Надзвичайні ситуації техногенного походження. Пожежна безпека
8.1. Фізико-хімічні основи процесів горіння і вибухів.
8.2. Оцінка пожежної небезпеки підприємств.
В даний час питання забезпечення пожежної безпеки на підприємствах побутового обслуговування набуває особливого значення. Це пов'язано з широким застосуванням легко запалюють речовин, які при порушенні технологічних процесів і правил пожежної безпеки можуть викликати загоряння, що призводять до великої втрати матеріальних цінностей, а часто і до загибелі людей.
Заходи пожежної профілактики на підприємствах залежить від ступеня їх пожежонебезпеки. Оцінка пожежонебезпеки підприємств грунтується на даних про пожежонебезпечні властивості, які використовуються речовин і матеріалів.
Горіння - складне, швидко протікає хімічне перетворення, що супроводжується виділенням значної кількості тепла і світла.
Для виникнення горіння потрібна наявність трьох чинників. горючої речовини, окислювача і імпульсу (джерела запалювання). Як окислювачі можуть кисень повітря, хлор, фтор, оксиди азоту та ін.
Як імпульсу може бути відкритий вогонь, механічний вплив (тертя, удар), адіабатичне стиснення (Р = 3/2 КТ).
Залежно від агрегатного стану пального і окислювача розрізняють наступні види горіння:
- гомогенне горіння газових пароподібні горючих речовин в середовищі газоподібного окислювача;
- гетерогенное горіння рідких і твердих горючих речовин в середовищі газоподібного окислювача;
- горіння вибухових речовин і порохів.
У зависимостиот характеристик і супутніх факторів розрізняють наступні види горіння: спалах; загоряння; займання; самозаймання; вибух.
Спалах - швидке згоряння горючої суміші, що не супроводжується утворенням стислих газов.Температура спалаху - нижча температура горючої речовини, при якій утворилися над його поверхнею пари або гази здатні спалахувати від джерела запалювання, але швидкість утворення парів і газів недостатня для підтримки стійкого горіння.
За температурі спалаху горючі рідини діляться на 2 класу: легкозаймисті рідини (ЛЗР) і горючі рідини (ГР).
До класу ЛЗР відносяться рідини з температурою спалаху, що не перевищує Т<61С-- это бензин, этиловый спирт, ацетон, нитроэмали и др.
Рідини, що мають температуру спалаху більше T> 61С, називаються ГР --це масла, мазут, формалін та ін.
Займання - загоряння супроводжується появою полум'я.
Температурою займання називають найнижчу температуру речовини, при якій воно загоряється в процесі нагрівання без безпосереднього контакту з вогнем. Займання можливо тільки за певних співвідношення горючої речовини і окислювача. Мінімальна концентрація горючих газів і парів в повітрі, при якій вони здатні загорятися і поширювати полум'я, називається нижнім концентраційним межею займання. Максимальна концентрація горючих газів і парів - верхньою межею займання. Інтервал між ними називається областю займання.
Для різних речовин вона не однакова: для дерева-295с, цукру-805С, нафти-420-480С, спирту-27С.
Самозаймання - явище різкого збільшення швидкості екзотермічних реакцій, що приводить до виникнення горіння речовини при відсутності зовнішнього джерела запалювання.
Залежно від виду імпульсу процеси самозаймання поділяються на теплові, мікробіологічні та хімічні. На підприємствах побутового обслуговування найчастіше реалізується теплової тип (загоряння матеріалів на складах, при несправній електропроводці і ін.).
Прикладами мікробіологічного самозаймання можуть бути:
1 - самозаймання зерна, особливо засміченого і вологого, відбувається завдяки особливим мікроорганізмам, які розмножуються в товщі зерна, споживаючи його жирове речовини. супроводжуване сильним його розігрівом;
2 - самовозгораются рослинні масла, оліфа, торф, тирсу, промаслена ганчір'я, внаслідок окислення (навіть при Т = 10-15С) виділяється достатня кількість тепла для самозаймання.
Приклади хімічного самозаймання:
3 - при зіткненні з повітрям фосфорів (білий, жовтий і червоний), технічний вуглець, сірчисті з'єднання металів.
4 - при з'єднанні з водою лужних металів (натрій, калій), карбіди кальцію.
Вибух - процес швидкого виділення великої кількості енергії. В результаті вибуху вибухонебезпечна суміш, що заповнює об'єм, в якому відбулося виділення енергії, перетворюється в сильно розігрітий газ з високим тиском, викликаючи утворення вибухової хвилі.
Займання - виникнення горіння від джерела запалювання.
Запалювання - процес ініціювання початкового вогнища горіння в горючій суміші. Запалювання горючої суміші може відбуватися при їх контакті з розжареними поверхнями, при появі всередині суміші іскор різного походження або полум'я. Температура запалювання змінюється в залежності від початкового тиску суміші. Так, наприклад, для пропано-повітряної суміші при зниженні тиску з 30 до 6 кПа температура запалювання зростає на 300С.
Якщо вплив перерахованих факторів призводить до залучення в хімічне перетворення достатньої кількості речовини і температура процесу з ростом обсягу розігрітій суміші прагне до температури горіння, то в системі встановлюється стаціонарний режим (виникає стійкий фронт полум'я). В цьому випадку відводиться із зони реакції тепло в свіжу суміш повністю компенсується виділенням тепла при реакції.
За швидкістю поширення полум'я горіння поділяється на: нормальне (V- 5-10 м / с); вибуховий (V- 20-200 м / с); детонационное (V- до 5000 м / с).
Для процесів горіння характерна наявність критичних умов виникнення і поширення полум'я (за складом суміші, тиску, температури, геометричних розмірів системи). Так наприклад, збільшення. значень, обсягу від 50-70мл до 3-4дм 3 температурасамозаймання знижується на десятки градусів. Встановлено наступну залежність між температурою самозаймання і тиском суміші в реакційному посудині:
де А і В-величина, що залежать від обсягу реакційної посудини;
Умови теплового самозаймання зводяться до досягнення критичної температури нагріву суміші Ткр в результаті реакції окислення
де Е-енергія активації
Температура самозаймання. наприклад парафінових вуглеводнів, змінюється в залежності від довжини вуглецевого ланцюга:
3-470С; 3,5-444С; 4-413С; 4,5-370С; 5-287С; 5,5-244С.
Пожежа - неконтрольоване горіння поза спеціальним вогнищем, що завдає матеріальної шкоди і створює небезпеку для життя і здоров'я людей.
Пожежна небезпека речовин, матеріалів, будівель і споруд визначається набором показників, що характеризують критичні умови виникнення та розвитку процесу горіння.
Пожежонебезпека речовин характеризується лінійної або масової швидкістю горіння або вигорання речовин.
Відповідно до стандарту "ГОСТ 12.1.044--84 Пожежонебезпека речовин і матеріалів" для оцінки пожежовибухонебезпеки все речовини розділені по агрегатному стані на гази, рідини і тверді.
До газам відносять речовини, абсолютний тиск парів яких при температурі 50 ° С перевищує 300 кПа, або їх критична температура яких менше 50С.
До рідин - речовини з температурою плавлення менше 50С;
До твердих - речовини з температурою плавлення від 50С і вище;
До пилу - дисперговані тверді речовини з частинками розміром менше 850мкм.