Пожар относится к крайне неприятным событиям, которые могут повлечь за собой не только порчу вещей, но и смерть человека. Однако для возникновения возгорания необходимо, чтобы были соблюдены некоторые определенные условия. Главными составляющими являются горючая среда и воздействующие на нее источники зажигания.
В данной статье мы постараемся дать определение этим понятиям, рассмотреть их виды, а также расскажем, как можно предотвратить возгорание путем исключения условий образования горючей среды.
Определение и виды источников зажигания
Началом любого воспламенения можно назвать момент воздействия источника на любое горючее вещество.
Источник зажигания – это средство, обладающее достаточным объемом энергии, температурой, которое при длительном воздействии на внешнюю среду способно вызвать воспламенение(горение).
Для того чтобы более точно понять определение, нужно рассмотреть источники зажигания и их классификацию. В основе их разделения лежит тот или иной вид энергии, поэтому источники бывают: электрические, химические, термические и механические.
Если в качестве примера взять обычную квартиру, то условно виды источников зажигания обозначим так:
- Тепло от электрических обогревателей или водонагревателей
- Искры, возникающие в процессе сварочных работ, например при ремонте труб
- Открытый огонь (не потушенная папироса, горящая свеча, камин, зажженная спичка, рабочая конфорка газовой плиты)
- , а так же вещества. Это горючие ископаемые, вещества химические, некоторые растительные продукты (масла, жиры).
- Нарушения в работе различных электрических аппаратов и/или приборов (перегрузка, неисправность)
Перечисленные виды это возможные источники зажигания, которые вполне могут привести к пожару Вашей квартире, воздействуя высокой температурой на горючую среду. Дальше рассмотрим, что в нее входит и как она образуется.
Условия образования и виды горючей среды
Горючая среда – это все то, что может воспламениться при воздействии источника зажигания, другими словами, она может представлять собой любую внешнюю среду, воспламеняющуюся при соприкосновении с тем или иным источником зажигания, при этом обладает способностью самостоятельного горения даже после ликвидации этого источника.
Если описать проще, то это все, что есть в помещении, включая, воздух, в котором содержится кислород, являющейся необходимым элементом для начала возгорания. В науке данную среду назвали « ». Усредненной величиной является 50 кг такой среды на 1 м квартиры.
В зависимости от того, что в нее входит, она с разной силой может быть подвержена возгоранию. Существуют 3 класса веществ и материалов: негорючие, трудногорючие и горючие. Следует заметить, что каждое горючее вещество имеет индивидуальную . Температура в 300 о С является максимальной для большинства твердых материалов.
Чтобы узнать, к какому классу пожарной опасности относится то или иное оборудование или вещество необходимо заглянуть в сопроводительный документ.
Что относится к горючей среде
- Предметы интерьера и быта (одежда, книги, посуда), а также любое оборудование, имеющее в своем составе горючие материалы.
- Пыль, горючие газы (ацетилен, водород, метан, пропан), которые применяются в производствах.
- Отделочные и строительные материалы, облицовка, а также кабели, воздуховоды.
Предсказать поведение горючей среды в случае пожара крайне проблематично. В первые минуты обычно пламя устремляется к потолку. По мере того, как температура в помещении повышается, начинают воспламеняться горючие материалы, попадающие под ее действие. Происходит это в хаотичном порядке.
- Количество горючего вещества должно быть ограничено.
- Потенциальные источники зажигания следует отгородить от горючей среды с помощью использования изолированных отсеков.
- Нужно осуществлять контроль над концентрацией окислителя в среде, по возможности сделать ее минимальной.
- Поддерживать в помещении такую температуру, при которой риск возгорания будет минимальным.
- Оборудование, имеющее высокий класс пожарной опасности следует располагать на открытых территориях.
- Использование негорючих илии трудногорючих веществ (материалов).
Профилактические мероприятия по предотвращению пожара
Самым непредсказуемым источником зажигания принято считать открытый огонь. Для того чтобы снизить его опасность, необходимо придерживаться здравого смысла и определенных .
Касаемо курения в тамбурах или жилых помещениях, то для пепла должна быть пепельница, изготовленная из толстого стекла или негорючего пластика. Когда уходите из дома закрывайте окна, т.к. не потушенная сигарета, выброшенная из соседнего балкона, часто становится причиной возникновения пожара, ведь по статистике на балконе хранится много вещей, которые и образуют “пожарную нагрузку”.
