Взрыво- и пожароопасные свойства веществ (газов, жидкостей твердых веществ, аэрозолей). Категории производств по взрыво- и пожаробезопасности

Социально-экономическое значение обеспечение пожарной безопасности объектов различного назначения. Основные причины пожаров. Теоретические основы горения. Определение пожаров, его опасные факторы.

Естественные и искусственные источники инфразвука. Особенности его распространения. Воздействие на организм, его механизм ли возможные негативные последствия. Трудности, возникающие при разработке методов и средств борьбы с инфразвуковыми колебаниями.

Защита от ультразвука. Естественные и искусственные источники. Воздействие на организм человека. Нормирование, оценка и способы борьбы.

Звуковые колебания с частотой более 16-20 кГц являются ультразвуковыми.

Ультразвуковая энергия получила широкое применение в промышленности для очистки деталей, прошивки мелких отверстий, сварки миниатюрных узлов, ускорения химических реакций и электролитических процессов.

Систематическое воздействие на человека ультразвука больших уровней (100-120 дБ) может вызвать быструю утомляемость, боль в ушах, головную боль, функциональные нарушения нервной и сердечно-сосудистой систем, изменение давления, состава и свойств крови.

Вредное воздействие ультразвука на организм человека может быть устранено или снижено путем повышения рабочих частот, исключения паразитного излучения звуковой энергии, применением звукоизолирующих кожухов и экранов, механизацией и автоматизацией процессов, использованием дистанционного управления ультразвуковыми технологическими установками. Важное значение имеют организационно-планировочные мероприятия (обучение, инструктаж, рационализация режима труда и отдыха и др.).

Используемые для защиты от ультразвука кожухи и экраны изготавливаются из листовой стали, дюралюминия (толщиной 1 мм), текстолита или гетинакса (толщиной 5 мм). Эластичные кожухи могут быть изготовлены из нескольких слоев резины общей толщиной 3-5 мм. Экраны могут быть прозрачными.

Защита от действия ультразвука при контактном воздействии состоит в принятии мер, позволяющих исключить контакт работающего с источником. Так, загрузку и выгрузку изделий следует производить при выключенном источнике ультразвука, а в случаях, когда выключение установки нежелательно, применяют специальные приспособления и индивидуальные средства защиты (ручки с виброизолирующим покрытием, резиновые перчатки и т.п.).

Естественные источники: В природе УЗ встречается как в качестве компонентов многих естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих грозовые разряды, и т. д.)

Искусственные источники: резка металла с помощью ультразвука, приготовление смесей с помощью ультразвука.

Инфразвук – это упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. За верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты 16-20 Гц.

Инфразвуковые колебания в природе генерируются землетрясениями, извержениями вулканов, морскими бурями и штормами. Они содержатся в шуме атмосферы и леса. Их источниками являются также грозовые разряды, взрывы и орудийные выстрелы. В сфере производства источниками инфразвука являются крупногабаритные машины и механизмы (турбины, компрессоры, промышленные вентиляционные установки, холодновысадочное и штамповочное оборудование, кузнечное производство и др.).

Инфразвуковые колебания ввиду их большой длины волны характеризуются незначительным поглощением. Поэтому инфразвуковые волны в воздухе, в воде и в земной коре могут распространяться на большие расстояния, что используется как предвестник стихийных бедствий. В конце 60-х годов прошлого столетия французский исследователь Гавро обнаружил, что инфразвук определенных частот может вызвать у человека тревожность и беспокойства. Слабые инфразвуки действуют на вестибулярный аппарат и вызывают ощущение морской болезни.

Длительное воздействие инфразвуковых колебаний на организм человека приводит к появлению утомляемости, головокружению, нарушению сна, психическим расстройствам, нарушению периферического кровообращения, функции центральной нервной системы и пищеварения. Колебания, с уровнем звукового давления более 120-130 дБ в диапазоне частот от 2 до 10 Гц могут приводить к резонансным явлениям в организме.

Для органов дыхания опасны колебания с частотой 1-3 Гц, для сердца – 3-5 Гц, для биотоков мозга – 8 Гц, для желудка – 5-9 Гц.

Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц должны быть не более 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц – не более 102 дБ.

