Безопасност при пожар и експлозия
Опасност от пожар и експлозия на вещества
Пожар— неконтролирано изгаряне извън специално огнище, причиняващо материални щети [14].
Експлозиятае бърза трансформация на материята (експлозивно горене), придружена от освобождаване на енергия и образуване на компресирани газове, способни да извършват работа [15].
При определяне на опасността от пожар и експлозия на вещества и материали има [16]:
газове- вещества, чието налягане на наситените пари при температура 25 °C надвишава 101,3 kPa;
течности- вещества, чието налягане на наситените пари при температура 25 °C е по-малко от 101,3 kPa;
твърди вещества и материали- отделни вещества и техните смесени състави с точка на топене или капене над 50 ° C, както и вещества, които нямат точка на топене (например дърво, тъкани и др.);
Праховетеса диспергирани твърди вещества и материали с размер на частиците под 850 микрона.
Основните показатели за опасност от пожар и експлозия на веществата са: групата на запалимост на веществото; температури на пламък, възпламеняване, самозапалване, самонагряване и тлеене; концентрационни и температурни граници на разпространение на пламъка (запалване) и др.
Група на горимост- класификационна характеристика на способността на веществата и материалите да горят.
Горещенетое екзотермична реакция, протичаща при условия на неговото прогресивно самоускоряване.
Според запалимостта веществата и материалите се делят на три групи:
негорими(огнеупорни) - вещества и материали, които не могат да горят във въздуха. Незапалимите вещества могат да бъдат запалими и експлозивни (например окислители или вещества, които отделят запалими продукти при взаимодействие с вода, атмосферен кислород или другиприятел);
бавногорими(запалими) - вещества и материали, които могат да горят във въздуха, когато са изложени на източник на запалване, но не могат да горят сами след отстраняването му;
горими(запалими) - вещества и материали, способни на спонтанно запалване, както и да се запалят при излагане на източник на запалване и да горят независимо след отстраняването му.
Точка на възпламеняване- най-ниската температура на кондензирано вещество, при която при специални условия на изпитване над повърхността му се образуват пари, които могат да пламнат във въздуха от източник на запалване; в този случай не се получава стабилно изгаряне.
Светкавица- бързо изгаряне на смес от пара и газ и въздух над повърхността на горимо вещество, придружено от краткотрайно видимо сияние. Запалими течности с температура на възпламеняване не повече от 61 ° C в затворен тигел или 66 ° C в отворен тигел, флегматизирани смеси, които нямат светкавица в затворен тигел, се класифицират като запалими. Особено опасни са запалими течности с температура на възпламеняване не по-висока от 28 ° C. Точката на възпламеняване tflash се използва за оценка на опасността от пожар и експлозия на основно запалими течности. Въпреки това, някои твърди вещества (камфор, нафталин, фосфор и др.), които се изпаряват забележимо при относително ниски температури, също могат да бъдат оценени по отношение на опасността от пожар и експлозия чрез точка на възпламеняване.
Стойностите на някои горими течности са дадени в таблица. 6.16.
Таблица 6.16.
Индикатори за опасност от пожар на някои парни и газовъздушни смеси [14, 17]
1 При атмосферно налягане и 20°C.
Точката на възпламеняване се определя експериментално, но нейните приблизителни стойности могат да бъдат изчислени от емпиричниформули.
Например, като имате стойността на точката на кипене на течностTK,, можете да изчислитеTBCPот израза
Температура на запалване- най-ниската температура на веществото, при която при специални условия на изпитване веществото отделя запалими пари и газове с такава скорост, че се наблюдава запалване, когато е изложено на източник на запалване.
Запалванее пламъчно изгаряне на вещество, инициирано от източник на запалване и продължаващо след отстраняването му.
Температурата на запалване tvos характеризира способността на веществото да се самозапалва. Използва се за определяне на степента на запалимост и опасността от пожар и експлозия на течности, твърди вещества и утаен прах (аерогелове).
За запалими течности (запалими течности) tvos е по-висока от точката на възпламеняване с 1-5 °C, а за горими течности (FL) - с 30-35 °C. По-рядко се използва за оценка на опасността от пожар и експлозия на течности, отколкото tvos. За повечето твърди вещества tvos е в диапазона 50–600°C [17].
