МІНІСТЕРСТВО ВНУТРІШНІХ СПРАВ УКРАЇНИ

АКАДЕМІЯ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ УКРАЇНИ

КОВАЛИШИН ВАСИЛЬ ВАСИЛЬОВИЧ

УДК 614.641. 411

Створення системи реагування та регулювання якості вогнегасників для підвищення протипожежної захищеності об'єктів

Спеціальність 21.06.02 – пожежна безпека

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Академії пожежної безпеки України, МВС України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Жартовський Володимир Михайлович,

Академія пожежної безпеки України (факультет № 2 м.Київ), МВС України,

професор кафедри пожежної профілактики.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Алексієв Олег Павлович, завідувач кафедри електрообладнання автомобілів Харківського державного автомобільно-дорожнього технічнього університету;

кандидат технічних наук Єлізаров Валерій Вікторович, начальник відділу Українського науково-дослідного інституту пожежної безпеки МВС України (м. Київ).

Провідна установа: Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, кафедра безпеки життєдіяльності і інженерної екології.

Захист відбудеться "_15_" березня 2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64. 707. 01 в Академії пожежної безпеки України, МВС України за адресою: 61023, м. Харків, вул. Чернишевського, 94.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Академії пожежної безпеки України, МВС України м. Харків, вул. Чернишевського, 94.

Автореферат розісланий "11" лютого 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Кривцова В.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Щорічно в Україні виникає біля 50 тисяч пожеж, в яких гине близько 1,5 тисячі людей, 2 тисячі чоловік отримують травми. Пожежі завдають значних матеріальних, екологічних та моральних збитків.

Для гасіння і локалізації осередків пожежі, особливо в початковій стадії їх виникнення, використовуються первинні засоби пожежогасіння. Найбільш важлива роль відводиться найефективнішим з них – вогнегасникам. Існуючою практикою використання вогнегасників давно підтверджено їх неоціненне значення в пожежній охороні. Встановлено, що за допомогою вогнегасника успішно гасяться пожежі впродовж 4-х хвилин з моменту виникнення, тобто до прибуття пожежних підрозділів. Статистика свідчить, що, порівняно з іншою пожежною технікою, за допомогою вогнегасників гасять 15% загорань у промислових будівлях, біля 30% у громадських і 20% у складських приміщеннях.

На тяжкість наслідків пожеж впливає мала забезпеченість населення первинними засобами пожежогасіння - вогнегасниками (потреба задовільняється на 58%). Це спричинюється до багатьох лих, бо вважається, що майже половину пожеж можна було б ліквідувати вогнегасниками, якщо б вони були під рукою і мали необхідну якість. Дуже багато різноманітних несправностей трапляється під час експлуатації вогнегасників. В експлуатації перебувають застарілі, малоефективні в гасінні вогнегасники, відсутня система визначення недоліків вогнегасників і реагування на їх усунення. Наявність такої системи дозволить суттєво впливати на якість вогнегасників, дасть можливість ефективніше гасити пожежі і значно зменшити збитки від них.

Забезпеченість населення вогнегасниками у важкій економічній ситуації в країні поки що можна вирішувати за рахунок продовження строку їх експлуатації при правильному технічному обслуговуванні та покращанні конструкції. Наприклад для Південно-Західної залізниці потрібно 100 тис. вогнегасників, а в наявності 40 тис. шт., є можливість закупити 10 тис. шт. Це свідчить про те, що до збереження вогнегасників треба ставитися відповідально і постійно підтримувати їх у справному стані. Тому актуальним науковим питанням є створення системи реагування і регулювання якості вогнегасників.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконується відповідно до “Державної програми забезпечення пожежної безпеки на 1995-2000 рр.”, затвердженої Кабінетом Міністрів України 3 квітня 1995 р., № 238 і згідно з національною програмою “Покращання стану безпеки, гігієни праці і промислового середовища на 1996-2000 роки”, затвердженою постановою Кабінету Міністрів України від 15 листопада 1996 р., № 1345.

Мета і задачі дослідження: підвищення протипожежної захищеності об'єктів Південно–Західної залізниці вогнегасниками.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні основні задачі:

- провести аналіз сучасного стану якості вогнегасників та їх технічного обслуговування, дослідити причини їх несправностей і неефективності роботи;

- розробити сучасну методологію (концепцію) технічного обслуговування як напрямку підвищення якості вогнегасників;

- розробити модель повної ймовірності про надійність підсистеми “вогнегасник” у системі протипожежної захищеності об'єкта;

- розробити прогнозування якості вогнегасників на поточний рік;

- розробити наукові основи утилізації та регенерації вогнегасників і вогнегасних речовин (піноутворювачів, порошків);

- розробити математичну модель ефективної, умовної, середньозваженої ціни вогнегасника для визначення найбільш вдалих конструкцій вогнегасників з урахуванням ціни, надійності та вогнегасної здатності;

- розробити проект ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги”.

