Показатели взрыво-пожарной опасности веществ и материалов. Пожарная опасность веществ и материалов Показатели пожарной опасности газов

14 параметров: Группа горючести, Температура вспышки, Температура воспламенения, Температура самовоспламенения, Концентрационные пределы воспламенения, Температурные пределы воспламенения, Самовозгорание, Минимальная энергия зажигания, Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, О 2 и др. веществами, Скорость распространения пламени, Скорость выгорания, Минимальное взрывоопасное содержание кислорода, Максимальное давление взрыва, Скорость нарастания давления.

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 негорючих веществ и материалов определяется температурой, при которой они обрабатываются, возможностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением

Температура вспышки (Твсп) - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть в воздухе при поднесении к ним внешнего источника зажигания (пламени или нагретого до высокой температуры тела). Устойчивое горение при этом не устанавливается вследствие малой скорости испарения горючей жидкости. Температура вспышки показывает, при какой температуре вещество подготовлено к воспламенению и становится огнеопасным в открытом сосуде.

В зависимости от температуры вспышки горючие жидкости подразделяются на:

· легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с температурой вспышки не свыше 61 °С (в закрытом тигле) или не свыше 66 °С (в открытом тигле);

· горючее (ГЖ) с температурой вспышки паров выше, соответственно, 61 и 66°С.

ЛВЖ в свою очередь делятся на три разряда:

а) особо опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки от -18°C и ниже в закрытом тигле или - 13°С и ниже в открытом;

б) постоянно опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки выше -18°С до +23°С в закрытом тигле или выше -13°С до +27°С - в открытом;

в) опасные при повышенной температуре ЛВЖ. К данному разряду относятся жидкости с температурой вспышки более +23°С до +61°С включительно (в закрытом тигле) или более +27°С до +66°С - в открытом.

Температура воспламенения (Твоспл) - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается способность воспламениться при поднесении внешнего источника воспламенения.

Разница между температурой вспышки и воспламенения для ЛВЖ составляет 1-2°С, для ГЖ - до 10-15°С и более.

Процесс воспламенения горючих газов и жидкостей без поднесения к ним открытого огня, а только под влиянием внешнего воздействия тепла называется самовоспламенением.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением.

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. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Наименьшее значение энергии зажигания газовоздушных смесей составляет десятые доли МДж. Энергия зажигания является одной из основных характеристик взрывоопасных сред при решении вопросов обеспечения взрывобезопасности электрооборудования и разработке мероприятий по предупреждению образования статического электричества.

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 оС.

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.

Нормальная скорость распространения пламени зависит от природы газа и концентрации его в смеси. Для большинства горючих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3 – 0,8 м/с.

Нормальная скорость распространения 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.

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.

Мелкие частицы твердых горючих веществ размером см могут долгое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, образуя дисперсную систему – аэровзвесь. Для воспламенения аэровзвеси необходимо чтобы концентрация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспламенения. Верхний концентрационный предел воспламенения пылевоздушной смеси в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфяной пыли – 2200 г/м3, сахарной пудры – 13500 г/м3).

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).

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.

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.

Пожарная опасность веществ, т. е. степень вероятности возникновения горения их при равных условиях, определяется различными параметрами.

Обычно при оценке пожарной опасности веществ применяются не все параметры, а только основные из них, которые достаточно полно характеризуют вещества.

Пожарная опасность горючих газов характеризуется температурой самовоспламенения и областью воспламенения, т. е. концентрационными пределами воспламенения.

Температура самовоспламенения большинства газов лежит в пределах 200-600°. Исключение составляет фосфористый водород , который на воздухе самовозгорается.

Чем ниже температура самовоспламенения газа, тем он опаснее, так как в этом случае небольшие источники воспламенения могут вызвать взрыв его смесей с воздухом.

Пожарная опасность горючих жидкостей характеризуется температурой самовоспламенения, областью воспламенения, т. е. концентрационными и температурными пределами воспламенения, температурой вспышки и воспламенения.

