Горючая среда Среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания Источник: ГОСТ 12.1.004-91 * Горючая среда - среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания; Источник: Федеральный закон "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" от 22.07.2008г. № 123-ФЗ (ст.2)
Для горения необходимы горючее вещество, кислород (или иной окислитель) и источник воспламенения.
Чтобы возникло горение, горючее вещество должно быть нагрето до определенной температуры источником воспламенения (пламенем, искрой, накаленным телом) или тепловым проявлением какого-либо другого вида энергии: химической (экзотермическая реакция), механической (удар, сжатие, трение) и т. д. Выделившиеся при нагревании горючего вещества пары и газы смешиваются с воздухом и окисляются, образуя горючую среду. По мере накопления тепла в результате окисления газов и паров скорость химической реакции увеличивается, вследствие чего происходит самовоспламенение горючей смеси и появляется пламя.
С появлением пламени наступает горение, которое при благоприятных условиях продолжается до полного сгорания вещества. В установившемся процессе горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т. е. область, где протекает химическая реакция, выделяется тепло и излучается свет.
Для возникновения и протекания горения горючее вещество н кислород должны находиться в определенном количественном соотношении. Содержание кислорода в воздухе для большинства горючих веществ должно быть не менее 14-18%.
Статья 49.123-ФЗ Способы исключения условий образования горючей среды
Исключение условий образования горючей среды должно обеспечиваться одним или несколькими из следующих способов:
1) применение негорючих веществ и материалов;
2) ограничение массы и (или) объема горючих веществ и материалов;
3) использование наиболее безопасных способов размещения горючих веществ и материалов, а также материалов, взаимодействие которых друг с другом приводит к образованию горючей среды;
4) изоляция горючей среды от источников зажигания (применение изолированных отсеков, камер, кабин);
5) поддержание безопасной концентрации в среде окислителя и (или) горючих веществ;
6) понижение концентрации окислителя в горючей среде в защищаемом объеме;
7) поддержание температуры и давления среды, при которых распространение пламени исключается;
8) механизация и автоматизация технологических процессов, связанных с обращением горючих веществ;
9) установка пожароопасного оборудования в отдельных помещениях или на открытых площадках;
10) применение устройств защиты производственного оборудования, исключающих выход горючих веществ в объем помещения, или устройств, исключающих образование в помещении горючей среды;
11) удаление из помещений, технологического оборудования и коммуникаций пожароопасных отходов производства, отложений пыли, пуха.
Статья 50. 123-ФЗ Способы исключения условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания
1. Исключение условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания должно достигаться одним или несколькими из следующих способов:
1) применение электрооборудования, соответствующего классу пожароопасной и (или) взрывоопасной зоны, категории и группе взрывоопасной смеси;
2) применение в конструкции быстродействующих средств защитного отключения электроустановок и других устройств, приводящих к появлению источников зажигания;
3) применение оборудования и режимов проведения технологического процесса, исключающих образование статического электричества;
4) устройство молниезащиты зданий, сооружений, строений и оборудования;
5) поддержание безопасной температуры нагрева веществ, материалов и поверхностей, которые контактируют с горючей средой;
6) применение способов и устройств ограничения энергии искрового разряда в горючей среде до безопасных значений;
7) применение искробезопасного инструмента при работе с легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами;
8) ликвидация условий для теплового, химического и (или) микробиологического самовозгорания обращающихся веществ, материалов и изделий;
9) исключение контакта с воздухом пирофорных веществ;
10) применение устройств, исключающих возможность распространения пламени из одного объема в смежный.
2. Безопасные значения параметров источников зажигания определяются условиями проведения технологического процесса на основании показателей пожарной опасности обращающихся в нем веществ и материалов, определенных в статье 11 настоящего Федерального закона.
Факультет Систем Защит и Безопасности
Кафедра Защита в Чрезвычайных ситуация
« Условия образования горючих сред»
Выполнил: ст.гр. 08-З3 Былинкин А
Проверил: Погодин Г
Горючая среда.
Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электроток.
Наличие окислителя, например, кислорода воздуха.
Горючая среда
Среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания
Горючая среда
Среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания;
Горючая среда – совокупность веществ, материалов, оборудования и конструкций, способных гореть.
Для горения необходимы горючее вещество, кислород (или иной окислитель) и источник воспламенения.
