Короткий путь http://bibt.ru

Горение жидкостей.

Все горючие жидкости способны испаряться, и горение их происходит только в паровой фазе, находящейся над поверхностью жидкости. Количество паров зависит от состава и температуры жидкости. Горение паров в воздухе возможно лишь при определенной их концентрации.

Наименьшая температура жидкости, при которой концентрация ее паров в смеси с воздухом обеспечивает воспламенение смеси от открытого источника зажигания без последующего устойчивого горения, называется температурой вспышки. При температуре вспышки не возникает стабильного горения, поскольку при этой температуре концентрация смеси паров жидкости с воздухом не является устойчивой, что необходимо для такого горения. Количество тепла, выделенного при вспышке, недостаточно для продолжения горения, а вещество еще недостаточно нагрето. Для того чтобы воспламенить жидкость, нужен не кратковременный, а длительно действующий источник зажигания, температура которого была бы выше температуры самовоспламенения смеси паров этой жидкости с воздухом.

В соответствии с ГОСТ 12.1.004-76 под горючей жидкостью (ГЖ) понимают жидкость, способную самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющую температуру вспышки выше +61° С (в закрытом тигле) или +66° С (в открытом тигле).

Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) - это жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше +61° С (в закрытом тигле) или +66° С (в открытом тигле).

Температура вспышки является низшей температурой, при которой жидкость становится особо опасной в пожарном отношении, поэтому ее величина принята в основу классификации горючих жидкостей по степени их пожарной опасности. Пожаровзрывоопасность жидкостей может характеризоваться также температурными пределами воспламенения ее паров.

Температура жидкости, при которой концентрация насыщенных паров в воздухе в замкнутом объеме способна воспламениться при воздействии источника зажигания, называется нижним температурным пределом воспламенения. Температура жидкости, при которой концентрация насыщенных паров в воздухе в замкнутом объеме еще может воспламениться при воздействии источника зажигания, называется верхним температурным пределом воспламенения.

Температурные пределы воспламенения некоторых жидкостей приведены в табл. 29.

Таблица 29 Температурные пределы воспламенения некоторых жидкостей: ацетон, бензин А-76, бензол, керосин тракторный, этиловый спирт.

Температурные пределы показывают, в каком интервале температур пары жидкости будут образовывать с воздухом горючие смеси.

Развернуть содержание

По “Правилам устройства электроустановок” определение горючей жидкости звучит довольно лаконично – это жидкость, которая вспыхнуть при температуре больше 61℃, продолжая после этого самостоятельно гореть без внешнего инициирования, воздействия. Легковоспламеняющаяся жидкость согласно ПУЭ – это ГЖ с Т вспышки не больше 61℃, причем те из них, что имеют давление испарения не меньше 100 кПа при Т = 20℃ являются взрывоопасными.

ГЖ относят к пожароопасным материалам, но они являются взрывоопасными, если в ходе технологического процесса нагреты до Т вспышки.

Подобное предварительное категорирование объектов защиты позволяет на этапе проектирования, начала эксплуатации принять организационные, технические решения по выбору, монтажу, подходящих по требованиям нормативных документов, например, таких как видов, типов , в т.ч. взрывозащищенных извещателей пламени, датчиков дыма для установок АПС, стационарных систем пожаротушения; для ликвидации первичных очагов возгораний в помещениях с наличием ЛВЖ, ГЖ.

Дополнительные сведения в таблице:

Наименование материала	Аналог или исходный материал	Низшая теплота сгорания	Плотность ГЖ	Удельная скорость выгорания	Дымообразующая способность	Потребление кислорода	Выделение CO 2	Выделение CO	Выделение HCL
		Q н	р	Ψ уд	D m	L O 2	L CO 2	L CO	L HCl
		МДж/кг	кг/м 3	кг/м 2 с	Нп м 2 /кг	кг/кг	кг/кг	кг/кг	кг/кг
Ацетон	Химическое вещество; ацетон	29,0	790	0,044	80,0	-2,220	2,293	0,269	0
Бензин А-76	Бензин А-76	43,2	745	0,059	256,0	-3,405	2,920	0,175	0
Дизельное топливо; соляр	Дизельное топливо; соляр	45,4	853	0,042	620,1	-3,368	3,163	0,122	0
Индустриальное масло	Индустриальное масло	42,7	920	0,043	480,0	-1,589	1,070	0,122	0
Керосин	Керосин	43,3	794	0,041	438,1	-3,341	2,920	0,148	0
Ксилол	Химическое вещество; ксилол	41,2	860	0,090	402,0	-3,623	3,657	0,148	0
Лекарственные препараты, содержащие этиловый спирт и глицерин	Лекарств. препарат; этил. спирт + глицерин (0,95+0,05)	26,6	813	0,033	88,1	-2,304	1,912	0,262	0
Нефть	Сырье для нефтехимии; нефть	44,2	885	0,024	438,0	-3,240	3,104	0,161	0
Толуол	Химическое вещество; толуол	40,9	860	0,043	562,0	-3,098	3,677	0,148	0
Турбинное масло	Теплоноситель; турбинное масло ТП-22	41,9	883	0,030	243,0	-0,282	0,700	0,122	0
Этиловый спирт	Химическое вещество; этиловый спирт	27,5	789	0,031	80,0	-2,362	1,937	0,269	0