К газовым плитам обязательно должны прилагаться сертификаты качества. Если обнаружена неисправность, то необходимо прекратить пользоваться плитой и вызвать мастера. Между плитой и легкосгораемыми предметами, включая строительные конструкции должно выдерживаться расстояние более 20 см. В деревянном доме стены необходимо изолировать от источника зажигания штукатуркой или стальным листом, .
Устанавливать газовые приборы имеет право только специалист. По окончании работы он оформляет акт о пуске прибора в эксплуатацию и выдает гарантию на дальнейшее обслуживание.
Водонагреватели не прикрепляются на неизолированные стены. перед каждым отопительным сезоном.
Читайте также:
|
Горючая среда представляет собой соприкасающиеся горючие материалы и кислород. Например обстановка в квартире и кислород воздуха. В зависимости от количества этих составляющих (горючий материал и кислород) она может быть более или менее горючей. Она образуется и в Природе, и в результате деятельности человека, и самостоятельно, как правило, при попустительстве людей – это всевозможные смеси горючих газов, аэрозолей, жидкостей с кислородом воздуха.
К компонентам горючей среды относятся:
Мебель, одежда, книги и другие предметы быта, а также функциональное (технологическое) оборудование и предметы труда, выполненные из горючих материалов;
Горючие материалы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости и их пары, горючие дисперсные среды (пыли), горючие газы, применяемые или обращающиеся в функциональном (технологическом) процессе;
Строительные конструкции, их облицовка и отделка, а также элементы инженерного оборудования объектов (трубопроводы, воздуховоды, кабели и т.п.), выполненные из или с применением горючих материалов.
«Поведение» горючей среды». В первые минуты от начала возгорания материала пламя распространяется линейно вдоль самого материала в разные стороны, но преимущественно вверх, так как теплый воздух поднимается вверх и тем самым обеспечивает приток кислорода. По мере возрастания температуры, тепло аккумулируется в помещении или какой-то ее части (преимущественно вверху). По мере возрастания температуры начинаются возгораться другие вещества и материалы, попавшие в зону высокой температуры. Процессы возгорания горючих веществ и материалов происходят настолько хаотично, насколько хаотично они расположены в помещении, например, в квартире. Соответственно и развитие пожара, его этапы могут отличаться по времени и направлениям.
Распространение огня может быть линейным и объёмным.
При линейном распространении пламя перемещается по поверхности горючего вещества. Основные характеристики – линейная скорость и площадь.
Под объёмным распространением понимают появление новых очагов огня на расстоянии от места первоначального его появления. Причиной такого распространения огня является передача его разными способами (теплопроводностью, излучением и т.д.).
При больших масштабах интенсивного горения, например, нескольких кварталов деревянных построек, возникает так называемый «огненный шторм», затягивающий воздух и предметы в самое пекло. Тушить такой пожар практически невозможно, пока все не выгорит.
Развитие пожара во времени и пространстве.
С момента воспламенения горючего материала может возникнуть пожар. Как протекает процесс горение при пожаре и как он развивается и существует? Это можно проследить на упрощенной схеме такого явления, в которой отражены основные стадии (фазы) пожара.
Стадии развития пожара.
Пожар имеет 3 стадии развития, которым предшествует возгорание, т.е. первые признаки появления огня.
Первая стадия – начальная. Она характеризуется неустойчивостью, сравнительно низкой температурой в зоне пожара, малой высотой факела пламени и небольшой площадью очага горения.
Первые 10 минут (это среднее время) огнь распространяется линейно вдоль горючего материала. В это время дым заполняет помещение, пламени, как часто бывает, почти не видно.
Температура внутри помещения возрастает до 250-300 °С, то есть до температуры воспламенения большинства сгораемых материалов.
На этой стадии граждане могут и должны попытаться сами справиться с огнем, имея необходимые знания, умения и простейшие средства тушения огня. Так, например, на одном из уроков в школе учительница быстро погасила начавшееся возгорание, накрыв пламя войлочным матом.
Вторая стадия характеризуется значительным увеличением тепла, факела пламени и площади горения. Пожар переходит в стадию объемного развития. Эта период пожара характеризуется мгновенным распространением пламени по всему помещению и в различных направлениях в зависимости от горючей загрузки помещения.
