Классификация веществ и материалов по пожарной опасности. Показатели взрыво-пожарной опасности веществ и материалов Разделение на группы по горючести
Основными показателями при оценке пожарной опасности жидкостей являются: группа горючести; температура вспышки; температура воспламенения и концентрационные пределы воспламенения. Основные показатели при оценке пожарной опасности твердых веществ и материалов - группа горючести; температура воспламенения, температура самовоспламенения, склонность к самовозгоранию.
Группа горючести . Вещества и материалы подразделяются по горючести на три группы: негорючие , т.е. неспособные к горению на воздухе обычного состава; трудногорючие , которые могут возгораться и гореть при наличии источника зажигания, но не способны самостоятельно гореть при его удалении; горючие , которые возгораются от источника зажигания и продолжают гореть при его удалении. Горючие материалы подразделяются в свою очередь, на легковоспламеняющиеся , т.е. такие, которые возгораются от источника зажигания незначительной энергии (спичка, искра и т.п.) без предварительного нагрева, и трудновоспламеняющиеся , которые возгораются только от сравнительно мощного источника зажигания.
Температура вспышки - самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.
Термин "температура вспышки" обычно относится к горючим жидкостям, но некоторые твердые вещества (камфара, нафталин, фосфор и др.), испаряющиеся при нормальной температуре, также характеризуются температурой вспышки. Чем ниже температура вспышки горючей жидкости, тем большую опасность представляет она в пожарном отношении.
По пожарной опасности в зависимости от температуры вспышки горючие жидкости делят на два класса:
1-й класс - легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) - бензин, толуол, бензол, ацетон, метиловый и этиловый спирты, эфир, керосин, скипидар и др.; t в <61°C;
2-й класс - горючие жидкости (ГЖ) - минеральные масла, мазуты, формалин и др.; t в >61°C; Температура воспламенения - это температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.
Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества (материала, смеси), при которой резко увеличивается скорость экзотермических реакций, заканчивающихся горением с образованием пламени.
Температура самовоспламенения не является постоянной даже для одного и того же вещества. Она зависит от концентрации кислорода в воздухе, давления, условий теплоотдачи в окружающую среду и т.д. Например, температура самовоспламенения горючих газов и паров колеблется в пределах 300÷700 °С, дерева, торфа, бумаги, картона - 250÷400 °С, целлулоида - 140÷180 °С, винипласта - 580 °С, резины - 400 °С.
Концентрационные пределы воспламенения - минимальная и максимальная концентрации области воспламенения, т.е. области концентраций горючего вещества, внутри которой его смеси с данным окислителем (обычно воздухом) способны воспламеняться от источника зажигания с последующим распространением горения по смеси сколько угодно далеко от источника зажигания. Например, для ацетона нижний концентрационный предел воспламенения (взрыва) составляет 2,6%, а верхний - 12,2% (объемных), для бензина А-76 соответственно 0,76% и 5,03%, для этилового спирта - 3,3% и 18,4%, природного газа 5% и 16% и т.д.
Взрывоопасность горючих газов, паров и пыли тем больше, чем меньше нижний концентрационный предел воспламенения и чем больше разрыв между нижним и верхним пределами воспламенения. Таким образом, взрывоопасность прямо пропорциональна размеру области воспламенения.
Огнетушащие вещества, классификация, область применения
Огнетушащие вещества - вещества, обладающие физико-химическими свойствами, которые позволяют создать условия для прекращения горения.
- водные эмульсии
- пена (химическая, механическая), применяют ограниченно
Выбор первичных средств пожаротушения:
- огнетушители (размещаются на видном участке, в углу не выше 1,5 м)
- воздушно-пенные
- углекислотные
- порошковые
- ведра, багор, ломики, кошма (размещают на пожарных щитах и стендах)
По основному признаку прекращения горения огнетушащие вещества подразделяются на:
- охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.)
- разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонкораспыленная вода т.п.)
- изолирующего действия (воздушно-механическая пена различной кратности, сыпучие негорючие материалы и пр.)
- химического торможения.
Области применения:
Огнетушащие вещества охлаждения понижают температуру зоны реакции или горящего вещества.
Процесс горения можно охарактеризовать динамикой выделения тепла в данной системе. Если каким-либо образом организовать отвод тепла с достаточно большой скоростью, то это приведет к тушению пожара. Также отвод тепла способствует предотвращению взрыва, если при пожаре образуются взрывоопасная среда. Отвод тепла наиболее рационально обеспечивать введением специальных хладагентов.
Огнетушащие вещества изоляции. В зависимости от области применения пенообразователи в России делятся на две группы:
- Пенообразователи общего назначения (имеют углеводородную основу и предназначены для получения пены или растворов смачивателей для тушения пожаров твердых сгораемых материалов (класс А) и горючих жидкостей (класс В).
- Пенообразователи целевого назначения (фторированные) используются при тушении нефти, нефтепродуктов и полярных органических жидкостей.