Источник: Кошмаров Ю.А. Прогнозиро­вание опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие

Класс пожара горючих жидкостей

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в силу своих параметров при горении как в закрытых помещениях производственных, складских строений, технологических сооружений, так и на открытых промышленных площадках; где размещены наружные установки по переработке нефти, газового конденсата, аппараты химического органического синтеза, объекты хранения сырья, готовой товарной продукции при возникновении очагов возгораний, распространении пожара относят его к классу В.

Символ класса пожара наносится на емкости с ЛВЖ, ГЖ, объекты их хранения, что позволяет оперативно сделать правильный выбор , сократив время на разведку, локализацию и ликвидацию очагов возгорания таких веществ, их смесей; минимизировать материальный ущерб.

Классификация горючих жидкостей

Температура вспышки горючей жидкости является одним из основных параметров для классифицирования, отнесения ГЖ к тому или иному виду.

ГОСТ 12.1.044-89 определяет ее как наименьшую температуру сконденсированного вещества, имеющего над поверхностью пары, что способны вспыхнуть в воздушной среде помещения, или на открытом пространстве при поднесении низкокалорийного источника открытого пламени; но устойчивого процесса горения при этом не возникает.

А самой вспышкой считается мгновенное выгорание воздушной смеси паров, газов над поверхностью горючей жидкости, что визуально сопровождается кратковременным периодом видимого свечения.

Полученное в результате испытаний, например, по в закрытом лабораторном сосуде, значение Т℃, при которой вспыхивает ГЖ, характеризует ее взрывопожарную опасность.

Важными параметрами для ГЖ, ЛВЖ, указанными в этом государственном стандарте, также являются следующие параметры:

• Т воспламенения является наименьшей температурой горючих жидкостей, выделяющих горючие газы/пары с такой интенсивностью, что при поднесении источника открытого огня они воспламеняются, продолжая гореть при его изъятии.
• Этот показатель важен при классифицировании групп горючести веществ, материалов, опасности технологических процессов, оборудования, в которых участвуют ГЖ.
• Т самовоспламенения – это минимальная температура ГЖ, при которой происходит самовоспламенение, которое в зависимости от сложившихся условий в защищаемом помещении, объекте хранения, корпусе технологического оборудования – аппарата, установки может сопровождаться горением открытым пламенем и/или взрывом.
• Полученные данные по каждому виду ГЖ, способных к самовоспламенению, позволяет выбирать подходящие типы электрооборудования во взрывозащищенном исполнении, в т.ч. для установок зданий, строений, сооружений; для разработки мероприятий по взрывопожарной безопасности.

Для сведения: «ПУЭ» определяет вспышку быстрым выгоранием горючей воздушной смеси без образования сжатого газа; а взрыв – горением моментального типа с образованием сжатых газов, сопровождающимся появлением большого количества энергии.

Важны также скорость, интенсивность испарения ГЖ, ЛВЖ со свободной поверхности при открытых резервуарах, емкостях, корпусах технологических установок.

Пожары ГЖ опасны также по следующим признакам:

• Это распространяющиеся очаги пожаров, что связано с розливом, свободным растеканием горючих жидкостей по площадям помещений или территории предприятий; если не приняты меры к изоляции – обвалование емкостей хранения, наружных технологических установок; наличие строительных преград с установленными в проемах стен .
• Пожары ГЖ могут быть как локальными, так и объемными, в зависимости от вида, условий хранения, объема. Так как объемное горение интенсивно воздействует на несущие элементы зданий, строений, то обязательно необходима .

Следует также:

• Устанавливать на воздуховодах вентиляционных систем помещений, где имеются ГЖ, для ограничения распространения поджара по ним.
• Проводить для сменного, оперативного/дежурного персонала, организовать ответственных за противопожарное состояние объектов хранения, переработки, транспортировки, транзита ЛВЖ, ГЖ, ведущих специалистов, ИТР; проведение регулярных практических тренировок с членами ДПД предприятий, организаций; ужесточить процесс , проводить строгий контроль за местом их проведения, в т.ч. после окончания.
• Устанавливать на дымовые, выхлопные трубы отопительных, силовых агрегатов, печей, монтировать на трубопроводах технологической цепочки по транспортировке ЛВЖ, ГЖ по территории производственных предприятий.

