Pożary w przesyłowych rurociągach gazowych

Pożary w przesyłowych rurociągach gazowych

1. Analiza wstępna

W rurociągach gazowych zdarzają się pożary. Jak nie dopuścić do rozprzestrzeniania się ognia? Sformułowanie takie oznacza tzw. „innowacyjną sytuację”. Problem można rozwiązać różnymi sposobami:

- zaprojektować urządzenie, które zapobiegałoby rozprzestrzenianiu się ognia w przewodzie;

- opracować system gaszenia ognia,

- wiele innych metod, jak użycie niepalnych gazów rozdzielających porcje gazu palnego np. CO2 i inne.

Żeby przejść od zadania innowacyjnego ( wynalazczego) należy wybrać jeden konkretny kierunek działań, a potem sformułować tzw. „sprzeczność zewnętrzną” (SZ) i uściślić warunki zadania. Załóżmy więc, że wybieramy pierwszy sposób: zapobieganie rozprzestrzenianiu się ognia w gazociągu. Wstępnie przyjmujemy jeden ze znanych sposobów: zapory ogniowe. Takie zapory, to zwykle ceramiczne wkładki z otworami. Częściowo zapobiegają rozprzestrzenianiu się ognia, ale podnoszą opór przetłaczania gazu.

Jak zmniejszyć opór przetłaczania gazu? Pytanie to można to uważać za sformułowanie zadania. W praktyce formułujemy tzw. sprzeczność zewnętrzną w formie niepożądanego efektu: „utrudnienie w pompowaniu gazu”

Teraz już można sformułować tzw. „minizadanie”. Jest to krok 1.1 w ARIZ-85-c

1.1. Zapisać warunki mini zadania, ( wg. Kroku 1.1 ARIZ 85-c) eliminując specjalistyczne terminy.

„Zapora ogniowa” to termin specjalistyczny, a zatem eliminując go, w dalszym wywodzie będziemy używać określenia: „przegroda”.

​1.1.1. Podstawowa funkcja systemu

- dla gazociągu podstawowa funkcja to: przewodzić gaz,

- dla przegrody – zapobieganie rozprzestrzenianiu się ognia,

1.1.2. Elementy systemu:

- rura, gaz, przegroda, płomienie

1.1.3. Efekty niepożądane

- przegroda utrudnia przepompowywanie gazu,

1.1.4. Efekty oczekiwane

- należy, przy minimalnych zmianach w systemie spowodować, żeby przegroda nie utrudniała przepompowywania gazu.

2. Zdefiniowanie skonfliktowanej pary.

Na wstępie należy wskazać narzędzie i obiekt podlegający obróbce ( wpływowi ) narzędzia. Należy przy tym przestrzegać następujących zasad ( wszystkie są zawarte w procedurze ARIZ-85-c ):

Zasada 1. Jeżeli narzędzie, zgodnie z warunkami zadania, może przybierać dwa stany ( np. dwa stany skupienia, dwie wartości: drogie – tanie itp. ) to należy pokazać obydwa możliwe stany.

Zasada 2. Jeżeli w systemie są pary jednorodnych, wzajemnie oddziaływujących na siebie obiektów, to wystarczy wziąć do analizy jedną taka parę.

Dla „narzędzia” konieczne jest wskazanie dwóch granicznych stanów ( mało - dużo, silny – słaby, przewodnik – izolator, tani – drogi ). Jeżeli wskazanie takich przeciwstawnych stanów granicznych jest trudne lub w ogóle niemożliwe, to albo konstruujemy „myślowy” drugi stan, albo zadanie rozwiązujemy dla jednego tylko stanu narzędzia. Zdefiniowanie dwóch przeciwstawnych stanów granicznych na ogół pozwala na głębszą analizę zadania.

Jeśli trudno jest wskazać skonfliktowaną parę, to można próbować zestawić tabelę wzajemnych oddziaływań lub posłużyć się niżej zaprezentowaną metodą. (Metoda tabeli zostanie zaprezentowana w innym, bardziej charakterystycznym przykładzie.)

Z zestawu elementów systemu, stopniowo, myślowo odejmujemy po jednym elemencie, uważając przy tym, żeby wszystkie pozostałe związki były zachowane.

Jeżeli dzięki temu konflikt znikł, to element, który do tego doprowadził uważamy za jeden z elementów skonfliktowanej pary. W ten sposób dokonujemy przeglądu wszystkich elementów.