Об'єкт дослідження: процес діагностики та технічного обслуговування вогнегасників.

Предмет дослідження: чинники, які впливають на якість вогнегасників.

Методи дослідження. У роботі використані:

- методи математичної статистики і обробки даних та теорії надійності;

- експериментальні дослідження впливу вогнегасних речовин на полум'я;

- методи фізико-хімічних досліджень властивостей вогнегасних речовин.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в процесі технічного обслуговування вогнегасників виявлено експоненціальну залежність технічної якості вогнегасників від відмов (конструктивних, експлуатаційних, некондиційного заряду, невміння користуватися), розроблено прогноз зміни технічної якості вогнегасників під впливом різних факторів і запропоновано систему реагування та регулювання якості вогнегасників, яка сприяє підвищенню протипожежної захищеності об'єктів. Запропоновано поняття ефективної, умовної, середньозваженої ціни вогнегасника та методика її обчислень (математична модель для визначення найбільш вдалих конструкцій вогнегасників з урахуванням ціни, строку служби та вогнегасної ефективності). Запропоновано модель повної ймовірності про надійність ланки “вогнегасник” у системі протипожежної захищеності об'єкта. Розроблені наукові основи утилізації та регенерації вогнегасних зарядів, тим самим запропоновано вирішення екологічної проблеми, пов'язаної з експлуатацією вогнегасників і утилізацією вогнегасних речовин (порошків та зарядів до повітряно-пінних вогнегасників).

Практичне значення одержаних результатів. Створена система реагування і регулювання якості вогнегасників, яка складається із нормативної бази (проект ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги”), пунктів технічного обслуговування вогнегасників, ліцензування прав на утворення пунктів ТО і проведення на них відповідних робіт, сертифікації вогнегасників, видачі рекомендацій по усуненню недоліків заводам-виготовлювачам. Застосована установка по регенерації вогнегасних порошків на пунктах технічного обслуговування вогнегасників.

Розроблена принципова схема і номенклатура обладнання для пункту технічного обслуговування вогнегасників. Спрогнозована динаміка зміни несправностей вогнегасників на поточний рік для України, розроблені рекомендації для покращання надійності вогнегасників. Розроблено проект ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги”, в який увійшли рекомендації пунктам ТО щодо використання утилізованих вогнегасних порошків як мінерального добрива та розчинів зарядів пінних вогнегасників для вогнезахисного просочування деревини.

Проведено аналіз впливу сертифікації на підвищення якості вогнегасників. Надіслані пропозиції щодо покращання конструкції вогнегасників та математичні моделі прогнозу несправностей на поточний рік.

Основні результати роботи впроваджені в практику при організації пунктів технічного обслуговування НВП “Фактор”, пунктах перезарядки Укрзалізниці (в тому числі Південно-Західної), а також пункту ТО в м.Львові ПМП “Вогнеборець”. Розчини для просочування деревини використовувалися на фірмі “Атлас” м.Львів, БУ-1 і т.д. Утилізовані порошки на основі фосфатів використовувалися в АТП “Винниківське”. Результати роботи використані при складанні проекту ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги”.

Особистий внесок автора полягає у розробці системи реагування і регулювання якості вогнегасників усіх типів на основі проведеного статистичного аналізу та запропонованих математичних залежностей.

Запропонована методика розрахунку умовної (Цу), ефективної (Це) та середньої міжкласової зваженої (Цс) ціни вогнегасників.

Розробка наукових основ регенерації та утилізації вогнегасних речовин. дрібоструменевого пристрою для очищення вогнегасників.

Розробка технологічної схеми пункту технічного обслуговування вогнегасників. Розробка установки для випробування балонів під високим тиском для комплексного пункту ТО вогнегасників.

Розробка проекту ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги”. Розроблені і надіслані пропозиції щодо покращання експлуатації пожежної техніки (вогнегасників) до центру сертифікації.

Апробація результатів дисертації. Зміст роботи доповідався наІІІ-й науково-практичній конференції УкрНДІПБ МВС, Київ, 1997 рік; ІV-й науково-практичній конференції “Пожежна безпека-99”, Черкаси, 1999 рік; Міжнародній науково-практичній конференції “Соціально-економічні та екологічні проблеми”, Харків, 2000 рік; Міжнародній науковій конференції “Ліквідація екологічної та хімічної загрози - завдання адміністрації”, Краків, 2000 рік; нарадах при ГУДПО МВС України та наукових семінарах УкрНДІПБ ЛПТУ і ХІПБ МВС України.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 1 брошуру, 9 статей, з них 5 у фахових збірниках ВАК, 1 проект ДСТУ та отримано рішення про видачу патенту на винахід за № 2000010127.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, 10 додатків. Повний обсяг дисертації охоплює 245 сторінок, 28 малюнків, 26 таблиць та 127 найменувань списку використаних джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі дисертації розглянуто порядок ТО вогнегасників та технічні особливості вогнегасників і вогнегасних речовин. Простежується відсутність системи реагування на якість вогнегасників. Проведено аналіз сучасного стану експлуатації вогнегасників. Розглянуті конструктивні особливості всіх типів вогнегасників, позитивні і негативні явища, які трапляються під час їх експлуатації. Найбільше несправностей трапляється у хімічно-пінних вогнегасниках. Найуніверсальнішими в гасінні є порошкові вогнегасники.