Снижение неблагоприятного воздействия инфразвука достигается комплексом инженерно-технических и медицинских мероприятий, основными из которых являются: устранение причин генерации инфразвука в источнике образования (повышение жесткости конструкций больших размеров), устранение низкочастотных вибраций, применение глушителей реактивного типа (резонансных и камерных), применение индивидуальных средств защиты (специальные противошумы) и проведение медицинской профилактики (предварительных и периодических медицинских осмотров).

Первостепенное значение в борьбе с инфразвуком имеют методы, снижающие его возникновение и ослабление в источнике, так как методы, использующие звукоизоляцию и звукопоглощение малоэффективны.

Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб и в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей.

Большинство современных промышленных предприятий характеризуется повышенной пожарной опасностью, так как на них используется значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов и твердых горючих материалов.

Большое кол-во емкостей и аппаратов, разветвленная сеть трубопроводов, в кот. нах-ся пожароопас.продукты под давлением, большая оснащенность пр-ва электроустановками и др. Учащению пожаров в обществ.зданиях и сооруж-ях, а также в жилых помещ-ях способствует широк.использование в быту электроэн-и, радиоэлектроники и телевидения.

Основными причинами пожаров являются:

- халатное и неосторожное обращение с огнем (курение, оставление без присмотра нагревательных приборов, разогрев деталей открытым огнем и т.п.);

- неисправность отопит. и вентиляц.систем(котельных, отопит.приборов, печей);

- неисправность произв.оборуд-ия и наруш-е технол.процессов (выделение горючих газов, паров, пыли);

- самовоспламенение или самовозгорание некоторых веществ и материалов при нарушении правил их хранения и использования;

- различные причины электрического характера: искрение в эл. аппаратах, машинах; токи коротк.замыканий и значит.перегрузки проводов и обмоток эл.устройств, вызывающих их нагрев до высок. t; плохие контакты в местах соед-ния проводов, приводящие к увел-ю переходного сопротив-я, на котором выделяется большое кол-во тепла; эл.дуга, возникающая во время дуговой эл.сварки или в рез-те ошибочн.операций в электроустановках; электростатические разряды, удары молнии и т.п.

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выведением тепла и излучением света.

Окислителем в процессах горения обычно является газообразный кислород, находящийся в воздухе, но горение может быть и в среде хлора, брома, озона и других окислителей.

Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Горючее вещество и окислитель составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию окисления (горения). При этом источник зажигания должен обладать определенным запасом тепла и иметь температуру достаточную для начала реакции.

Горючие системы могут быть однородными и неоднородными. К химически однородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух перемешаны друг с другом. Горение таких газо- паро- или пылевоздушных систем называется кинетическим. К химически неоднородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела. При горении химически неоднородных горючих систем кислород воздуха непрерывно диффундирует сквозь продукты горения к горючему веществу. В месте хим. взаимодействия участвующих в реакции вещ-в образуется зона горения – пламя, в которой прореагировавшие в-ва нагреваются до t горения и за счет своего тепла воспламеняют следующие порции еще непрореагировавших вещ-в, поступающих в зону горения за счет диффузии. Этот вид горения опр-ся явл-ми диффузии и теплопроводимости и поэтому наз-ся диффузионным.

Возникновение горения, как отмечалось, чаще всего связано с нагреванием горючей системы источником воспламенения. При этом энергия молекул горючего вещества и кислорода увеличивается и при достижении определенного значения молекулы горючего вещества вступают в соединение с кислородом.

Процесс возникновения горения может начаться со следующих видов реакции:

- вспышка – быстрое окисление горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов;

- возгорание – возникновение горения под воздействием источника зажигания;

- воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени;

- самовозгорание – процесс загорания горючего вещества в результате резкого увеличения скорости экзотермических реакций от воздействия тепловых процессов окисления или жизнедеятельности микроорганизмов. Этот процесс возможен лишь при тепловыделении, превышающем теплоотдачу в окружающую среду. Подвержены вещества органического происхождения (торф, опилки, промышленная ветошь и др.). При неправильной организации хранения таких материалов (в плохо вентилируемых помещениях, штабелях или просто навалом) создаются условия, при которых происходит саморазогрев и самовозгорание этих веществ. Самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени называется самовоспламенением;

- взрыв – чрезвычайно быстрое химич. превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механич. работу.

Таким образом, возникновение горения вещ-в и мат-лов при тепловых воздействиях с t выше температуры воспламенения характеризуется как возгорание, а возникновение горения при температурах ниже t самовоспламенения относится к процессу самовозгорания.

Неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее обществу материальный и социальный ущерб, принято называть пожаром.

