Материал:

Показатели пожаро- взрывоопасности веществ и материалов

С целью получения исходных данных для разработки мероприятий по обеспечению пожарной и взрывной безопасности, при определении категории и класса помещений и зданий в соответствии с требованиями норм технологического .проектування, стандартов ССБТ, строительных норм и правил, правил устройства электроустановок установлена номенклатура показателей пожаро- взрывоопасности веществ и материалов.

В ГОСТИ 12.1.044-89 "Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения" приведены 20 показателей, перечень которых при необходимости может быть расширен. Выбор показателей для характеристики пожаро- взрывоопасности тех или иных веществ и материалов зависит от агрегатного состояния вещества (материала) и условий ее применения. Некоторые важнейшие из них и их применение для характеристики веществ в разных агрегатных состояниях приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Показатели пожаро- взрывоопасности веществ и материалов

Примечание: Знак "+" означает применение, а знак "-" - неприменение показателя.

Горючесть является квалификационной характеристикой способности веществ и материалов к горению и применяется для таких потребностей: квалификации веществ и материалов по горючести; определение категории и класса помещений по взрыво- пожарной и пожарной опасностью; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

По горючести вещества и материалы подразделяют на негорючие, трудногорючие и горючие.

Негорючие - вещества и материалы, которые не способны гореть в воздухе. Однако среди них могут быть пожароопасные, например, окислители и вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом или с другими веществами. К негорючим веществам относятся все минеральные и большинство искусственных неорганических материалов.

Трудногорючие - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления. Это могут быть композиции, состоящие из органического материала и минерального наполнителя.

Горючие - вещества и материалы, способные заниматься при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Температура вспышки - это наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования при этом недостаточна для устойчивого горения.

Температура вспышки характеризует условия, при которых вещество становится пожароопасной. Этот показатель применяется при классификации жидкостей по степени пожарной опасности, при определении категории и классификации помещений и зон по взрывопожарной опасностью, а также при разработке мероприятий пожаро- взрывобезопасности.

Температура воспламенения - это наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенения (то есть возникает устойчивое пламенное горение).

Температура воспламенения характеризует способность веществ к самостоятельному горению и всегда бывает выше температуры вспышки. Чем меньше разница между температурами вспышки и воспламенения вещества, тем больше пожароопасной это вещество.

Температура воспламенения применяется при установлении группы горючести веществ, при оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, при разработке мероприятий по обеспечению пожаро- взрывобезопасности.

Температура самовоспламенения - это наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества. Температура самовоспламенения используется для оценки пожаро- взрывоопасности веществ; определение группы взрывоопасной смеси для выбора типа взрывобезопасного оборудования; при разработке мероприятий по обеспечению пожаро- взрывобезопасности технологических процессов.

Концентрационные пределы распространения пламени. Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени - это минимальный (максимальный) содержание горючего вещества в однородной смеси в окислительной среде, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Концентрационные пределы распространения пламени применяют при определении категории и класса помещений по пожаро- взрывоопасностью; при расчетах взрывобезопасных концентраций газов, паров и пыли внутри технологического оборудования, а также в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания; при проектировании вентиляционных систем; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Температурные пределы распространения пламени. Известно, что концентрация насыщенных паров жидкости находится в определенной взаимосвязи с ее температурой. Используя это свойство, можно концентрационные пределы насыщенных паров выражать через температуру жидкости, при которой образуются эти пары. Такие температуры называются температурных пределов распространения пламени.

Температурные пределы распространения пламени - это такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижний (нижняя температурная граница) и верхний (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

Температурные пределы воспламенения применяются при расчете пожаро- взрывоопасных температурных режимов работы технологического оборудования; оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей; расчета концентрационных пределов воспламенения; а также для характеристики пожарной опасности жидкостей.

Температурные условия теплового самовоспламенения это зависимость между температурой окружающей среды, количеством вещества (материала) и время в ее самовозгорания.

Минимальную температуру среды, при которой возможно самовозгорание материала, учитывают при выборе безопасных условий хранения и переработки самовоспламеняющихся веществ.

Вдатнисть взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами (т.е. при взаимном контакте веществ) - качественный показатель, характеризующий особую пожарную опасность веществ.

Данные об опасности взаимного контакта веществ приводят в стандартах и технических условиях на вещество; их используют при категорирование помещений по пожаро- взрывоопасностью; при выборе безопасных условий проведения технологических процессов и условий совместного хранения и транспортировки веществ и материалов.

Самовозгорание веществ

Реакция окисления является экзотермической (т.е. происходит с выделением тепла) и при определенных условиях может самоприскорюватися. Этот процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горения называется самовозгоранием.