Одночасно вимагається вирішення багатьох супутніх проблем, включаючи розширення системи і підвищення рівня обслуговування вогнегасників, підвищення надійності, ефективності використання вогнегасників, вдосконалення технологічних схем та обладнання для їх обслуговування, створення системи регулювання якості вогнегасників. Тому й такий низький відсоток використання вогнегасників та їх ефективності в гасінні. Зважаючи на вище викладене сформульована мета і задачі досліджень.

У другому розділі починаємо реалізовувати створення системи, а саме проведено експериментальні та аналітичні дослідження якості вогнегасників і вогнегасних речовин, причин несправностей, неефективності роботи, тобто здійснення реагування.

Визначаємо необхідний об'єм вибірки n до експерименту. Нехай

р-ймовірність того, що навмання взятий вогнегасник є несправним, а , коли . За заданими і зі співвідношення

Р (1)

визначимо необхідний об'єм вибірки . Покладемо - довжина довірчого інтервалу, а - рівень надійності. Вважаємо, що ми проводимо серію незалежних випробувань, в яких відбувається подія А-“вогнегасник несправний” з імовірністю p або протилежна подія - “вогнегасник справний” з імовірністю . Така серія незалежних випробувань з двома виходами носить назву “схема Бернуллі”. Для схеми Бернуллі з (1) маємо оцінку для :

, (2)

де знаходимо з таблиць використовуючи співвідношення .

У нашому випадку заводський рівень браку оцінюється як 0,02, а отже q=0,98 і . З (1), використовуючи інтегральну теорему Муавра-Лапласа, маємо:

(3)

Тобто , звідси за заданими і маємо Це число можна взяти як орієнтовне. Враховуючи, що об'єм вибірки, який необхідно провести, ми отримали досить великий, то проведемо пробну вибірку, де будуть перевірені всі вогнегасники, які потрапили на перезаряджання.

Здійснена оцінка кількості вибірок n після експерименту.

Вважаючи вибірки, проведені нами пробними, розрахуємо необхідний об'єм вибірки, для того щоб отримати точкову оцінку р з надійністю і .

Оскільки біномінальний розподіл пов'язаний зі схемою Бернуллі апроксимується нормальним розподілом, то для оцінки використаємо співвідношення:

, (4)

де t-обчислюємо за допомогою таблиць розподілу Стьюдента;

S - незміщена оцінка дисперсії генеральної сукупності:

,

,

,

де середнє вибіркове;

вибіркова дисперсія;

m - число різних варіант. У нас m=2 і =1 для несправних вогнегасників, а для справних =0.

З допомогою методів математичної статистики здійснена обробка результатів. Показана динаміка зміни відмов в абсолютних (К) та відносних відсотках за видами несправностей та роками для всіх типів вогнегасників. Проаналізовано причини відмов та динаміка їх змін, побудовані графіки математичного прогнозу несправностей на поточний рік за видами несправностей та по типах вогнегасників. Найбільш працездатними і такими, що можуть забезпечити високий ступінь протипожежного захисту об,єкта, є вогнегасники ВП-2(і), ВП-5(6)і табл. 1. Реагування на якість вогнегасників проведено під час ТО на пунктах ТО вогнегасників у ПМП “Вогнеборець”, ЛПТУ та дільницях перезаряджання вогнегасників у Львівській області, а також запропоновано і надалі проводити на всіх пунктах ТО, з яких формуються пропозиції до центру сертифікації, в тому числі до відділу техніки ГУДПО, заводів-виробників вогнегасників і це необхідно враховувати при

Таблиця 1

Вплив відмов вогнегасників на гасіння за їх типами

Відмови, при яких не буде досягнуто гасіння, % Відмови, при яких гасіння буде малоефективним, % Відмови при, яких знижується строк служби, ефективність гасіння 75%

ВХП 6,26 2,67 9,27

ВПП 3,07 4,14 0,48

ВВ 1,96 2,81 0

ВП-2(і) 1,92 1,35 0,65

ВП-5(і) 2,2 1,14 0,39

ВП-2 4,24 1,42 0,44

ВП-5 4,37 1,4 0

ВП-10 4,31 1,09 0

проведенні сертифікаційних випробувань. Для обробки статистичних даних використовувалася програма Microsoft Excel з програмного комплексу

Office-97. Для відповідного реагування розроблено статистичний листок, форма якого пропонується у додатку Е.