Чтобы возникло горение, горючее вещество должно быть нагрето до определенной температуры источником воспламенения (пламенем, искрой, накаленным телом) или тепловым проявлением какого-либо другого вида энергии: химической (экзотермическая реакция), механической (удар, сжатие, трение) и т. д. Выделившиеся при нагревании горючего вещества пары и газы смешиваются с воздухом и окисляются, образуя горючую среду. По мере накопления тепла в результате окисления газов и паров скорость химической реакции увеличивается, вследствие чего происходит самовоспламенение горючей смеси и появляется пламя.
С появлением пламени наступает горение, которое при благоприятных условиях продолжается до полного сгорания вещества. В установившемся процессе горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т. е. область, где протекает химическая реакция, выделяется тепло и излучается свет.
Для возникновения и протекания горения горючее вещество н кислород должны находиться в определенном количественном соотношении. Содержание кислорода в воздухе для большинства горючих веществ должно быть не менее 14-18%.
Пожары или взрывы в зданиях и сооружениях могут возникать либо в результате взрыва технологического оборудования, находящегося в этих зданиях и сооружениях, либо в результате пожара или взрыва непосредственно в помещении, в котором используются горючие вещества и материалы.
Причинами образования взрывоопасной среды в технологическом оборудовании могут быть:
Некоторые технологические процессы в нормальном режиме (окисление органических жидкостей, окрасочные и сушильные камеры, пневмотранспортировка измельченных материалов и т.п.);
Подсос воздуха в аппараты, находящиеся под разряжением (вакуумные ректификационные колонны);
Мойка и очистка деталей в растворителях…
Причинами образования взрывоопасной среды непосредственно в помещении могут быть: выброс или утечка горючего газа, легковоспламеняющейся жидкости или горючей пыли из технологического оборудования в результате неисправности аппаратуры, потери прочности, неправильной деятельности персонала, внезапного отключения вентиляции и других причин.
Образование горючей среды
На промышленных, сельскохозяйственных и других предприятиях хранятся и перерабатываются разные по своим физико-химическим и пожаровзрывоопасным свойствам жидкие, твердые и газообразные вещества. Например, жидкости могут находиться и в герметично закрытых, и в открытых емкостях, а газы, в том числе и сжиженные, - только в герметично закрытых аппаратах. Упругость паров жидкости над ее зеркалом в аппарате приближается или равняется давлению насыщенных паров при данной температуре, в то время как концентрация газов в аппаратах от температурного режима не зависит.
Твердые вещества и материалы в большинстве случаев хранятся и перерабатываются открыто, то есть без специальных укрытий и изоляции. В этих случаях, когда вещества способны к самовозгоранию в воздухе или процесс их обработки сопровождается образованием пыли и продуктов разложения, обработку твердых веществ осуществляют без доступа воздуха или в закрытых аппаратах с местной системой улавливания пыли. При этом условия образования опасных концентраций в аппаратах с пылью несколько отличается от условий в аппаратах с жидкостями и газами.
Опасные концентрации горючих веществ и материалов в технологических процессах производства могут образовываться как при нормальной эксплуатации технологического оборудования, так и при его повреждениях и разрушениях.
При нормальной работе оборудования опасность представляет образование горючей среды (смесь горючего вещества с окислителем в определенном соотношении) в средине аппаратов с горючими веществами.
В соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 в технологическом оборудовании и производственных помещениях с наличием горючих газов и жидкостей горючая среда образуется при выполнении следующего условия:
где - рабочая (действительная) концентрация газа или паров жидкости в аппарате, помещении,или 0% об;
Соответственно нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени,или 0% об (справочные данные).
Для технологического оборудования и производственных помещений с наличием горючей пыли условие пожаровзрывоопасности имеет следующий вид:
где - рабочая (действительная) концентрация пыли во взвешенном и осевшем состоянии в аппарате или в помещении,;
Нижний концентрационный предел распространения пламени, (справочные данные).
Таким образом, оценку возможности образования горючей среды в технологическом оборудовании можно произвести из выше приведенных условий, определив при этом действительную рабочую концентрацию горючих веществ в аппаратах или производственных помещениях.
Рабочая концентрация горючего газа в технологическом оборудовании определяется расчетом или экспериментально, а также исходя из данных технологического регламента. При этом необходимо учитывать, что нормальные работающие аппараты с газами чаще всего связаны с избыточным давлением, т.е. полностью заполнены, следовательно, рабочая концентрация газа в них составляет 100%.