Температура самовоспламенения горючих веществ очень разная. В одних она превышает 500ьС, а в других примерно равна температуре окружающей среды, то есть температуре воздуха, которую в среднем можно принять в пределах 0 ... 50 ° С.

В зависимости от температуры самовоспламенения все горючие вещества условно разделяют на две группы: 1) вещества, температура самовоспламенения которых выше температуры окружающей среды; 2) вещества, температура самовоспламенения которых ниже температуры окружающей среды. Вещества первой группы способны самовозгораться только вследствие нагревания их выше температуры окружающей среды. Вещества второй группы могут самовозгораться без нагрева, поскольку окружающая среда уже нагрело их до температуры самовоспламенения. Такие вещества представляют большую пожарную опасность и называются самовоспламеняющимися, а процесс их самонагревания к возникновению горения - самовозгоранием.

Самовозгорание зависимости от причин, к нему приводят, разделяют на химическое, микробиологическое, тепловое.

Химическое самовозгорание возникает в результате взаимодействия веществ с кислородом воздуха, водой или друг с другом. Так, большинство растительных масел и жиров, если они созданы тонким слоем на волокнистые или порошкообразные материалы, склонные к самовозгоранию в воздухе, так как содержат в своем составе ненасыщенные соединения (которые имеют двойные связи), которые способны окисляться и полимеризоваться в воздухе с выделением тепла при обычной температуре. К самовозгоранию при обычных температурных условиях в результате взаимодействия с кислородом воздуха способны также сульфиды железа, белый фосфор, металлоорганические соединения и другие вещества. Вот, например, реакция самовозгорания сульфида железа (IV):

В группу веществ, вызывающих горения при взаимодействии с водой, относятся щелочные металлы, карбиды кальция и щелочно-земельных металлов, гидриды щелочных и щелочно-земельных металлов, фосфористые кальций и натрий, негашеная известь, гидросульфат натрия и др.

Щелочные металлы при взаимодействии с водой выделяют водород и значительное количество тепла, за счет чего водород самовоспламеняется и горит вместе с металлом.

При взаимодействии карбида кальция с небольшим количеством воды выделяется такое количество тепла, при наличии воздуха ацетилен, который образуется, самовоспламеняется. Если количество воды велика, этого не происходит:

Оксид кальция (негашеная известь), реагируя с водой, самонагревающаяся. Если на негашеную известь попадает небольшое количество воды, оно разогревается до свечения и может поджечь материалы, сталкиваются с ним. В группу веществ, которые самовозгораются при контакте друг с другом, принадлежат газообразные, жидкие и твердые окислители. Сжатый кислород вызывает самовозгорание минеральных масел, не самовозгораются в кислороде при нормальном давлении.

Сильными окислителями является галогены (хлор, бром, фтор, йод); они чрезвычайно активно сочетаются с рядом веществ, при этом выделяется большое количество тепла, что и приводит к самовозгоранию веществ.

Ацетилен, водород, метан, этилен в смеси с хлором самовозгораются на дневном свете. Из-за этого нельзя хранить хлор и другие галогены совместно с легковоспламеняющимися жидкостями. Известно, что скипидар самовоспламеняется в хлоре, если он распределен в какой-либо пористой веществе (бумага, тряпка, вата).

Азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, поэтому она является сильным окислителем, способным вызвать самовозгорание ряда материалов (солома, лен, хлопок, опилки, стружка).

Сильными окислителями является перекись натрия и хромовый ангидрид, которые при соприкосновении со многими горючими жидкостями вызывают их самовозгорание.

Перманганат калия, если его смешать с глицерином или этиленгликолем, вызывает их самовозгорание через несколько секунд.

Микробиологическое самовозгорание характерно для растительных продуктов - сена, клевера, соломы, солода, хмеля, фрезерного торфа и др. При соответствующих влажности и температуре в растительных продуктах (например, в фрезерном торфе) активизируется деятельность микроорганизмов, которая сопровождается выделением тепла, и хотя при достижении 65-70 ° С микроорганизмы погибают, процесс окисления, уже начался, интенсифицируется, самоускоряющегося, что и приводит самонагреванию и самовоспламенения.

Тепловое самовозгорание является результатом самонагревания материала, возникающее вследствие экзотермических процессов окисления, расписания, адсорбции и т.п. или от воздействия внешней незначительного источника нагрева. Например, нитроцеллюлозные материалы (кино-, фотопленка, бездымный порох) при температуре 40-50вС разлагаются с повышением температуры до самовоспламенения.