Оцінимо, враховуючи, що , надійність вогнегасника, тобто ймовірність того, що вогнегасник погасить пожежу. Для оцінки використаємо модель повної ймовірності і в якості ймовірності того, що вогнегасник несправний, будемо брати середні величини.

Знайдемо ймовірність того, що навмання взятий вогнегасник (певного типу) погасить пожежу. Таким чином, ми розглянемо питання про надійність підсистеми “вогнегасник” у системі пожежної безпеки.

Нехай подія А = "навмання взятий вогнегасник погасить пожежу". Для розрахунку використаємо схему повної ймовірності, для цього розглянемо наступні гіпотези:

Н1 = "навмання взятий вогнегасник є справним";

Н2 = "несправний вогнегасник > несправність експлуатаційна";

Н3 = "несправний вогнегасник > несправність конструктивна";

Н4 = "несправний вогнегасник > некондиційний заряд";

Н5 = "невміння користуватися".

Для розрахунків будемо використовувати напрацьований статистичний матеріал. Одразу зауважимо, що Р(А/Н1)=1 і Р(А/Н5)=0.

Для гіпотез Н2, Н3 і Н4 зауважимо, що різні несправності цих типів призведуть до різних наслідків гасіння. Якщо Ні, і=1, - гіпотези, які утворюють повну групу подій, а про подію А відомо, що вона відбудеться, коли реалізується одна з гіпотез Ні, то ймовірність події А обчислимо за формулою повної ймовірності:

Р(А)= . (5)

Для одного з типів вогнегасників ВП-2і, згідно з формулою (5), будемо мати:

Р(А)= Р(Н1)·Р(А/Н1)+Р(Н2Е1)· Р(А/Н2Е1)+ Р(Н2Е2)· Р(А/Н2Е2)+ Р(Н2Е3)· Р(А/Н2Е3)+ Р(Н2Е4)· Р(А/Н2Е4)+ Р(Н3)·Р(А/Н3)+ Р(Н4)·Р(А/Н4)+ Р(Н5)·Р(А/Н5).

Модель повної ймовірності підтверджує отримані статистичні дані за відмовами. Імовірність того, що вогнегасник погасить пожежу, найбільша у ВП-2і, ВП-5і, ВВ, найменша - у ВХП.

У третьому розділі викладені наукові основи регенерації та утилізації вогнегасних речовин і вогнегасників. У період експлуатації і після закінчення гарантійного терміну зберігання вогнегасні речовини можуть втратити свої властивості, тому застосовувати їх для гасіння пожежі в такому випадку не рекомендується. Але здебільшого це дорогі за вартістю матеріали, які можна використати в народному господарстві.

У цьому ж розділі здійснено економічний розрахунок доцільності проведення регенерації або утилізації порошків. Переважно виникає ситуація, коли якась частина (Х) порошку не підлягає регенерації і направляється на утилізацію, а потім використовується як міндобриво, в такому випадку економія складе:

Е=( М1пор - М1пор .x)Впр.+М1пор .х . Цм -Ззатр, грн, (6)

Ззатр=( М1пор - М1пор .x)/Q . N .n .Це + Зп +Вуст .

Визначено мінімальну кількість порошку, при якій буде вигідно регенерувати порошок

Мп=С+Зп+Зр/ Впр , (7)

де Ззатр - затрати на регенерацію порошку, грн; Ву - вартість установки, грн;N - потужність електрообладнання, кВт; N – кількість годин у робочій добі; Це - тариф 1 кВт електроенергії в Україні, грн за кВт; Q – виробність установки, 500 кг/добу; Зп - річна заробітна платня робітникові, який працює на установці з регенерації порошку, грн; Цм - вартість міндобрив, грн; С - сума амортизаційних відрахувань за рік; Впр - приведена вартість 1 т порошку;

Зр- затрати на щорічний ремонт обладнання.

При врахуванні витрат на електроенергію ця кількість приблизно становитиме 2 т. При регенерації менше 2-х т вигідніше порошок утилізувати, а не купувати обладнання і платити заробітну платню.

Проведені розрахунки показали, що утилізації та регенерації щорічно в Україні може піддаватись біля 900 т порошку, а в одній області - біля 37т, економічний ефект від цього становитиме 2 млн 70 тис. грн у рік.

Некондиційність вогнегасного порошку (ВП) може викликатися наступними причинами: вміст вологи і склад добавок відповідають технічним умовам на ВП, але нерівномірно розподілений аеросил АМ-1-300; вміст вологи відповідає технічним умовам, а вміст аеросилу знижений; вміст вологи перевищує норми технічних умов, вміст аеросилу відповідає нормі і розподілений рівномірно.

Дослідження щодо використання некондиційних ВП як добрив здійснювалися спільно з Українською сільськогосподарською академією. Для дослідження були вибрані зразки П-2АП. З проведених досліджень видно, що ВП, які утилізуються, можуть бути використані:

1. Некондиційні вогнегасні порошкові суміші на фосфорно-амонійній (Пірант-А, ПФ, П-2АП, П-2АПМ та ін.) чи на хлоридній основі можуть бути використані як сировина для добрив.

