Самовозгорание бывает следующих видов. Самовозгорание

САМОВОЗГОРАНИЕ , возникновение горения в результате самонагревания горючих твердых материалов, вызванного самоускорением в них экзотермич. р-ций. Самовозгорание происходит из-за того, что тепловыделение в ходе р-ций больше тепло-отвода в окружающую среду .

Начало самовозгорания характеризуется т-рой самонагревания (T сн), представляющей собой минимальную в условиях опыта т-ру, при к-рой обнаруживается тепловыделение.

При достижении в процессе самонагревания определенной т-ры, наз. т-рой самовозгорания (T своз), возникает горение материала, проявляющееся либо тлением, либо пламенным горением . В последнем случае T своз адекватна т-ре самовоспламенения (T св), под к-рым в пожарном деле понимают возникновение горения газов и жидкостей при нагр. до нек-рой критич. т-ры. (см. Воспламенение в пожарном деле). В принципе самовозгорание и самовоспламенение по физ. сущности сходны и различаются лишь видом горения , самовоспламенение возникает только в виде пламенного горения .

В случае самовоспламенения самонагревание (предвзрыв-ной разогрев; см. Воспламенение) развивается в пределах всего неск. градусов и поэтому не учитывается при оценке пожаровзрывоопасности газов и жидкостей . При самовозгорании область самонагревания может достигать неск. сотен градусов (напр., для торфа от 70 до 225 °С). Вследствие этого явление самонагревания всегда учитывается при определении склонности твердых в-в к самовозгоранию.

С амовозгорание изучают путем термостатирования исследуемого материала при заданной т-ре и установления зависимости между т-рой, при к-рой возникает горение , размерами образца и временем его нагрева в термостате .

Процессы, происходящие при самовозгорании образцов горючего материала, изображены на рисунке. При т-рах до T сн (напр., T 1) материал нагревается без изменений (тепловыделение отсутствует). При достижении T сн в материале происходят экзотермич. р-ции. Последние в зависимости от условий накопления теплоты (масса материала, плотность упаковки его атомов и молекул , продолжительность процесса и т. д.) могут после периода небольшого самонагревания по исчерпании способных саморазогреваться компонентов материала завершиться охлаждением образца до начальной т-ры термостата (кривая 1) либо продолжать самонагреваться вплоть до T своз (кривая 2). Область между Т сн и T своз потенциально пожароопасна, ниже T сн -безопасна.

Изменение т-ры Т во временя т в термостатированных образцах горючего материала.

Возможность самовозгорания материала, находящегося в потенциально пожароопасной области, устанавливают с помощью ур-ний:

где T окр -т-ра окружающей среды , °С; l-определяющий размер (обычно толщина) материала; т-время, в течение к-рого может произойти самовозгорание; A 1 , n 1 и А 2 , n 2 -коэф., определяемые для каждого материала по опытным данным (см. табл.).

По ур-нию (1) при заданном l находят T окр, при к-рой может возникнуть самовозгорание данного материала, по ур-нию (2)-при известной Т окр величину т. При т-ре, ниже вычисленной T окр, или при т, меньшем, чем время, рассчитанное по ур-нию (2), самовозгорание не произойдет.

В зависимости от природы первоначального процесса, вызвавшего самонагревание материала, и значений T сн различают хим., микробиол. и тепловое самовозгорание.

К химическому самовозгоранию относятся экзотермич. взаимод. в-в (напр., при попадании конц. HN О 3 на бумагу , древесные опилки и др.). Наиб. типичный и распространенный пример такого процесса-самовозгорание промасленной ветоши или иных волокнистых материалов с развитой пов-стью. Особенно опасны масла , содержащие соед. с ненасыщ. хим. связями и характеризующиеся высоким йодным числом (хлопковое, подсолнечное, джутовое и т.д.).

