Время на прочтение
16 декабря 2022 года международный экипаж МКС продолжает разбираться с инцидентом, который привёл к разгерметизации системы терморегулирования пилотируемого корабля «Союз МС-22». Космонавты и астронавты на МКС собираются выполнить дополнительные и более чёткие снимки места повреждения с помощью американского фото- и видеооборудования. Российские космонавты начали процесс изменения работы системы вентиляции для охлаждения приборов внутри корабля «Союз МС-22».
Согласно данным из переговоров экипажа МКС с Центром управления полётами (ЦУП), через сутки после аварии температура в повреждённом корабле «Союз МС-22» составляет 30 градусов по Цельсию. Космонавты уже начали работы по изменению функционирования механизмов вентиляции корабля, чтобы провести в нём ремонтные работы.
«Сейчас в корабле очень жарко, 30 градусов, может, даже больше. Поэтому мы хотим немного изменить систему вентиляции для того, чтобы было вам попрохладнее, и воздух, который отбирается у СКВ, направить в корабль», — сказал представитель ЦУП космонавтам в ходе переговоров. В рамках проверочных работ космонавтам предстоит протестировать систему управления движением и навигацией (СУДН) корабля «Союз МС-22».
В ЦУП Роскосмоса договорились с НАСА дополнительно с помощью американского фото- и видеооборудования изучить повреждение внешней обшивки приборно-агрегатного отсека «Союза МС-22».
«Вам совместно с американскими членами экипажа надо будет фотографировать корабль. Они принесут оборудование, и с помощью него вам надо будет фотографировать», — сказал специалист ЦУП космонавтам во время переговоров. В Роскосмосе рассчитывают получить более чёткие снимки «Союза» с помощью этого оборудования, уточнил оператор главной оперативной группы управления космической миссией.
В Роскосмосе назвали возможную причину повреждения обшивки «Союза МС-22». Исполнительный директор Роскосмоса по пилотируемым космическим программам Сергей Крикалёв сообщил СМИ, что причиной повреждения обшивки могло стать попадание микрометеорита.
Внешняя обшивка приборно-агрегатного отсека корабля «Союз МС-22» могла быть повреждена в результате внешнего воздействия. Причиной возникновения утечки может быть попадание микрометеорита в радиатор, возможные последствия — изменения температурного режима приборно-агрегатного отсека корабля «Союз»», — сообщил Крикалёв.
По словам исполнительного директора Роскосмоса, сейчас специалисты проводят анализ влияния утечки на приборно-агрегатный отсек, на корабль и смотрят на тепловой баланс. «Никаких других изменений телеметрических параметров ни корабля „Союз“, ни МКС, ни российского, ни американского сегментов не обнаружено, космонавтам ничего не угрожает, работа продолжается и продолжается анализ состояния корабля», — добавил Крикалёв.
15 декабря российские космонавты прервали подготовку к выходу в открытый космос из-за разгерметизации системы охлаждения корабля «Союз МС-22». В Роскосмосе и НАСА сообщили, что экипажу МКС инцидент не угрожает.
«Выход космонавтов Сергея Прокопьева и Дмитрия Петелина с борта Международной космической станции по российской программе отменён по техническим причинам», — пояснили в Роскосмосе.
Центр управления полётами (ЦУП) Роскосмоса принял решение прекратить работы по выходу космонавтов в открытый космос в связи с разгерметизацией внешнего контура системы охлаждения корабля «Союз», пристыкованного к МКС. «Корабль внутри герметичен, на станции тоже полный порядок», — сообщили в ЦУП.
Источники СМИ сообщили, что разгерметизация системы терморегулирования «Союза МС-22» может привести к выводу из строя приборов корабля и является серьёзным инцидентом.
