Книга Пожежна Безпека Рожков частина 1

Багато негорючих речовин у кисні стають горючими. Джерелом кисню може бути ряд рідинних та твердих окисників, наприклад, переоксиди водню, натрію та барію, хлорати, перхлорати, хлорна кислота, марганцевокислий калій, персульфати, хромати та біхромати, селітри тощо.

Кисень сильніше окиснює в стисненому вигляді. Масла й жири в атмосфері стисненого кисню самозаймаються. При попаданні масла всередину вентиля або редуктора балона зі стисненим киснем, як правило, відбувається вибух. Рідинний кисень надзвичайно небезпечний при контакті з органічними речовинами, оскільки утворює з ними вибухові суміші.

ЗДАТНІСТЬ ВИБУХАТИ Й ГОРІТИ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ З ВОДОЮ, КИСНЕМ ПОВІТРЯ Й ІНШИМИ РЕЧОВИНАМИ (взаємний контакт речовин) – це якісний показник, що характеризує високу пожежну небезпеку деяких речовин.

Дані про здатність речовин вибухати й горіти при взаємному контакті включаються до стандартів, технічних умов на речовини, крім того, цей показник використовується при визначенні категорій приміщень за вибухопожежною та пожежною небезпекою, при виборі безпечних умов проведення технологічних процесів, умов сумісного зберігання й транспортування речовин і матеріалів, при виборі або призначенні засобів пожежогасіння.

Метод визначення здатності вибухати й горіти при взаємному контакті речовин полягає в механічному змішуванні досліджуваних речовин у заданій пропорції й оцінці результатів випробувань.

НОРМАЛЬНА ШВИДКІСТЬ ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ’Я – швидкість переміщення фронту полум’я відносно незгорілого газу в напрямку, перпендикулярному до його поверхні.

Значення нормальної швидкості поширення полум’я слід використовувати у розрахунках швидкості зростання тиску вибуху газо- та пароповітряних сумішей в закритому, негерметичному устаткуванні й приміщеннях, критичного (гасячого) діаметра при розробці й створенні вогнеперешкоджувачів, площі легкоскиданих конструкцій, запобіжних мембран та інших подібних пристроїв; при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Нормальну швидкість поширення полум’я визначають за допомогою методу, суть якого полягає в приготуванні горючої суміші певного складу всередині реакційної посудини, запалюванні суміші в центрі точковим джерелом, реєстрації зміни тиску за часом в посудині й обробці експериментальної залежності «тиск–час» з використанням математичної моделі процесу горіння газу в замкненій посудині й процедури оптимізації. Математична модель дозволяє отримати залежність «тиск–час», оптимізація якої за аналогічною експериментальною залежністю дає в результаті зміну нормальної швидкості в процесі розвитку вибуху для конкретного випробування.

ШВИДКІСТЬ ВИГОРЯННЯ – кількість рідини, що згоряє в одиницю часу з одиниці площі. Швидкість вигоряння характеризує інтенсивність горіння рідини.

Значення даного показника використовують при розрахунках визначення тривалості горіння рідини в резервуарах, інтенсивності тепловиділення й температурного режиму пожежі, інтенсивності подачі вогнегасних речовин.

Метод визначення швидкості вигоряння полягає в запалюванні зразка рідини в реакційній посудині, фіксуванні втрати маси зразка за певний проміжок часу й математичній обробці експериментальних даних.

КОЕФІЦІЄНТ ДИМОУТВОРЕННЯ – показник, що характеризує оптичну густину диму, який утворюється під час горіння певної кількості матеріалу (речовини) за встановленими умовами випробування.

Цей коефіцієнт використовується для класифікації матеріалів за димотворною здатністю. Розрізняють три групи матеріалів за цим показником (табл. 2.4).

Таблиця 2.4

Групи матеріалів за димотворною здатністю

Групи матеріалів за димотворною здатністю	Коефіцієнт димоутворення, м2•кг-1
Мала Помірна Висока	До 50 включно понад 50 до 500 включно понад 500

Суть методу визначення коефіцієнта димоутворення полягає у визначенні оптичної густини диму, що утворюється при горінні або тлінні певної кількості випробуваного матеріалу (речовини), розподіленого в заданому об’ємі (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Схема установки для визначення коефіцієнта димоутворення матеріалів:

1 – димова камера; 2 – продувний вентилятор; 3 –освітлювальний пристрій; 4 – вентилятор перемішування; 5 – камера спалювання зразка; 6 – електронагрівальна панель; 7 – тримач зразка; 8 – фотоелемент; 9 – люксометр-потенціометр

ОПТИЧНА ГУСТИНА ДИМУ – десятковий логарифм відношення світлового потоку, що падає до світлового потоку, який пройшов крізь дим, віднесений до шляху проходження світла.