Список, конечно, далеко не полон, но все необходимые мероприятия можно без труда найти в нормативно-технической базе документов по ПБ.

Как правильно хранить ЛВЖ и ГЖ жидкости, наверное этим вопросом задается большинство людей. Ответ можно найти в «Техническом регламенте о требованиях пожарной безопасности” от 22.07.2008 № 123-ФЗ», в таблице 14 Категории складов для хранения нефти и нефтепродуктов. Более подробная информация по хранению и расстоянию до объектов, представлена в . (СП 110.13330.2011)

Тушение пожаров класса В, согласно нормам, производят следующими :

• Воздушно-механической пеной, получаемой из водных растворов пенообразователя. Для тушения производственных, складских помещений зданий особенно эффективны .
• Огнетушащим порошком, для чего используют .
• Используют для небольших по площади, объему помещений, отсеков, например, расходных складов ГСМ, моторных отделений.

Применение распылённой воды для тушения пламени бензина и других ГЖ, имеющих низкую температуру вспышки, затруднено, так как капли воды не могут охладить нагретый поверхностный слой ниже температуры вспышки. Решающим фактором механизма огнетушащего действия ВМП является изолирующая способность пены.

При покрытии зеркала горения жидкости пеной прекращается поступление паров жидкости в зону горения, и горение прекращается. Помимо этого, пена охлаждает прогретый слой жидкости выделяющейся жидкой фазой - отсеком. Чем мельче пузырьки пены и больше поверхностное натяжение раствора пенообразователя, тем выше изолирующая способность пены. Неоднородность структуры, крупные пузырьки снижают эффективность пены.

Ликвидация очагов возгорания ЛВЖ, ГЖ производится и для особо важных объектов защиты; а также для помещений с различными по свойствам видами пожарной нагрузки, ликвидировать горение которых одним огнетушащим агентом сложно или невозможно.

Таблица интенсивности подачи 6-ти процентного раствора при тушении горючих жидкостей воздушно-механической пеной на основе пенообразователя ПО-1

Согласно . В.П. Иванников, П.П. Клюс,

Вещества	Интенсивность подачи раствора л/(с*м 2)
	Пена средней кратности	Пена низкой кратности
Разлитый нефтепродукт из аппаратов технологической установки, в помещениях, траншеях, технологических лотках	0,1	0,26
Тарные хранилища горючих и смазочных материалов	1	–
Горючая жидкость на бетоне	0,08	0,15
Горючая жидкость на грунте	0,25	0,16
Нефтепродукты первого разряда (температура вспышки ниже 28 °С)	0,15	–
Нефтепродукты второго и третьего разрядов (температура вспышки 28 СС и выше)	0,1	–
Бензин, лигроин, керосин тракторный и другие с температурой вспышки ниже 28 0С;	0,08	0,12*
Керосин осветительный и другие с температурой вспышки 28 °С и выше	0,05	0,15
Мазуты и масла	0,05	0,1
Нефть в резервуарах	0,05	0,12*
Нефть и конденсат вокруг скважины фонтана	0,06	0,15
Разлившаяся горючая жидкость на территории, в траншеях и технологических лотках (при обычной температуре вытекающей жидкости)	0,05	0,15
Этиловый спирт в резервуарах, предварительно разбавленный водой до 70 % (подача 10 % раствора на основе ПО-1С)	0,35	–

Примечания:

Звездочкой обозначено, что тушение пеной низкой кратности нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки ниже 280 С допускается в резервуарах до 1000 м 3 , исключая низкие уровни (более 2 м от верхней кромки борта резервуара).

При тушении нефтепродуктов с применением пенообразователя ПО-1Д интенсивность подачи пенообразующего раствора увеличивается в 1,5 раза.

Пожары класса «В» – это горение жидких веществ, которые могут быть растворимыми в воде (спирты, ацетон, глицерин) и нерастворимыми (бензин, масло, мазут).

Так же, как и твердые вещества, воспламеняющиеся жидкости выделяют при горении пары. Процесс парообразования отличается только скоростью – у жидкостей это происходит гораздо быстрее.

Уровень опасности воспламеняющихся жидкостей зависит от температуры вспышки – наименьшей температуры конденсированного вещества, при которой пары над ним способны вспыхивать под воздействием источника воспламенения, но при этом горение после его устранения не возникает. Также на степень опасности воспламеняющихся жидкостей влияет температура воспламенения, диапазон воспламеняемости, скорость испарения, химическая активность под воздействием теплоты, плотность и скорость диффузии паров.

Легковоспламеняющимися жидкостями считают жидкости с температурой вспышки до 61°С (бензин, керосин), горючими – с температурой вспышки выше 61°С (кислоты, растительные и смазочные масла).