«Ситуация очень серьёзная. Авария произошла в системе терморегулирования корабля, которая поддерживает правильную температуру и влажность. В результате приборы корабля могут выйти из строя – он будет перегреваться на Солнце и замерзать в тени Земли», — рассказал источник СМИ. По его словам, «сейчас специалисты Роскосмоса думают над первоочередными мероприятиями по обеспечению приемлемого теплового режима работы приборов на корабле». Из-за инцидента старт следующего пилотируемого корабля «Союз МС-23», запланированный на 16 марта 2023 года, могут перенести на более ранний срок.
Видео процесса утечки на «Союзе МС-22».
В трансляции НАСА было показано, как из «Союза МС-22» бьют фонтаны технической жидкости. Позднее космонавты сфотографировали проблемный корабль из иллюминаторов станции, а также обследовали его с помощью камер, установленных на роботе-манипуляторе ERA. Фотографии экипаж отправил на Землю для изучения специалистами.
«По предварительной информации, в четверг, 15 декабря, произошло повреждение внешней обшивки приборно-агрегатного отсека транспортного пилотируемого корабля «Союз МС-22».
Экипаж доложил о срабатывании сигнализатора системы диагностики корабля, свидетельствующего о падении давления в системе охлаждения. Визуальный осмотр подтвердил утечку, после чего было принято решение о прерывании плановых работ по внекорабельной деятельности членами экипажа российского сегмента МКС Сергеем Прокопьевым и Дмитрием Петелиным.
Для установления причин произошедшего Анна Кикина с помощью камеры на манипуляторе, установленном на многофункциональном лабораторном модуле, провела фотографирование и видеосъемку внешней поверхности корабля. Данные переданы на Землю, специалисты приступили к изучению изображений»,
— сообщили в Роскосмосе.
«Экипажу поступила информация о срабатывании сигнализатора одной из систем диагностики корабля «Союз МС-22». Для анализа причин произошедшего работает комиссия, по итогам её работы будут приняты решения по дальнейшим действиям специалистов на Земле и экипажа российского сегмента Международной космической станции», — пояснили в Роскосмосе.
«Наземные специалисты оценивают последствия утечки охлаждающей жидкости, обнаруженной на корабле „Союз МС-22“, экипажу Международной космической станции ничего не угрожает. Диспетчеры миссии оценивают последствия утечки охлаждающей жидкости, обнаруженной на корабле „Союз МС-22“», — подтвердили в НАСА.
Корабль «Союз МС-22» с международным экипажем МКС был выведен на орбиту и потом причалил к МКС 21 сентября. На борту корабля «Союз МС-22» находились космонавты Роскосмоса Сергей Прокопьев (командир корабля) и Дмитрий Петелин, а также астронавт НАСА Франциско Рубио. Этот полёт стал первым в рамках нового соглашения о перекрёстных полётах на МКС, заключённого между Россией и США. Планируемая продолжительность полёта экспедиции «Союз МС-22» составляет 188 суток. Окончание их миссии и возвращение на Землю «Союза МС-22» запланировано на 28 марта 2023 года.
Источники СМИ сообщили, что разгерметизация системы терморегулирования «Союза МС-22» может привести к выводу из строя приборов корабля и является серьёзным инцидентом.
«Ситуация очень серьёзная. Авария произошла в системе терморегулирования корабля, которая поддерживает правильную температуру и влажность. В результате приборы корабля могут выйти из строя – он будет перегреваться на Солнце и замерзать в тени Земли», — рассказал источник СМИ. По его словам, «сейчас специалисты Роскосмоса думают над первоочередными мероприятиями по обеспечению приемлемого теплового режима работы приборов на корабле». Из-за инцидента старт следующего пилотируемого корабля «Союз МС-23», запланированный на 16 марта 2023 года, могут перенести на более ранний срок.
Во второй половине дня 11 февраля 2023 года Роскосмос сообщил о нештатной ситуации на МКС. Контур «Прогресс МС-21» оказался разгерметизирован по непонятной причине. Экипажу МКС ничего не угрожает, предупредили в Роскосмосе. Инцидент произошёл, судя по телеметрии, через несколько часов после стыковки к МКС корабля «Прогресс МС-22».