К явлениям химического самовозгорания относится также загорание ряда в-в (напр., мелкораздробл. А1 и Fe, гидриды Si, В и нек-рых металлов , металлоорг. соед.-алюминийорганичес-кие и др.) при контакте их с воздухом в отсутствие нагрева. Способность в-в к самовозгоранию в таких условиях наз. пирофорностью. Особенность пирофорных в-в заключается в том, что их T своз (или T св) ниже комнатной т-ры: - 200°С для SiH 4 , - 80 °С для А1(С 2 Н 5) 3 . Для предупреждения химического самовозгорания порядок совместного хранения горючих в-в и материалов строго регламентирован.

Склонностью к микробиологическому самовозгоранию обладают горючие материалы, особенно увлажненные, служащие пи-тат. средой для микроорганизмов , жизнедеятельность к-рых связана с выделением теплоты (торф , древесные опилки и др.). По этой причине большое число пожаров и взрывов происходит при хранении сельскохозяйств. продуктов (напр., силос, увлажненное сено) в элеваторах. Для микробиологического и химического самовозгорания характерно то, что T сн не превышает-обычных значений Т окр и м.б. отрицательной. Материалы, имеющие T сн выше комнатной т-ры, способны к тепловому самовозгоранию.

Вообще склонностью ко всем видам самовозгорания обладают мн. твердые материалы с развитой пов-стью (напр., волокнистые), а также нек-рые жидкие и плавящиеся в-ва, содержащие в своем составе непредельные соед., нанесенные на развитую (в т.ч. негорючую) пов-сть. Расчет критич. условий для хим., микробиол. и теплового самовозгорания осуществляется по ур-ниям (1) и (2). Методы эксперим. определения Т сн и T своз и условий самовозгорания изложены в спец. стандарте.

Лит.: Таубкин С. М., Баратов А. Н., Никитина Н. С., Справочник по жароопасности твердых веществ и материалов, М., 1961; Пожарная опасность строительных материалов, под ред. А.Н. Баратова, М., 1988; Пожаровзрыво-опасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник, под ред. А.Н. Баратова, А.Я. Королъченко, кн. 1-2, М., 1990. А.Н. Баратов.

Несгораемые материалы - материалы, которые под действием огня или высоких температур не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, но могут сильно деформироваться.

Трудносгораемые материалы - материалы, которые под действием огня тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня эти процессы прекращаются.

Сгораемые материалы - материалы, которые под действием огня воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть и после удаления источника огня.

Огнестойкость - способность изделия, конструкции или элемента сооружения сохранять при пожаре несущую и огнепреграждающую способность.

Повышение огнестойкости конструкций до требуемого уровня осуществляется с помощью соответствующей огнезащиты:

а) бетонирование, оштукатуривание, обкладка кирпичом – конструктивный способ;
б) облицовка объекта огнезащиты штатными материалами или установка огнезащитных экранов на относе
в) нанесение непосредственно на поверхность объекта огнезащитных покрытий (окраска, обмазка, напыление);
г) пропитка подповерхностных слоев конструкций огнезащитным составом;
д) комбинированный (композиционный) способ, представляющий собой рациональное сочетание различных способов.

Химическое самовозгорание веществ. Причины и профилактика

Х имическое самовозгорание связано со способностью веществ и материалов вступать в химическую реакцию с воздухом или другими окислителями при нормальных условиях с выделением теплоты, достаточной для их возгорания. Наиболее характерными примерами являются случаи самовозгорания промасленной ветоши или фосфора на воздухе, легковоспламеняющихся жидкостей при контакте с марганцовкой, древесных опилок с кислотами. Д ругой вид химических реакций веществ связан с взаимодействием воды или влаги. При этом также выделяется достаточная для самовозгорания веществ и материалов температура. Примерами могут служить такие вещества, как калий, натрий, карбид кальция, негашеная известь. Особенностью щелочноземельных металлов является их способность гореть и без доступа кислорода. Необходимый для реакции кислород они добывают сами, расщепляя под действием высокой температуры влагу воздуха на водород и кислород. Вот почему тушение водой таких веществ приводит к взрыву образующегося водорода.