Песок, грунт - подручные средства пожаротушения. Обычно запас песка находится в специальных ящиках или другой таре рядом с огнеопасными объектами, возле пожарных щитов.
Огнетушащие вещества разбавления.
Наибольшее распространение они нашли в стационарных установках пожаротушения для относительно замкнутых помещений (трюмы судов, сушильные камеры, испытательные боксы и покрасочные камеры на пром. предприятиях и т.д.), а также для тушения горючих жидкостей, пролитых на земле на небольшой площади.
Огнетушащие средства химического торможения.
Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуя с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения.
Способы тушения пожаров
1. Снижение концентрации кислорода;
2. Понижение температуры горючего вещества, ниже температуры воспламенения;
3. Изоляция горючего вещества от окислителя.
Огнегасительные вещества: вода, песок, пена, порошок, газообразные вещества не поддерживающие горение (хладон), инертные газы, пар.
Самым распространенным средством при тушении пожара является вода. Попадая на горящий материал, она охлаждает его; образуется пар, который препятствует притоку кислорода к очагу горения. Воду не применяют при тушении горючих жидкостей, удельный вес которых меньше, чем у нее
, так как они, всплывая и растекаясь по поверхности, увеличивают площадь пожара.Нельзя использовать воду для тушения веществ, вступающих с ней в бурную химическую реакцию
(металлический натрий, калий, магний, карбит кальция и т.д.), а также необесточенных электропроводов и приборов. Песок
, покрывая горящую поверхность, прекращает доступ к ней кислорода, препятствует выделению горючих газов и понижает температуру горящего предмета. Сырой песок обладает токопроводящими свойствами и поэтому его нельзя использовать при тушении предметов, находящихся под электрическим напряжением. Песок не должен содержать посторонних горючих примесей.
К подручным средствам
пожаротушения также относятсяасбестовые и грубошерстные покрывала, которыми накрывают небольшие очаги пожара, чтобы прекратить к ним доступ воздуха. Ликвидируя пожар, спасатели используют немеханизированные и механизированные инструменты. При проведении спасательных работ и тушении пожара в верхних этажах зданий, когда стационарные лестницы и другие устройства пути использовать невозможно, спасатели пользуются пожарными ручными лестницами
.
Одним из эффективных подручных средств пожаротушения являются огнетушители . Так как продолжительность работы огнетушителей невелика, их следует применять в непосредственной близости от огня. Огнегасительную струю направляют, в первую очередь на участки повышенного горения, сбивая пламя снизу вверх и стремясь быстрой равномерно покрыть пеной (углекислотным снегом) большую площадь горения. Для приведения в действие ручного порошкового огнетушителя необходимо поднести его к очагу горения, открыть вентиль газового баллончика и направить струю порошка на пламя. Эти огнетушители предназначеныдлятушения горящих электроустановок под напряжением и других загораний.
При ликвидации возникшего на объекте пожара важное значение отводится умению быстро использовать внутренниепожарные краны , которые вместе со стволом и пожарным рукавом (10-20 м), уложенным "гармошкой" или в "скатку", устанавливаются в шкафчиках и действуют от водопроводной сети. На корпусе крана и рукаве имеются специальные соединительные головки. После тушения пожара спасатели должны убедиться в отсутствии очагагорения или тлеющих участков.
33. Основные показатели пожарной опасности веществ и материалов.
опасные факторы пожаров:
открытый огонь и искры.
повышенная температура окруж. Среды
тактичные продукты горения.
дым снижение концентрации кислорода
падающие части отдельных конструкции агрегатов установок.6.действие взрывной волны.
Процесс горения может возникнуть при наличии 3-х основных составляющих:
Окислитель.
горючее вещество.
источник зажигания.
При отсутствии хотя бы одного из выше перечеслиных горение невозможно.
в пределах от нижнего до верхнего концетрационного придела распространения пламени.
34. Причины и условия образования горючей среды в аппаратах с газами.
горючая среда- это смесь паров или газов с кислородом воздуха.
Образование горючий среды в аппаратах с газами. Аппараты с газом работают под избыточным давлением поэтому образование горючий среды возможно при порожении аппаратов или если в состав горючего газа входит окислитель.
35. Причины и условия образования горючей среды в аппаратах с жидкостями.
образование горючий среды в аппаратах жидкости.
Для аппаратов с жидкостями горючая среда образуется при наличии свободного объема в аппарате если концентрация паров находится....... 36. Аппараты с дыхательными устройствами. Виды «дыхания» при эксплуатации резервуаров с нефтепродуктами.
37 .причины и условия образования горючей среды в аппаратах с пылями.
образование горючий среды в аппаратах пылями.Пылью называются твердые частицы размером менее 850. Пыль бывает 2-ух видов 1.аэрозоль-пыль в воздухе2. Аэрозоль- пыль осевная. Для аппаратов с пылями характернотолько нкпр.
38.Классификация производственных источников зажигания(инициаторов горения)
тепловые проявления –проявления связаные с эксплуатацией технологических установокогневого действия:1. Открытый огонь2. Высоконагретые конструктивные элементы установок3. Газообразные продукты сгорания4. Топочные искры.