2. Порошок на бікарбонатній основі (ПСБ-З) може бути використаний як компонент у чистячих засобах чи для нейтралізації кислих стічних вод.

3. Введення некондиційних ВП в органічні добрива сприяє підвищенню в них вмісту фосфору та усуває їх самозаймання.

Досліджено можливість вторинного використання зарядів для вогнегасників ВПП.

Випробування щодо визначення ефективності поверхневих вогнезахисних просочувальних сумішей на основі зарядів повітряно-пінних вогнегасників здійснювалися в лабораторії хімії ЛПТУ МВС України. З проведених досліджень видно, що у всіх випадках деревина належить до другої групи – важкозаймистих матеріалів, середня втрата маси у всіх 10 взірцях не перевищує 25%. Це говорить про те, що заряд ОВП може використовуватись в різних комбінаціях для просочування деревини.

Щорічно в Україні утилізації підлягає не менше 260 т розчинів ПУ на суму 186 тис. грн. Некондиційні розчини ПУ та заряди ВПП можуть повторно використовуватися в пожежогасінні як змочувачі, або як складники для розчинів антипіренів.

У четвертому розділі розглядаються пункти ТО як складова частина системи, де відбувається початок регулювання процесу підвищення якості вогнегасників. Наукова гіпотеза необхідності ТО полягає в поєднанні можливості виявлення недоліків вогнегасників і вогнегасних речовин (реагування), їх усунення (регулювання) і тим самим підвищення якості та надійності первинних засобів пожежогасіння (вогнегасників), що грунтується на економічних розрахунках та ефективності використання.

Вогнегасник - це складний виріб. Погасити пожежу можливо не тільки за умови досконалої конструкції вогнегасника, його справності, але і якості вогнегасної речовини, яка знаходиться у вогнегаснику.

Дослідження засвідчили, що реальний термін служби, як правило, не відповідає вказаному в паспорті. Оскільки строк служби вогнегасників різний, то порівняти їх за вартістю просто за прейскурантом, не враховуючи наведений брак, було б невірно. Запроваджено такий показник як зведена величина браку для кожного типу вогнегасників, за яким можна обчислити коефіцієнт справності вогнегасника:

Кспр=1 - =1-(1. N 1+2. N 2+3. N 3)/100. (8)

Введено поняття умовної ціни вогнегасника за рік:

Цу= Цф /Тф . (9)

Вогнегасники, які можуть гасити декілька класів пожеж можна порівнювати за Цс - середньою міжкласовою зваженою ціною:

Цс== . (10)

Вогнегасники, які можуть гасити один або декілька класів пожеж, можна порівнювати між собою за ефективною ціною Це (за найбільшою ціною гасіння одного з класів пожеж):

Це= Ц0/S. (11)

Нові аналоги вогнегасників не повинні бути гіршими від старих за показниками Це і Цс. Для вогнегасників, що перебувають в експлуатації ефективність доцільно оцінювати за умовною ціною Цу.

Таблиця 2

Вартість вогнегасника з урахуванням ефективності гасіння

Тип вогнегас-ника Ц0, грн Вогнегасна здатність за класами пожеж Цс, грн/м2 Це, грн/м2

А, м2 В, м2 Е, Д

ВХП-10 42 4,7 1,1 - 23,5 38,1

ВПП-10 65 4,7 1,76 - 25,4 36,9

ВП-10 99 11,8 4,52 +, * 15,2 21,9

ВП-5і 72 4,7 2,81 +, * 20,5 25,7

ВП-5 68 4,7 2,27 +, * 22,3 30

Є сенс припинити випуск вогнегасників ВХП-10 як найненадійніших і з найбільшим показником умовної Цу та ефективної ціни Це. З графіка на рис. 2 видно, що показник Цу змінюється в залежності від вагових коефіцієнтів несправності. Умовна вартість ВХП змінюється від 27 до 31грн, а для ВПП від 26 до 27грн.

Використовуючи наявні статистичні дані за 1995-1998 рр., зробимо прогноз відмов на 1999 рік за типами вогнегасників. Побудувавши поточкову діаграму, бачимо, що лінію, яка з'єднує наші точки, можна наблизити рівнянням:

, (12)

де - невідомі константи;

- збурення (можемо вважати збурення достатньо малим,розподіленим за нормальним законом розподілу з математичним очікуванням і дисперсією ).

Константи і b знаходимо, використовуючи метод найменших квадратів, з умови:

.