Исполнительный директор по пилотируемым космическим программам Роскосмоса Сергей Крикалёв заявил, что на «Прогрессе МС-21» произошла утечка теплоносителя из системы терморегулирования. Специалисты ЦУП думают над тем, как детально осмотреть место утечки на радиаторе «Прогресса МС-21», чтобы выяснить причину её появления и понять, что это не систематическая ошибка, потому что она может повлиять на следующие корабли до МКС («Союзы МС» и «Прогрессы МС»). В настоящее время к МКС пристыкованы два корабля без теплоносителя во внутренних системах терморегулирования, которые починить в космосе нет возможности.
«Температурный режим и давление на борту станции находятся в норме. Разгерметизация никак не повлияла на стыковку с МКС „Прогресса МС-22“ и на дальнейшую программу пилотируемых полётов. Причины разгерметизации выясняются», — сообщили с Роскосмосе.
Затопление «Прогресс МС-21» было запланировано на 18 февраля. Сейчас корабль изолирован. Также в Роскосмосе пояснили, что космонавты ранее загрузили «Прогресс МС-21» отходами и тем, что складируют на грузовики, которые сгорают в атмосфере после отчаливания от станции, и уже не планировали туда что-то добавлять.
«Контур транспортного грузового корабля „Прогресс МС-21“, затопление которого запланировано на 18 февраля, разгерметизирован, подтвердили данные телеметрии, поступившей в ЦУП. Сейчас переходной люк корабля закрыт, „Прогресс МС-21“ изолирован от общего объёма МКС», — добавили в Роскосмосе.
Сегодня в 11:45 по московскому времени грузовой корабль «Прогресс МС-22» в автоматическом режиме пристыковался к российскому служебному модулю «Звезда» МКС. Он доставил на станцию 2 534 кг грузов, в том числе 720 кг топлива для дозаправки станции, 420 л питьевой воды, 40 кг азота и 1 354 кг различного оборудования и материалов. Среди них — ресурсная аппаратура для систем российского сегмента МКС, средства медицинского обеспечения и индивидуальной защиты, одежда, рационы питания и свежие продукты для экипажа 68-й длительной экспедиции, время работы которой в Роскосмосе продлили ещё на полгода из-за аварийной ситуации на «Союзе МС-22». Там произошёл пробой радиатора системы терморегулирования корабля из-за внешнего механического повреждения.
Грузовой корабль «Прогресс МС-21» был запущен 26 октября 2022 года. 28 октября он пристыковался к малому исследовательскому модулю «Поиск» российского сегмента МКС. Корабль доставил на МКС более 2 500 кг различных грузов.
Хронология инцидента с «Прогресс МС-21» от 11 февраля:
«Параллельно, так же как и с кораблём «Союз МС-22», сейчас будет проводиться анализ возможной причины утечки с точки зрения технологий сборки радиатора, применяемых материалов и подготовки корабля к старту. Это смотрелось, когда анализировалось, что произошло с «Союзом МС-22», — пояснил Крикалёв.
««Прогресс МС-21» предполагался к расстыковке и спуску с орбиты за два дня до пуска корабля «Союза МС-23», поэтому серьёзных последствий на действия экипажа, на работу экипажа, на программу работ на МСК это не повлияет», — добавил Крикалёв.
Необходимым условием обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации технологического оборудования является его прочность, под которой понимают способность конструкции воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх установленных величин.
Наблюдаемые на практике повреждения технологического оборудования происходят:
· в результате недостатков конструктивного характера (неправильный расчет, неудачный выбор материала) и дефектов изготовления (скрытые внутренние дефекты материала, некачественная подгонка и сварка);
· нарушения принятых режимов работы;
· отсутствие или неисправность средств защиты от перегрузок;
· некачественного технического обслуживания и ремонта.
