возводиться сборно-разборные сооружения многократного использования с применением комплекта волнистой стали КВС-А. Из одного комплекта элементов собирается два рабочих помещения, помещение для ФВУ, тамбур и предтамбур. Помещение для ФВУ изолировано от рабочих помещений звукоизолирующими перегородками с дверями. В сооружении устанавливается агрегат ФВА 100 / 50. Очищенный воздух от ФВУ по раздаточному воздуховоду поступает в рабочие помещения. Выход воздуха в тамбур осуществляется через клапан избыточного давления КИД-100, установленный в переходном элементе. Из тамбура воздух выходит наружу через устройство продувки тамбура. Для аварийного выхода из сооружения торцевые диафрагмы имеют люки с крышками, которые открываются внутрь обитаемых помещений.

Для оборудования пунктов управления Сухопутных войск в звене армия-фронт, а также частей и соединений Ракетных войск стратегического назначения и войск ПВО страны могут использоваться сборно-разборное фортификационное сооружение «Бункер». Остов сооружения собирается из криволинейных элементов крупноволнистой стали (высота гофр 12 см) и плоских элементов пола и торцевых стенок. Один торец оборудуется наклонным входом с защитно-герметической и герметическими дверями, второй торец имеет люк запасного выхода с вертикальным лазом. Сооружение оборудуется средствами фильтровентиляции (ФВА - 100 / 50), отопления, освещения, столами, стульями и нарами, санузлом.

Основные технические характеристики типовых войсковых сооружений, рекомендуемых для укрытия личного состава и оборудования пунктов управления, приведены в таблице 1

Таблица 1

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЙСКОВЫХ ПОЛЕВЫХ СООРУЖЕНИЙ

* - Время работы механизмов, маш.-ч.

** - Время одновременной работы саперного отделения, землеройной машины и автокрана, ч.

Описание конструкций сооружений, расход материалов, порядок возведения их излагаются в наставлениях по военно-инженерному делу и Руководствах по войсковой фортификации.

Долговременные фортификационные сооружения (ДФС) наиболее полно отвечают требованиям по защите от поражающих факторов ОМП. Проектное решение их определяется назначением сооружения, требованиями по защите и условиями эксплуатации. Проектирование и оборудование сооружений проводится в соответствии с действующими нормами строительного проектирования фортификационных сооружений (НСП-ФС). Возводятся ДФС по специальным проектам из сборных железобетонных элементов или монолитных конструкций. Все помещения подразделяются на технологические (рабочие), технические (подсобные), бытовые (вспомогательные). В технических помещениях размещается оборудование и обслуживающий персонал. Технические помещения служат для размещения систем вентиляции, отопления, электроснабжения и пр. К бытовым относятся комнаты отдыха, пункты питания, душевые, туалеты и пр.

Входы в ДФС (людские и транспортные) оборудуются тамбурами с защитными, защитно-герметическими и герметическими дверями. Количество входов определяется вместимостью сооружений. В сооружениях вместимостью до 20 чел достаточно одного входа, а в сооружениях вместимостью более 20 чел кроме основного входа должен предусматриваться и аварийный выход (лаз).

По условиям возможного заражения все помещения ДФС подразделяются на чистые, условно чистые, грязные и условно грязные.

Помещения, сообщающиеся с наружной атмосферой, составляют грязную зону (тамбуры, хранилища, насосные, дизельные электростанции без систем коллективной защиты). В условно грязную зону входят помещения, где могут создаваться токсичные концентрации в аварийных случаях (ДЭС, камеры предфильтров, фильтров-поглотителей, санитарные пропусники).

Помещения, которые не сообщаются с наружной атмосферой и в которых не выделяются технологические вредности (штабные и аппаратные помещения, комнаты отдыха), составляют чистую зону. В условно чистую зону входят помещения с нетоксичными и малотоксичными вредностями (аккумуляторные, туалеты, кухни, склады и пр.). Сообщение между чистыми и грязными зонами должно осуществляться через тамбур (помещение) с двумя герметическими дверями.

Очистка наружного воздуха от вредных примесей и вентиляция помещений осуществляется фильтровентиляционной установкой, которая должна размещаться в специальном помещении вблизи входа.

Размещение личного состава в фортификационных сооружениях должно проводиться с учетом санитарных норм, приведенных в таблице 2.

Таблица 2

САНИТАРНЫЕ НОРМЫ ПЛОЩАДЕЙ И КУБАТУРЫ НА ОДНОГО ЧЕЛОВЕКА В ЗАКРЫТОМ ПОМЕЩЕНИИ

Подвижные наземные системы, комплексы и образцы вооружения и военной техники должны обладать в зависимости от класса защиты определенной стойкостью к воздействию ОМП, т.е. выполнять свои функции и сохранять основные характеристики в пределах установленных норм во время и после воздействия на него ОМП. Так, например, образцы ВВТ должны выдерживать избыточное давление воздушной ударной волны ядерного взрыва для 1А класса не менее 392 (4), 1Б класса - 196 (2), 2 класса - 98 (1), 3 класса - 49 (0,5) и 4 класса - 29 (0,3) кПа (кг/см2).

Для обеспечения требуемых защитных свойств образцы ВВТ оснащаются системами защиты от ОМП, которые включают:

Средства обнаружения воздействия поражающих факторов ОМП на образец с выдачей сигнала на срабатывающие защитные устройства и оповещение экипажа;

Средства защиты экипажа и оборудования от воздействия поражающих факторов ОМП;

Средства ликвидации последствий применения ОМП, с проведением частичной или полной дегазации, дезактивации, а также пожаротушения.