W konflikcie może uczestniczyć kilka elementów, na przykład dwa „narzędzia” lub dwa „przedmioty”. Możliwa jest np. taka sytuacja, gdy dwa narzędzia jednocześnie oddziaływają na przedmiot, przy czym jedno „przeszkadza” drugiemu. Może zaistnieć także sytuacja odwrotna: jedno narzędzie oddziaływa na dwa przedmioty, które wzajemnie sobie „przeszkadzają”. Przy wyborze elementów skonfliktowanej pary konieczne jest zwrócenie uwago nie tylko na niepożądany efekt, ale także na efekt oczekiwany ( pożądany) sformułowany w punkcie 1.1.4. a także na podstawową funkcję systemu. Bardzo często właśnie w tych elementach kryje się „choroba” systemu.

Strukturalny schemat kroku 1.2 pokazuje Rys. 01.

Rys. 1

Krok 1.2 pierwszej części ARIZ-85-c

Gdzie: ZS – zewnętrzna sprzeczność,

MZ – model zadania,

SP – skonfliktowana para,

SN – stan narzędzia.

1.2.1. - 1.2.3. etapy kroku 1.2 – Sformułowanie skonfliktowanej pary.

1.2.1. - wybór obiektu ( przedmiotu )

1.2.2. - wybór narzędzia,

1.2.3. - definiowanie dwóch stanów granicznych narzędzia.

Powracając do problemu gazociągu, musimy zdefiniować skonfliktowaną parę, posługując się zapisem kroków wg. ARIZ 85-C:

1.2. Sformułowanie pary skonfliktowanej

W tym celu zestawiamy tabelę wzajemnych oddziaływań elementów systemu. Przypominamy, że podstawowymi elementami systemu są: rura, gaz, przegroda, płomienie.

Tabela 1.

Z tabeli widać, że istnieją konflikty pomiędzy: rurą i płomieniami, ( płomienie nagrzewają rurę), gazem i przegrodą ( przegroda utrudnia przepływ gazu ), gazem i płomieniami ( płomienie spalają gaz )

W ten sposób ujawniono trzy skonfliktowane elementy: gaz, przegroda i płomienie. Możliwe są jeszcze następne skonfliktowane pary: gaz – przegroda, gaz – płomienie i przegroda – płomienie. Głównym elementem z rozpatrywanym systemie jest gaz: w końcu dla jego przesyłania zbudowano rurociąg. Dlatego też gaz jest przedmiotem. W tej sytuacji przegroda i płomienie okazują się narzędziami. Czy naprawdę? Spróbujemy się temu bliżej przyjrzeć.

Narzędzie powinno obrabiać przedmiot. Co w naszej sytuacji „obrabia” gaz?

Płomienie? Gaz się pali, ale niepożądany efekt nie na tym polega (por. 1.1.3. ) Nie postawiliśmy zadania w formie: „jak nie dopuścić do zapalenia się gazu”.

A jeśli tak, to płomienie nie mogą być narzędziem! Dlatego też w tabeli 1 należy skorygować wzajemne oddziaływanie gaz – płomienie i „+” zamienić na „-” .

Przegroda? Ona utrudnia przepompowywanie gazu, a więc jest dla niego narzędziem. Pozostało wyjaśnić wzajemne oddziaływanie pary: przegroda – płomienie. Przegroda zapobiega rozprzestrzenianiu się płomieni. W tej parze płomienie to „przedmiot”, a przegroda „narzędzie”. W sumie, w danym przypadku mamy dwa przedmioty: gaz i płomień oraz jedno „narzędzie” - przegrodę.

1.6.1. Skonfliktowana para

a) Gaz , płomień i przegroda z bardzo dużymi otworami ( nieobecna przegroda)
b) Gaz, płomien i przegroda z bardzo maleńkimi otworkami ( szczelna ścianka

1.6.2. Wzmocnienie konfliktu

a) Przegroda z bardzo dużymi otworami ( nieobecna przegroda) zupełnie nie przeszkadza w przemieszczaniu gazu, ale również zupełnie nie przeszkadza w rozprzestrzenianiu się płomienia:

b) Przegroda z bardzo maleńkimi otworkami (szczelna ścianka) całkowicie zatrzymuje płomień, ale i nie przepuszcza gazu!