Тепловые проявления связанные с проведением огневых работ. 1.открытый огонь.2.искры в виде брызг расплавленногог металла 3.высоконагретые поверхности оборудования и конструкций.
Тепловые проявления механической энергии. 1. Разогрев тел при трении.2. искры возникающие при соударении твердых тел.3. разогрев веществ при сжатии.
Тепловые проявления электрической энергии 1. Искровые разряды статестического электричества.2. тепловые проявления свызаные с нарушениям работы электрооборудования.3. прямые удары молнии ее вторичные проявления.
39.Причины и условия возникновения горения при проведении технологических процессов.
постоянно действующие необходимые для осуществления технологического процесса(огневые печи электронагревательные устройства и т.д) наличие потенциальных источников связано с нарушением противопожарного режима производства с неисправностями и авариями аппаратов.по природе механизма возникновения внешнии источники зажигания делят на группы: 1.тепловые проявления механической энергии 2. Тепловые проявления электрической энергии 3. Тепловые проявления химической реакции. 4. Излучение. 40. Основные мероприятия и технические решения,направленные на предупреждение образования горючей среды внутри технологического оборудования.
Чтобы предупредить несоответствие между подачей веществ в аппарат и их расходом, предусматривают:
Автоматические системы контроля за давлением и блокировки (прекращение подачи продуктов путем отключения насосов, компрессоров);
Автоматические счетчики-дозаторы количества поступающих в аппараты веществ;
Автоматические регуляторы давления; сигнализаторы предельного уровня жидкости (для сжиженных газов);
Приборы контроля за давлением и уровнем; переливные трубы.
Для предупреждения образования динамических воздействий на стенки аппаратов и трубопроводов в периоды пуска и остановки, а также при переходе с одного режима на другой обеспечивают плавное изменение давления. При этом темп увеличения или снижения давления не должен превышать норму, предусмотренную цеховой инструкцией.
Для предупреждения гидравлических ударов предусматривают следующие мероприятия:
Медленное (плавное) изменение давления в аппаратах и трубопроводах в периоды пуска и остановки;
Применение в качестве запорной арматуры задвижек вентильного типа вместо шиберных заслонок и пробковых кранов;
Сглаживание пульсации давления путем установки на линиях газовых колпаков (ресиверов);
Использование насосов центробежного действия (если это допускает технология) вместо поршневых (плунжерных) компрессоров;
Установку обратных клапанов на трубопроводной линии непосредственно за аппаратом, из которого при нарушении технологического режима может возникнуть обратный поток жидкости или газа;
Устранение опасности попадания в цилиндры компрессоров жидкостей путем установки сепараторов-масловлагоотделителей, специальных клапанов, пропускающих только газовую фазу без жидкости, устройств, предупреждающих конденсацию.
Меры борьбы с вибрацией аппаратов и трубопроводов должны быть направлены на устранение или уменьшение действия внешних или внутренних возмущающих сил (источников вибрации). На практике это достигается следующими мероприятиями:
Заменой, если это возможно по условиям технологии, поршневых насосов и компрессоров на центробежные насосы и газодувки;
Применением устройств для сглаживания пульсации давления (газовых колпаков или ресиверов) в системах, где замена поршневых насосов и компрессоров невозможна;
Устройством под источником вибрации массивных фундаментов, поглощающих механические колебания, изолированно от фундаментов несущих строительных конструкций зданий и сооружений;
Установкой источника вибрации на различного рода эластичных прокладках, пружинах которые обеспечивают гашение механических колебаний;
Систематическим контролем за вибрацией и при необходимости устранением причин вибрации (центровка и балансировка валов вращающихся элементов машин и агрегатов, обеспечение надежного крепления источников вибрации и трубопроводов).
Предупреждение внешних механических ударов в условиях производства обеспечивается:
Размещение технологических аппаратов в безопасном месте, в стороне от цеховых транспортных путей;
Прокладкой трубопроводов с горючими жидкостями и газами выше мостовых и других кранов или ниже их- в закрытых каналах;
Соблюдением режима работы транспортных систем и сроков их планово-предупредительных ремонтов.
Для снижения интенсивности эрозионного износа на практике применяют следующие мероприятия:
Выбирают материал для аппаратов и трубопроводов, устойчивый к данному виду эрозии;
Увеличивают поверхностную износоустойчивость стенки путем снижения шероховатости ее поверхности, повышения поверхностной твердости материала, созданием прочного защитного слоя футеровки;
Уменьшают турбулентность потока и механическое воздействие струи путем выполнения плавных поворотов и переходов трубопроводов и снижения их количества, применения успокоителей, отражателей и рассекателей потоков и струй;
Обеспечивают очистку газов и жидкостей от твердых примесей (частиц);
Осуществляют систематический контроль за толщиной стенки, не допуская ее уменьшения ниже нормы.