Примерно через 10 минут наступает разрушение остекленения и увеличивается приток свежего воздуха, что резко увеличивает развитие пожара, который переходит в следующую фазу: температура внутри помещения повышается до 900 °С, максимальная скорость выгорания продолжается в течение 10 минут.
Третья стадия характеризуется высокой температурой, большой площадью горения, деформацией и обрушением конструкций. Приблизительно на 20-25 минуте от начала пожара происходит его стабилизация, которая продолжается 20-30 минут. После чего пожар идет на убыль, если не имеет возможности распространяться в другие помещения.
В качестве примера: однокомнатная квартира полностью выгорает за 15-20 минут, 2-х комнатная – за 20-25 минут, а 3-х комнатная за 20-30 минут.
Такие пожары могут быть локализованы и потушены только профессиональными подразделениями при наличии специальной техники.
| | 3 | | |
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;
5) пониженная концентрация кислорода;
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;
4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;
5) воздействие огнетушащих веществ.
Из перечисленных выше факторов, воздействующих на людей, чаще всего на пожарах приходится встречаться с дымом и высокой температурой.
Продукты сгорания и разложения, выделяемые на пожаре, являются составными частями дыма.
Основные причины пожаров
Основными причинами пожаров являются:
1. Электротехнические причины:
- Возгорание в результате короткого замыкания , возникающего (в результате повреждения изоляции электропроводов; применение низковольтных проводов «телефонных и т. п.» для силовых и осветительных электросетей; перехода напряжения с электроустановок с высоким напряжением на электроустановки с низким напряжением; схлестывания проводов воздушных линий электропередач; проявление грозовых разрядов молнии).
- Возгорание в результате токовых перегрузок, возникающих в обмотках электродвигателей, аппаратов, в проводах и кабелях при нагрузках превышающих допустимые значения.
- Возгорание в результате образования больших переходных сопротивлений, в местах перехода электрического тока с одной контактной поверхности на другую через площадки их соприкосновения (неплотное соединение токопроводящих элементов, соединения электропроводов «механической» скруткой , соединения электропроводов состоящих из разных металлов – медь и алюминий).
- Возгорание в результате нарушения эксплуатации электронагревательных приборов (установка их на сгораемые поверхности, без использования защитных негорючих теплоизоляционных материалов , не обеспечивая разделки (отступки) от горючих материалов), использование самодельных электронагревательных приборов.
- Возгорание в результате перегорания нити накаливания электролампы с разрушением её колбы, при перенапряжении в электросети, технического брака лампы, в результате чего остатки раскаленной нити накаливания (t-1640 0С) попадая на сгораемые материалы, воспламеняют их (для примера t воспламенения хлопчатобумажной ткани - 2450С, а древесины - 2650С).
2. Неосторожное обращение с огнем (использование открытого огня, тлеющие табачные изделия и др.).
Горючесть - способность вещества, материала, изделия к самостоятельному горению.
По способности к самовозгоранию химические вещества подразделяются на три группы:
1-я группа.
Вещества, самовозгорающиеся при соприкосновении с воздухом (активированный уголь, фосфор белый, растительные масла и жиры, сернистые металлы, алюминиевый порошок, карбид щелочных металлов, порошкообразные железо, цинк и др.).
Окисление некоторых веществ этой группы, вызванное их взаимодействием с водяными парами воздуха, сопровождается выделением большого количества теплоты и протекает настолько быстро, что вскоре переходит в горение или взрыв. Для других веществ процессы самонагревания продолжаются длительное время (например, процесс самовозгорания белого фосфора заканчивается горением через несколько секунд, а процесс самовозгорания свежеприготовленного активированного угля продолжается несколько дней).
2-я группа.
Вещества, вызывающие горение при взаимодействии га с водой (щелочные металлы и их карбиды, окись кальция (негашеная известь), перекись натрия, фосфористый кальций, фосфористый натрий и др.).
Взаимодействие щелочных металлов с водой или влагой воздуха сопровождается выделением водорода, который воспламеняется за счет теплоты реакции. Попадание на негашеную известь небольшого количества воды вызывает самонагревание, заканчивающееся сильным разогревом (до свечения), поэтому находящиеся поблизости горючие материалы могуттзоспламениться.
3-я группа.