1.6.3. Funkcja X-elementu

a) X-element pozwala swobodnie przepuszcza gaz, nie przeszkadzając przegrodzie w postaci szczelnej ścianki zatrzymywać płomień.

b) X-element nie przepuszcza płomienia, nie przeszkadzając przepuszczać gaz.

W tej fazie można analizować właściwości X-elementu i niekiedy taka analiza wystarcza dla rozwiązania problemu. W danym przypadku jednak nie i dlatego należy pogłębić analizę o zapis wepolowy i jego analizę.

1.7. Zastosowanie analizy wepolowej

Na wstępie przedstawimy pełny schemat wepolowy:

a) Przegrody nie ma, gdzie:

S1 - gaz

S2 - Przegroda ( nieobecna)

P1 - Ciśnienie gazu - wytwarzające strumień

P2 - Płomień

Pomiędzy S1 i S2 istnieje szkodliwe oddziaływanie ( oznaczone falistą strzałką), płomień się nie zatrzymuje. Pomiędzy gazem S1, i nieobecną przegrodą istnieje nieefektywne oddziaływanie (nieobecne) oznaczone linią przerywaną.

Szkodliwe oddziaływanie między gazem a przegrodą: przegroda nie przepuszcza gazu. W danym wepolu P2 nie wnosi żadnych heurystycznych nadziei, dlatego też nie będzie rozpatrywany. Struktura wepolowa przybierze więc następującą postać:

Gdzie: S1 - nieobecna przegroda

P1 - płomień

Jak widać schemat jest „niewepolowy”, a zatem zgodnie z zasadami analizy wepolowej, należy go rozbudować do pełnego wepola. Po uzupełnieniu wepola do „pełnego wepola” otrzymujemy:

Gdzie: S1 - nieobecna przegroda (lub przegroda z bardzo dużymi otworami)

P1 - płomień

S2 - substancja zatrzymująca płomień

Oczywiście można przedstawić inną strukturę:

Gdzie: S1 - nieobecna przegroda (lub przegroda z bardzo dużymi otworami)

P1 - płomień

S2 - gaz

W takim przypadku konieczne jest wprowadzenie drugiego pola P2 Wtedy zapis wepolowy problemu będzie wyglądał tak:

Gdzie: S1 - nieobecna przegroda (lub przegroda z bardzo dużymi otworami)

P1 - płomień

S2 - gaz

P2 - pole, zatrzymujące gaz

  1. Szczelna przegroda, we wstępnym zapisie wepolowym:

Gdzie: S1 – gaz

S2 – przegroda ( ścianka)

P1 - ciśnienie gazu, wytwarzające strumień (ruch) gazu

P2 - płomień

Jak widać występuje tu konflikt pomiędzy gazem i przegrodą: przegroda szczelna nie przepuszcza gazu. W danym wepolu płomień nie wnosi heurystycznych możliwości i nie ma sensu go rozpatrywać. Struktura wepola będzie więc wyglądała następująco:

Gdzie: S1 – gaz

S2 – przegroda ( ścianka)

P1 - ciśnienie gazu, wytwarzające strumień (ruch) gazu

Po zastosowaniu możliwych do przyjęcia przekształceń wepolowych, otrzymujemy:

Gdzie: S1 – gaz

S2 – przegroda ( ścianka)

P1 - ciśnienie gazu, wytwarzające strumień (ruch) gazu

P2 - substancja, która powinna umożliwiać przechodzenie gazu

Reasumując wszystkie ustalenia analizy wepolowej otrzymujemy:

Gdzie: S1 – gaz

S2 – przegroda ( ścianka)

P1 - ciśnienie gazu, wytwarzające strumień (ruch) gazu

P3 - substancja przegrody, która może być wykonana albo z S1 (gazu) albo z         S2 z przegrody ( ciało stałe ), albo z ich modyfikacji (S’1 i S’2 )

Oczywiście, że idealną przegrodą byłaby przegroda gazowa, ale nierealna technicznie.

Dla osób zaczynających uczyć się analizy metodami TRIZ, całość powyższego wywodu robi wrażenie „zbędnej formalizacji”. Na kursach TRIZ w zakresie podstawowym nie wykłada się TRIZ w taki sposób. Łatwe zadania szkoleniowe szybko spowodowałyby reakcję słuchaczy, że to całe „masło maślane” - to zupełnie zbędna sprawa, bo my proponujemy tak: i tu pada propozycja z serii metody prób i błędów.

