Пожежонебезпечні властивості матеріалів і речовин

Горіння — це екзотермічна реакція окислення речовини, яка супроводжується виділенням диму та(або) виникненням полум'я і світла.

Для виникнення горіння необхідна наявність горючої речовини, окислювача та джерела запалювання. Розрізняють два види горіння: повне — при достатній кількості окислювача, і неповне — при нестачі окислювача, а горючі суміші, залежно від співвідношення горючої речовини та окислювача, поділяються на бідні і багаті. Під час пожеж, як правило, горіння відбувається при недостатній кількості окислювача. У цьому випадку згоряє лише частина горючої речовини, а залишок розкладається з виділенням великої кількості диму, а також утворюються продукти неповного згоряння, наприклад, оксид вуглецю (СО), який може призвести до отруєння людей.

Залежно від агрегатного стану реагуючих речовин горіння може бути гомогенним та гетерогенним. При гомогенному горінні реагуючі речовини мають однаковий агрегатний стан, наприклад газоподібний. Якщо ці речовини знаходяться в різних агрегатних станах і наявна межа поділу фаз у горючій системі, то таке горіння називають гетерогенним.

Для горіння характерні три стадії: виникнення, поширення та згасання полум'я. Після виникнення горіння осередок полум'я пересувається по всій горючій суміші шляхом передачі тепла або дифузії активних частинок із зони горіння у свіжу суміш. За швидкістю розповсюдження полум'я горіння поділяється на дефлаграційне (в межах 2–7 м/с), вибухове (десятки і навіть сотні м/с) і детонаційне (тисячі м/с).

Розрізняють такі форми горіння:

спалах — швидке загоряння горючої суміші без утворення стиснених газів, яке не переходить у стійке горіння;

займання— горіння, яке виникає під впливом джерела запалювання;

спалахування — займання, що супроводжується появою полум'я;

самозапалювання — горіння, яке починається без впливу джерела запалювання;

самоспалахування — самозапалення, що супроводжується появою полум'я;

тління — горіння без випромінювання світла, що, як правило, розпізнається за появою диму.

Пожежовибухонебезпечні властивості речовин та матеріалів визначаються їх схильністю до виникнення й поширення горіння, особливостями горіння та здатністю піддаватися гасінню. Згідно з ГОСТ 12.1.044-89 матеріали і речовини за цими властивостями поділяються на негорючі, важкогорючі та горючі.

Негорючі (неспалимі) — нездатні до горіння або обвуглювання у повітрі під впливом вогню або високої температури (цегла, бетон, камінь, азбест, мінеральна вата тощо).

Важкогорючі (важкоспалимі) — здатні спалахувати, тліти або обвуглюватись у повітрі тільки за наявності джерела запалювання (деревина при глибокій обробкі антипіренами, фіброліт тощо).

Горючі (спалимі) — здатні самозайматися, а також спалахувати, тліти чи обвуглюватися від джерела запалювання та самостійно горіти після його видалення.

У групі горючих речовин та матеріалів виділяють легкозаймисті речовини та матеріали — це речовини та матеріали, що здатні займатися від короткочасної дії джерела запалювання низької енергії.

Горючі речовини можуть знаходиться у твердому, рідкому чи газоподібному (пароподібному) станах. Для горіння в повітрі необхідно мати певне кількісне співвідношення горючої речовини і повітря.

Горючі гази і тверді подрібнені речовини (пил) можуть створювати горючі суміші при будь-якій температурі. Вони становлять значну пожежну небезпеку, оскільки їхнє займання може відбутися від малопотужного і короткочасного джерела запалення (наприклад, від іскри).

Тверда чи рідка горюча речовина може загорятися тільки при певних температурах. Готовність горючої суміші до запалення в загальному випадку визначається концентрацією в ній пари, пилу або газоподібних продуктів та температурою суміші. Існують мінімальна і максимальна концентрації горючої речовини у повітрі, нижче і вище яких запалювання неможливе.

Основна умова для вибуху ‑ наявність відповідної концентраційної межі. Нижня і верхня межа концентрації для запалення в даному випадку є нижньою і

верхньою межею вибухонебезпечної концентрації (межа вибуховості). Друга необхідна умова – наявність теплового імпульсу достатньої потужності.

