Основи охорони праці - Березуцький В.В. - 5.4. Характеристика пожежонебезпечності речовин

Особливості горіння різних речовин та матеріалів і вибір показників, що характеризують їх пожежну й вибухову небезпеку, багато в чому зумовлюються їх агрегатним станом.

Ступінь пожежної небезпечності горючих рідин залежить від групи горючості, температур спалаху, спалахування, самоспалахування, концентраційних та температурних меж поширення полум'я.

Нижня температурна межа (HTM) поширення полум'я (спалахування) рідини дорівнює її температурі спалаху, яка прийнята за основу класифікації рідин за ступенем їх пожежної небезпечності. Рідини, що мають температуру спалаху до 61'С, належать до легкозаймистих (ЛЗР), а з температурою спалаху вище 61ºС - до горючих (ГР). Усі легкозаймисті рідини є вибухонебезпечними. Найбільш пожежонебезпечними вважаються рідини, що мають температуру спалаху нижче 15°С та велику зону спалахування. Наприклад, температура спалаху сірковуглецю становить - 50°С, зона його спалахування - від 1 до 50%.

Високою пожежонебезпечністю характеризуються також ЛЗР, у яких температура спалахування лише на кілька градусів перевищує температуру спалаху.

Вибухонебезпечні газо- та пароповітряні суміші. Особлива пожежонебезпечність горючих газів та парів ЛЗР зумовлена їх здатністю утворювати з повітрям вибухонебезпечні суміші. Відповідно до правил будови електроустановок (ПББ), правил виготовлення вибухозахисного та рудникового електрообладнання (ПВВРБ) вибухонебезпечними вважаються суміші з повітрям горючих газів і парів ЛЗР, що мають температуру спалаху 45°С та нижче, а також суміші горючих пилу та волокон з повітрям, які мають нижню межу спалахування не вище 65 г/м³.

В основу класифікації вибухонебезпечних сумішей покладена їх здатність передавати за певних умов вибух через фланцеві зазори ("щілинний захист") в оболонці електроустаткування. За довжиною критичного зазору, при якій із оболонки об'ємом 2,5 л частота передавання вибуху становить 50% від загальної кількості вибухів, встановлені 4 категорії вибухонебезпечних сумішей (табл. 5.2). Небезпечність суміші зростає від категорії І до категорії ІІС.

Залежно від температури самоспалахування вибухонебезпечні суміші поділяють на шість груп (табл. 5.3).

Здатність суміші передавати вибух через щілинний захист і температуру самоспалахування використовують для отримання початкових даних при виборі вибухозахисного електроустаткування.

Про здатність до займання газоповітряних сумішей судять також за концентраційними межами спалахування. Вибухонебезпечні властивості сумішей парів з повітрям не відрізняються від властивостей сумішей горючих газів з повітрям. Для перших у разі насичених сумішей можна концентраційні межі спалахування насичених парів виражати через температуру рідини, при якій вони утворюються (температурні межі спалахування).

Таблиця 5.2. Класифікація вибухонебезпечних сумішей залежно від довжини зазору між плоскими поверхнями фланців оболонки (ГОСТ 12.1.011-78*)

Таблиця 5.3.

Класифікація газо- та пароповітряних сумішей залежно від температури самоспалахування (ГОСТ 12.1.011-78*)

Для попередження вибухів газоповітряних сумішей при транспортуванні, зберіганні та застосуванні деяких газів необхідно враховувати їх несумісність внаслідок бурхливого взаємореагування. Наприклад, несумісними з хлором є водень, окис азоту, етилен, вуглеводні, оксид вуглецю; з аміаком - усі галогени, галогеноводні, окисли хлору, із сірководнем - окис сірки.

Пожежо- та вибухонебезпечний пил. Пил може бути у двох станах: завислий у повітрі (аерозоль) та такий, що осів на різних поверхнях (аерогель). Пожежо- та вибухонебезпечні властивості пилу оцінюють, головним чином, за температурою його самоспалахування і та нижніми концентраційними межами спалахування НКМС. Верхні межі спалахування аерозолів настільки великі, що практично недосяжні. Так, верхня концентраційна межа спалахування цукрового пилу дорівнює 13 500 г/м³.