Oczywiście metoda prób i błędów daje rezultaty, ale jakim kosztem: 1200 prób Edisona dla dobrania włókna do żarówki, 6000 prób Daysona dla zbudowania odkurzacza bezworkowego, 27 lat pracy inżynierów amerykańskich dla zbudowania silnika rakietowego ze wstępną komora spalania, zakończone zakupieniem licencji od Rosjan, pracujących metodą TRIZ!

Trzeba jednak zaznaczyć, że ekspert TRIZ całość w/w analizy wykonuje w czasie nie dłuższym niż pół godziny i oczywiście nie prowadzi na tym etapie ścisłego protokołu rozwiązywania. Krótko mówiąc: „bez pracy nie ma kołaczy”!

Po tych ustaleniach można przejść do przedstawienia „podkroków” kroku 1.2.

1.2.1. Przedmiot – gaz (G), ogień (O)

1.2.2. Narzędzie – przegroda (P)

W następnym podkroku trzeba zdefiniować dwa graniczne stany narzędzia; przegroda może mieć duże otwory lub małe otwory.

1.2.3. Stany narzędzia: przegrody (P)

1.2.3.1. Jeden stan graniczny: przegroda z dużymi otworami, (P>)

1.2.3.2. Przeciwny stan graniczny: przegroda z małymi otworami (P<)

1.3. Sformułowanie pogłębionej sprzeczności

W kroku 1.3 formułujemy pogłębioną sprzeczność. Formułujemy ją dla każdego stanu granicznego narzędzia. Zapisujemy zatem jeden stan graniczny elementu systemu i objaśnieniem tego co w tym stanie jest dobre, a co złe. Następnie zapisujemy to samo dla przeciwnego stanu elementu systemu.

Dla udokładnienia sformułowania słownego i uzyskania pewnej poglądowości możemy posłużyć się schematami sprzeczności z tabeli sprzeczności typowych:

Rys. 01

Rys. 02
Pożądane jest, aby sformułowania pogłębionej sprzeczności dla dwóch granicznych stanów elementów systemu były odwracalne, tzn. żeby dodatnie działanie w pierwszym stanie, było ujemnym w stanie przeciwnym i odwrotnie. Oprócz tego należy sprawdzić czy para skonfliktowana odpowiada pogłębionej sprzeczności. Jeśli nie – należy powrócić do kroku 1.2 i skorygować: albo skonfliktowaną parę albo sformułowanie sprzeczności. Por. Rys. 03.

Rys. 03

Gdzie: SP – skonfliktowana para

- PS-1 – pogłębiona sprzeczność dla pierwszego stanu granicznego,

- PS-2 – pogłębiona sprzeczność dla drugiego stanu granicznego,

- PK – prawidłowy rezultat wykonania dotychczasowych kroków,

- NPK – nieprawidłowy rezultat wykonania kroków.

A co dalej z gazociągiem?

1.3. Sformułowanie pogłębionej sprzeczności c.d. 0

1.3.1. SP-1 ( stan graniczny 1 – 1.2.3.1. - przegroda z dużymi otworami P>)

1.3.1.1. Słowne sformułowanie SP-1:

Przegroda z dużymi otworami swobodnie przepuszcza gaz, ale nie zatrzymuje ognia. Graficzny obraz tej sytuacji w symbolice wepoli przedstawia Rys. 04.

1.3.1.2. Graficzny zapis sformułowania słownego.


Rys. 04
 

1.3.1.3 Sprawdzić zgodność zapisy wepolowego ze sformułowaniem słownym.

 

„Czytamy” zapis graficzny ( wepolowy) sformułowania SP-1:

P> - oznacza „przegroda z dużymi otworami”

Nad gładką strzałką ( wskazującą korzystne działanie ) napisano: „Swobodnie przepuszcza”, pod falistą strzałką ( wskazującą niekorzystne działanie ) napisano „nie zatrzymuje”. W rezultacie otrzymujemy: „Przegroda z dużymi otworami swobodnie przepuszcza gaz, ale nie zatrzymuje ognia”.

Oznacza to pełną zgodność zapisu wepolowego ze sformułowaniem słownym.

​1.3.2. SP-2 ( Stan graniczny 2, odpowiadający 1.2.3.2, przegroda z małymi otworkami )
1.3.2.1 Słowne sformułowanie SP-2

Przegroda z małymi otworkami zatrzymuje ogień, ale utrudnia przepompowywanie gazu.