Пожар характеризуется рядом опасных факторов, основными из которых являются: повышенная t воздуха и предметов; открытый огонь и искры; токсичные продукты горения, взрывы; повреждение и разрушение зданий и сооружений.

Взрыво- и пожароопасные свойства веществ зависят от их агрегатного состояния (газообразные, жидкие, твердые), физико-химических свойств, условий хранения и применения.

Газы. Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газов, являются: концентрационные пределы воспламенения; энергия зажигания; температура горения; нормальная скорость распространения пламени и др. Горение смеси газа с воздухом возможно в определенных пределах, называемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и максимальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, называются соответственно нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения. Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электрического разряда, воспламеняющей данную газовоздушную смесь.

Температура горения – это температура продуктов химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зависит от природы горючего газа и концентрации его в смеси. Наибольшая температура горения для большинства газов составляет 1600 – 2000 о С.Нормальной скоростью распространения пламени называется скорость, с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями смеси относительно несгоревшей. Численно нормальная скорость распространения пламени равна количеству (объему) горючей смеси, выгорающей на единице площади пламени в единицу времени. Для большинства горючих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3 – 0,8 м/с. Нормальная скорость пламени является одной из важнейших физико-химических характеристик, определяющих свойства горючей смеси и определяющих скорость сгорания и соответственно время

взрыва. Чем больше нормальная скорость пламени, тем меньше время взрыва и тем более жесткие его параметры.

Жидкости. Горение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей происходят только в паровой фазе. Скорость испарения и количество паров над жидкостью зависит от природы жидкости и ее температуры. При определенной температуре и давлении над жидкостью может образоваться определенное количество пара. Этот пар называется насыщенным. В состоянии насыщения число испаряющихся молекул равно числу конденсирующихся и концентрация пара остается постоянной. Горение паров ввоздухе, так же как и газов, возможно в определенном диапазоне концентраций.

Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого горения жидкости не возникает.

По температуре вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся

(ЛВЖ), температура вспышки которых не превышает 45 о С (спирты, ацетон, бензин и др.) и горючие (ГЖ), температура вспышки которых более 45 о С (масла, мазуты, глицерин и др.).

Температурой воспламенения жидкости называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное орение. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 о С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 о С. Паровоздушные смеси, так же как и газовоздушные, являются взрывоопасными. Их взрывоопасность характеризуется параметрами, определяющими взрывоопасность газовоздушных смесей, – энергией зажигания, температурой горения, нормальной скоростью распространения пламени и др.

Твердые вещества. Пожарная опасность твердых горючих веществ и материалов характеризуется: теплотворной способностью 1 кг вещества, температурой горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и скоростью распространения горения по поверхности материалов. Пыли. Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей определяются концентрациями пылевоздушной смеси, наличия источника зажигания с достаточной тепловой энергией, размера пылинок и др.

Тепловая энергия источника зажигания для воспламенения пылевоздушной смеси должна быть порядка нескольких МДж и более. В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные. К взрывоопасным относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки), а пожароопасным – пыли с нижним пределом воспламенения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом (фосфор, сернистые металлы и др.), водой (натрий, калий, карбит кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная кислота + древесные опилки и т.д.).

Пожарная опасность не горючих веществ и материалов определяется температурой, при которой они обрабатываются, возможностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением.

Производства в зависимости от применения или хранения на них материалов и веществ по взрыво- и пожароопасности подразделяются на пять категорий: А, Б, В, Г и Д.

К категории А относятся взрывоопасные производства, в которых применяются горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 о С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых в помещении развивается избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа, а также вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, при котором избыточное давление взрыва в помещении превышает 5кПА.

К категории Б относятся взрывоопасные производства, в которых применяются горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 о С в таком количестве, что могут образовываться взрывоопасные пыле- и паровоздушные смеси, при воспламенении которых в помещении развивается избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа.

К категории В относятся пожароопасные производства, в которых используются горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие 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, не относятся к категории А и Б.К категории Г относятся производства, в которых используются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, обработка которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизуются в качестве топлива.

К категории Д относятся производства, в которых используются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Категорирование производств по пожаро- и взрывоопасности имеет исключительно важное значение, так как в значительной степени позволяет определить требования к зданию, его конструкции и планировке, организации пожарной охраны и ее техническую оснащенность, требования к режиму и эксплуатации.

Дата добавления: 2014-12-23