4. Пена как средство пожаротушения

Воздушно-механическая пена как средство пожаротушения состоит из пузырьков газа, оболочка которых содержит 3-5%й водный раствор пенообразователя. Пены применяют для тушения твердых и жидких горючих веществ, не вступающих во взаимодействие с водой, и в первую очередь для тушения нефтепродуктов. Пожаротушащий эффект пены основан на охлаждении очага пожара водой, а так же частичном изолировании зоны горения от доступа свежего воздуха.

К достоинствам пены как средства пожаротушения можно отнести длительность сохранения пеной своей структуры и объема, что позволяет производить как площадное так и объемное пожаротушение; возможность дистанционного воздействия на очаг пожара; способность пены перемещаться на значительные расстояния и проникать в труднодоступные места

Огнетушащие свойства пены в большой степени определяются её кратностью и стойкостью. Кратность - отношение объема пены к объему жидкой фазы. Стойкость - сопротивляемость пены процессу разрушения и оценивается продолжительностью выделения из пены 50% жидкой фазы. С повышением кратности пены стойкость снижается. Стойкость пены средней кратности составляет порядка 2х часов. Стойкость может быть повышена путем введения стабилизирующих добавок. Пена электропроводна, поэтому тушить ею установки под напряжением запрещается.

5. Пожарная опасность открытого пламени, газов, искр. Причины возникновения и профилактика.

Пожарная опасность промышленных или гражданских объектов – возможность возникновения и развития пожара, а также его последствия, определяемые опасными для людей факторами и нанесенным материальным ущербом. Пожарная опасность объектов определяется пожарной опасностью применяемых веществ и материалов, условиями их использования, параметрами и особенностями технологических процессов, пожарной нагрузкой, а также объемно-планировочными и конструктивными параметрами самих объектов. Пожарная опасность веществ и материалов характеризуется их способностью к распространению пламени концентрационными и температурными пределами воспламенения и другими показателями - вспышками температуры, температурами воспламенения, самовоспламенения и тления, склонностью к самовозгоранию. Самый опасный источник пожара – открытое пламя, вызывающее зажигание различных горючих систем практически во всех случаях. Поэтому при необходимости проведения ремонтных огневых работ предусмотрены особые меры предосторожности.

Наиболее распространенные источники зажигания – электрические разряды, поэтому требования к электрооборудованию строго регламентированы. Искры, образуемые при разрядах статического электричества, также могут быть источником зажигания. Накопление электрических зарядов происходит при трении материалов. Для защиты от статической электризации предусмотрены меры по предотвращению образования зарядов - ограничение скоростей перемещения диэлектриков по трубопроводам, очистка газовых потоков от твердых частиц, заземление технологического оборудования, применение антистатиков и их быстрой нейтрализации - увлажнение среды, ионизация воздуха. Искры, возникающие в результате трения и удара, представляют собой горящие частицы, отрываемые при механических воздействиях на твердые материалы. При этом искры от удара более опасны, чем искры от трения. Опасность механических искр определяется природой трущихся или соударяемых материалов. Наиболее опасны углеродосодержащие материалы и их сплавы. Для предупреждения образования механических искр во взрывоопасных цехах допускается применение лишь омедненного или луженого инструмента, а трущиеся части машин должны быть выполнены из разнородных материалов. В таких помещениях полы изготовляют из неискрящих материалов, а обслуживающий персонал может находиться только в специальной обуви, подбитой медными гвоздями.

6. Классификация производств по степени пожаро- и взрывоопасности

А взрыво- пожароопасная

Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28° С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5кПа.

Б взрыво- пожароопасная

Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28° С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пыле- или паро-воздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.

В1 - В4 пожароопасная

Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б

Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива

Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

7. Классификация пыли и горючих веществ

Вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, называются горючими в отличие от веществ, которые на воздухе не горят и называются негорючими. Промежуточное положение занимают трудно горючие вещества, которые возгораются при действии источника зажигания, но прекращают горение после удаления последнего.

Все горючие вещества делятся на следующие основные группы.

1. ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ (ГГ) - вещества, способные образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 50° С. К горючим газам относятся индивидуальные вещества: аммиак, ацетилен, бутадиен, бутан, бутилацетат, водород, винилхлорид, изобутан, изобутилен, метан, окись углерода, пропан, пропилен, сероводород, формальдегид, а также пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

2. ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ ЖИДКОСТИ (ЛВЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61° С (в закрытом тигле) или 66° (в открытом). К таким жидкостям относятся индивидуальные вещества: ацетон, бензол, гексан, гептан, диметилфорамид, дифтордихлорметан, изопентан, изопропилбензол, ксилол, метиловый спирт, сероуглерод, стирол, уксусная кислота, хлорбензол, циклогексан, этилацетат, этилбензол, этиловый спирт, а также смеси и технические продукты бензин, дизельное топливо, керосин, уайтспирт, растворители.

3. ГОРЮЧИЕ ЖИДКОСТИ (ГЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61° (в закрытом тигле) или 66° С (в открытом). К горючим жидкостям относятся следующие индивидуальные вещества: анилин, гексадекан, гексиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, а также смеси и технические продукты, например, масла: трансформаторное, вазелиновое, касторовое.

4. ГОРЮЧИЕ ПЫЛИ (ГП) - твердые вещества, находящиеся в мелкодисперсном состоянии. Горючая пыль, находящаяся в воздухе (аэрозоль), способна образовывать с ним взрывчатые смеси. Осевшая на стенах, потолке, поверхностях оборудования пыль (аэрогель) пожароопасна.

Горючие пыли по степени взрыво- и пожароопасности делятся на четыре класса.

1-й класс - наиболее взрывоопасные - аэрозоли, имеющие нижний концентрационный предел воспламенения (взрываемости) (НКПВ) до 15 г/м 3 (сера, нафталин, канифоль, пыль мельничная, торфяная, эбонитовая).

2-й класс - взрывоопасные - аэрозоли имеющие величину НКПВ от 15 до 65 г/м 3 (алюминиевый порошок, лигнин, пыль мучная, сенная, сланцевая).

3-й класс - наиболее пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ, большую 65 г/м 3 и температуру самовоспламенения до 250° С (табачная, элеваторная пыль).

4-й класс - пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ большую 65 г/м 3 и температуру самовоспламенения, большую 250° С (древесные опилки, цинковая пыль).

Пыль – физическое состояние вещества, характеризующее степень его раздробленности. Производственная деятельность сопровождается образованием пыли. Пыль классифицируется по следующим признакам:

· По способу образования – аэрозоль и аэрогель. С точки зрения гигиенического воздействия наиболее опасна аэрозоль, а с точки зрения пожароопасности – аэрогель.

· По происхождению – органическая, неорганическая, смешанная

· По дисперсности – видимая, микроскопическая, ультрамикроскопическая

Пыль способна электризоваться, что приводит к возникновению пожаров. Также пылевыделения имеют другие отрицательные стороны – наносят экологический, экономический ущерб, ухудшает санитарное состояние производственной среды, ухудшает производственное освещение. Контроль количества пыли осуществляется методом определения ее массы и размера частиц.

8. Углекислотные огнетушители

Углекислотный огнетушитель – аппарат, огнегасящие свойства которого – углекислота – представляет химическое соединение углерода и кислорода. Это газ является инертным, он не поддерживает горение. Выпущенной из баллона жидкой, углекислота мгновенно превращается в газ, увеличиваясь в объеме в 400-500 раз. В твердое, снегообразное состояние углекислота переходит при выпуске ее под большим давлением. Образованию снежных хлопьев способствует быстрое испарение и охлаждение паров углекислоты. Часть углекислоты выходит в виде снега, часть - в виде тумана.

Огнегасительные свойства углекислоты заключаются в том, что она, являясь газом, уменьшает процентное содержание кислорода в очаге горения и изолирует его от притока воздуха. Углекислотный снег уменьшает температуру горящих предметов и окружающего воздуха. Углекислота применяется для тушения твердых и горючих веществ. Не являясь электропроводной, она также используется в тушении проводок. Но углекислота нестойкое вещество, легко уносится от пожара восходящими потоками воздуха, не обладает смачивающими свойства и является токсичным веществом. Поэтому ее нельзя использовать в людских помещениях в больших количествах.