Температура самовоспламенения большинства жидкостей лежит в тех же пределах температур, как и у газов, за исключением растительных масел и скипидара, которые, находясь на поверхности волокнистых и порошкообразных веществ, способны самовозгораться, а также металлорганических соединений (триизобутнлалюминий, какодил, цинкметил, цинкэтил и др.), которые при соприкосновении с воздухом самовозгораются.

В отличие от газов концентрации паров жидкостей с воздухом зависят от температуры жидкостей, поэтому область воспламенения их можно выражать через температуру. Такими параметрами являются температурные пределы воспламенения.

Нижним температурным пределом воспламенения называется та наименьшая температура жидкости, при которой она, испаряясь, создает с воздухом смесь паров, способную воспламеняться при поднесении источника воспламенения. Концентрация паров жидкости при нижнем температурном пределе воспламенения равна нижнему концентрационному пределу воспламенения.

Верхним температурным пределом воспламенения называется та наибольшая температура жидкости, при которой она, испаряясь, создает с воздухом смесь, способную воспламеняться при поднесении источника воспламенения. При более высокой температуре образующиеся смеси в закрытом сосуде гореть неспособны. Концентрация паров жидкости при верхнем температурном пределе равна верхнему концентрационному пределу воспламенения. В табл. 23 приведены температурные пределы воспламенения некоторых жидкостей.

Таблица 23

Жидкости	Температурные пределы, °С		Жидкости	Температурные пределы, °С
			Масло соляровое
Бензил А-74			Масло трансформаторное
Керосин тракторный			Скипидар
Керосин осветительный

Нижний температурный предел воспламенения иначе называется температурой вспышки. По температуре вспышки все жидкости делятся на легковоспламеняющиеся и горючие.

Легковоспламеняющимися называются жидкости, имеющие температуру вспышки до 45°, а горючими - выше
.

Температуру вспышки жидкости можно определить по формуле

(18.10)

где
- давление насыщенного пара при температуре вспышки;
- давление смеси паров с воздухом;

N - число атомов кислорода, необходимое для горения мо¬лекулы жидкости (определяется по уравнению горения).

Найденному давлению насыщенного пара в таблицах находят соответствующую температуру жидкости. Эта температура является температурой вспышки жидкости.

Температуру вспышки можно также определить по величине нижнего концентрационного предела воспламенения

(18.11)

где
- концентрация нижнего предела воспламенения.

При температуре вспышки происходит только сгорание образовавшейся смеси паров, а сама жидкость не горит. Она загорается при температуре воспламенения. Температурой воспламенения называется та наименьшая температура жидкости, при которой от поднесенного источника воспламеняются пары и продолжает гореть жидкость. У легковоспламеняющихся жидкостей температура воспламенения на 1-5° превышает температуру вспышки. У горючих жидкостей эта разность доходит до 30° и выше.

Пожарная опасность твердых веществ характеризуется температурой самовоспламенения и температурой воспламенения. Температура самовоспламенения большинства твердых веществ лежит в тех же пределах, что и газов. Однако многие твердые вещества имеют температуру самовоспламенения до 50°, поэтому относятся к самовозгорающимся (белый фосфор, сернистые металлы, порошки металлов, каменный уголь, торф и др.). Температура самовоспламенения некоторых твердых веществ приведена в табл. 19.

Многие твердые вещества при нагревании разлагаются с выделением паров и газов. Наименьшая температура твердых веществ, при которой образующиеся пары и газы воспламеняются и продолжают гореть при поднесении к ним источника воспламенения, называется температурой воспламенения (табл. 24).

Таблица 24

Пожарная опасность пылевых смесей характеризуется темпера¬турой самовоспламенения аэрогеля и нижним концентрационным пределом воспламенения.

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.

1. водные эмульсии
2. пена (химическая, механическая), применяют ограниченно

Выбор первичных средств пожаротушения:

1. огнетушители (размещаются на видном участке, в углу не выше 1,5 м)
1. воздушно-пенные
2. углекислотные
3. порошковые
2. 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:

1. 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).
2. 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.