Пожары класса В

К возгоранию класса В может привести горение таких материалов:

• красок и лаков;
• легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;
• сжижаемых твердых веществ (парафинов, стеаринов).

1. Лаки, краски, эмали. Жидкости на водной основе менее опасны, чем масляные. Температура вспышки находящихся в составе красок, лаков и эмалей масел довольно высокая (около 200°С), однако находящиеся в них воспламеняющиеся растворители вспыхивают гораздо раньше – при температуре 32°С.

Краски горят хорошо, с выделением большого количества густого черного дыма и токсичных газов. При возгорании красок или лаков часто происходят взрывы емкостей, в которых они находятся.

Тушить краски, лаки и эмали водой нельзя из-за низкой температуры вспышки. Воду можно применять лишь для охлаждения окружающих предметов или тушения сухой краски.

Горение красок и лаков подавляют пеной, в некоторых случаях – углекислоту или порошковые огнетушители.

1. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Их сгорание сопровождается выделением нестандартных, свойственных именно таким жидкостям продуктов горения.

Спирты горят голубым прозрачным огнем с небольшим количеством дыма.

Горение жидких углеводородов характеризуется оранжевым пламенем и образованием густого темного дыма.

Эфиры и терпены горят в сопровождении кипения на их поверхности.

В процессе горения нефтепродуктов, масел и жиров выделяется ядовитый раздражающий газ акролеин.

Тушение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей является непростым делом, причем каждый пожар имеет свои особенности и последовательность его подавления. Для начала необходимо перекрыть попадание жидкости в очаг возгорания.

Окружающие предметы и емкости с горящими жидкостями следует охлаждать при помощи воды. Потушить пожар класса В можно разными способами:

• с небольшим возгоранием справится пенный или порошковый огнетушитель либо распыленная струя воды;
• в случае большого растекания горючей жидкости лучше пользоваться порошковыми огнетушителями в совокупности с пожарными рукавами для подачи пены;
• если жидкость горит на поверхности воды, то сначала надо ограничить ее растекание, а потом накрыть пламя пеной или мощной водной струей;
• при тушении оборудования, функционирующего на жидком топливе, необходимо применять распыленную воду или пену.

Парафины и другие подобные продукты нефтепереработки. Тушение их водой категорически запрещено и опасно. Небольшие возгорания можно подавить углекислотными огнетушителями. Крупные пожары – с помощью пены.

Зоны и классы пожаров.

Веществ.

Особенности горения твердых и жидких горючих материалов и

План лекции

Государственное высшее учебное заведение

“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Кафедра АОТ

Лекция №4

доц. Алексеенко С.А.

Часть 1. Пожарная безопасность

Тема №: Пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов.

(для студентов специальности 7.0903010 “Разработка месторождений и добыча полезных ископаемых”, специализация: 7.090301.05 “Охрана труда в горном производстве”).

Днепропетровск

1. Сущность процесса горения.

1. Демидов П.Г. Горение и свойства горючих веществ. М.: Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1962.-264с.

2. Основи охорони праці: Підручник./ К.Н. Ткачук, М.О. Халімовський, В.В. Зацарний, Д.В. Зеркалов, Р.В. Сабарно, О.І. Полукаров, В.С. Козьяков, Л.О. Митюк. За ред. К.Н. Ткачука і М.О. Халімовського. – К.: Основа, 2003 – 472 с. (Пожежна безпека – С. 394-461).

3. Булгаков Ю.Ф. Тушение пожаров в угольных шахтах. – Донецк: НИИГД, 2001.- 280 с.

4. Александров С.М., Булгаков Ю.Ф., Яйло В.В. Охорона праці у вугільній промисловості: Учбовий посібник для студентів гірничих спеціальностей вищих учбових закладів /Під заг. ред. Ю.Ф. Булгакова. – Донецьк: РІА ДонНТУ, 2004. – С.3-17.

5. Рожков А.П. Пожежна безпека: Навчальний посібник для студентів вищих закладів освіти України. – Київ: Пожінформтехніка, 1999.- 256 с.: іл.

6. Отраслевой стандарт ОСТ 78.2-73. Горение и пожарная опасность веществ. Терминология.

7. ГОСТ 12.1 004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

8. ГОСТ 12.1.010-76. ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования

9. ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

1. Сущность процесса горения.

Для лучшего понимания условий создания горючей среды, источников загорания, оценки и предупреждения взрывопожароопасности, а также выбора эффективных способов и средств системы пожарной безопасности необходимо иметь представление о природе процесса горения, его формах и видах.

Одним из первых химических явлений, с которым человечество познакомилось на заре своего существования, было горение.