Углекислотный огнетушитель представляет собой стальной баллон, в горловину которого ввернут вентиль из латуни, имеющий сифонную трубку. Вентиль огнетушителя – запорно-пусковое устройство. Чтобы привести в действие огнетушитель, необходимо вращать маховик до отказа, направляя раструб в очаг горения. Время непрерывного действия – 30 сек., тушить с расстояния 1 - 2 метра.

9. Огнегасящие свойства воды, пены, инертных газов

Вода охлаждает горящий предмет до температуры, ниже чем температура его самовоспламенения. Водяной пар, смешиваясь с горючими газами, понижает их концентрацию, препятствую полному сгоранию газа и понижает температуру. В процессе тушения пожара вода попадает на неохваченные огнем части, затрудняя их возгорание. Сильная струя воды сбивает горящие частицы, проникая внутрь раскаленной массы, охлаждает ее. Водой тушат большинство твердых горючих веществ. В виде распыленной струи водой тушат твердые тела, жидкости и газы. В некоторые вещества вода не проникает. Электроустановки и проводку водой тушить нельзя, т.к. она является проводником. Нельзя тушить водой такие химические вещества, как карбид кальция, калий и натрий, вступающие с водой в реакцию окисления.

Химическая пена также является средством пожаротушения, обладая огнегасящими свойствами. Принцип получения химической пены – реакция смешения кислотной и щелочной частей в заряде огнетушителя. Кислота и щелочь, вступая в реакцию, выделяют много углекислого газа. Пена очень легка, что позволяет ей удерживаться на поверхности горящих веществ, в том числе и жидкостей. Пена на поверхности горящего вещества не только снижает его температуру, но и препятствует доступу кислорода. При тушении жидкостей слой пены тормозит выделение паров и горение прекращается. Струю пены следует направлять не в центр горящей жидкости, а по поверхности, начиная с краев.

Инертный газ – химическое соединение, не поддерживающее горение. Одним из примеров инертного газа является углекислота, образованная при соединении углерода и кислорода.

10. Пожарная профилактика при проектировании и строительстве промышленных предприятий

По­жа­ры и взры­вы на объ­е­к­тах эко­но­ми­ки и в жи­лых до­мах пред­ста­в­ля­ют большую опа­с­ность для пер­со­на­ла этих объ­е­к­тов и на­се­ле­ния и мо­гут при­чи­нить ог­ром­ный ма­те­ри­аль­ный ущерб. Во­п­ро­сы обес­пе­че­ния по­жар­ной бе­з­о­па­с­но­сти про­из­вод­ст­вен­ных и жи­лых зда­ний и со­ору­же­ний име­ют боль­шое зна­че­ние и регла­мен­ти­ру­ют­ся спе­ци­аль­ны­ми го­су­дар­ст­вен­ны­ми ре­ше­ни­я­ми и по­ста­но­в­ле­ни­ями. По­жар­ная бе­з­о­па­с­ность мо­жет быть обес­пе­че­на ме­ра­ми по­жар­ной про­фи­ла­кти­ки и ак­тив­ной по­жар­ной за­щи­ты.

По­ня­тие по­жар­ной про­фи­ла­к­ти­ки вклю­ча­ет в се­бя ком­п­лекс ме­ро­при­я­тий, направлен­ных на пре­ду­п­ре­ж­де­ние воз­ни­к­но­ве­ния по­жа­ра и со­з­да­ние ус­ло­вий для пре­дот­вра­ще­ния ущер­ба от них. Под ак­тив­ной по­жар­ной за­щи­той по­ни­ма­ют­ся меры, обес­пе­чи­ва­ю­щие ус­пеш­ную борь­бу с воз­ни­ка­ю­щи­ми по­жа­ра­ми или взры­воо­па­с­ной си­ту­а­ци­ей.