1.3.2.2. Graficzny zapis SP-2:

Rys. 05

1.3.2.3. Sprawdzić zgodność zapisu słownego z obrazem graficznym ( wepolowym )

Sprawdzenie analogiczne jak w opisie 1.3.1.3. – Pełna zgodność.

1.3.1. Sprawdzenie prawidłowości wykonania kroków 1.3.1 - 1.3.2.

W omawianym zadaniu uzyskaliśmy pełną zgodność, co oznacza, że ściśle i dokładnie wybraliśmy skonfliktowana parę.

Załóżmy jednak, że w kroku 1.2. parą skonfliktowaną byłby: ogień i przegroda lub przegroda i gaz. Wtedy na obecnym etapie należałoby skorygować skonfliktowaną parę lub sprzeczność. Takie „nawroty” są konieczne dla dokładnego sformułowania sprzeczności i zdefiniowania skonfliktowanej pary.

Niekiedy w warunkach zadania dany jest tylko przedmiot, a nie ma narzędzi., dlatego też nie ma wyraźnej PS ( pogłębionej sprzeczności ). W takich przypadkach PS otrzymujemy, rozpatrując dwa hipotetyczne stany, chociaż jeden z nich jest z góry niedopuszczalny.

1.4. Wybór skonfliktowanej pary.

1.4.1. Podstawowa funkcja.

Powracamy do kroku 1.1.1. i sprawdzamy jak tam opisana jest podstawowa funkcja systemu. W danym przypadku przedstawione są dwie podstawowe funkcje. W podobnych sytuacjach trzeba iść w obu kierunkach. Mogą z tego wynikną dwa zasadniczo różniące się rozwiązania lub jedno zadawalające w obu przypadkach.

  1. Dla pracy gazociągu ważne jest, żeby gaz przechodził swobodnie, bez oporów.

  2. Dla normalnej pracy przegrody – skuteczne zapobieganie rozprzestrzenianiu się ognia.

W dalszej części będziemy prowadzić analizę w dwóch kierunkach.

1.4.2. Wybieramy z opisanych w pkt. 1.3, jedną pogłębionych sprzeczności PS odpowiadającej sytuacji 1.4.1. czyli spełnianiu podstawowej funkcji:

a) gaz przechodzi bez przeszkód, PS-1,
b) ogień nie rozprzestrzenia się PS-2,

1.4.3. Stan narzędzia:

a) otwory6 przegrody duże ( P>)
b) otwory przegrody małe (P<)

1.5. ​Wzmocnienie konfliktu

W kroku 1.5 wzmacniamy konflikt. Najczęściej robimy to przez doprowadzenie stanu narzędzia do granicy, lub odpowiednio wzmacniając przeciwne działania. Wzmocnienie powinno gwarantować zapewnienie w 100% korzystnego działania. W ten sposób osiągamy równocześnie 100% niekorzystnego efektu. taki stan nazywamy wzmocnionym ( granicznym) konfliktem.

Zasada 3.

Często zadania zawierają konflikt typu: „wiele elementów” i „mało elementów”, „silny element” i „słaby element” itd. Konflikty typu: „mało elementów” należy przy wzmacnianiu konfliktu doprowadzić do stanu: „zero elementów”.

Wiemy więc w jaki sposób możemy dojść do maksimum korzystnego działania. W dalszej części będziemy badać możliwości zlikwidowania niekorzystnego działania.

Ten krok jest konieczny także dla pokonania psychologicznej inercji. Zazwyczaj bowiem mamy do czynienia z kompromisami typu: „troszeczkę poprawimy jedno, a drugie trochę pogorszymy …” Dlatego pojawia się chęć złagodzenie sprzeczności sformułowanej w kroku 1.4.

W takim przypadku znów wracamy do sytuacji wyjściowej. Żeby nie odchodzić od logiki ARIZ i nie cofać się, musimy jeszcze bardziej wzmocnić konflikt, doprowadzając go do extremum. Schematycznie ten krok przedstawia Rys. 05.

Rys. 05

Gdzie: 1.5 krok I części

SP – skonfliktowana para elementów,

WSP – wzmocniony konflikt pary

Wzmocnić konflikt wskazując graniczny stan elementów:

  1. Otwory w przegrodzie bardzo duże, równe średnicy rurociągu,

  2. Otwory w przegrodzie bardzo małe, w granicy równe zeru, czyli przegroda szczelna.

​1.6. Sformułowanie modelu zadania.