Для цього необхідно розв'язати наступну систему рівнянь:

(13)

Розв'язавши систему рівнянь (13), знайдемо точкові оцінки невідомих

параметрів . Отримані рівняння разом з відповідними лініями регресії зображені на рис.3. Якщо зробити математичний прогноз відмов за типами вогнегасників на 1999 рік, побудувавши експоненти, то зростання несправностей, порівняно з 1998 роком, відбуватиметься у вогнегасниках ВХП, є суттєвий спад для ВПП і ВП-5і табл.1. та рис.3, знизився відсоток несправностей у 1999 році у вогнегасниках ВП-2, ВВ, ВП-2і, ВП-5, ВП-10.

Як показали дослідження, для ефективної роботи пунктів ТО щодо усунення несправностей вогнегасників та безпеки для навколишнього середовища повинна бути нормативна база. На сучасних пунктах ТО не вирішені питання регенерації та утилізації вогнегасних речовин і вогнегасників. Одним із завдань, що вирішувалися в дисертаційній роботі, є розробка нормативного документа у вигляді проекту ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги”. Кількість несправностей, що траплялися у вогнегасниках, які надійшли на пункт ТО вперше складала, від 15 до 40%, заміни вимагало багато деталей. Після ТО споживачі отримували якісніші вогнегасники, отже ступінь захищеності об'єктів підвищувалася. Повторно потрапивши на перезарядження, вогнегасники показали, що кількість несправностей знизилася до 5-10%.

Зворотний зв'язок з якістю повинен бути встановлений і між взаємодійними елементами “петлі якості”. У разі виявлення невідповідності її слід зареєструвати, проаналізувати й відкоригувати. Коригувальні дії часто виконують у два етапи, перший з яких полягає в негайних заходах щодо задоволення потреб споживача, а другий — в оцінюванні докорінної причини невідповідності і плануванні будь-яких необхідних довготермінових коригувальних дій, які дозволяють попереджувати повторне виявлення недоліку тобто необхідно створити систему реагування та регулювання якості.

Складовими частинами системи реагування і регулювання якості вогнегасників є: об'єкт (споживач) – комплексний пункт технічного

Таблиця 3

Динаміка зміни відсотка відмов за роками і типами вогнегасників

Найменування вогнегасників Абсолютний відсоток

1993 1996 1997 1998 Прогноз на 1999 р. Зміна відсотка несправностей за час роботи центру сертифікації

ВХП 14,9 14,83 20,6 27,06 31,81 16,91

ВПП 10,13 6,72 8,13 6,69 5,99 -4,14

ВВ 6,24 4,65 4,68 3,44 2,98 -3,26

ВП-2 13,7 8,38 4,04 2,89 1,57 -12,13

ВП-2(і) 4,37 4,937 3,89 3,03 2,86 -1,51

ВП-5 6,38 7,30 4,87 4,40 3,85 -2,53

ВП-5(і) - 5,21 2,41 2,07 1,17 -4,04

ВП-10 8,75 5,72 5,13 3,07 2,35 -6,4

обслуговування – ГУДПО (УДПО) – УкрНДІПБ – державний центр сертифікації виробів протипожежної продукції - завод виробник вогнегасників.

Ефективність дії цієї системи підтверджують розрахунки.

Для оцінки ефективності запропонованої системи щодо підвищення протипожежної захищеності об'єкта з допомогою вогнегасників використовується критерій Е (ефективність системи):

Е= р1/ р0 , (14)

де р0 та р1 – ймовірність безвідмовної роботи вогнегасника до і після впровадження системи реагування та регулювання якості вогнегасників.

При введенні пункту ТО в експлуатацію на Південно-Західній залізниці і в результаті використання системи реагування та регулювання якості вогнегасників імовірність безвідмовної роботи становить р1= 0,95.

Враховуючи вищевикладену систему реагування і регулювання, захищеність об'єкта з допомогою вогнегасників збільшилася:

Е= р1/р0=0,95/0,887=1,07, що свідчить про дієвість системи та досягнення поставленої мети.

ВИСНОВКИ

1. Створена система реагування і регулювання якості вогнегасників для державної пожежної охорони в ринкових умовах. Розроблено сучасну методологію ТО вогнегасників, яка полягає в поєднанні можливості виявлення недоліків вогнегасників і вогнегасних речовин, їх усунення і тим самим підвищення якості та надійності вогнегасників з критерієм Е=1,07.

2. Експериментальні дослідження показали, що у вогнегасниках є несправності експлуатаційні, конструктивні, некондиційні заряди, невміння користуватися вогнегасниками. Загальний відсоток несправностей за типами вогнегасників наступний: ВХП - 18,2%; ВПП - 7,69%; ВВ - 4,78%; ВП - 2,71%. Найбільш надійними вогнегасниками є порошкові з індикаторами та вуглекислотні. Вогнегасники ВХП як конструктивно невдалі та найменш ефективні при гасінні пожеж доцільно зняти з виробництва.

3. Розглянута надійність підсистеми “вогнегасник” у системі протипожежної захищеності об'єкта (модель повної ймовірності), з якої видно збіг статистичних даних та отриманих результатів за розрахунками. Найвища ймовірність того, що пожежа буде загашена, у вогнегасниках ВВ, ВП-2і (0,972), ВП-5і (0,971), найнижча - у ВХП (0,867).