Впервые правильное представление о процессе горения высказал русский ученый М.В. Ломоносов (1711-1765 г.г.), заложивший основы науки и установивший ряд важнейших законов современной химии и физики.

Горением называется экзотермическая реакция окисления веществ, которая сопровождается выделением дыма и возникновением пламени или излучением света.

Другими словами горение – это быстропротекающее химическое превращение веществ с выделением большого количества тепла и сопровождающееся ярким пламенем. Оно может явиться результатом окисления, т.е. соединением горючего вещества с окислителем (кислородом).

Это общее определение показывает, что им может быть не только реакция соединения, но и разложения.

Для возникновения горения необходимо одновременное наличие трех факторов: 1) горючего вещества; 2) окислителя; 3) начального теплового импульса (источника загорания) для сообщения горючей смеси горячей энергии. При этом, горючее вещество и окислитель должны находиться в необходимом соотношении один к одному и создавать таким образом горючую смесь, а источник загорания должен иметь соответствующую энергию и температуру, достаточную для начала реакции. Горючую смесь определяют термином «горючая среда». Это – среда, которая способна самостоятельно гореть после удаления источника загорания. Горючие смеси, в зависимости от соотношения горючего вещества и окислителя, делятся на бедные и богатые . В бедных смесях имеет место избыток окислителя, а у богатых – горючего вещества. Для полного загорания веществ и материалов в воздушной среде необходимо присутствие достаточного количества кислорода, чтобы обеспечить полное превращение вещества в его насыщенные окислы. При недостаточном количестве воздуха окисляется только часть горючего вещества. Остаток разлагаетсяс выделением большого количества дыма. При этом также образуются токсические вещества, среди которых наиболее распространенный продукт неполного сгорания – окись углерогда (СО), которая может привести к отравлению людей. При пожарах, как правило, горение осуществляется при недостатке кислорода, что серьезно осложняет пожаротушение вследствие ушудшения видимости или наличия токсических веществ в воздушной среде.

Следует отметить, что горение некоторых веществ (ацетилена, окиси этилена и др.), которые способны при разложении выделять большое количество тепла, возможно и при отсутствии воздуха.

2. Виды, разновидности и формы горения.

Горение может быть гомогенным и гетерогенным .

При гомогенном горении вещества, которые вступают в реакцию окисления, имеют одинаковое агрегатное состояние. Если начальные вещества находятся в разных агрегатных состояниях и существует явная граница разделения фаз в горючей системе, то такое горение называется гетерогенным.

Пожары, преимущественно, характеризуются гетерогенным горением.

Во всех случаях для горения характерны три стадии: возникновение , распространение и затухание пламени. Наиболее общими свойствами горения является способность (осередку) пламени перемещаться по всей горючей смеси путем передачи тепла или диффузии активных частей из зоны горения в свежую смесь. Отсюда возникает и механизм распространеня пламени, соответственно тепловой и диффузионный . Горение, как правило, проходит по комбинированному тепло-диффузионному механизму.

По скорости распространения пламени горение подразделяется на:

– дефлаграционное или нормальное – при этом горении скорость пламени находится в границах нескольких метров в секунду (до 10 м/с);

– взрывное – чрезвычайно быстрое химическое превращение, которое сопровождается выделением энергии и образованием сжатых газов, способных выполнять механическую работу (сотни м/с);

– детонационное – это горение распространяется со сверхзвуковой скоростью, которая достигает тысячи метров в секунду (до 5000 м/с).

Взрыв также сопровождается выделением тепла и излучением света. В то же время взрыв некоторых веществ представляет собой реакцию разложения, например:

2NCl 3 = 3Cl 2 + N 2 (1)

Взрывом называется чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, которое сопровождается выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Взрыв отличается от горения большой скоростью распространения огня. Так, например, скорость распространения пламени во взрывчатой смеси, находящейся в закрытой трубе – (2000 – 3000 м/с).

Сгорание смеси с такой скоростью называется детонацией. Возникновение детонации объясняется сжатием, нагревом и движением несгоревшей смеси перед фронтом пламени, приводящим к ускорению распространения пламени и возникновению в смеси ударной волны. Образующиеся при взрыве газовоздушной смеси воздушные ударные волны обладают большим запасом энергии и распространяются на значительные расстояния. Во время движения они разрушают сооружения и могут стать причиной несчастных случаев.

Горение веществ может протекать не только при соединении их с кислородом воздуха (как принято считать), но и при соединении с другими веществами. Известно, что горение многих веществ может происходить в среде хлора, серы, паров брома и т.п. Состав, агрегатное состояние и другие свойства горючих веществ (ГВ) различны, вместе с тем основные явления, протекающие при возникновении горения, одинаковы.

Горючие вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными .

Твердые горючие вещества , в зависимости от состава и строения, ведут себя при нагревании различно. Некоторые из них, например, каучук, сера, стеарин плавятся и испаряются. Другие же, например, древесина, бумага, каменный уголь, торф при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов и твердого остатка – угля. Третьи вещества при нагревании не плавятся и не разлагаются. К ним относится антрацит, древесный уголь и кокс.

Жидкие горючие вещества при нагревании испаряются, а некоторые могут и окисляться.

Таким образом, большинство горючих веществ вне зависимости от их начального агрегатного состояния при нагревании переходят в газообразные продукты . Соприкасаясь с воздухом, они образуют горючие смеси. Горючие смеси могут образовываться также и в результате распыления твердых и жидких веществ. Когда вещество образовало с воздухом горючую смесь, оно считается подготовленным к горению. Такое состояние вещества представляет большую пожарную опасность. Она определяется тем, что для воспламенения образовавшейся смеси не требуется мощного и длительно действующего источника воспламенения, смесь быстро воспламеняется даже от искры.

Подготовленность смеси к воспламенению определяется содержанием (концентрацией) в ней паров, пыли или газообразных продуктов.

Разновидности и формы горения.

Горение характеризуется многообразием разновидностей, форм и особенностей. Различают следующие разновидности и формы горения: вспышка; воспламенение; возгорание; самовоспламенение и самовозгорание.

Вспышка – это быстрое (мгновенное) воспламенение горючей смеси под действием теплового импульса без образования сжатых газов, которое не переходит в устойчивое горение.

Воспламенение – это относительно спокойное и продолжительное горение паров и газов горючих жидкостей, которое возникает под действием источника загорания. Воспламенение – это возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Возгорание – это горение, которое начинается без влияния (действия) источника зажигания (теплового импульса).

Самовоспламенение – это самовозгорание, которое сопровождается появлением пламени и начинается процесс воспламенения твердых, жидких и газообразных веществ, нагретых внешним источником тепла без соприкосновения с открытым огнем до определенной температуры.

Самовозгорание – это самовоспламенение, которое сопровождается появлением пламени. Это процесс самовозгорания твердых и сыпучих материалов, возникающий под действием их окисления без подвода тепла от внешних источников (каменный уголь, сульфидные руды, древесина, торф). Самовозгорание происходит в результате низкотемпературного окисления и самонагревания, обусловленного достаточным притоком к горючему веществу воздуха для окисления и недостаточным – для уноса образующегося при этом тепла.

Тление – горение без излучения света, которое, как правило, распознается по появлению дыма.

В зависимости от агрегатного состояния и особенностей горения разных горючих веществ и материалов, пожары согласно ГОСТ 27331-87 делятся на соответствующие классы и подклассы:

класс А – горение твердых веществ, которое сопровождается (подклассА1) или не сопровождается (подкласс А2) тлением;

класс В – горение жидких веществ, которые не растворяются (подкласс В1) и растворяются (подкласс В2) в воде;

класс С – горение газов;

класс D – горение легких металлов, за исключением щелосных (подкласс D1) щелочных (подкласс D2), а также металлосодержащих соединений (подкласс D3);

класс Е – горение электроустановок под напряжением.

3. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Методы их определения.

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов – это совокупность свойств, которые характеризуют их склонность к возникновению и распространению горения, особенности горения и способность поддаваться горению. По этим показателям ГОСТ 12.1.044-89 выделяет негорючие, трудногорючие и горючие материалы и вещества.

Негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, которые неспособны к горению или обугливанию в воздухе под влиянием огня или высокой температуры. Это материалы минерального происхождения и изготовленные на их основе материалы, - красный кирпич, силикатный кирпич, бетон, асбест, минеральная вата, азбестовый цемент и другие материалы, а также большинство металлов. При этом негорючие вещества могут быть пожароопасными, например, вещества, которые выделяют горючие продукты при взаимодействии с водой. Достаточным критерием для отнесения к этой группе является неспособность материала гореть при температуре среды 900°С, к этой группе относятся естественные и искусственные органические материалы и применяемые в строительстве, металлы.

Трудногорючие (трудносгораемые) вещества и материалы, которые способны воспламеняться, тлеть или обугливаться в воздухе от источника загорания, но не способные самостоятельно гореть или обугливаться после его удаления. К ним относятся материалы, соторые содержат сгораемые и несгораемые компоненты, например древесина при глубоком пропитывании антипирогенами (бешефитом); фибролит; войлок, пропитанный глинистым раствором, некоторые полимеры и другие материалы.

Горючие (сгораемые) – вещества и материалы, которые способны самостоятельно гореть (самозагораться), а также воспламеняться, тлеть или обугливаться от источника загорания или самостоятельно гореть после его удаления.