Для снижения опасного действия высоких температур на материал стенок аппаратов и трубопроводов выполняются следующие мероприятия: уменьшается воздействие внешних источников тепла (солнечной радиации и пожара) устройством теплоизоляции, систем орошения, паровых завес, экранов, противопожарных разрывов; создаются условия для равномерного нагревания теплообменной поверхности у аппаратов огневого действия (автоматическим регулированием температурного режима), для скорости циркуляции нагреваемого продукта (очисткой теплообменной поверхности от отложений).
Для предупреждения разрушающего действия низких температур:
Предъявляют повышенные требования к качеству сварных швов на технологическом оборудовании;
Предусматривают защиту аппаратов и трубопроводов, расположенных на открытых площадках, от переохлаждения теплоизоляцией, внутренним обогревом с помощью встроенных змеевиков- пароподогревателей;
Снижают рабочие нагрузки на стенки аппаратов;
Устраняют сопутствующие причины, усиливающие опасное действие низких температур (гидравлических ударов, вибраций, резкого изменения рабочего давления в аппарате).
Весьма важно выбрать материал для изготовления технологического оборудования с учетом максимально возможного переохлаждения стенок (при низких температурах применяют легированные стали, специальные сплавы, а иногда и цветные металлы, которые обладают повышенной ударной вязкостью).
Защиту технологического оборудования от химической коррозии обеспечивают: применением жаростойких сталей с легирующими добавками, которые способствуют образованию на поверхности металлов химически устойчивых защитных пленок; специальных жаростойких покрытий (сплавов железо - алюминий, железо - хром, смесью металла с окислами или с керамикой); созданием защитной газовой среды, которая в зависимости от природы металла не должна содержать окислителей (для стали) или восстановителей (для меди и ее сплавов). Часто для этих целей применяют инертные газы - азот и аргон.
Необходим автоматический контроль и регулирование температурного режима в аппаратах с поддержанием оптимальной рабочей температуры, снижающей интенсивность протекания хим. коррозии.
41.Критерии,заложенные в систему категорирования наружных установок по пожарной опасности. Основные положения, заложенные в систему категорирования помещения и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
Характеристика веществ и материалов и условий их хранения на производстве |
Примечание |
|
А взрывопо- жароопас- ная |
Горючие газы, ЛВЖ с температурой вспышки не более 28 С в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что избыточное расчетное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. | |
Б взрывопо- жароопас- ная |
Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28 о С, ГЖ в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные паровоздушные или пылевоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное расчетное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. | |
В1 - В4 пожароо- пасные |
Горючие и трудногорючие жидкости, вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии и обращаются не относятся к категории А или Б. | |
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени. Горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые снижаются или утилизируются в качестве топлива. | ||
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. |
По агрегатному состоянию все вещества и материалы подразделяются на твердые, жидкие и газообразные.
Твердые вещества в зависимости от состава и строения ведут себя при нагревании различно. Некоторые из них (сера, каучук и стеарин) при этом плавятся и испаряются.
Другие же, как древесина, торф, каменный уголь и бумага, разлагаются с образованием газообразных продуктов и твердого остатка (угля). Встречаются вещества, которые при нагревании не плавятся и не разлагаются (кокс, антрацит и древесный уголь).
Как известно, горят не сами твердые вещества, а газообразные и парообразные продукты, выделяющиеся при разложении и испарении в процессе нагревания.
Таким образом, большинство горючих веществ, независимо от их начального агрегатного состояния, при нагревании переходят в газообразные продукты. Соприкасаясь с воздухом, они образуют горючие смеси, представляющие соответствующую пожарную опасность. Для воспламенения таких смесей не требуется мощного и длительно действующего источника воспламенения. Они воспламеняются даже от искры.
Жидкие горючие и легковоспламеняющиеся вещества (нефтепродукты, растительные масла, ароматические углеводороды, спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, органические кислоты и др.) при нагревании испаряются, и соответственно их температуре повышается давление.
Легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ) жидкости но степени пожарной опасности делятся на четыре класса (разряда). К тому или иному классу ЛВЖ и ГЖ относятся в зависимости от температуры вспышки их паров:
1-й класс - нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров 28° С и ниже;
2-й класс - нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров выше 28 до 45° С включительно;
3-й класс - нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров выше 45 до 120° С включительно;
4-й класс - нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров выше 120° С.
Горючие газы (водород, ацетилен, аммиак, коксовый, 1 енераторный, водяной, естественный и другие газы) обладают большей текучестью и диффузионной способностью, чем горючие жидкости. Поэтому образование горючей среды вне емкости, в которой находится газ, возможно в случаях выхода его через неплотности и повреждения емкости. Если выходящая при этом через неплотности струя газа сразу же будет воспламенена, взрывоопасные концентрации не возникнут, газ будет гореть, образуя факел пламени. Создание горючей среды внутри емкости с газом возможно только при достаточном количестве в пей воздуха.