Вещества, самовозгорающиеся при смешивании одного с другим. Так, воздействие азотной кислоты на древесину, бумагу, ткани, скипидар и эфирные масла вызывает воспламенение последних; хромовый ангидрид воспламеняет спирты, эфиры и органические кислоты; ацетилен, водород, метан и этилен самовозгораются в атмосфере хлора на дневном свету; измельченное железо (опилки) самовозгорается в атмосфере хлора; карбиды щелочных металлов воспламеняются в атмосфере хлора и двуокиси углерода.
Температурой вспышки называется наименьшая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от внешнего источника зажигания.
Температура вспышки является параметром, ориентировочно показывающим температурные условия, при которых горючее вещество становится огнеопасным. Температура вспышки горючих жидкостей при данной классификации определяется только в закрытом тигле.
Областью воспламенения газов (паров) в воздухе называется область концентрации данного газа в воздухе при атмосферном давлении, внутри которой смеси газа с воздухом способны воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением пламени по смеси.
Граничные концентрации области воспламенения называют соответственно нижним и верхним пределами воспламенения газов (паров) в воздухе. Величины пределов воспламенения используют при расчете допустимых концентраций газов внутри взрывоопасных технологических аппаратов, систем вентиляции, а также при определении предельно допустимой взрывоопасной концентрации паров и газов при работах с применением огня, искрящего инструмента.
Величину концентрации газа или пара в воздухе внутри технологического аппарата, не превышающую 50% величины нижнего предела воспламенения, можно принимать как взрывобезопасную концентрацию. Обеспечение взрывобезопасности среды внутри аппаратуры при нормальном технологическом режиме не дает основания считать данное оборудование невзрывоопасным.
За величину предельно допустимой взрывобезопасной концентрации (ПДВК) паров и газов при работе с применением огня, искрящего инструмента следует принимать концентрацию, которая не превышает 5% величины нижнего предела воспламенения данного пара или газа в воздухе при отсутствии в рассматриваемом аппарате конденсированной фазы.
Температурными пределами воспламенения паров в воздухе называются такие температурные границы вещества, при которых насыщенные пары образуют концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему концентрационному пределу воспламенения.
Температурные пределы воспламенения учитывают при расчете безопасных температурных режимов в закрытых технологических объемах с жидкостями (топливные грузовые танки и т.п.), работающими при атмосферном давлении.
Безопасной, в отношении возможности образования взрывоопасных паровоздушных смесей, следует считать температуру и максимальное давление взрыва.
Максимальное давление взрыва- это наибольшее давление, возникающее при взрыве. Его учитывают при расчете взрывоустойчивости аппаратуры с горючим газом, жидкостями и порошкообразными веществами, а также предохранительных клапанов и взрывных мембран, оболочек взрывонепроницаемого электрооборудования.
Показатель возгораемости (коэффициент К) ~ безразмерная величина, выражающая отношение количества тепла, выделяемого образцом в процессе испытаний, к количеству тепла, выделяемому источником зажигания,
где q - тепло, выделенное образцом в процессе горения, ккал;
q и - тепловой импульс, т.е. тепло, подведенное к образцу от постоянного источника
поджигания, ккал.
По результатам испытаний степень возгораемости оценивается следующим образом.
Материалы несгораемые - материалы, которые при нагревании до 750°С не горят и на воздухе не выделяют горючих газов в количестве, достаточном для их воспламенения от поднесенного пламени. Поскольку определенный по методу калориметрии коэффициент К < 0,1 , такие материалы не способны гореть на воздухе.
Материалы трудносгораемые - материалы, температура воспламенения которых ниже 750°С, причем материал горит, тлеет или обугливается только под воздействием поднесенного пламени и перестает гореть или тлеть после его удаления (0,1 < К < 0,5).
Материалы трудновоспламеняемые (или самозатухающие) - материалы, температура воспламе-нения которых ниже 750°С, причем материал горит, тлеет или обугливается под воздействием поднесенного пламени. После его удаления материал продолжает гореть затухающим пламенем, не рас-пространяющимся по образцу (0,5 < К < 2,1). Такие материалы не способны возгораться в воздушной среде даже при длительном воздействии источника зажигания незначительной энергии (пламени спички 750 - 800°С, тления папиросы 700 - 750°С и т.д.).
Материалы сгораемые - материалы, температура воспламенения которых ниже 750°С, причем материал, воспламенившись от поднесенного пламени, продолжает гореть или тлеть после его удаления (К > 2,1).