Aby sformułować model zadania należy:

  • udokładnić skonfliktowaną parę dla stanu wybranego w punkcie 1.5,

  • sprecyzować wzmocnione sformułowanie konfliktu,

  • wprowadzić „x-element”, który powinien zlikwidować niekorzystny efekt i zachować ( lub przynajmniej nie zmniejszać ) korzystne działanie narzędzia.

Pojawia się pytanie: Jaką funkcję, warunkującą wykonanie zadania powinien realizować x-element ( co powinien likwidować, co zachować, polepszyć zmniejszyć itd.)?

Rolę x-elementu, może pełnić „cokolwiek” : jakiś mechanizm, część elementów istniejących w systemie lub nadsystemie, wewnętrzne środowisko, chemiczne lub fizyczne zjawisko, przekształcenie itd.

X-element – wyobrażeniowy, abstrakcyjny, poszukiwany element pomagający zlikwidować szkodliwy efekt.

W dalszych krokach należy zdefiniować właściwości, jakie powinien mieć x-element. Po wykonaniu kroku 1.6 należy znów wrócić do kroku 1.1 ( na Rys. 03 pokazano to w postaci strzałki zwróconej wstecz ) i sprawdzić, czy zachowaliśmy zasady logiki ARIZ dla zbudowania modelu zadania.

Taki zwrot pozwala udokładnić wszystkie kroki i bardziej dokładnie sformułować model zadania.

2. Określenie elementów operacyjnych

2.1. Strefy operacyjnej ( SO)

W punkcie 1.6 - w modelu zadania, rozpatrywane były dwa warianty przegrody:

  • Przegroda „nieobecna”

  • Przegroda szczelna, lita ścianka.

Dla takich modeli zadania strefa operacyjna to wąska część wewnętrznej objętości rury lub ściślej: koło wpisane we wnętrze rury. Dochodząc do skrajności można zdefiniować dwa graniczne stany SO:

  • Przegroda z jednym otworem, o średnicy równej średnicy wewnętrznej rury,

  • Przegroda zredukowana do jednego punktu.

Dla rozpatrywanego zadania strefę operacyjną będziemy traktować jako przestrzeń pomiędzy w/w dwoma skrajnymi wartościami.

​1.7. Określenie czasu operacyjnego ( CO)

Na tym etapie rozpatrujemy dwa czasy operacyjne: T1 moment wybuchu pożaru, i T2 – czas do momentu wybuchu pożaru.

​1.8. Określenie RSP ( resursów substancjalno – polowych)

1.8.1. Zestawienie spisu RSP

Tworzymy w tym celu tabelę, ułatwiającą systematyczną analizę RSP

1.8.2. Określenie parametrów operacyjnych

Najpierw określamy parametry wewnątrzsystemowe w ramach RSP. Z Tabeli 1 można wypisać wszystkie te parametry, które wchodzą w skład modelu zadania. Należy pamiętać, że parametry operacyjne dotyczą strefy operacyjnej (SO) i czasu operacyjnego (CO). W rezultacie więc, dla rozpatrzenia „parametrów operacyjnych” należy rozpatrywać wyłącznie wewnątrzsystemowe RSP do których odnosi się ceramika, gaz, ciśnienie gazu, i temperatura. Te parametry będą wykorzystywane w dalszej analizie zadania.

2. Idealny wynik końcowy ( IWK )

2.3. Zapisać sformułowanie IWK

X-element, absolutnie nie komplikując systemu i nie powodując szkodliwych zjawisk, nie dopuszcza do rozprzestrzeniania się ognia w czasie CO ( w czasie powstawania pożaru ) i w granicach strefy operacyjnej SO ( w granicach wewnętrznej objętości rury ) , zachowując zdolność przegrody do swobodnego przepuszczania gazu.

Tabela 1.

3.2 Wzmocnienie sformułowania IWK

3.2.1. Wzmocnienie sformułowania IWIK dla narzędzia i przedmiotu:

a) Nieobecna przegroda nie dopuszcza do rozprzestrzeniania się ognia
b) Szczelna przegroda przepuszcza gaz i nie dopuszcza do rozprzestrzeniania ognia

3.2.2. Wzmocnienie IWK dla przedmiotu:

a) gaz sam zapobiega rozprzestrzenianiu się ognia,

b) ciśnienie samo zapobiega rozprzestrzenianiu się ognia,

c) temperatura sama zapobiega rozprzestrzenianiu się ognia.