Температурата на самозапалванее най-ниската температура на околната среда, при която дадено вещество ще се запали спонтанно при специални условия на изпитване.
Самозапалване- рязко увеличаване на скоростта на екзотермични обемни реакции, придружено от огнено изгаряне и (или) експлозия.
Температурата на самозапалване tsv се използва за оценка на опасността от пожар и експлозия на всички горими вещества - газообразни, течни, твърди и прахообразни. Зависи от редица фактори, включително съотношението между горимия компонент на сместа и въздуха. За повечето вещества tb съответства на състав на сместа, близък до стехиометричния.
За смес, състояща се от пари на две или повече течности, tw е под средното аритметичнотемпература на самозапалване на отделни течности. Температурата на самозапалване на твърдите вещества зависи от количеството на отделените продукти и степента на финост на веществото.
Температурата на самонагряванее най-ниската температура на веществото, при която в него протичат практически различими екзотермични процеси.
Температурата на самонагряване tsn характеризира склонността на веществата към спонтанно запалване и се използва за определяне на безопасните граници на тяхното нагряване. Съгласно GOST 12.1.044-84 безопасна температура за продължително нагряване на вещество е температура, която не надвишава 90% от температурата на самонагряване.
Повишаване на температурата на веществото до tn може да възникне под въздействието на външен източник на топлина, както и физични и биологични процеси в веществото (адсорбция на газове и пари, окисляване, разлагане, жизнена активност на микроорганизми и др.).
Температурата на тлеенее температурата на веществото, при която има рязко увеличаване на скоростта на екзотермичните окислителни реакции, завършващи с появата на тлеене [16].
Тлеене- безпламъчно изгаряне на твърдо вещество (материал) при относително ниски температури (400-600 ° C), често придружено от отделяне на дим.
Температурата на тлеене t се взема предвид при разработването на мерки за осигуряване на пожарна безопасност на технологичните процеси, използващи твърди горими вещества и прах, както и при изследване на причините за пожари. Тлеещият прах е много запалим, тъй като когато тлеещата маса се разклати, прахът моментално се запалва и може да възникне експлозия.
Концентрационните граници на разпространение на пламъка (запалване) на експлозивна смес газ и пара-въздух обикновено се изразяват чрез съотношението (в проценти) на обема на газовете или парите, съдържащи се всмес с въздух, към обема на тази смес (виж таблица 6.16), а понякога и чрез съотношението на масата на газовете или парите към обема на сместа (g / m 3). Границите на запалимост на аерозолите се оценяват само в грамове на кубичен метър (g/m 3 ).
Долните граници на разпространение на пламъка за повечето прахове са 2,5–32 g/m 3 . Тази концентрация съответства на високото съдържание на прах във въздуха, при което обектите са трудни за разграничаване на разстояние 1-2 м. Горните граници на експлозия на прах са много високи, например за торфен прах горната граница е 2200, за прах от кафяви въглища 4200 g / m 3. Такова съдържание на прах вътре в помещенията е практически недостижимо, възможно е само в устройства за пневматичен транспорт на горим прах, в затворени тръбопроводи за материали, шлифовъчни машини и др.
Концентрационните граници на разпространение на пламъка на веществата се определят експериментално съгласно GOST 12.1.044-89.
Температурни граници на разпространение на пламък- такива температури на вещество, при които неговите наситени пари образуват концентрации в окислителна среда, равни съответно на долната (долна температурна граница) и горната (горна температурна граница) граница на концентрация на разпространение на пламъка.
Стойностите на температурните граници на разпространение на пламъка трябва да се вземат предвид при разработването на мерки за осигуряване на пожарна и експлозивна безопасност на обект в съответствие с изискванията на GOST 12.1.004 и GOST 12.1.010.
Съществува връзка между границите на температурата и концентрацията на запалване, която се изразява със следното уравнение, което дава възможност да се изчислят температурните граници на запалване от известни стойности на границите на концентрация и обратно:
| р= φпprev∙10 -2 , | (6.21) |
къдетоpе парциалното налягане на наситената парапри температура, равна на температурната граница на запалване на вещество (долна или горна) във въздуха при общо наляганеrob, Pa; φп е границата на концентрация на запалване на вещество (съответно долна или горна) във въздуха при същите стойности на температура и налягане, обемни фракции,%.