4. Виведено математичні залежності для проведення прогнозу несправностей вогнегасників, підтверджена їх справедливість на поточний рік. Розроблені пропозиції щодо покращання якості вогнегасників для заводів-виготовлювачів, пунктів ТО та центру сертифікації.

5. Розроблені наукові основи утилізації та регенерації вогнегасників та вогнегасних речовин. Утилізації та регенерації в Україні може піддаватися біля 900 т порошку. Економічно доцільно регенерувати порошки масою більше 2 т, при меншій кількості їх слід утилізувати як мінеральні добрива (вогнегасні порошки типу А, В, С) або як засоби для очищення забруднених промислових металічних поверхонь (порошки на основі бікарбонату натрію). Щорічно утилізації в Україні підлягає більше 250 т розчинів піноутворювачів. Їх доцільно утилізувати як компоненти для вогнезахисного просочування деревини.

6. Розроблена методика порівняння ефективності вогнегасників за їх ціною з урахуванням вогнегасної здатності. Введені поняття умовної ціни вогнегасника за рік, міжкласової зваженої ціни та ефективної ціни, що дає змогу виявляти ефективніші конструкції вогнегасників.

7. Розроблені технологічні схеми та рекомендації щодо організації пунктів ТО вогнегасників, запропоновані конструкція дрібоструменевого пістолета та спеціальний стенд для гідровипробування вогнегасників, на який отримано патент на винахід.

8. Розроблено проект ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги”.

Основний зміст дисертації опубліковано у наступних роботах:

1. Ковалишин В.В. Вогнегасники. - Львів: Патент, 1994. – 68 с.

2. Жартовський В.М., Ковалишин В.В. Дослідження можливості утилізації некондиційних ВП в якості добрив сільськогосподарських культур // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХИПБ, 1998.- Вып.4. - C. 79-84.

3. Ковалишин В.В. Підвищення рівня надійності первинних вогнегасячих засобів (вогнегасників) // Придніпровський науковий вісник. -Дніпропетровськ: Наука і освіта, 1998. -№ 123.-С.111-116.

4. Ковалишин В.В. Нові критерії оцінки якості вогнегасників // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. трудов.- Харьков: ХИПБ, 1999. - Вып. 6. - C. 72-76.

5. Ковалишин В.В. Методика розрахунку умовної та ефективної ціни вогнегасників // Придніпровський науковий вісник. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 1998.- № 96. -С. 111-116.

6. Ковалишин В.В., Куціщий Л.Б. Стенд для гідровипробування корпусів вогнегасників. МПК 6 А62С39/00. Рішення про видачу патенту від 25.05.2000. Заявлено 10.01.2000, реєстраційний номер заявки 2000010127.

7. Ковалишин В.В. Створення системи для підвищення якості вогнегасників // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХИПБ, 2000. – Спец. вып. - C. 82–89.

8. Ковалишин В.В. Надійність підсистеми “вогнегасник”. Модель повної ймовірності. Складові системи реагування та регулювання якості вогнегасників // Економіка: проблеми теорії та практики: Міжвузівський збірник наукових праць. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2000. - Вип. 34. – С. 84-88.

9. Ковалишин В.В. Проблеми експлуатації вогнегасників // Пожежна безпека. Матеріали III науково-практичної конференції. - К: УкрНДІПБ, 1997. - С. 260-262.

10. Ковалишин В.В. Надійність вогнегасників // Пожежна безпека: Науковий збірник. - Черкаси: ЧІПБ, 1999. - Ч.3. - С. 133-137.

11. Ковалишин В.В. Утилізація та регенерація вогнегасячих порошків та піноутворювачів // Экологическая и техногенная безопасность. Международная научно-практическая конференция: Сб. науч. трудов. – Харьков: ХИСП, 2000. - С. 76-81.

12. Проект ДСТУ. Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування. Загальні технічні вимоги. - К.: УкрНДІПБ, 1999. - 26 с.

Анотація

Ковалишин В.В. Створення системи реагування та регулювання якості вогнегасників для підвищення протипожежної захищеності об'єктів.

- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – пожежна безпека. Академія пожежної безпеки України, Харків, 2000.

Дисертація присвячена розробці системи реагування і регулювання якості вогнегасників для державної пожежної охорони в ринкових умовах, теоретичному та експериментальному обгрунтуванню технічного обслуговування вогнегасників як напрямку підвищення якості первинних засобів пожежогасіння, розробці наукових основ регенерації та утилізації вогнегасних речовин, розробці математичних моделей прогнозування тенденцій зміни якості вогнегасників, що, в свою чергу, дає можливість впливати на технічну політику заводів-виготовлювачів.