W tym momencie mamy już dokładnie sprecyzowany zarys wymagań dla poszukiwanego rozwiązania. W metodyce TRIZ nie jest ważne, że wymagania te mają charakter „nierealnych”. Taki sposób postawienia zadania. Wolny od efektu wektora inercji pozwala jednak znacznie szybciej dojść do celu.

W tym momencie analizy TRIZ daje do wyboru kilka możliwości:

  • metoda „małych ludzików”, (MML)

  • system standardów, (SS)

  • przekształcenia elementów RSP.

Osoba, która nie ma praktyki powinna stosować po kolei wszystkie te metody. To nie jest strata czasu! ARIZ niezawodnie naprowadzi na właściwa drogę. Podobnie jak przy pokonywaniu labiryntu metodą niezawodną, ale w zasadzie najdłuższą, jest: iść stale konsekwentnie „trzymając się np. prawej ściany”. Jednakże wiemy, że metoda prób i błędów w przypadku labiryntu noże się źle skończyć!

Ponieważ zakładamy, że coś niecoś wiemy o TRIZ, zatem pominiemy metodę małych ludzików i system standardów i od razu zainteresujemy się przekształceniami elementów RSP.

5.3. Wykorzystanie typowych przekształceń

Uwaga: zachowano numerację punktów zgodnie z ARIZ, dlatego po punkcie 3.2.2. następuje punkt 5.3, co oznacza właśnie opuszczenie MML i SS

Przekształcenia elementów RDSP mogą być dokonane:

  • w przestrzeni – tu ten sposób odpada,

  • w czasie, co oznacza, że przegroda lub siły zapobiegające rozprzestrzenianiu się ognia pojawiają się wyłącznie w czasie operacyjnym, a w pozostałym czasie ich nie ma.

Tabela 2.

Tabela 2 przedstawia typowe metody przekształceń elementów RSP. Nawet pobieżna analiza wskazuje na dwie możliwe drogi:

 

  • Przejście na mikropoziom: siły zamykające płonący gaz powinny pojawiać się dzięki wykorzystaniu efektów molekularnych.

  • Fazowe przekształcenia: przy pojawieniu się temperatury powinny następować takie przekształcenia fazowe,. Które pozwolą zamknąć rurociąg.

Rozwiązanie 1.

Opatentowane rozwiązanie japońskiego specjalisty - Taioki Kirosawy . Podstawowym elementem jest tu pierścień z tworzywa sztucznego ( nie ujawniono jakiego! ) który przy podwyższonej temperaturze przechodzi w stan spieniony i szczelnie zamyka rurociąg.

Przy normalnej temperaturze pierścień nie przeszkadza przepływowi gazu. Proces niestety nie jest odwracalny i po każdym wybuchu gazu należy założyć nowy pierścień.

Rozwiązanie 2.

Wstawka z materiału z „pamięcią kształtu”. Taka wstawka może albo bezpośrednio zamykać otwory, albo uruchamiać mechaniczny system zamykania. Proces jest odwracalny, tzn. po opadnięciu temperatury wstawka wraca do poprzedniego stanu i otwiera przepływ.

Rozwiązanie 3.

Wybuch transportowanego gazu „sam” zamyka rurociąg. W rurowym korpusie umieszczony jest koncentrycznie walec, który w normalnych warunkach pracy jest umocowany z pomocą giętkich drutów, i gaz przechodzi pomiędzy ściankami korpusu i walca. W chwili wybuchu walec stożkowym zakończeniem wciska się w stożkowo ukształtowany korpus, zamykając rurociąg. Proces jest odwracalny.

Rozwiązanie 4.

To rozwiązanie oparte jest na zasadzie systemowego przekształcenia: cały system posiada jakąś właściwość, a jego element właściwość przeciwną. Otwory przegrody muszą przepuszczać gaz a nie przepuszczać ognia.

Rozwiązanie na poziomie molekularnym: W przegrodzie, na otwory przepuszczające gaz podaje się wysokie napięcie. Uzyskane w ten sposób pole elektryczne skutecznie zatrzymuje płomienie w otworach, których średnica jest odpowiednia dla normalnej pracy rurociągu.

Oczywiste jest, że sugestie uzyskane w wyniku analizy to tylko idee rozwiązania. Teraz trzeba pomysł „obżelezić” – jak ten etap nazywał Altszuller. Należy po prostu pomysł przekształcić w projekt, a to już jest typowy problem inżynierski.