В отличие от аппарата с газами, аппараты с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями в целях безопасности никогда не заполняются полностью. Это связано со свойствами жидкостей испаряться в зависимости от температуры. В связи с этим аппараты, резервуары, емкости с горючими жидкостями над зеркалом жидкости имеют определенное свободное пространство, которое постепенно насыщается парами горючей жидкости при ее испарении. При наличии в этом пространстве воздуха пары жидкости смешиваются с ним и могут образовываться взрывоопасные смеси. При повышении температуры концентрация паров жидкости в свободном пространстве увеличивается и равномерно распределяется по высоте аппарата. При длительном хранении горючих жидкостей концентрация ее паров над зеркалом жидкости становится насыщенной, то есть
Оценить возможность образования горючей среды в аппаратах с горючими жидкостями можно из условия (1).
Концентрация насыщенных паров жидкости определяется величиной давления насыщенных парови рабочего давленияв объме паровоздушного пространства аппарата:
Давление насыщенных паров жидкости зависит от ее температуры и определяется по уравнению Антуана:
,
(4)
где - давление насыщенных паров при рабочей температуре жидкости, Па;
Рабочая температура жидкости, ;
Константы Антуана, зависящие от свойств жидкости, справочные данные.
Таким образом, условиями образования горючей среды в технологическом оборудовании с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями являются:
Наличие свободного пространства в аппарате;
Наличие окислителя;
В аппаратах с горючими газами горючая среда образуется, если выполняются следующие условия:
Наличие окислителя;
Выполнение условия пожаровзрывоопасности (1).
В технологическом оборудовании с горючими пылями пожаровзрывоопасной будет среда при:
Наличии окислителя;
Выполнении условия пожаровзрывоопасности (2).
Основными причинами образования горючей среды внутри и вне технологического оборудования есть: разгерметизация и разрушение аппаратов, нарушение безопасных режимов ведения технологических процессов, а также применение незавершенных технологических процессов (открытая обработка и транспортирование веществ и материалов и т.п.).
Пример: г. Сумгаит, ПО „Оргсинтез”, 1998 г. Во время слива сжиженного газа с шаровых емкостей - 600 куб.м - произошел взрыв. Взрывной волной был переброшен соседний резервуар. С пробитого осколками корпуса мощной струей било пламя. Еще 8 резервуаров были охвачены пламенем, горела сливо-наливная эстакада. Площадь пожара составляла 6000 кв.м. Непосредственной причиной взрыва и пожара стало нарушение технологии хранения бутадиена. От длительного хранения продукта на днище емкости образовался пласт перекисных соединений и началась неуправляемая реакция полимеризации с повышением температуры и давления, что и привело к взрыву.
Наибольшую опасность для производства представляют повреждения и аварии технологического оборудования, в результате которых значительное количество горючих веществ выходит наружу и приводит к опасным накоплениям горючих паров, пылей и газов в помещениях. Аварии при этом сопровождаются высокой загазованностью помещений, территорий, разливом жидкостей на большие площади.
Последствия повреждений или аварий будут зависеть от размеров аварии, а также от пожаровзрывоопасных свойств веществ, выходящих наружу из аппаратов, а также от их температуры и давления.
Системы предотвращения пожара
Целью создания систем предотвращения пожаров является исключение условий возникновения пожаров. Исключение условий возникновения пожаров достигается исключением условий образования горючей среды и (или) исключением условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания.
Определения и термины
Пожар - неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
Горение - это физико-химический процесс, сопровождающийся выделением тепла, света и продуктов сгорания (дыма). Приближенно можно описать природу горения как бурно идущее окисление .
Для того, чтобы произошло возгорание, необходимо наличие трех условий (так называемый Пожарный треугольник ):
Горючая среда.
Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электроток.
Наличие окислителя, например, кислорода воздуха.
Сущность горения заключается в следующем: нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяются также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения называется временем воспламенения.
К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:
1) пламя и искры;
2) тепловой поток;
3) повышенная температура окружающей среды;
4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;
6) снижение видимости в дыму.
К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:
1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
применение устройств, исключающих возможность распространения пламени из одного объема в смежный.
Безопасные значения параметров источников зажигания определяются условиями проведения технологического процесса на основании показателей пожарной опасности обращающихся в нем веществ и материалов, определенных в статье 11 федерального закона № 123-ФЗ.
Системы и средства противопожарной защиты объектов ТГУ.