ІНДЕКС ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ’Я – показник, що характеризує здатність матеріалів (речовин) спалахувати, поширювати полум’я по поверхні та виділяти тепло за встановленими умовами випробування.

Значення індексу поширення полум’я слід використовувати для класифікації матеріалів (табл. 2.5).

Таблиця 2.5

Класифікація матеріалів за індексом поширення полум’я

Групи матеріалів	Значення індексу поширення полум’я
Не поширює полум’я по поверхні Помірно поширює полум’я по поверхні Швидко поширює полум’я по поверхні	0 Вище 0 до 20 включно Вище 20

Метод визначення індексу поширення полум’я полягає в оцінці здатності матеріалу спалахувати, виділяти тепло й поширювати полум’я по поверхні під впливом зовнішнього теплового потоку.

ПОКАЗНИК ТОКСИЧНОСТІ ПРОДУКТІВ ГОРІННЯ – відношення кількості матеріалу (речовини) до одиниці об’єму замкненого простору, в якому газоподібні продукти горіння матеріалу (речовини) спричиняють до загибелі 50% піддослідних тварин.

Даний показник використовується для порівняльної оцінки полімерних матеріалів, а також вводиться до технічних умов й стандартів на облицювальні й теплоізоляційні матеріали.

Класифікація матеріалів за значенням показника токсичності продуктів горіння наведена в табл. 2.6.

Таблиця 2.6.

Клас небезпеки Матеріалів	Хв
5	15	30	60
Надзвичайно небезпечні Високонебезпечні Помірнонебезпечні Малонебезпечні	До 25 25–70 70–210 Понад 210	До 17 17–50 50–150 Понад 150	До 13 13–40 40–120 Понад 120	До 10 10–30 30–90 Понад 90

Суть методу визначення показника токсичності полягає в спалюванні досліджуваного матеріалу в камері згоряння при заданій густині теплового потоку та виявленні залежності летального ефекту газоподібних продуктів горіння від маси матеріалу, віднесеної до одиниці об’єму експозиційної камери (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Схема установки для визначення показника токсичності продуктів горіння матеріалів:

1 – камера згоряння; 2 – тримач зразка; 3 – електронагрівальна панель; 4 – заслінки; 5, 17 – перехідні рукава; 6 – стаціонарна секція експозиційної камери; 7 –рухома секція експозиційної камери; 8, 14 –штуцери; 9 – дверцята передкамери; 10 – клітка для піддослідних тварин; 11 – передкамера; 12 – запобіжна мембрана; 13 – вентилятор; 15 – гумова прокладка; 16 – клапан для продування; 18 – термометр

МІНІМАЛЬНА КОНЦЕНТРАЦІЯ ФЛЕГМАТИЗАТОРА – найменша концентрація флегматизатора в суміші з пальним та окисником, за якої суміш стає нездатною до горіння при будь-якому співвідношенні пального та окисника.

Значення цього показника використовується при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів методом флегматизації.

Визначення мінімальної концентрації флегматизатора здійснюється методом, який полягає у визначенні концентраційних меж поширення полум’я горючої речовини при розбавленні газо-, паро - та пилоповітряної суміші й отриманні «кривої флегматизації». Пік «кривої флегматизації» відповідає значенням мінімальної концентрації флегматизатора.

МІНІМАЛЬНИЙ ВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНИЙ ВМІСТ КИСНЮ – така концентрація кисню в горючій суміші, що складається з горючої речовини (матеріалу), повітря і флегматизатора, менше за якої поширення полум’я в суміші стає неможливим за будь-якої концентрації горючого матеріалу (речовини) в суміші, що розбавлена даним флегматизатором.