Скорость горения. Скорость горения твердого вещества зависит от его формы. Измельченные твердые вещества в виде опилок или стружек будут гореть быстрее, чем монолитные. У измельченного горючего вещества большая поверхность горения подвергается воздействию тепла, поэтому теплота поглощается намного быстрее, испарение происходит значительно активнее, с выделением большего количества паров. Горение протекает очень интенсивно, вследствие чего горючее вещество расходуется быстро. С другой стороны, монолитное горючее вещество будет гореть дольше, чем измельченное.
Облака пыли состоят из очень мелких частиц. Когда облако воспламеняющейся пыли (например, зерновой) хорошо перемешивается с воздухом и воспламеняется, горение происходит очень быстро и часто сопровождается взрывом. Такие взрывы наблюдались при погрузке и выгрузке зерна и других измельченных горючих веществ.
Различают две скорости горения: массовую и линейную.
Массовой скоростью горения называется масса (т, кг) вещества, выгоревшего в единицу времени (мин, ч).
Линейной скоростью горения твердых горючих веществ называется скорость распространения огня (м/мин) и скорость роста площади очага пожара (м 2 /мин). Скорость горения твердых веществ зависит от степени их измельчения, влажности, объемного веса, доступа воздуха и ряда других факторов.
Изучение случаев пожара на судах дает возможность принять следующую среднюю линейную скорость горения (м/мин) различных объектов:
Посты управления.....................................................................0,5
Жилые помещения...................................................................1,0-1,2
Хозяйственные помещения, кладовые сгораемых материалов.....0,6-1,0
Грузовые помещения..................................... .........................0,5-0,7
Палубы автомобильных паромов............... ...............................1,5
Машинное отделение с ДВС при горении дизельного топлива под плитами....10
Отделения вспомогательных механизмов......... .........................1,2
Помещения электрооборудования.............................................0,8
Котельные отделения при горении мазута под плитами.............8,0
Примерно в течение первых 2-3 мин пожара быстро увеличивается площадь его очага (на пассажирских судах - до 20 м 2 /мин). Это время уходит обычно на сбор по тревоге экипажа судна и поэтому активная борьба с пожаром еще не ведется. В последующие 10 мин, когда начинают использоваться стационарные средства водо- и пенотушения, рост площади очага пожара замедляется.
Линейная скорость распространения огня определяет площадь очага пожара, а степень выгорания всего, что может гореть на этой площади, - продолжительность пожара.
Линейная скорость горения жидкости характеризуется высотой ее слоя (мм, см), выгоревшего в единицу времени (мин, ч). Скорость распространения пламени при воспламенении горючих газов составляет от 0,35 до 1,0 м/с.
Скорость выгорания характеризуется количеством горючего, сгорающего в единицу времени с единицы площади горения. Она определяет интенсивность сгорания материалов при пожаре. Ее необходимо знать для расчета продолжительности пожара в любых жидкостях. Скорость выгорания жидкости, разлитой на поверхности морской воды, примерно такая же, как и при выгорании ее с открытых поверхностей емкостей.
Температура. Важнейшим параметром судового пожара, в значительной мере определяющим не только инженерно-профилактические мероприятия, но и тактические действия аварийных партий и групп судов является температура. Особенно большое значение имеет температура при внутренних судовых пожарах.
От температуры пожара зависит интенсивность теплопередач от зоны пожара в окружающую среду, скорость движения газовых потоков, а также возможность взрывов, представляющих крайнюю опасность при тушении пожара.
Температурное поле пожара весьма неоднородно. Чем ближе к зоне пожара, тем температура, как правило, выше. В верхней части помещений воздух обычно более нагрет, чем у палуб. С учетом поведения судовых конструкций и материалов и с пожарно-тактической точки зрения удобнее всего за температуру пожара принять среднюю температуру дымовых газов, заполняющих зону пожара. Существенное значение имеют также температуры на поверхностях судовых конструкций, ограждающих зону пожара: температура на поверхности, обращенной к огню, и температура на противоположной огню поверхности.
Ориентировочно температуру в некоторых точках зоны пожара можно определить косвенным путем - по оплавлению несгоревших материалов, находившихся в зоне пожара, или по цвету каления нагретых тел (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Зависимость цвета каления от температуры
При горении твердых материалов температура пожара зависит главным образом от рода материалов, величины пожарной нагрузки, условий притока воздуха и удаления продуктов сгорания, а также продолжительности горения.