Защита людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий их воздействия обеспечиваются одним или несколькими из следующих способов:
1) применение объемно-планировочных решений и средств, обеспечивающих ограничение распространения пожара за пределы очага;
2) устройство эвакуационных путей, удовлетворяющих требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре;
Для обеспечения безопасной эвакуации людей должны быть:
а) установлены необходимое количество, размеры и соответствующее конструктивное исполнение эвакуационных путей и эвакуационных выходов;
б) обеспечено беспрепятственное движение людей по эвакуационным путям и через эвакуационные выходы;
в) организованы оповещение и управление движением людей по эвакуационным путям (в том числе с использованием световых указателей, звукового и речевого оповещения).
В связи с чем, при эксплуатации эвакуационных путей и выходов запрещается:
Производить изменения объемно-планировочных решений, в результате которых ухудшаются условия безопасной эвакуации людей;
Загромождать эвакуационные пути и выходы (в том числе проходы, коридоры, тамбуры, галереи, лифтовые холлы, лестничные площадки, марши лестниц, двери, эвакуационные люки) различными материалами, изделиями, оборудованием, производственными отходами, мусором и другими предметами, а также забивать двери эвакуационных выходов;
Устраивать в тамбурах выходов сушилки и вешалки для одежды, гардеробы, а также хранить (в том числе временно) инвентарь и материалы;
Устраивать на путях эвакуации пороги (за исключением порогов в дверных проемах), раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, вращающиеся двери и турникеты, а также другие устройства, препятствующие свободной эвакуации людей;
Применять горючие материалы для отделки, облицовки и окраски стен и потолков, а также ступеней и лестничных площадок на путях эвакуации (кроме зданий V степени огнестойкости);
Фиксировать самозакрывающиеся двери лестничных клеток, коридоров, холлов и тамбуров в открытом положении , а также снимать их;
Остеклять или закрывать жалюзи воздушных зон в незадымляемых лестничных клетках;
Заменять армированное стекло обычным в остеклении дверей и фрамуг;
Снимать предусмотренные проектом двери эвакуационных выходов из поэтажных коридоров, холлов, фойе, тамбуров и лестничных клеток, другие двери, препятствующие распространению опасных факторов пожара на путях эвакуации;
Загромождать мебелью, оборудованием и другими предметами двери, люки на балконах и лоджиях, переходы в смежные секции и выходы на наружные эвакуационные лестницы;
Остеклять балконы, лоджии и галереи, ведущие к незадымляемым лестничным клеткам;
Устраивать в лестничных клетках и поэтажных коридорах кладовые (чуланы), также хранить под лестничными маршами и на лестничных площадках вещи, мебель и другие горючие материалы.
Двери на путях эвакуации должны открываться свободно и по направлению выхода из здания, а запоры на дверях эвакуационных выходов должны обеспечивать людям, находящимся внутри здания (сооружения), возможность свободного открывания запоров изнутри без ключа.
3) оборудование зданий системами обнаружения пожара (установками и системами пожарной сигнализации), оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре ;
В связи с чем:
Установки пожарной автоматики (АУПС, СОУЭ) должны всегда находиться в исправном состоянии и постоянной готовности (перевод установок с автоматического пуска на ручной не допускается);
Объемные самосветящиеся знаки пожарной безопасности с автономным питанием и от электросети, используемые на путях эвакуации (в том числе световые указатели “Эвакуационный (запасный) выход”, “Дверь эвакуационного выхода”), должны постоянно находиться в исправном и включенном состоянии;
Для управления эвакуацией необходимо использовать знаки пожарной безопасности
Регламентные работы по техническому обслуживанию и планово-предупредительному ремонту (ТО и ППР) автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения, систем противодымной зашиты, оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией осуществляются в соответствии с годовым планом-графиком, составляемым с учетом технической документации заводов-изготовителей сроками проведения ремонтных работ. ТО и ППР выполняет специализированная организациия, имеющей лицензию, по договору.
4) применение систем коллективной защиты (в том числе противодымной) и средств индивидуальной защиты людей от воздействия опасных факторов пожара;
5) применение основных строительных конструкций с пределами огнестойкости и классами пожарной опасности, соответствующими требуемым степени огнестойкости и классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений и строений, а также с ограничением пожарной опасности поверхностных слоев (отделок, облицовок и средств огнезащиты) строительных конструкций на путях эвакуации;
6) применение огнезащитных составов (в том числе антипиренов и огнезащитных красок) и строительных материалов (облицовок) для повышения пределов огнестойкости строительных конструкций;
7) устройство аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного стравливания горючих газов из аппаратуры;
8) устройство на технологическом оборудовании систем противовзрывной защиты;
9) применение первичных средств пожаротушения;
10) применение автоматических установок пожаротушения;
11) организация деятельности подразделений пожарной охраны.
