Охорона праці - Москальова В.М - Чим пояснюється процес горіння газів?

Горючі гази за певних концентрацій можуть згоряти зі швидкістю вибуху, спричиняти велику руйнацію, пожежу та нещасні випадки. Вибухонебезпечність горючого газу у суміші з повітрям характеризується нижньою концентраційною межею вибуховості (НКМВ) і верхньою концентраційною межею вибуховості (ВКМВ). НКМВ і ВКМВ для горючих газів - це процентний вміст їх в об’ємі повітря.

НКМВ газоповітряної суміші - це найменша кількість горючого газу в об’ємі повітря вище, якої вибух не станеться, бо суміш стає тільки пожежонебезпечною. При ВКМВ збільшується концентрація газу в повітрі і зменшується кількість окисника, а відтак і здатність суміші до вибуху.

Суміш, що відповідає НКМВ, є бідною, бо має надлишок кисню, малу швидкість поширення полум’я і низький тиск вибуху. Суміш, що відповідає ВКМВ, є багатою, бо має надлишок газу, нестачу окисника, а відтак здатна тільки горіти.

Зону розміщену між НКМ і ВКМ вибуху називають зоною спалаху або межею вибуху.

Для оцінки витрат повітря при горінні використовують поняття стехіометрична суміш. Стехіометрична суміш - це така горюча суміш, яка не має у надлишку ні горючого компоненту, ні окисника. При надлишку палива суміш називають багатою, а при надлишку окисника - бідною.

Суміш газу з повітрям за будь-якої концентрації спалахує при контакті з наявним джерелом вогню.

Які бувають умови для самозаймання речовин?

Різновидом самоспалахування є самозаймання.

Самозаймання — це горіння, яке виникає через теплоту, що накопичується у речовині внаслідок самоініційованих екзотермічних процесів. Це тривалий процес горіння, що відбувається за звичайних або трохи підвищених температурах навколишнього середовища.

Матеріали, здатні до самозаймання, мають велику пористість, волокнистість, а відтак досить велику площу поверхні для окислення. Процес самозаймання може виникати за температури 10...20 °С і чим вона нижча, тим більша пожежонебезпечність речовини.

Умови, необхідні для самозаймання: достатня подрібненість речовин, легка їх горючість, виділення такої кількості теплоти, що перевищує тепловіддачу у навколишнє середовище.

Речовини, схильні до самозаймання, можна поділити на декілька груп:

самозаймання від дії повітря (теплове самозаймання). Сюди належать рослинні масла, тваринні жири, торф, рослинні матеріали, буре і кам’яне вугілля;

самозаймання при змішуванні речовин одна з однією (хімічне самозаймання). Сюди належать газоподібні, жирні і тверді окисники, ацетилен, водень, метан, етилен у суміші з хлором, марганцевокислий калій при змішуванні в гліцерином і т. ін.;

самозаймання речовин при дії на них води (карбід кальцію, лужні метали, негашене вапно і т. ін.);

мікробіологічне самозаймання.

Теплове самозаймання характеризується температурою середовища, при якій за певних умов у речовині відбувається розкладання, адсорбція, що викликає саморозігрівання речовин. Наприклад кіно- і фотоплівка розкладаються при 40—50 °С з підвищенням температури до самозаймання; рослинна олія, оліфа, скипидар, лаки за температури середовища 80-100 °С; дерево, тирса, картон, лінолеум самозаймаються при температурі 100 °С і вище. За таких температур у матеріалах починається екзотермічне саморозігрівання, яке залежно від умов акумуляції тепла може спричиняти рівновагу між теплом, що утворюється у речовині, і тепловіддачею у навколишнє середовище, або досягти такого накопичення тепла, що призведе до горіння.

Хімічне самозаймання виникає внаслідок екзотермічної взаємодії речовин з повітрям, водою чи при контакті між собою.

Згідно з теорією процесів окислення, безграничні сполуки мають значну вільну енергію та активізують кисень повітря, вступаючи з ним у взаємодію з виділенням теплоти. Якщо тепло відводиться, процес іде шляхом полімеризації і висихання з утворенням твердої плівки, а якщо не відводиться, тоді відбувається процес самозаймання.

При взаємодії матеріалів і речовин з киснем повітря за звичайних умов самозаймаються сульфати заліза, які утворюються від дії сірководню та продукти корозії заліза. Вони часто бували причиною пожеж та вибухів резервуарів при звільненні їх від нафтопродуктів.

У практиці були випадки самозаймання карбідів лужних металів при взаємодії з водою або реакції негашеного вапна з водою.

Самозайматись можуть не лише органічні горючі речовини, а й неорганічні негорючі речовини, при чому процес відбувається настільки швидко, що його практично неможливо зупинити, бо реакція має характер вибуху. Наприклад, при змішуванні стисненого кисню, скипидару, етилового спирту та азотної кислоти.

Мікробіологічне самозаймання буває у середовищі тих матеріалів, у середині яких можуть бурхливо розвиватись мікроорганізми (торф, стружка, тирса, сіно, зерно), які у процесі життєдіяльності виділяють теплову енергію. З виділенням температури мікроорганізми гинуть, окислюючись та обвуглюючись, що призводить до самозаймання. Суттєвий вплив на процес самозаймання органічних матеріалів має їх зволоження, яке стимулює процес бурхливого розвитку термофільних мікроорганізмів. Вологий матеріал спонтанно нагрівається до температури 80 °С, а потім починається процес самочинного охолодження або стрімкого самонагрівання з подальшим стійким горінням. Для кожної групи речовин природного органічного походження встановлюється відповідний нормований порядок їх зберігання.

Якими властивостями характеризується пожежна небезпека речовин?

Пожежна небезпека речовин характеризується горючістю, займанням і вибухонебезпечністю. Речовини, що мають такі властивості, позначаються (ГОСТ 12.1.004-85):

НГ— негорючі речовини, які не здатні горіти в атмосфері повітря звичайного складу;

ТГ - важко горюча речовина, може горіти лише під дією стороннього джерела запалювання, але не здатна горіти самостійно після його вилучення;

ГВ — горюча речовина, самостійно горить після вилучення джерела запалювання;

ГЖ — горюча рідина, самостійно горить після вилучення джерела запалювання і має температуру спалаху понад 61 °С (у закритому) або 66 °С (у відкритому тиглі);

ЛВЖ — легкозаймиста рідина. Може самостійно горіти після вилучення джерела запалювання і має температуру спалаху до 61 °С (у закритому ) або до 66 °С (у відкритому титл і);

ГГ — горючий газ, здатний утворювати з повітрям займисті і вибухонебезпечні суміші;

ВВ — вибухонебезпечна речовина, яка може вибухнути або детонувати без наявності кисню повітря.