В свою очередь, в группе горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющиеся вещества и материалы – это вещества и материалы, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 с) действия источника загорания низкой энергии. С точки зрения пожарной безопасности решающее значение имеют показатели пожаровзрывоопасных свойств горючих веществ и материалов. ГОСТ 12.1.044-89 предусматривает свыше 20 таких показателей. Необходимый и достаточный для оценки пожаровзрывоопасности конкретного объекта перечень этих показателей зависит от агрегатного состояния вещества, вида горения (гомогенное или гетерогенное) и определяется специалистами.

Наименьшее значение температуры, при которой происходит вспышка смеси воздуха с парами горючей жидкости, называется температурой вспышки (t всп ) Степень пожарной опасности сгораемых жидкостей определяется температурой их вспышки. В соответствии с этим сгораемые жидкости разделяются на следующие классы:

1-й класс: t всп < – 13 о C;

2-й класс: t всп = – 13…28 о C

3-й класс: t всп = 29… 61°С;

4-й класс: t всп = 62…120°С;

5-й класс: t всп > 120°С;

Жидкости первых трех классов условно относятся к легковоспламеняющимся (ЛВЖ ). Характерными особенностями ЛВЖ является то, что большинство из них даже при обычных температурах в производственных помещениях, могут образовывать паровоздушные смеси с концентрациями в границах распространения пламени, т.е. взрывоопасные смеси.

К ЛВЖ относятся: бензин (t всп от - 44 до -17°С); бензол (t всп -12 о С); метиловый спирт (t всп =8 о С); этиловый спирт (t всп =13 о С); тракторный керосин (t всп =4-8 о С) и др.

Жидкости 4-го и 5-го классов относятся к горючим жидкостям (ГЖ )

К ГЖ относятся: осветительный керосин (t всп = 48-50 о С); вазелиновое масло (t всп =135 о С); трансформаторное масло (t всп =160 о С); машинное масло (t всп =170 о С) и др.

При воспламенении выделяется достаточное количество тепла для образования паров и газов горючей жидкости, обеспечивающих непрерывное пламенное горение и после воздействия теплового импульса. Наименьшее значение температуры, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет пары или газы с такой скоростью, что после их загорания от внешнего источника наблюдается вспышка – начало устойчивого горения, называется температурой воспламенения (t вспл.).

Температуры вспышки и воспламенения жидкостей очень близки, что определяет их большую пожароопасность.

Температура вспышки и воспламенения жидкостей отличается на 5-25 о С. Чем ниже температура вспышки жидкости, тем меньшей является эта разница, и, соответственно, более пожароопасная жидкость. Температура воспламенения используется при определении группы горючести веществ, при оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Температура самовоспламенения (t свпл) – это наименьшая температура веществ, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, что приводит к возникновению пламенного горения или взрыва при отсутствии внешненго источника пламени. Температура самовоспламенения веществ зависит от ряда факторов и изменяется в широких пределах. Наиболее значительной является зависимость температуры самовоспламенения конкретного вещества от объема и геометрической формы горючей смеси. С увеличением объёма горючей смеси при неизменной её форме температура самовоспламененя уменьшается, потому что создаются более благоприятные условия для накопления тепла в горючей смеси. При уменьшении объема горючей смеси температура её самовоспламенения повышается.

Для каждой горючей смеси существует критический объем, в котором самовоспламенение не происходит вследствие того, что площадь теплоотдачи, которая приходится на единицу объёма горючей смеси, настолько велика, что скорость теплообразования за счет реакции окисления даже при очень высоких температурах не может превышать скорость отвода тепла. Это свойство горючих смесей используется при создании преград для распространения пламени. Значение температуры самовоспламенения используется для выбора типа взрывозащитного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывоопасности технологических процессов, а также при разработке стандартов или технических условий на вещества и материалы.

Температура самовоспламенения (t свпл) горючей смеси значительно превышает температуру вспышки (t всп ) и температуру воспламенения (t вспл.) – на сотни градусов.

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 “ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования” в зависимости от температуры вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). ЛВЖ имеют температуру вспышки не более чем 61°С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом тигле), а ГЖ – имеют температуру вспышки свыше 61°С.

ЛВЖ – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться от кратковременного воздействия пламени спички, искры, накаленного электропровода и тому подобных источников загорания с низкой энергией. К ним относятся практически все горючие газы (например, водороды, метан, окись углерода и т.п.), горючие жидкости с температурой вспышки не более 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле (например, ацетон, бензин, бензол, толуол, этиловый спирт, керосин, скипидар и др.), а также все твердые вещества (материалы), которые возгораются от пламени спички или горелки, прем горение распространяется по поверхности горизонтально расположенного испытуемого образца (например, сухая древесная стружка, полистирол и др.).