Все горючие (сгораемые) вещества содержат углерод и водород, основные компоненты газо-воздушной смеси, участвующие в реакции горения. Температура воспламенения горючих веществ и материалов различна и не превышает для большинства 300°С.
Физико-химические основы горения заключаются в термическом разложении вещества или материала до углеводородных паров и газов, которые под воздействием высоких температур вступают в химическое воздействие с окислителем (кислородом воздуха), превращаясь в процессе сгорания в углекислый газ (двуокись углерода), угарный газ (окись углерода), сажу (углерод) и воду, и при этом выделяется тепло и световое излучение.
Воспламенение представляет собой процесс распространение пламени по газопаровоздушной смеси. При скорости истечения горючих паров и газов с поверхности вещества равной скорости распространения пламени по ним наблюдается устойчивое пламенное горение. Если же скорость пламени больше скорости истечения паров и газов, то происходит выгорание газопаровоздушной смеси и самозатухание пламени, т.е. вспышка. В зависимости от скорости истечения газов и скорости распространения пламени по ним можно наблюдать:
Горение на поверхности материала, когда скорость выделения горючей смеси с поверхности материала равна скорости распространения огня по ней;
Горение с отрывом от поверхности материала, когда скорость выделения горючей смеси больше скорости распространения пламени по ней.
Горение газопаровоздушной смеси подразделяется на диффузионное или кинетическое. Основным отличием является содержание или отсутствие окислителя (кислорода воздуха) непосредственно в горючей газопаровоздушной смеси.
Кинетическое горение представляет собой горение предварительно перемешанных горючих газов и окислителя (кислорода воздуха). На пожарах этот вид горения встречается крайне редко. Однако он часто встречается в технологических процессах: в газовой сварке, резке и т.п.
При диффузионном горении окислитель поступает в зону горения извне. Поступает он, как правило, снизу пламени вследствие разрежения, которое создается у его основания. В верхней части пламени, выделяющееся в процессе горения тепло, создает давление. Основная реакция горения (окисления) происходит на границе пламени, поскольку истекающие с поверхности вещества газовые смеси препятствуют проникновению окислителя вглубь пламени (вытесняют воздух). Большая часть горючей смеси в центре пламени, не вступившая в реакцию окисления с кислородом, представляет собой продукты неполного горения (СО, СН, углерод и пр.).
Диффузионное горение, в свою очередь, бывает ламинарным (спокойным) и турбулентным (неравномерным во времени и пространстве). Ламинарное горение характерно при равенстве скоростей истечения горючей смеси с поверхности материала и скорости распространения пламени по ней. Турбулентное горение наступает, когда скорость выхода горючей смеси значительно превышает скорость распространения пламени. В этом случае граница пламени становится неустойчивой вследствие большой диффузии воздуха в зону горения. Неустойчивость вначале возникает у вершины пламени, а затем перемещается к основанию. Такое горение встречается на пожарах при объемном его развитии*(см. ниже).
Горение веществ и материалов возможно только при определенном количестве кислорода в воздухе. Содержание кислорода, при котором исключается возможность горения различных веществ и материалов, устанавливается опытным путем. Так, для картона и хлопка самозатухание наступает при 14% (об.) кислорода, а полиэфирной ваты - при 16% (об.).
Исключение окислителя (кислорода воздуха) является одной из мер пожарной профилактики. Поэтому хранение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, карбида кальция, щелочных металлов, фосфора должно осуществляться в плотно закрытой таре.
Источники зажигания
Необходимым условием воспламенения горючей смеси являю источники зажигания. Источники зажигания подразделяются на открытый огонь, тепло нагревательных элементов и приборов, электрическую энергию, энергию механических искр, разрядов статического электричества и молнии, энергию процессов саморазогревания веществ и матери лов (самовозгорание) и т.п. Выявлению имеющихся на производстве источников зажигания должно быть уделено особое внимание.