Основні результати роботи використані при розробці схеми комплексного пункту технічного обслуговування вогнегасників та необхідного для нього обладнання. Розроблені рекомендації щодо використання утилізованих вогнегасних порошків як мінеральних добрив та розчинів зарядів пінних вогнегасників для вогнезахисного просочування деревини. Розроблено проект ДСТУ “Пожежна техніка. Вогнегасники. Технічне обслуговування”. Результати досліджень перевірені на виробництвах народного господарства України.

Ключові слова: математичні моделі прогнозу відмов, некондиційний заряд, регенерація та утилізація вогнегасних речовин, технічне обслуговування вогнегасників, умовна та ефективна ціна вогнегасника.

Аннотация

Ковалишин В.В. Создание системы реагирования и регулирования качества огнетушителей для повышения противопожарной защиты объектов.

- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 21.06.02 - пожарная безопасность. Академия пожарной безопасности Украины, Харьков, 2000.

Диссертация посвящена разработке системы реагирования и регулирования качества огнетушителей для государственной пожарной охраны в рыночных условиях, теоретическому и экспериментальному обоснованию технического обслуживания огнетушителей как направления повышения качества первичных средств пожаротушения (огнетушителей), разработке научных основ регенерации и утилизации огнетушащих веществ, разработке математических моделей прогнозирования тенденций изменения качества огнетушителей, что, в свою очередь, дает возможность влиять на техническую политику заводов-изготовителей.

Предложена методика расчета условной Цу и эффективной Цэ, а также средней междуклассовой уравновешенной цены Цс огнетушителей. В период конструирования новых огнетушителей есть смысл сравнивать огнетушители по еффективной или междуклассовой уравновешенной цене. Новые аналоги огнетушителей должны быть лучше старых по этим показателям. Огнетушители, которые находятся в эксплуатации, целесообразно сравнивать по условной цене Цу.

Целесообразно снять с производства ОХП как самые ненадежные и с наибольшим показателем Цу и Цэ.

Проведен анализ влияния процесса сертификации на повышение качества огнетушителей. Разработаны предложения по улучшению конструкции огнетушителей и математические модели прогноза неисправностей на текущий год.

Основные результаты работы использованы при разработке схемы комплексного пункта технического обслуживания огнетушителей. Разработаны рекомендации по использованию утилизированных огнетушащих зарядов - порошков (типа А, В, С) как минеральных удобрений, а огнетушащих порошков на основе бикарбонатов натрия как средств для чистки загрязненных промышленных металлических поверхностей, а также зарядов воздушно– пенных огнетушителей для огнезащитной пропитки древесины. Разработан проект ГОСТа “Пожарная техника. Огнетушители. Техническое обслуживание. Общие технические требования”, который должен стать техническим фундаментом для функционирования системы технического обслуживания огнетушителей. Результаты исследований проверены на производствах народного хозяйства Украины.

Разработана серия оборудования и устройств для комплексного пункта технического обслуживания огнетушителей. Основные результаты работы использованы при организации пунктов технического обслуживания НПО “Фактор”, на пунктах перезарядки Укрзализныця (в том числе Юго-Западной), а также на пункте технического обслуживания огнетушителей во Львове ПМП “Вогнеборець”.

Растворы для огнезащитной пропитки древесины использовались на фирме “Атлас” (г. Львов), СУ–1 и во Львовском пожарно-техническом училище МВД Украины.

Ключевые слова: математические модели прогноза отказов, техническое обслуживание огнетушителей, некондиционный заряд, регенерация и утилизация огнетушащих веществ, условная и эффективная цена огнетушителя.

Аbstract

Kovalyshyn V.V. The development of response and regulation system of fire-extinguishers for the increase of projects' fire prevention. – Manuscript.

The dissertation for the degree of candidate of engineering on speciality 21.06.02 – fire safety. Acadimy of Fire Safety of Ukraine, Kharkiv, 2000.

The thesis deals with the development of response and regulation system in fire-extinguishers guality for State Fire Protection in market conditions, thearetical and experimental grounds for fire-exfinguishers as a trend for the increase of quality level of primary means of firefighting, elaborating the scientific principles for regeneration and utilization of fire-extinguishing substances, working out mathematical models in prognostication of tendency changes of fire–extinguishers, which in its turn enables to influence the technical direction of the manufacturing plants.

The main results of the work have bееn used in working out the scheme of the complex technical service station of fire–extinguishers and their facilities.

The recommendations have been elaborated for the use of utilized fire–extinguishing powders as mineral fertilizers and solutions for foam fire– extinguishers charges for fire –protecting treatment of wood.

The project DCTY "Fire engineering. Fire–extinguishers. Technical maintenance." has been drawn up. The results of the investigation have been checked at Ukraine's national econamy enterpises.

Key-words: mathematical models of defects prediction, unconditional charge, regeneration and utilization of fire–extinguishing substances, technical maintenance of fire – extinguishers, conventional, efficient value of a fire– extinguisher.