Возможны следующие основные комбинации нарушений, в результате которых возникают повреждения технологического оборудования:
· превышение расчетных нагрузок при сохранении расчетной прочности оборудования;
· снижение расчетной прочности оборудования при сохранении расчетных нагрузок;
· одновременное нарушение расчетных нагрузок и расчетной прочности.
Причины повреждений технологического оборудования принято классифицировать следующим образом:
· повреждение в результате механических воздействий;
· повреждение в результате температурных воздействий;
· повреждение в результате химических воздействий.
Разгерметизация в результате механических воздействий
Под механическими воздействиями обычно понимают такие воздействия, которые возникают в результате превышения расчетных нагрузок на оборудовании при сохранении его расчетной прочности. Наиболее характерным механическим воздействием является чрезмерное внутреннее давление, возникающее в аппарате при переполнении его СУГ. Такое явление может иметь место:
· при нарушении технологического режима;
· внешнее воздействие;
· при неисправности контрольно-измерительных приборов и защит ной автоматики.
Разгерметизация в результате температурных воздействий
Повреждение технологического оборудования может произойти в результате:
· образования не предусмотренных расчетом температурных перенапряжений в материале стенок резервуара и трубопроводов;
· ухудшений механических характеристик материалов при низких или высоких температурах.
Разгерметизация в результате химических воздействий
Обращающаяся в технологическом процессе вещества (СУГ) и окружающая среда вступают в химическое взаимодействие с материалами, из которых изготовлено технологическое оборудование, вызывая его разрушение (коррозию). Разрушающему действию коррозии наиболее подвержены слабые места оборудования:
· разъемные соединения;
· места изгибов и поворотов труб.
Расчет площади розлива сжиженных углеводородных газов в случае полной разгерметизации технологической системы
Определение показателей, характеризующих
Если имеется свищевое отверстие в стенке трубопровода, то ликвидация утечки возможна как с остановкой, так и без остановки перекачки в зависимости от ситуации. Потери продукта при этом рассчитывают по уравнению 5.3.
Если повреждена линейная часть на выкиде одной из ПС, то перекачка может быть остановлена аварийно в следующих случаях:
— резкое падение давления на выкиде станции, которое сопровождается ростом расхода и увеличением силы тока в сети двигателя, а также резким падением давления на приеме следующей ПС. Давление на приеме этой же станции и на выкиде предыдущей падает или остается без изменений в зависимости от характера аварии. Это значительный порыв трубопровода. ДЦУ, ДРУ дают команды о немедленной остановке трубопровода;
— падение давления на выкиде станции более 0,1 МПа, это падение держится в последующий период, расход увеличивается на 20-50 м3/час или имеет место небаланс перекачки, на последующей станции давление медленно снижается. Это или повреждение или хищение;
— сообщение о выходе продукта от ремонтных бригад или посторонних лиц, когда приборы его не регистрируют.
Последние два случая не очень ясны, поэтому диспетчер РУ, ДЦУ могут привлекать службу эксплуатации, руководство управления для решения вопроса о немедленной остановке или эта остановка будет произведена после осмотра трассы ремонтными службами.
Дополнительно к вышесказанному анализируются данные по давлению и расходу на других станциях.
Если авария произошла на приеме станции, то имеют место следующие изменения:
— давление на приеме (по манометру) падает;
— расход на приеме падает (по расходомеру);
— нагрузка на электродвигатель, то есть сила тока в цепи электродвигателя, уменьшается (по амперметрам);
— на предыдущей станции давление на выкиде снижается (по манометру);
— на предыдущей станции увеличивается расход;
— нагрузка на электродвигатель на предыдущей станции растет.
После остановки диспетчер РУ дает команды о выезде ремонтной службы на трассу для обнаружения места аварии, ставит в известность ДЦУ и администрацию управления. После обнаружения места аварии, о чем сообщает высланная заранее бригада, вопросами ремонта начинает заниматься служба эксплуатации.