Характерные параметры источников зажигания принимаются:
Температура канала молнии - 30000°С при силе тока 200000 А и времен действия около 100 мкс. Энергия искрового разряда вторичного воздействия молнии превышает 250 мДж и достаточна для воспламенения горючих материалов минимальной энергией зажигания до 0,25 Дж. Энергия искровых разрядов при заносе высокого потенциала в здание по металлическим коммуникациям достигает значений 100 Дж и более, что достаточно для воспламенения всех горючих материалов.
Поливинилхлоридная изоляция электрического кабеля (провода) воспламеняется при кратности тока короткого замыкания более 2,5.
Температура сварочных частиц и никелевых частиц ламп накаливания достигает 2100°С. Температура капель при резке металла 1500°С. Температура дуги при сварке и резке достигает 4000°С.
Зона разлета частиц при коротком замыкании при высоте расположения провода 10 м колеблется от 5 (вероятность попадания 92%) до 9 (вероятное попадания 6%) м; при расположении провода на высоте 3 м - от 4 (96%) до 8 (1%); при расположении на высоте 1 м - от 3 (99%) до 6 м (6%).
Максимальная температура, "С, на колбе электрической лампочки накаливания зависит от мощности, Вт: 25 Вт - 100°С; 40 Вт - 150°С; 75 Вт - 25 100 Вт - 300°С; 150 Вт - 340°С; 200 Вт - 320°С; 750 Вт - 370°С.
Искры статического электричества, образующегося при работе людей с движущимися диэлектрическими материалами, достигают величин от 2,5 до 7,5 мДж.
Температура пламени (тления) и время горения (тления), °С (мин), некоторых малокалорийных источников тепла: тлеющая папироса - 320-410 (2-2,5); тлеющая сигарета - 420-460 (26-30); горящая спичка - 620-640 (0,33).
Для искр печных труб, котельных, труб паровозов и тепловозов, а также других машин, костров установлено, что искра диаметром 2 мм пожароопасна, если имеет температуру около 1000°С, диаметром 3 мм - 800°С, диаметром 5 мм - 600 градусов.
Самовозгорание
Самовозгорание присуще многим горючим веществам и материалам. Это отличительная особенность данной группы материалов.
Самовозгорание бывает следующих видов: тепловое, химическое, микробиологическое.
Тепловое самовозгорание выражается в аккумуляции материалом тепла, в процессе которого происходит самонагревание материала. Температура самонагревания вещества или материала является показателем его пожароопасности. Для большинства горючих материалов этот показатель лежит в пределах от 80 до 150°С: бумага - 100°С; войлок строительный - 80°С; дерматин - 40°С; древесина: сосновая - 80, дубовая 100, еловая - 120°С; хлопок-сырец - 60°С. Продолжительное тление до начала пламенного горения является отличительной характеристикой процессов теплового самовозгорания. Данные процессы обнаруживаются по длительному и устойчивому запаху тлеющего материала.
Химическое самовозгорание сразу проявляется в пламенном горении. Для органических веществ данный вид самовозгорания происходит при контакте с кислотами (азотной, серной), растительными и техническими маслами. Масла и жиры, в свою очередь, способны к самовозгоранию в среде кислорода. Неорганические вещества способны самовозгораться при контакте с водой (например, гидросульфит натрия). Спирты самовозгораются при контакте с перманганатом калия. Аммиачная селитра самовозгорается при контакте с суперфосфатом и пр.
Микробиологическое самовозгорание связано с выделением тепловой энергии микроорганизмами в процессе жизнедеятельности в питательной для них среде (сено, торф, древесные опилки и т.п.).
На практике чаще всего проявляются комбинированные процессы самовозгорания: тепловые и химические.
Условия распространения пожара.
Развитие пожара зависит от многих факторов: физико-химических свойств горящего материала; пожарной нагрузки, под которой понимается масса всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в горящем помещении; скорости выгорания пожарной нагрузки; газообмена очага пожара с окружающей средой и с внешней атмосферой и т.п.
В зависимости от средней скорости выгорания веществ и материалов развитие пожара может принимать ту или иную динамику.
Пример бензин выгорает со скоростью 61,7-10 3 ; дизельное топливо - 42,0-10 3 ; мебель в жилых и административных зданиях влажностью 8-10% - 14,0-10 3 ; книги, журналы - 4,2-10 3 ; резина - 11,2-Ю 3 ; хлопок+капрон (3:1) - 12,5-10 3 кг/(м 2 -с).