Группа горючести . ВНИИПО подразделяет вещества и материалы по горючести на: негорючие, трудногорючие и горючие.. последние в свою очередь делятся на легковоспламеняющиеся и трудновоспламеняющиеся.
Негорючими называются вещества и материалы, не i пособные к горению на воздухе.
Трудногорючими называются вещества и материалы, которые возгораются при действии источника зажигания, но не- i пособны к самостоятельному горению после его удаления.
Горючими называются вещества и материалы, способные - лмовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и продолжать самостоятельно гореть после его удаления.
К трудновоспламеняющимся относятся горючие ве- щества и материалы с пониженной пожарной опасностью, которые при хранении на открытом воздухе или в помещении не пособны возгораться даже при длительном воздействии малокалорийного источника зажигания (пламени спички, искры, накаленного электропровода и т. п.). Такие вещества и материалы загораются от сравнительно мощного источника при нагревании их значительной части до температуры /воспламенения.
К легковоспламеняющимся относятся горючие вещества и материалы с повышенной пожарной опасностью, которые при хранении на открытом воздухе или в помещении способны без предварительного подогревания возгораться от кратковременного воздействия малокалорийного источника зажигания.
Группу горючести веществ и материалов учитывают при разработке противопожарных норм и противопожарного режима.
На речном транспорте группу горючести используют при классификации опасных грузов, которые перевозят на судах.
Степень возгораемости строительных материалов и конструкции определяется в соответствии со «Строительными нормами и правилами» (СНиП) II-A.5-62 «Противопожарные требования. Основные положения проектирования».
Зона воспламенения газов и паров в воздухе. Зоной воспламенения газов (паров) в воздухе называется область концентрации данного газа в воздухе при атмосферном давлении 760 мм рт. ст., внутри которой смесь его с воздухом способна воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением горения на весь объем смеси.
Наименьшее или наибольшее содержание газа (или пара) в воздухе (или кислороде), при котором возникшее от постороннего источника зажигания пламя может распространиться неограниченно по всему объему смеси, называется концентрационным пределом воспламенения газов и паров Жидкостей.
Граничные концентрации зоны воспламенения называются соответственно верхним и нижним пределами воспламенения газов (паров) в воздухе. Величину ниж- -него предела воспламенения газов в воздухе учитывают при классификации производств по пожарной опасности в соответствии со СНиП II-M.2-62 «Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования».
Величинами пределов воспламенения пользуются при расчете допустимых концентраций газов внутри взрывоопасных технологических аппаратов, систем рекуперации, вентиляции, а также при установлении предельно допустимой взрывоопасной концентрации газов (паров) во время работы с огнем и искрящим инструментом.
Температурные пределы воспламенения паров в воздухе.
Температурными пределами воспламенения паров в воздухе называются такие температуры вещества, при которых его насыщенные пары, находясь в равновесии с жидкой или твердой фазой образуют в воздухе концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему пределам воспламенения.
Значения температурных пределов воспламенения применяют мри расчете безопасных температурных режимов закрытых < апологических аппаратов с жидкостями и летучими твердыми п"ществами, работающих при атмосферном давлении.
Безопасной средой при образовании взрывоопасных паровоздушных смесей ВНИИПО считает температуру индивидуальною вещества на 10° ниже нижнего или на 10° выше верхнего м-мпературных пределов воспламенения.
Если температурный режим аппарата находится в области "поеных температур или хотя бы на непродолжительное время совпадаетт с ней, ВНИИПО рекомендует предусматривать меры по флегматизации взрывоопасных паровоздушных смесей инертными газами, специальными флегматизирующими веществами и in другими средствами.
Температура вспышки. Горючие газы и твердые измельченные вещества (пыль горючих веществ) образуют горючие смеси при иобой температуре, твердые вещества, а также жидкости - только при определенных температурах в границах минимального (нижнего) и максимального (верхнего) концентрационных пределов.
При внесении искры, открытого огня в среду концентрации паров или газов, равной нижнему концентрационному пределу воспламенения, они вспыхивают, сам же продукт (горючее вещество) не воспламеняется.
Температура вспышки - самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от постороннего источника зажигания; устойчивого горения вещества не возникает. При температуре вспышки мгновенно сгорает только образовавшаяся смесь паров или газов с воздухом.
Температура вспышки является основным показателем степени огнеопасности горючих жидкостей и принята за основу их классификации по степени пожарной опасности. Ее учитывают при классификации производств, помещений и электроус- мновок по степени пожарной опасности в соответствии со
СНиП и Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), при p i (работке противопожарных мероприятий в целях обеспечения пожарной безопасности и техники безопасности во время погрузки, выгрузки, транспортировки, а также при зачистке, дегазации и и ремонте нефтеналивных судов.
Самонагревание . Все горючие вещества на воздухе при определенных температурах окисляются, выделяя при этом тепло, п н зависимости от их структуры и свойства, от скорости процесса выделения и отвода тепла способны самонагреваться.