До уточнения места аварии задвижки на МТП, на конечной станции остаются открытыми для схода продукта.
Если после уточнения места аварии становится ясно, что сход нефтепродукта в емкости ближайших ЛПДС, нефтебаз невозможен по профилю, то диспетчер дает команду ремонтной службе ещё до приезда основных бригад перекрыть ближайшие к месту разрыва линейные задвижки.
Кроме естественного схода нефтепродукта может использоваться вариант, когда продукт из поврежденного трубопровода откачивается подпорным или основными насосами ближайшей станции или нефтебазы в резервуары этой станции или нефтебазы.
Количество продукта, которое может выйти из трубопровода на рельеф после остановки перекачки, ориентировочно оценивается по профилю трубопровода (рис. 5.5).
Рис. 5.5 – Схема возможного выхода продукта в условиях статики
Если авария произошла в точке А′, то продукт может сойти с участков АД и А′В. Объем сошедшего продукта, как показано на данном рисунке, будет равен
Если приемный резервуар на конечной станции по профилю выше места аварии, его закрывают в возможно короткие сроки.
После остановки задачи диспетчера:
— уточнить место аварии и площадь растекания продукта;
— проверить по профилю трассы и у ремонтной службы наличие водоемов, населенных пунктов, близость железной дороги к месту аварии;
— дать распоряжение об огораживании места аварии предупредительными знаками, при необходимости через администрацию населенных пунктов предупредить жителей об осторожном пользовании огнем;
— дать сообщение диспетчеру железной дороги, если железная дорога проходит близко и создается опасность от разлива продукта для движения поездов.
Затем задача диспетчера – сбор информации и её передача по инстанциям о ходе ликвидации аварии. После ликвидации аварии осуществляется пуск трубопровода, как это было рассмотрено выше.
Вторым этапом после пуска трубопровода является определение потерь продукта при аварии. Один из методов определения потерь регламентируется РД 153-39.2-076-01. Согласно РД количество потерянного нефтепродукта определяется по уравнению5.4:
П = А + Б – В – Г, (5.4)
где П — потери нефтепродукта в результате аварии, т;
А — количество продукта, необходимое для заполнения трубопровода после аварии, т;
Б – количество продукта, откачанного в МТП от момента разрыва до момента остановки трубопровода, т;
В — количество продукта, поступившего в резервуары ЛПДС и нефтебаз от момента разгерметизации трубопровода до закрытия приёмных задвижек, т;
Г — количество продукта, собранного с места аварии, т.
Определение слагаемого А производится расчетом количества откачанного в МТП продукта от момента пуска трубопровода после аварии до момента поступления его в резервуар конечной станции продукта.
Гораздо труднее определить слагаемое Б, так как бывает достаточно трудно заметить точно время разгерметизации трубопровода. Слагаемое Б определяют на основании анализа диспетчерского журнала и картограмм самопишущих приборов.
Величина В достаточно точно будет определена, если часы всех работников, вступивших в смену, будут сверены перед началом смены и если достаточно быстро до каждого будет доведено время (момент), с которого необходимо вести отсчет поступающего продукта.
Величину П можно также рассчитать по концентрации продукта в грунте и по количеству испарившегося продукта (уравнение 5.5):
П = Vн. гр. ×. Спр.+mисп., т, (5.5)
где Vн. гр – объем грунта, насыщенного продуктом, м3;
Спр – концентрация продукта в грунте, кг/м3.
mисп – масса продукта, потерянного от испарения. Потери от испарения рассчитываются по методикам, действующим в системах МТП.
Полученные значения величины П должны быть равны друг другу.
Определением площади, залитой продуктом, глубины пропитки, выдачей заданий на отбор проб грунта и определение в нём нефтепродукта занимается комиссия по расследованию аварий, она же выясняет причины аварии, определяет виновных лиц.