В источниках приводятся общие схемы развития пожара, которые включают несколько основных фаз (экспериментальные данные для помещения размером 5x4x3 м, отношением площади оконного проема и площади пола 25%, пожарной нагрузкой 50 кг/м 2 - древесные бруски):
I фаза (10 мин) - начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар (1-3 мин) и рост зоны горения (5-6*мин). В течение первой фазы происходит преимущественно линейное распространение огня вдоль горючего вещества или материала. Горение сопровождается обильным дымовыделением, что затрудняет определение места очага пожара. Среднеобъемная температура повышается в помещении до 200°С (темп увеличения среднеобъемной температуры в помещении 15°С в 1 мин). Приток воздуха в помещение увеличивается. Поэтому очень важно в это время обеспечить изоляцию помещения от наружного воздуха (не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара) и вызвать пожарные подразделения. Если очаг пожара виден, необходимо по возможности принять меры тушению пожара первичными средствами пожаротушения.
Продолжительность I фазы составляет 2-30% продолжительности пожара
II фаза (30-40 мин) - стадия объемного развития пожара.
Бурный процесс, температура внутри помещения поднимается до 250-300° начинается объемное развитие пожара, когда пламя заполняет весь объем помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно, дистанционно, через воздушные разрывы. Разрушение остекления через 15-20 ми от начала пожара. Из-за разрушения остекления приток свежего воздуха резко увеличивает развитие пожара. Темп увеличения среднеобъемной температуры - до 50°С в 1 мин. Температура внутри помещения повышается с 500-600 до 800 - 900°С. Максимальная скорость выгорания, - 10-12 мин.
Стабилизация пожара происходит на 20-25 минуте от начала пожара и продолжается 20-30 мин.
III фаза - затухающая стадия пожара.
Догорание в виде медленного тления.
Температурное поле внутреннего пожара неравномерно в объем помещения. Так, по данным, при горении бензина на площади 2 в помещении объемом 100 м 3 на 15 минуте в зоне горения температур составила 900°С, а в самой удаленной точке 200°С. При этом у потолка температура достигала 800°С и более, по центру высоты помещения 500°С, у пола - 200°С.
Нагретые продукты горения преимущественно концентрируются верхней части помещения, что особенно характерно для помещений высокими потолками. Поэтому в условиях задымленного помещения наилучшая видимость и соответственно наименьшая концентрация отравляющих веществ у припольного пространства.
Исходя из анализа динамики развития пожара, необходимо сделать некоторые выводы:
1. Автоматические системы пожарной сигнализации и тушения пожара должны сработать в начале 1-й фазы развития пожара. В этой фазе пожар еще не достиг максимальной интенсивности развития.
При отсутствии автоматических систем сигнализации о пожаре время сообщения в пожарную охрану значительно увеличивается, в том числе безуспешными попытками ликвидировать возгорание без вызова пожарной охраны первичными средствами пожаротушения.
2. Тушение пожара подразделениями пожарной охраны начинается, как правило, через 10-15 мин после извещения о пожаре, т.е. через 20 мин после его возникновения (3-5 мин до срабатывания системы сигнализации о пожаре; 5-10 мин - следование на пожар; 3-5 мин - подготовка к тушению пожара). К этому моменту пожар принимает объемную форму развития и максимальную интенсивность.
В зависимости от характеристики горючей среды или горящего объекта пожары подразделяются на следующие классы и подклассы:
7 | | | | | | | | | | | |
Для возникновения пожара необходимо наличие горючего вещества, кислорода, источника воспламенения, обеспечивающего начало реакции горения. Пожар начинается именно с момента воспламенения горючего вещества.
Большинство пожаров связаны с горением газообразных веществ. Горение твердых и жидких веществ предполагает их предварительный переход в газообразную фазу. При горении жидкостей газообразная фаза образуется от испарения при кипении. При горении почти всех твердых веществ газообразная фаза возникает при тепловом разложении вещества под действием высоких температур с образованием продуктов, способных улетучиваться. Этот процесс называют пиролизом . Когда горючий материал разлагается, он выделяет пары углерода и водорода, которые при горении соединяются с кислородом воздуха. В результате этого образуются диоксид углерода и вода с выделением очень большого количества тепла.
Источники возгорания:
Открытый огонь (тлеющая сигарета, зажженная спичка, газо-пламенная горелка и др.);
Тепло от аварийной работы электросети, электрической аппаратуры, приборов;
Искры, брызги и выбросы расплавленного металла при сварочных работах;
Самовозгорание веществ и материалов.