Средствами обнаружения воздействия ОМП оборудуются образцы 1 и 2 классов защиты. Эти образцы должны иметь защитные устройства, герметизирующие их до подхода воздушной ударной волны ядерного взрыва и обеспечивающие защиту экипажа и оборудования от затекающей ударной волны.

Оборудование образцов ВВТ средствами коллективной защиты создает необходимые условия для длительного пребывания и выполнения работ личным составом без использования средств индивидуальной защиты. Все герметизированные образцы ВВТ должны иметь ФВУ общеобменного типа, а негерметизированные - коллекторную ФВУ с принудительной подачей очищенного воздуха в противогазовые коробки, что устраняет сопротивление дыханию противогаза при выполнении различных физических нагрузок.

Конструкция герметизированных образцов ВВТ должна обеспечить защиту от проникания в обитаемое отделение наружного зараженного воздуха путем создания внутри обитаемого помещения избыточного давления (подпора) при номинальной воздухоподаче ФВУ в объектах 1 и 2 класса не менее 491 (50) Па (мм. вод. ст.), а в объектах 3 и 4 класса не менее 245 (25) Па (мм. вод. ст.).

Броневое ограждение объектов, усиленное подбоем на основе полимерных материалов (например, полиизобутилена и солей свинца) должно обеспечивать снижение доз ионизирующих излучений.

Отсутствие в образцах ВВТ во входных устройствах тамбура делает уязвимым объекты в отношении заноса вредных примесей при входе членов расчета (экипажа) на зараженной местности. Однако малые объемы обитаемых отделений (3-7 м3) и достаточно большая воздухоподача (100-200 м3/ч) позволяют достаточно быстро удалять из боевых отделений все вредные примеси.

Перечень средств очистки воздуха, состоящих на снабжении Российской Армии, и объектов коллективной защиты, в которых они используются приведен в таблице 3.

Таблица 3

СРЕДСТВА ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОБЪЕКТОВ КОЛЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ

В современных условиях объекты коллективной защиты должны надежно защищать:

От воздействия основных поражающих факторов ядерного взрыва;

От паров и аэрозолей 0В ВП, биологических аэрозолей и радиоактивной пыли;

От поражения обычными артиллерийскими и авиационными средствами;

От горящих огнесмесей;

А также обеспечивать возможность входа и выхода людей в условиях длительного заражения атмосферы.

Для обеспечения коллективной защиты фортификационные сооружения и подвижные объекты должны иметь:

Прочные и устойчивые конструкции, способные выдерживать расчётное давление ударной волны;

Надежную защиту служебных отверстий от затекания ударной волны;

Необходимое заглубление или необходимую толщину материала для защиты людей от воздействия ионизирующих излучений;

Надежную герметизацию объекта для защиты от проникания зараженного воздуха в обитаемые помещения;

Вентиляцию герметизированных обитаемых помещений чистым воздухом;

Тамбуры во входах для улучшения герметизации объекта и обеспечения безопасного входа (выхода) людей.

В таблице ниже представлены поражающие факторы ОМП и технические решения, реализуемые в объектах коллективной защиты, позволяющие свести до минимума негативное воздействие этих факторов на организм человека.

ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ, РЕАЛИЗУЕМЫЕ В ОКЗ

Общие правила использования и требования безопасности при работе со средствами коллективной защиты

Все укрывающиеся должны строго выполнять правила пользования убежищем, а также указания коменданта убежища и постов.

Направляясь в убежище, укрывающиеся должны иметь при себе противогаз и другие средства защиты, а также небольшой запас продуктов питания и документы; нельзя брать с собой легковоспламеняющиеся вещества и вещества с неприятным запахом.

По пути к убежищу и при входе в него надо соблюдать строгий порядок: не толпиться, не обгонять впереди идущих. Войдя в убежище, следует занять свободное место или место, указанное дежурным, и в дальнейшем выполнять указания постов.

Все укрывающиеся должны строго соблюдать основные правила поведения в убежище: спокойно сидеть на своих местах, не ходить без надобности по убежищу, не курить, не зажигать ламп или свечей.

Если в убежище будет внезапно выключено освещение, нужно спокойно оставаться на местах и ждать, когда будет включен свет или же будут зажжены фонари и, свечи.

При частичных разрушениях убежища (завал выходов, разрушение стены и т. п.) необходимо сохранять спокойствие, ожидая указаний коменданта убежища или постовых. В случае необходимости укрывающиеся должны оказывать посильную помощь звену убежищ в выполнении работ по разборке заваленных выходов, вскрытию лазов и пр.

После «Отбоя воздушной тревоги» нельзя выходить из убежища без разрешения до того, как будет установлена безопасность выхода и возможность спокойного возвращения укрывающихся. Если вблизи обнаружены участок заражения, невзорвавшаяся бомба, пожар или частичное разрушение здания, в котором расположено убежище, выход из убежища не разрешается.

Если выяснится, что противником были применены отравляющие или радиоактивные вещества, то укрывающимся будет дано указание о том, каким путем выходить из зараженного района, какие меры предосторожности следует соблюдать при выходе из убежища и при движении через зараженный район, где находится сборный пункт и т. п.