Зависимость температуры пожара от продолжительности горения для всех твердых веществ имеет приблизительно одинаковый характер. Вначале температура резко возрастает до максимума, а по мере выгорания материала происходит ее постепенный спад. При повышении пожарной нагрузки увеличивается общая продолжительность горения, возрастает максимальная температура пожара, спад температуры происходит медленнее, но характер зависимости остается неизменным.
В условиях ограниченного газообмена, например при закрытых проемах в жилом помещении, увеличение температур происходит значительно медленнее. Максимальная температура достигает 800 -900°С.
Температурный режим в помещениях при горении жидкостей имеет свои особенности. Поскольку жидкости обычно находятся в каких-либо сосудах (в поддонах, цистернах и т.д.), их горение зачастую имеет локальный характер. В этих условиях, если отношение площади горения к площади палубы близко к единице, температура пожара составляет приблизительно 1100°С. Если же площадь горения составляет лишь небольшую часть площади палубы, температура значительно ниже.
Температурный режим пожара при одновременном горении жидкостей и твердых материалов зависит от того, какие горючие материалы преобладают: если жидкости составляют лишь небольшую часть пожарной нагрузки, то температурный режим мало отличается от режима твердых материалов.
При внутренних пожарах в зоне агрессивного воздействия тепла могут быть внезапные конвективные потоки раскаленных газов, которые возникают при изменении условий газообмена, вызываемых открыванием дверей и других проемов.
Зона агрессивного воздействия тепла является частью зоны задымления, в ней возможны опасные для человека температуры. Человек способен очень короткое время находиться в сухом воздухе, имеющем температуру 80 - 100°С. Длительное пребывание при температуре 50 - 60°С вызывает тягчайшие последствия от перегревания. Влажный воздух при температуре 50 - 60°С для многих людей становится непереносимым через несколько минут.
При оценке пожарной опасности газов определяют область воспламенения в воздухе, максимальное давление взрыва, температуру самовоспламенения, категорию взрывоопасной смеси, минимальную энергию зажигания, минимальное взрывоопасное содержание кислорода, номинальную скорость горения.
При оценке пожарной опасности жидкостей определяют группу горючести, температуру вспышки, температуру воспламенения, температурные пределы воспламенения, скорость выгорания. Для легковоспламеняющихся жидкостей дополнительно определяют область воспламенения в воздухе, максимальное давление взрыва, категорию взрывоопасной смеси, минимальную энергию зажигания, минимальное взрывоопасное содержание кислорода, нормальную скорость горения.
При оценке пожарной опасности всех твердых веществ и материалов определяют группу возгораемости, температуру воспламенения. Для твердых веществ с температурой плавления ниже 300°С дополнительно определяют: температуру вспышки, температурные пределы воспламенения паров в воздухе.
Для пористых, волокнистых и сыпучих материалов при необходимости дополнительно определяют температуру самонагревания, температуру тления при самовозгорании, температурные условия теплового самовозгорания.
Для веществ порошкообразных или способных образовать пыль дополнительно определяют нижний предел воспламенения аэровзвеси, максимальное давление взрыва аэровзвеси, минимальную энергию зажигания аэровзвеси, минимальное взрывоопасное содержание кислорода.
При оценке пожарной опасности вещества необходимо изучить его свойства, выявить возможность их изменения с течением времени и при использовании в определенных условиях. В особенности это важно учитывать при контакте вещества с другими активными веществами при длительном нагреве, облучении и других внешних воздействиях, в результате которых могут измениться его физико-химические свойства.
При испытании судостроительных, а также других твердых материалов на возгораемость первоначально выявляется группа сгораемых материалов методом огневой трубы.
Материал считается сгораемым, если при испытании методом огневой трубы время самостоятельного горения или тления превышает 1 мин, а потеря веса образца - 20%. К сгораемым материалам относятся также материалы, самостоятельно горящие пламенем по всей поверхности образца, независимо от потери веса и времени его горения. Такие материалы дальнейшим испытаниям не подвергаются.
Материалы, имеющие потерю веса менее 20%, а также материалы, теряющие 20% веса и более, но самостоятельно горящие или тлеющие менее 1 мин для окончательной оценки степени возгораемости подвергаются дополнительным испытаниям по методу калориметрии.