Оцінюючи підготовленість різних горючих речовин до пожежі чи вибуху, в одних випадках доцільно орієнтуватися на їх концентраційні межі, в інших, крім того, і на температуру (спалаху, запалення, самозапалення).

Нижня і верхня концентраційні межі поширення полум'я – це мінімальна та максимальна об'ємна (масова) частка горючої речовини у суміші з повітрям (окисником), при якій можливе займання (самозаймання) суміші від джерела запалювання з наступним поширенням полум'я в суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання.

Температура спалаху – це найнижча (в умовах спеціальних випробувань) температура речовини, при якій над її поверхнею утворюються пари, які здатні спалахнути у повітрі від джерела запалювання, але швидкість їх утворення недостатня для подальшого горіння.

Температура запалювання – це найнижча температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань вона виділяє пари з такою швидкістю, що після займання їх від джерела запалювання виникає стійке горіння.

Температура самозапалювання — це найменша температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних об'ємних реакцій, що призводить до виникнення горіння або вибуху за відсутності зовнішнього джерела полум'я.

Відповідно до ГОСТ 12.1.004-85 рідини залежно від температури спалаху парів поділять на два класи:

· легкозаймисті рідини з температурою спалаху до 61^оС (бензин, етиловий спирт, ацетон, нітроемалі, сірчаний ефір тощо);

· горючі рідини з температурою спалаху вище 61^оС (мастило, мазут тощо).

Крім того, легкозаймисті рідини за ступенем пожежонебезпеки поділяються на розряди:

І – особливо небезпечні (t_сп. < 13 ^оC);

ІІ – високо небезпечні (13 ^оC < t_сп. < 27 ^оC);

ІІІ – небезпечні (27 ^оC < t_сп. < 61 ^оC).

Горючі гази горять у суміші з повітрям в діапазоні від нижньої до верхньої концентраційної межі поширення полум'я. Такі суміші гази створюють без агрегатних переходів речовин, тому вони є дуже небезпечними.

Пил, залежно від значення нижньої концентраційної межі поширення полум’я, поділяють на вибухонебезпечний (до 65 г/м3) і пожежонебезпечний (більше 65 г/м³).

Вибухонебезпечні газо- і пароповітряні суміші прийнято класифікувати за температурою самозапалювання та здатністю передавати детонацію через зазори між фланцями в умовах спеціального випробування (безпечним експериментальним максимальним зазором).

За температурою самозапалювання tсз виділяють 6 груп вибухонебезпечних сумішей: ТІ, Т2, ТЗ, Т4, Т5 і Т6 з tсз в межах, відповідно >450°С, 450–300°С, 300–200°С, 200–135°С, 135–100°С, 100–85°С.

За безпечним експериментальним максимальним діапазоном вибухоне-безпечні суміші поділяються на категорії ПА, ПВ, ПС, для яких він знаходиться відповідно в межах > 0,9 мм, 0,9–0,5 мм, <0,5 мм.

Деякі речовини за певних умов мають здатність до самозапалювання без нагрівання їх зовнішнім джерелом. Самозапалювання наступає в результаті різкого збільшення швидкості екзотермічних реакцій, які призводять до виникнення горіння речовини за відсутності запалювання. Самозапалювання виникає за певних умов внаслідок інтенсифікації процесів окислення та саморозігріву. Такі процеси можуть бути ініційовані як внаслідок підвищення температури деяких речовин до порівняно незначних величин (60–80°С), так і без попереднього розігріву внаслідок прискорення хімічних реакцій чи життєдіяльності мікроорганізмів. Залежно від причин самозапалювання буває тепловим, хімічним, мікробіологічним.

Схильність до самозапалювання проявляють: вугільний дріб’язок з підвищеним вмістом сполук сірки, тканини, пропитані нафтопродуктами, торф, трава, подрібнена деревина, зерно тощо.

Відповідно до ДСТ 27331-87 Пожежна техніка. Класифікація пожеж – установлено чотири класи пожеж, а також їхні символи:

· клас А – горіння твердих речовин, переважно органічного походження, горіння яких супроводжується тлінням (деревина, текстиль, папір);

· клас В – горіння рідин чи твердих речовин, що розчиняються;

· клас С – горіння газоподібних речовин;

· клас D – горіння металів та їх сплавів.

Символи класів пожеж наведені на рис. 11.

Мал.11. Символи класів пожеж

Дата добавления: 2013-12-14