Самонагревание некоторых веществ может происходить не только в результате окисления, а также и вследствие ряда физических и биологических явлений. Температурой самонагревания называется самая низкая температура, при которой в веществе или материале возникают практически различные экзотермические процессы окисления, разложения и т. п.
Температура самонагревания потенциально может представлять пожарную опасность. Величину ее используют при определении условий безопасного длительного (или постоянного) нагревания вещества. Безопасной температурой постоянного нагревания данного вещества или материала ВНИИПО считает температуру, не превышающую 90% величины температуры самонагревания. Процесс самонагревания при определенных условиях может перейти в горение. Эти условия создаются при температуре самовоспламенения вещества.
Самовоспламенение . Самовоспламенение - такое явление, когда при самой низкой температуре нагревания вещества без внешнего воздействия пламени или раскаленного тела происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, приводящее к возникновению пламенного горения.
Температуру самовоспламенения газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей учитывают при их классификации на группы взрывоопасности во время выбора типа электрооборудования, температурных условий безопасного применения вещества при усиленном нагревании его; при вычислении максимально допустимой температуры нагревания неизолированных поверхностей технологического, электрического и другого оборудования; при расследовании причин пожаров, когда необходимо определить, могло ли самовоспламениться вещество от нагретой поверхности.
Предельно допустимая температура безопасного нагревания неизолированных поверхностей технологического, электрического и иного оборудования, по данным ВНИИПО, составляет 80% величины температуры самовоспламенения газов или паров, определяемой в градусах Цельсия.
Температуру самовоспламенения твердых веществ учитывают при установлении причин пожаров, при выборе оптимальных режимов кратковременного нагревания веществ. Использовать ее для определения предельно допустимой температуры безопасного нагревания неизолированных поверхностей технологического, электрического и другого оборудования нельзя.
Самовозгорание. Одни вещества загораются только при нагревании до температуры самовоспламенения, а другие без нагревания, так как окружающая среда уже нагрела их до температуры самовоспламенения.
Способность веществ загораться без нагревания в результате самонагревания их до возникновения горенйя называется самовозгораннем , а загорание веществ вследствие нагревания п\ г определенной температуры самовоспламенения - самовоспламенением.
Самовозгорание возможно в тех случаях, когда горючие материалы, пропитанные растительными маслами, в результате окисления жиров и масла выделяют значительное количество тепла вызывающего воспламенение как жиров, так и материалов.
Волокнистые материалы, пропитанные маслом (по степенипоглощения кислорода), имеют разную степень пожарной опасными Наиболее опасны: льняная олифа, ворвань, льняное, конопляное, ореховое и маковое масла; опасны - подсолнечное, тиковое, сурепное и касторовое масла; менее опасны - оливковое и костяное масла, гусиный жир, говяжье и баранье сало; малоопасны - коровье масло, пчелиный воск и кокосовое масло.
К числу самовозгорающихся веществ относятся: масла и жиры, сульфиды железа; растительные продукты; каменный уголь, и и>рф; химические вещества. По температуре самовозгорания испивают степень пожарной опасности теплового режима обрати ки веществ и материалов, условия их хранения.
Воспламенение . Температурой воспламенения насыпается самая низкая температура горючего вещества, прими орой последнее выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их под воздействием внешнего источника зажигания возникает устойчивое горение.
Среди газов воспламеняться могут только их горючие смеси, например, смесь метана с воздухом, паров бензина и других, горючих жидкостей с воздухом или кислородом.
Воспламенение жидкостей при соприкосновении с воздухом протекает в две стадии: сначала жидкость испаряется, образуя горючую смесь паров с воздухом; затем при соприкосновении с пламенем эта смесь загорается.
Пожаро- и взрывоопасность производств
оценивается с помощью
показателей пожаро- и взрывоопасное™ веществ, используемых в
производственных
процессах. С этой точки зрения основную опасность представляют горючие
вещества, которые могут находиться в трех агрегатных состояниях:
газообразном,
жидком и твердом.
Газы
образуют воспламеняющую смесь при смешении их в определенном количестве
с
воздухом. Жидкости и твердые вещества образуют воспламеняющиеся смеси,
если они
нагреты до температуры, при которой вследствие испарения или разложения
в
достаточном количестве образуются парогазообразные продукты. Витающая в
воздухе
пыль твердых веществ воспламеняемся при условии, что ее аэрозоль с
определенной
плотностью насыщает воздух.
Пожаро- и
взрывоопасность веществ оценивается на основе сравнения вероятности
их горения в равных условиях и для газов характеризуется следующими
показателями: концентрационными пределами воспламенения, минимальной
энергией
зажигания, температурой горения и скоростью распространения пламени;
для
жидкостей, кроме того, температурой самовоспламенения, а для твердых
веществ и
пылей — дополнительно температурой самонагревания,
способностью взрываться и гореть при
взаимодействии с кислородом воздуха, водой и другими веществами.
Газовоздушные смеси воспламеняются только в определенном интервале
концентраций
горючего вещества, границы которого называются нижним и верхним
концентрационными пределами воспламенения.