Даний показник використовується при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Метод визначення мінімального вибухонебезпечного вмісту кисню полягає у випробуванні на займистість газо-, паро - або пилоповітряної суміші різного складу, розбавленої даним флегматизатором, до виявлення мінімальної концентрації кисню та максимальної концентрації флегматизатора, за яких ще можливо поширення полум’я по суміші.

Приклади мінімальних концентрацій кисню, що являє небезпеку з точки зору утворення вибуху, в сумішах пожежонебезпечних речовин З Інертними газами (флегматизаторами):

Ацетилен з діоксидом вуглецю – 14,9%;

Ацетилен з азотом – 11,9%;

Метан з діоксидом вуглецю – 15,6%;

Метан з азотом – 12,8%;

Бензол з діоксидом вуглецю – 14,4%;

Бензол з азотом – 11,5%.

МАКСИМАЛЬНИЙ ТИСК ВИБУХУ – найбільший надлишковий тиск, що виникає при дефлаграційному згорянні газо-, паро - або пилоповітряної суміші в замкненій посудині при початковому тиску суміші 101,3 кПа.

Значення максимального тиску вибуху використовується при визначенні категорій приміщень за вибухопожежною та пожежною небезпекою у відповідності з вимогами норм технологічного проектування, при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Максимальний тиск вибуху визначається шляхом запалювання газо-, паро - та пилоповітряної суміші заданого складу в об’ємі реакційної посудини й реєстрації тиску горючої суміші, що досягається при спалахуванні. Змінюючи концентрацію пального в суміші, виявляють максимальне значення тиску вибуху.

ШВИДКІСТЬ ЗРОСТАННЯ ТИСКУ ВИБУХУ – похідна тиску вибуху за часом на зростаючій ділянці залежності тиску вибуху горючої суміші в замкненій посудині.

Цей показник застосовується також при розробці заходів, спрямованих на забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Суть методу визначення швидкості зростання тиску полягає В Експериментальному визначенні максимального тиску вибуху горючої суміші в замкненій посудині (рис. 2.19), будуванні графіка зміни тиску від часу та у розрахунку середньої та максимальної швидкостей за відомими формулами.

Методи визначення та розрахунку показників пожежовибухонебезпеки речовин й матеріалів викладені в ГОСТ 12.1.044–89.

Рис. 2.19. Схема приладу для вимірювання максимального тиску вибуху й швидкості зростання тиску при вибуху газів й пари:

1 – термостатований електронагрівач; 2 – вибухова камера; 3 – осцилограф; 4 – датчик тиску; 5 – потенціометр; 6 – термопара; 7 –джерело запалювання; 8 – змішувач; 9, 12 – крани; 10 – джерело живлення; 11 – манометр; 13 – вакуум-насос

§ 16. Умови пожежовибухобезпеки під час використання

Речовин і матеріалів

З метою забезпечення пожежовибухобезпеки процесів виробництва, перероблення, зберігання й транспортування речовин і матеріалів, необхідні дані про показники пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів слід використовувати з коефіцієнтом безпеки, наведеним у табл. 2.7.

Таблиця 2.7

Спосіб запобігання пожежі, вибуху	Параметр, що регламентується	Умови пожежовибухобезпеки
Попередження утворювання горючого середовища	φг, без φф, без φо2, без	φг, без ≤ 0,9 (φн – 0,7R) φг, без ≥ 1,1 (φн + 0,7R) φф, без ≥ 1,1 (φф + 0,7R) φо2, без ≤ 0,9 (φ о2 – 0,7R)
Обмеження спалахуваності й горючості речовин і матеріалів	Горючість речовини (матеріалу)	Горючість речовини (матеріалу) не повинна бути більша регламентованої
КІД Tсп. д	КІД < >≤ КІ Tсп.< >Д ≤ tсп. (з. т) – 35 °С
Попередження утворювання в горючій суміші (або внесення в неї) джерела запалювання	Wбез	Wбез а ≤ 0,4 Wmin Tбез ≤ 0,8 tтл Tбез ≤ 0,8 tc

Де КІ – кисневий індекс, %об.;

КІД – допустимий кисневий індекс за нормальною температурою, % об.;

R – повторюваність методу визначення показника пожежної небезпеки за довірчою ймовірністю 95% ;

Tбез – безпечна температура, °С;

Tсп. д – допустима температура спалаху, °С;

TСп (з. т) ~ температура спалаху в закритому тиглі, °С;