Горючая среда - это все, что содержится внутри помещения. Горючую среду, отнесенную к 1 м 2 помещения, называют пожарной нагрузкой. За среднюю пожарную нагрузку принято принимать 50 кг горючей среды на 1 м 2 помещения.
По горючести все вещества и материалы подразделяются на три группы:
Негорючие, т.е. не способные к горению в воздухе, но которые тем не менее могут быть пожароопасными (могут выступать в роли окислителей или веществ, выделяющих горючие продукты при взаимодействии с водой; например, негорючий карбид кальция даже при контакте с влагой воздуха выделяет взрывоопасный газ ацетилен);
Трудногорючие, которые способны возгораться от источника зажигания, но самостоятельно не горят, когда этот источник удаляют;
Горючие, которые возгораются от источника зажигания и продолжают гореть после его удаления; некоторые из них могут и самовозгораться.
Каждое горючее вещество и материал имеет свою температуру воспламенения. Эта температура колеблется от отрицательных значений (для таких веществ и материалов, как бензин, керосин, лаки, краски и другие), до положительных, достаточно высоких, значений. Для большинства твердых материалов температура воспламенения не превышает 300 °С.
Время воспламенения может колебаться от мгновения до нескольких месяцев (при процессах самовозгорания).
Горючие газы, жидкости или пыли могут образовывать в производственном помещении взрывоопасные смеси. Взрыв, как правило, переходит в пожар. Смесь воздуха с испарениями растворителей может оказаться взрывоопасной средой. Такой вариант вероятен, например, в цехе окраски в случае выхода из строя системы вентиляции.
Развитие пожара во времени характеризуется тремя фазами.
Первые минут 10 (это среднее время) огонь распространяется линейно вдоль горючего материала. В это время дым заполняет помещение, пламени почти не видно; температура внутри помещения нарастает, доходит до 250…300 °С, т.е. до температуры разложения и воспламенения большинства сгораемых материалов. К концу первой фазы резко возрастает температура в зоне горения, пламя распространяется на всю пожарную нагрузку и на все конструкции. После этого пожар переходит в фазу объемного развития.
Фаза объемного развития почти всегда характеризуется мгновенным распространением пламени по всему помещению. Еще через 10 минут наступает разрушение остекления и увеличивается приток свежего воздуха, что резко ускоряет развитие пожара. Скорость выгорания достигает максимума. В этих условиях горят даже трудногорючие материалы, создаются условия для обрушения строительных конструкций. Возникают наибольшие трудности в тушении пожара. На 20…25-й минуте от начала пожара происходит его стабилизация, которая продолжается 20…30 мин. После этого пожар идет на убыль, если не имеет возможности распространения на другие помещения.
В третьей фазе происходит догорание материала. Температура в зоне горения остается высокой, растет расход огнетушащих веществ, некоторые из них оказываются малоэффективными.
При проектировании различных объектов, учитывая их специфику (взрыво- и пожароопасность), закладывают строительные конструкции определенной огнестойкости. Огнестойкость - это способность строительной конструкции сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и сохранять способность выполнять обычные эксплуатационные функции.
Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Согласно Нормам пожарной безопасности НПБ 105-95, предусматривается разделение промышленных и складских помещений, зданий и сооружений на категории по взрывопожарной и пожарной опасности. Это необходимо для установления требований к указанным объектам по застройке, планировке, этажности, размещению помещений, выбору строительных материалов и конструкций, инженерного оборудования и т.д.
Помещения, в зависимости от веществ, применяемых в технологических процессах или являющихся конечным продуктом производства, относятся к пяти категориям - от А (высшей по взрывопожарной и пожарной опасности) до Д (низшей).
На железнодорожном транспорте к категории А относят, например, участки окраски кузовов, сушильно-пропиточные отделения, нефтеналивные установки. К категории Б - полимерный цех, цех ремонта топливной аппаратуры, столярные и деревообрабатывающие цехи. К категории В - производства с использованием масел, мазутов, обмоточные отделения, полировочные трансформаторные помещения, склады твердых горючих веществ, административные помещения с горючей мебелью и оборудованием. К категории Г - помещения котельных, цехи с применением нагрева, плавки, сварки и других технологий, использующих вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии. К категории Д относятся помещения и склады с негорючими материалами, оборудованием, изделиями.