Нижний
концентрационный предел воспламенения — наименьшая
концентрация горючего
газа (пыли), при которой смесь уже способна воспламеняться от источника
зажигания и пламя распространяется на весь объем смеси.
Верхний
концентрационный предел воспламенения — наибольшая
концентрация
горючего газа, при которой смесь еще способна воспламеняться от
источника
зажигания, а пламя распространяться па весь объем смеси.
Концентрационные пределы воспламенения зависят в основном от содержания
инертных компонентов в смеси (диоксида углерода, азота и др.), а также
от ее деления
и температуры. При возрастании давления и температуры область
воспламенения горючих
смесей расширяется, при уменьшении — сужается.
Для
расчета нижнего (НИ) и верхнего (ВП) пределов воспламенение
индивидуальных
горючих веществ можно использовать следующие эмпирические формулы (в %
об.):
Где N—число молей — атомов кислорода, участвующих в
сгорание 1 моля горючего.
Для сложной газовоздушной смеси известного состава пределы
воспламенения можно
подсчитать по формуле Ле-Шателье (в % об.):
Где П—предел
воспламенения (нижний или верхний).
% об: С1, С2, .... Сn —
концентрация горючих
компонентов в горючей смеси,
С2+С3:+...+С=100% об.; П1,
П2...Пn— соответствующие пределы воспламенения чистых
компонентов смеси, %, об.
Минимальной энергией зажигания называется наименьшая величина энергии
электрического разряда (мДж), которая достаточна для зажигания наиболее
легковоспламеняемой
смеси данного газа, пара или сы-
с воздухом.
Наиболее
пожару- и взрывоопасными являются газы, имеющие широкую область
воспламенения, низкий нижний концентрационный предел воспламенения,
небольшую
энергию зажигания, большую нормальную скорость распространения пламени.
Горение
жидкостей — это горение паровоздушной фазы, образующейся над
их
поверхностью в результате испарения.
Температурой вспышки называется самая низкая (в условиях специальных
испытаний)
температура жидкости, при которой над ее поверхностью образуются пары
или газы,
способные вспыхивать от постороннего источника зажигания. Она является
одним из
основных параметров, определяющих их пожароопасность. После сгорания
паровоздушной смеси горение прекращается, так как поверхность жидкости
не
прогревается до температуры, достал очной для ее дальнейшего быстрого
испарения.
Температура окружающей среды, равная температуре вспышки, является тем
пределом, при котором жидкость становится особо опасной в пожарном
отношении.
Ее величина служит критерием для классификации горючих жидкостей по
степени их
пожарной опасности. В зависимости от температуры вспышки паров жидкости
разделяются на два класса:
I класс —
легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), т. е. жидкости, способные
самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие
температуру вспышки
паров в закрытом тигле не выше 61 или 66°С в открытом (этиловый
спирт, эфиры,
бензол и др.);
II класс — горючие жидкости
(ГЖ), обладающие способностью горсть при
температурах, превышающих указанные (смазочные масла, глицерин, масла
растительные и др.).
Температура воспламенения — наиболее низкая температура, при
которой жидкость
выделяет горючие пары со скоростью, достаточной для продолжения
устойчивого горения
после воспламенения.
Температура самовоспламенения — наименьшая температура паров
жидкости, при
которой резко увеличивается скорость экзотермических реакций,
приводящая к
горению пламенем без постороннего источника теплоты.
По
температуре самовоспламенения определяется группа взрывоопасной смеси,
исходя из которой выбирается взрывозащищенное электрооборудование,
температурные условия безопасного применения вещества; максимально
допустимые
температуры нагрева нетеплоизолированных поверхностей технологического,
электрического и другого оборудования.
Для
определения условий безопасного хранения веществ, обладающих
способностью
самовозгорания, а также для выбора оптимальных режимов их обработки
важное
значение имеет температура самонагревания, т. е. наименьшая
температура, при
которой в веществе, находящемся в атмосфере воздуха, возникают
экзотермические
процессы окисления, разложения и т. п.
Склонность к самовозгоранию характеризует способность ряда веществ и
материалов
самовозгораться и гореть при нагревании до сравнительно небольших
температур
или при контакте с другими веществами, а также при воздействии теплоты,
выделяемой микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности, например
загорание
недосушенного зерна при хранении. Различают тепловое, химическое и
микробиологическое самовозгорание.
Склонность к тепловому самовозгоранию
характеризуют температурой самонагревания и тления, температурой среды,
при
которой наблюдается самовозгорание, а также объемом и условиями
теплообмена с
окружающей средой. Процесс теплового самовозгорания состоит из двух
стадий:
самонагревания и самовоспламенения, которому предшествует тление
(беспламенное
горение).
Самовозгорающие вещества по характеру возможных химических реакций
можно
подразделить на следующие группы: самовозгорающиеся при соприкосновении
с
воздухом, при контакте с водой, при смешивании или соприкосновении
(несовместимые вещества), разлагающиеся под воздействием температуры,
удара и
трения.