Трудновоспламеняющиеся – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламенятся только под воздействия мощного источника зажигания (например, поливинилхлоридная конвейерная лента, карбамидный пенопласт для герметизации поверхности горного массива в подземных выработках, гибкие электрические кабели с изоляцией из поливинилхлорида, вентиляционные трубы из виниле кожи и др.).

Пожароопасные свойства твердых веществ и материалов характеризуются склонностью к горению (возгоранию), особенностями горения, свойством поддаваться тушению теми или другими способами.

Разные по химическим составам твердые материалы и вещества горят неодинаково. Горение твердых веществ имеет многостадийный характер. Простые твердые вещества (антрацит, кокс, сажа и т.п.), которые представляют собой химически чистый углерод, разогреваются или тлеют без образования искр, пламени и дыма, поскольку нет необходимости разлагаться перед тем, как вступить в реакцию с кислородом воздуха.

Горение сложных по химическому составу твердых горючих веществ (дерево, каучук, пластмассы и т.п.) происходит в две стадии: разложение, которое не сопровождается пламенем и излучением света; горение, которое характеризуется наличием пламени или тления.

Предприятия, на которых перерабатываются или используются горючие жидкости, представляют собой большую пожарную опасность. Это объясняется тем, что горючие жидкости легко воспламеняются, интенсивнее горят, образуют взрывоопасные паровоздушные смеси и плохо поддаются тушению водой.
Горение жидкостей происходит только в паровой фазе. Скорость испарения и количество паров жидкости зависят от ее природы и температуры. Количество насыщенных паров над поверхностью жидкости зависит от ее температуры и атмосферного давления. В состоянии насыщения число испаряющихся молекул равно числу конденсирующихся, и концентрация пара остается постоянной. Горение паровоздушных смесей возможно только в определенном диапазоне концентраций, т.е. они характеризуются концентрационными пределами распространения пламени (НКПРП и ВКПРП).
Нижние (верхние) концентрационные пределы распространения пламени – минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.
Концентрационные пределы могут быть выражены через температуру (при атмосферном давлении). Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам распространения пламени, называются температурными пределами распространения пламени (воспламенения) (нижним и верхним соответственно – НТПРП и ВТПРП).
Таким образом, процесс воспламенения и горения жидкостей можно представить следующим образом. Для воспламенения необходимо, чтобы жидкость была нагрета до определенной температуры (не меньше нижнего температурного предела распространения пламени). После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспламенения.
В соответствии с ГОСТ 12.1.044 "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов ", температурой вспышки называется наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. Температура вспышки соответствует нижнему температурному пределу воспламенения.
Температуру вспышки используют для оценки воспламеняемости жидкости, а также при разработке мероприятий для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности ведения технологических процессов.
Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при котором интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение.
В зависимости от численного значения температуры вспышки жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ).
К легковоспламеняющимся жидкостям относятся жидкости с температурой вспышки не более 61 о С в закрытом тигле или 66 о С в открытом тигле.
Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 о С выше температуры вспышки, а для горючих жидкостей эта разница может достигать 30-35?С.
В соответствии с ГОСТ 12.1.017-80, в зависимости от температуры вспышки ЛВЖ подразделяются на три разряда.
Особо опасные ЛВЖ – с температурой вспышки от -18 о С и ниже в закрытом тигле или от -13 о С и ниже в открытом тигле. К особо опасным ЛВЖ относятся ацетон, диэтиловый спирт, изопентан и др.
Постоянно опасные ЛВЖ – это горючие жидкости с темпе-ратурой вспышки от -18 о С до +23 о С в закрытом тигле или от -13 о С до +27 о С в открытом тигле. К ним относятся бензил, толуол, этило-вый спирт, этилацетат и др.
Опасные при повышенной температуре ЛВЖ – это горючие жидкости с температурой вспышки от 23 о С до 61 о С в закрытом тигле. К ним относятся хлорбензол, скипидар, уайт-спирит и др.
Температура вспышки жидкостей , принадлежащих к одному классу (жидкие углеводороды, спирты и др.), закономерно изменяется в гомологическом ряду, повышаясь с увеличением молекулярной массы, температуры кипения и плотности. Температуру вспышки определяют экспериментальным и расчетным путем.
Экспериментально температуру вспышки определяют в при-борах закрытого и открытого типа:
– в закрытом тигле на приборе Мартенса-Пенского по методике, изложенной в ГОСТ 12.1.044-89, – для нефтепродуктов;
– в открытом тигле на приборе ТВ ВНИИПО по методике, приведенной в ГОСТ 12.1.044-89, – для химических органических продуктов и на приборе Бренкена по методике, изложен-ной в том же ГОСТе, – для нефтепродуктов и масел.