Пожароопасные и взрывоопасные свойства веществ и материалов

Горение – это быстропротекающая химическая реакция окисления, которая сопровождается выделением теплоты и света. Для возникновения и протекания процесса горения необходимы: горючее вещество, окислитель в достаточном для поддержания горения количестве и источник зажигания.

Источниками зажигания могут быть: горящие или нагретые тела; электрические разряды; открытое пламя; тепловые проявления химических реакций, микробиологических процессов и механических воздействий; искры от ударов и трения; ударные волны и др. Окислителями могут быть кислород, хлор, фтор, бром, йод, окислы азота и др.

Воздействие источника зажигания на горючее вещество в присутствии кислорода воздуха приводит к возникновению горения. В зоне реакции появляется пламя – светящееся пространство, в котором сгорают реагирующие вещества. В процессе реакции горения сгорание веществ может быть полным и неполным. В любом случае образуются продукты горения: при полном сгорании – продукты, не способные к дальнейшему горению (углекислый газ, пары воды и др.), при неполном – продукты, способные к дальнейшему горению (сажа, угарный газ, сероводород, аммиак, альдегиды и др.).

Пожарная и взрывная опасность веществ и материалов определяется показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества и условий его применения. При этом различают: газы – вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50^оС равно или выше 300 кПа; жидкости – вещества с температурой плавления не более 50^оС; твердые – вещества и материалы с температурой плавления, превышающей 50^оС; пыли – размельченные твердые вещества и материалы с размерами частиц менее 850 мкм.

Пожарная и взрывная опасность веществ и материалов определяется: группой горючести, температурой вспышки, температурой самовоспламенения, минимальной энергией зажигания, нижним и верхним пределом воспламенения, давлением взрыва, дисперсностью, летучестью и т.д.

Горючесть – способность веществ и материалов к горению под воздействием источника зажигания. По горючести вещества и материалы во всех агрегатных состояниях подразделяются на три группы:

- негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе нормального состава при температуре до 900^оС (к ним относятся естественные и искусственные материалы – огнеупоры, асбест, кварц, стекло, слюда, динас и другие);

- трудногорючие (трудносгораемые) – вещества и материалы, способные гореть в воздухе нормального состава под действием источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления (пластмассы, древесина и ткани, пропитанные антипиренами, строительные бетонные конструкции с органическими наполнителями и др.);

- горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть в воздухе нормального состава после его удаления (бензин, керосин, ткани, пластмассы, каучук, древесина, этиловый спирт, ацетон и др.).

Минимальная энергия зажигания – энергия искры электрического разряда или статического электричества, достаточная для воспламенения легко воспламеняемых смесей газов, паров и пылей с воздухом. Минимальная энергия зажигания составляет: для водорода 0,019; для сероуглерода – 0,009; циркония – 15; магния – 20; метанола – 0,6; аммиака – 6,8 мДж.

Температура вспышки – наименьшая температура горючего вещества, при которой образовавшиеся над его поверхностью пары и газы способны вспыхивать в воздухе от источника зажигания, однако скорость образования паров или газов еще не достаточная для поддержания устойчивого горения.

Температура воспламенения – наименьшая температура горючего вещества, при которой образовавшиеся над его поверхностью пары и газы вспыхивают в воздухе от источника зажигания и продолжают гореть, т.к. скорость образования паров или газов достаточная для поддержания устойчивого пламенного горения.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, приводящее к пламенному горению. Температура самовоспламенения газов и паров горючих жидкостей находится в пределах 250 – 700^оС, для твердых веществ, например цинка, магния, алюминия – 450 – 800^оС, а для дерева, каменного угля, торфа – 250 – 450^оС.

Основными показателями пожарной и взрывной опасности газов являются два показателя: 1) нижний (НВП) и верхний (ВПВ) концентрационные пределы воспламенения (взрываемости), выраженные в объемной доле компонента в смеси (%) или в массовых концентрациях (мг/м³) и 2) температура самовоспламенения.

Область значений между НВП и ВПВ называют областью воспламенения. Областью воспламенения называется область концентраций горючего вещества в воздухе, в пределах которой возможно воспламенение от внешнего источника зажигания и распространение пламени на весь объем. Для аммиака, например, эта область равна 15 – 28%, для ацетилена – 2 – 81%, для водорода – 4 – 75%, для метана – 5 – 15%, для угарного газа – 12 – 74%, для этилена – 3 – 32%.

Основными показателями пожарной и взрывной опасности жидкостей являются два показателя: 1) температура вспышки и 2) температура воспламенения. Согласно ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования» жидкости в зависимости от температуры вспышки делятся на два класса: 1) легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) с температурой вспышки в закрытом тигле не выше 61^оС и 2) горючие жидкости (ГЖ) с температурой вспышки в закрытом тигле выше 61^оС. По температуре вспышки устанавливаются безопасные способы хранения, транспортирования и применения жидкостей. Ацетон имеет температуру вспышки -18^оС, разные сорта бензина от -39^оС до -17^оС, керосина +40^оС, этилового спирта +14^оС.

Основными показателями пожарной и взрывной опасности твердых веществ являются два показателя: 1) группа горючести и 2) температура воспламенения. Температура воспламенения, например, для дерева равна 255^оС, для резины – 270^оС, для гетинакса – 285^оС.

Основными показателями пожарной и взрывной опасности пылей являются два показателя: 1) верхний (ВПВП) и нижний пределы воспламенения пыли (НПВП) и 2) температура самовоспламенения. По нижнему пределу воспламенению (НПВП) пыли делятся на два класса: 1) взрывоопасные пыли с НПВП не более 65 г/м³ и 2) горючие пыли с НПВП свыше 65 г/м³. К взрывоопасным пылям относят, например, алюминиевую пыль (НПВП равен 40 г/м³, температура самовоспламенения – 470^оС), титановую пыль (соответственно 60 и 510). К пожароопасным пылям относят, например, железную пыль (соответственно 100 и 1100), пыль ферромарганца (соответственно 150 и 860).

- 8.3 КАТЕГОРИИ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ И КЛАССЫ ЗОН ПО ПОЖАРНОЙ И ВЗРЫВНОЙ ОПАСНОСТИ

Для правильного выбора мероприятий по пожарной защите зданий и сооружений необходимо проанализировать пожарную и взрывную опасность веществ и материалов, применяемых на объекте, т.к. совокупность этих свойств и определяет пожарную и взрывная опасность данного объекта. Анализ позволяет определить категорию помещений по пожарной и взрывной опасности. Существует два нормативных документа для определения категорий помещений по пожарной и взрывной опасности: 1) НАПБ Б.03.002-2007 «Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою» и 2) НПАОП 40.1-1.32-01 «Правила устройства электроустановок. Электрооборудование специальных установок».

Для энергетических предприятий Минтопэнерго Украины можно также определять категории помещений и классификацию зон по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с НАПБ 06.015-2006 «Перелік приміщень і будівель енергетичних підприємств Мінпаливенерго України з визначенням категорії і класифікації зон з вибухопожної і пожежної небезпеки».

Дата добавления: 2014-01-03