TС – Мінімальна температура середовища, за якої спостерігається самозаймання зразка, °С;

Tтл – температура тління, °С;

Wбез – безпечна енергія запалювання, Дж;

Wmin – мінімальна енергія запалювання, Дж;

φв – верхня концентраційна межа поширення полум’я по суміші горючої речовини з повітрям, %об. (г•м-3);

φг без – безпечна концентрація горючої речовини, % об. (г•м-3);

φн – нижня концентраційна межа поширення полум’я по суміші горючої речовини з повітрям, % об. (г•м-3);

φо2 – мінімальний вибухонебезпечний вміст кисню в горючій суміші, % об.;

φо2 ,без – безпечна концентрація кисню в горючій суміші, %об.;

φф – мінімальна концентрація флегматизатора, %об.;

φф, без – безпечна концентрація флегматизатора, %об.

Розділ III. МЕТОДИКА АНАЛІЗУ ПОЖЕЖНОЇ НЕБЕЗПЕКИ

§ 17. Складові пожежної небезпеки

Як нам вже відомо, для виникнення горіння необхідно мати в наявності три основні компоненти: горючу речовину, окисник й джерело запалювання. Горюча речовина разом з окисником, яким здебільшого є кисень повітря, утворюють горюче середовище. Тому

ЗАПОБІГАННЯ ПОЖЕЖІ досягається: попередженням утворення горючого середовища; попередженням утворення в горючому середовищі або внесення до нього джерел запалювання.

Ймовірність виникнення пожежі (вибуху) в пожежонебезпечному об’єкті визначають на етапах його проектування, будівництва й експлуатації. Для оцінки ймовірності виникнення пожежі (вибуху) на діючих підприємствах або об’єктах, що будуються, будівлях, спорудах необхідно мати статистичні дані про час існування різних ПОЖЕЖОВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНИХ ПОДІЙ, тобто таких подій, реалізація яких призводить до утворювання горючого середовища й виникнення джерела запалювання.

Ймовірність виникнення пожежі (вибуху) в об’єктах, що проектуються, визначають на підставі показників надійності елементів об’єкта (складових частин), що дозволяє розрахувати ймовірність різних ситуацій у виробничому устаткуванні, системах контролю й керування, а також в інших пристроях, що складають об’єкт, які призводять до реалізації пожежовибухонебезпечних подій.

В цілому, під ПОЖЕЖНОЮ НЕБЕЗПЕКОЮ Слід розуміти можливість виникнення та (або) розвитку пожежі.

Аналіз пожежної небезпеки полягає у визначенні наявності горючих речовин і можливих джерел запалювання, ймовірних шляхів розповсюдження пожежі й необхідних засобів пожежогасіння.

У багатьох місцях, де ми мешкаємо, працюємо, навчаємося, відпочиваємо, горюче середовище присутнє постійно, й суто пожежонебезпечне джерело тепла є єдиним фактором, який слід виявити й усунути з метою запобігання пожежі. Звідси випливає особлива важливість ретельного вивчення умов появи й методів запобігання виникненню пожежонебезпечних теплових джерел.

Теплові джерела запалювання вельми різноманітні. Наприклад, навіть звичайний графин з водою, залишений на підвіконні, може зіграти роль оптичної лінзи, у фокусі якої опиниться спалима портьєра.

Знання теоретичних основ виникнення горіння здатне ефективно допомогти у розробці заходів, що сприяють запобіганню виникненню пожежі, а також дає змогу правильно оцінити пожежну небезпеку того чи іншого технологічного процесу.

Джерелом запалювання може бути таке нагріте тіло (у випадку примусового запалювання) чи такий екзотермічний процес (при самозайманні), які здатні нагріти деякий об’єм горючої суміші до визначеної температури, коли швидкість тепловиділення (за рахунок реакції горючої суміші) дорівнює чи перевищує швидкість тепловідводу із зони реакції. При цьому потужність та тривалість теплового впливу джерела повинні забезпечувати підтримання критичних умов протягом часу, необхідного для розвинення реакції з формуванням фронту полум’я, здатного до подальшого самостійного поширення.

Характеристики основних реальних джерел запалювання наведені в
табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Характеристики джерел запалювання за їхньою здатністю до займання

• < Назад
• Вперёд >