Комиссия назначается приказом территориального органа Госгортехнадзора РФ или по согласованию с ним – приказом ОАО МТП или ПО ОАО. Комиссию возглавляет представитель территориального органа Госгортехнадзора РФ, главный инженер (руководитель) ПО ОАО или главный инженер (руководитель) ОАО.
За последние 10 – 15 лет на МТП получило большое распространение явление, которое называется «несанкционированные врезки с целью хищения» нефти или нефтепродуктов.
Несанкционированные врезки – это также разгерметизация МТП, имеющая место при авариях. Наибольший ущерб наносят врезки с негерметичными вентилями или кранами, через которые наряду с самими хищениями происходит постепенная утечка до момента устранения врезки.
Аварийная разгерметизация или несанкционированная врезка требуют быстрого реагирования всех служб для их устранения. К настоящему времени разработано много систем по обнаружению и определению местоположения утечек.
Работа таких систем основана на определении времени, которое требуется для прохождения возмущения от изменения давления или расхода, или шумового возмущения, возникающих при образовании утечек от места утечки до высокочувствительных датчиков, установленных между ЛПДС на линейной части и на самих ЛПДС. По скорости распространения волны и разности времени подхода сигнала к датчикам определяют место утечки.
Недостатком таких систем является их реагирование на любые возникающие в процессе перекачки возмущения, связанные с изменениями давления, расхода, шумовых факторов при отсутствии разгерметизации МТП, поэтому системы по обнаружению утечек дополняются блоками сравнения возникающих возмущений со среднестатистическими значениями, рассчитанными за несколько лет эксплуатации трубопровода. Сигнал об утечке появляется лишь в том случае, если возникшее возмущение превышает среднестатистическое значение.
Разгерметизация может быть разделена на 2 категории:
Быстрое падение давления в кабине происходит за время от одной до пяти секунд, при появлении большого отверстия в фюзеляже или неисправности в системе герметизации.
Взрывное падение давления в кабине происходит менее чем за одну секунду.
Ниже перечислены некоторые признаки быстрой разгерметизации:
1. Громкий гудящий звук выходящего в отверстие воздуха, в которое вытягиваются бумага, одежда и другие незакреплённые предметы.
2. Резкое падение давления и расширение оставшегося в самолете воздуха вызывает резкое снижение температуры и часто появление тумана из-за конденсации влаги, содержащейся в воздухе.
3. Горячая вода быстро вытекает из кипятильников.
Выпадают индивидуальные кислородные маски.
5. Пассажиры и члены экипажа могут почувствовать такие симптомы при разгерметизации, как:
-боль в мышцах или суставах при сгибании;
-воздействие на кожу: покалывание или зуд;
-удушье: боль в груди при дыхании, кашель;
-неврологические симптомы: нарушение зрения, резкий упадок сил.
Медленная разгерметизация – это постепенное снижение давления в салоне, может быть вызвана нарушением герметизации дверей или иллюминаторов.
При медленной разгерметизации признаки гипоксии проявляются не так быстро, как при быстрой/взрывной разгерметизации. Тем не менее, БП должны быть бдительными при возникновении таких признаков, как дискомфорт в ушах, животе, боль в суставах.
БП должны знать признаки и симптомы гипоксии. Из-за скрытой природы гипоксии симптомы сразу можно не распознать, а со временем будет слишком поздно. Каждому, у кого появились симптомы гипоксии, необходимо дать кислород и немедленно сообщить об этом экипажу.
Если нарушается герметизация двери или иллюминатора, то может появиться шипящий звук в зоне разгерметизации. Немедленно доложите об этом КВС. Всех пассажиров, сидящих в этой зоне, следует по возможности пересадить. Все пассажиры должны застёгнуть ремни безопасности, кухонное оборудование — выключено и закреплено на случай возникновения быстрой разгерметизации.