Температура самоспалахування аерогелю є значно нижчою, ніж аерозолю, оскільки висока концентрація горючої речовини в аерогелі сприяє акумулюванню тепла, а наявність відстані між порошинками в аерозолях збільшує тепловіддачу, тому швидкість тепловиділення в останніх може перевищувати швидкість їх тепловіддачі тільки при дуже високій температурі.

Вибухонебезпечність пилу багато в чому залежить від його дисперсності. Чим вища дисперсність пилу, тим більша його поверхня контакту з повітрям і тим вища небезпека вибуху. Наявність великої поверхні пилу зумовлює його високі адсорбційні можливості. Наприклад, 50 см³ сажі можуть вміщувати 950 см³ адсорбованого повітря. Маючи велику поверхню, пил здатний нагромаджувати заряди статичної електрики. Так, при транспортуванні вугільного пилу трубопроводами зі швидкістю 2,25 м/с значення електричного потенціалу сягає 7500 В. При розряді такої потужності можуть утворюватися іскри, що здатні викликати займання пилоповітряної суміші.

За пожежонебезпечністю пил залежно від його властивостей поділяють на дві групи та чотири класи (табл. 5.4).

Таблиця 6.4. Класифікація пожежо- та вибухонебезпечного пилу

Примітка: tсс - температура самоспалахування.

До групи А належить вибухонебезпечний пил у стані аерозолю з нижньою концентраційною межею поширення полум'я (НКМ) не більше 65 г/м³. У тому числі пил, що має НКМ до 15 г/м³, належить до класу І - найбільш вибухонебезпечний, решта - до класу II - вибухонебезпечний.

До групи Б належить пил, що є пожежонебезпечним у стані аерогелю й який має НКМ, вищу за 65 г/м³. У тому числі пил, температура самоспалахування якого не перевищує 250°С, належить до класу Ш - найбільш пожежонебезпечний, а пил, що самоспалахує при температурі, вищій за 250°С, - до класу IV - пожежонебезпечний.

Для локалізації вибухів пилоповітряних сумішей рекомендується застосовувати: у вентиляційних системах — гравійні фільтри та перекривальні клапани; в електроустаткуванні — щілинний захист; у приміщеннях — регулярне вологе прибирання.

Пожежну небезпечність твердих горючих речовин і матеріалів характеризують їх схильністю до займання, а також особливостями або характером горіння. Характеристиками пожежної небезпечності твердих горючих речовин і матеріалів є група горючості, температури спалахування та самоспалахування. За горючістю ці речовини поділяються на горючі та важкогорючі. Температура спалахування лежить у інтервалі 50...580ºС (мінімальна - у камфори, максимальна - у ксилоліту). Температура самоспалахування становить від 30...670ºС (найменша - у білого фосфору, найбільша - у магнію).

Різні за хімічним складом матеріали та речовини горять неоднаково. Прості речовини (сажа, вугілля, кокс, антрацит, що є хімічно чистим вуглецем) розжарюються або жевріють без іскор, полум'я і диму.

Горіння складних за хімічним складом твердих горючих речовин може протікати по-різному. Речовини, що здатні при нагріванні плавитися (пластмаси, каучук, жири та ін.), горять з утворенням розріджених смол і доволі часто утворюють токсичні продукти горіння: оксид вуглецю, хлористий водень, аміак, синильну кислоту, фосген та ін. Речовини, що здатні при нагріванні розкладатися, перетворюються на пари та гази (деревина, бавовна, целулоїд та ін.), які згоряють. Таким чином, складні речовини самі не горять, а горять продукти їх розкладу.

Контрольні запитання та завдання

1. Горіння: поняття та умови, що необхідні для сталого горіння.

2. Особливості горіння гетерогенних та гомогенних горючих систем.

3. Небезпечні фактори пожежі.

4. Спалах, температура спалаху та її застосування у практиці забезпечення пожежної безпеки.

5. Концентраційні та температурні межі розповсюдження полум'я та галузі їх застосування у практиці забезпечення пожежної безпеки.

6. Поняття й види самозаймання, самозаймисті речовини. Наведіть приклади.

7. Показники, що характеризують пожежо- та вибухонебезпеч-ність горючих рідин.

8. Показники, що характеризують вибухонебезпечні газо- та пароповітряні суміші.

9. Показники, що характеризують пожежну та вибухову небезпечність горючого пилу.

10. Показники, що характеризують пожежну небезпечність твердих горючих речовин та матеріалів.