К
веществам, самовозгорающимся при соприкосновении с воздухом, относятся
растительные масла, животные жиры и продукты, приготовленные на их
основе или с
их добавлением (подсолнечное масло, олифа, краски, лаки, протирочные
составы и
т. д.). Они окисляются кислородом воздуха при обычных или повышенных
температурах.
К
воспламеняющимся или вызывающим горение при соприкосновении с водой
относятся
следующие вещества: натрий, калий, карбиды кальция, негашеная известь и
т. д.
Температура тления — наименьшая температура, при которой
происходит увеличение
скорости экзотермической реакции, заканчивающееся возникновением тления.
Пожаро- и
взрывоопасными свойствами обладает также и пыль некоторых веществ,
которая может находиться в производственных помещениях 8 состоянии
аэрогеля и
аэрозоля. Пожароопасные свойства пылей определяются температурой
самовоспламенения и концентрационными пределами их воспламенения.
Воспламенение и взрыв органической пыли, взвешенной в воздухе, зависят
от ее
массовой концентрации, размера частиц, зольности, влажности,
температуры
воспламенения, характера и продолжительности действия источника
нагревания.
Особенно велика химическая активность аэрозолей мельнично-элеваторной,
комбикормовой, сахарной, крахмальной промышленности и производства
декстрина.
Различают
две формы горения пыли: тление и горение пламенем. Обладая плохой
теплопроводностью, пыль, осевшая на осветительных приборах, горячих
трубопроводах, перегревается и начинает тлеть при температуре:
пшеничная—290
°С, ржаная — 350 °С. При взметывании она
может взорваться как обычный аэрозоль.
Аэрозоль воспламеняется при температуре 430—450°С
(ржаная пыль), 420—485°С
(пшеничная пыль).
По
пожаро- и взрывоопасности все пыли классифицируются следующим образом:
I класс (наиболее
взрывоопасная)—с нижним концентрированным пределом взрыва 15
г/м3
(пыль пшеничных огрубей, мельничная серая пыль, сахарная пудра,
крахмал,
декстрин);
II класс (взрывоопасная)—с
нижним концентрационным проделом 16—65 г/м3
(просяные и зерновые отходи, пшеничная сечка, ячменная мука, мучная
пыль);
III класс (наиболее пожароопасная
пыль)—с температурой самовоспламенении менее
250 °С (пыль зерноочистительных отделений);
IV класс (пожароопасная
пыль)—с температурой воспламенения более 250 °С
(элеваторная пыль).
Температура самовоспламенения аэрозоля значительно выше, чем у
аэрогеля, и даже
превышает температуру самовоспламенения паров и сазов, так как
концентрация
горючего вещества в единице объема аэрозоля в сотни раз меньше, чем у
аэрогеля.
Для пылей обычно определяется только нижний концентрационный предел,
так как
верхний концентрационный предел (ВКПВ) никогда не достигается. Так,
например,
верхний концентрационный предел воспламенения сахарной пыли 13500 г/м3.
Нижний
концентрационный предел воспламенения одной и той же пыли в
значительной
мере зависит от ее дисперсности, зольности и влажности. Зависимость
НКПВ от
дисперсности объясняется тем, что у тонко-дисперсных материалов большая
поверхность контакта с окислителем (кислородом воздуха).
Степень
пожарной опасности любого технологического процесса прежде всего
определяется огнеопасными свойствами при.мен немых веществ в
производстве.
Несмотря
на многообразие технологических процессов, пищевые производства в
целом имеют ряд следующих общих особенностей, характеризующих пожарную
опасность:
- на пищевых предприятиях используются, перерабатываются и вырабатываются горючие и взрывоопасные органические вещества в различном агрегатном состоянии: спирт, эсенсии, жиры, масла, зерно, сахар) и др. Отдельные производства (хлебозаводы, кондитерские предприятии, сахарные заводы п др.) связаны с горючими взрывоопасными пылями: мучной, сахарной, какао, крахмальной и т. п.;
- на предприятиях широко используются холодильные установки, необходимые по условиям технологии и сохранности пищевых продуктов. В качестве хладагента чаще всего в холодильных установках применяется аммиак, который является взрывоопасным, токсичным газом. Таким образом, на пищевых предприятиях помещения аммиачных компрессорных и холодильных камер с непосредственным охлаждением представляет значительную пожарную опасность;
- на пищевых предприятиях вырабатывается и применяется.огромное количество горючей тары: деревянные, фанерные и картонные ящики; тканевые и бумажные мешки; бумажные пакеты; этикетки и т. п. Наличие горючей тары усугубляет пожарную опасность предприятий;
- для многих технологических процессов нагрева, сушки, обжарки, варки, выпечки применяются нагревательные огневые установки. Эксплуатация теплогенерирующих установок при нарушении технологических режимов и противопожарных требований может явиться причиной возникновения пожаров.
Учитывая важность и повышенную пожарную опасность объектов пищевых производств, охране их от пожаров должно уделяться серьезное внимание.