Ана­лиз имев­ших ме­с­то на объ­е­к­тах эко­но­ми­ки круп­ных по­жа­рах по­ка­зал что при по­жа­ре на этих пред­при­яти­ях со­з­да­ёт­ся сло­ж­ная об­ста­нов­ка для по­жа­ро­ту­ше­ния, по­э­то­му тре­бу­ет­ся раз­ра­бот­ка ком­п­ле­к­са ме­ро­при­я­тий но про­ти­во­по­жар­ной защите. Этот ком­п­лекс вклю­ча­ет ме­ро­при­я­тия про­фи­ла­к­ти­че­с­ко­го ха­ра­к­те­ра и устрой­ст­во си­с­тем по­жа­ро­ту­ше­ния. По­жар­ная про­фи­ла­к­ти­ка яв­ля­ет­ся со­став­ной ча­стью тех­но­ло­ги­че­с­ких про­цес­сов про­из­вод­ст­ва, гра­до­стро­и­тель­ст­ва, пла­ни­ров­ки и за­строй­ки на­се­лен­ных пун­к­тов. Её ме­ро­при­я­тия учи­ты­ва­ют­ся при про­ек­ти­ро­ва­нии, стро­и­тель­ст­ве, ре­кон­ст­рук­ции, экс­плу­а­та­ции объ­е­к­тов, зда­ний, со­ору­же­ний, тран­с­порт­ных средств и в бы­ту. Ор­га­ни­за­ци­ей по­жар­ной про­фи­ла­к­ти­ки за­ни­ма­ют­ся ор­га­ны Го­су­дар­ст­вен­но­го по­жар­но­го над­зо­ра.

По­жар­ная про­фи­ла­к­ти­ка до­с­ти­га­ет­ся:

Раз­ра­бот­кой, вне­дре­ни­ем по­жар­ных норм и пра­вил на объ­е­к­тах и кон­т­ро­лем за их со­блю­де­ни­ем;

Ве­де­ни­ем кон­ст­ру­и­ро­ва­ния и про­ек­ти­ро­ва­ния со­з­да­ва­е­мых объ­е­к­тов с учё­том их по­жар­ной бе­з­о­па­с­но­сти;

Со­вер­шен­ст­во­ва­ни­ем и со­дер­жа­ни­ем в го­тов­но­сти про­ти­во­по­жар­ных средств;
- ре­гу­ляр­ным про­ве­де­ни­ем по­жар­но-тех­ни­че­с­ких об­сле­до­ва­ний объ­е­к­тов, жи­лых и об­ще­ст­вен­ных зда­ний;

Про­па­ган­дой по­жар­но-тех­ни­че­с­ких зна­ний сре­ди на­се­ле­ния.

Ме­ро­при­я­тия по по­жар­ной про­фи­ла­к­ти­ке раз­де­ля­ют­ся на ор­га­ни­за­ци­он­ные, техниче­с­кие, ре­жим­ные и экс­плу­а­та­ци­он­ные.

Ор­га­ни­за­ци­он­ные ме­ро­при­я­тия пре­д­у­сма­т­ри­ва­ют:

Пра­виль­ную экс­плу­а­та­цию обо­ру­до­ва­ния и тран­с­пор­та;

Пра­виль­ное со­дер­жа­ние зда­ний и со­ору­же­ний, тер­ри­то­рии;

Про­ти­во­по­жар­ный ин­ст­ру­к­таж ра­бо­чих и слу­жа­щих объ­е­к­та;

Ор­га­ни­за­цию до­б­ро­воль­ных по­жар­ных фор­ми­ро­ва­ний, по­жар­но-тех­ни­че­с­ких ко­мис­сий;

Из­да­ние при­ка­зов по во­п­ро­сам уси­ле­ния по­жар­ных фор­ми­ро­ва­ний и т.д.

К тех­ни­че­с­ким ме­ро­при­я­ти­ям от­но­сят­ся:

Со­блю­де­ние про­ти­во­по­жар­ных пра­вил и норм при про­ек­ти­ро­ва­нии зда­ний, ус­т­рой­ст­ве элек­т­ро­про­во­дов и обо­ру­до­ва­ния, ото­пле­ния, вен­ти­ля­ции, ос­ве­ще­ния;

Пра­виль­ное раз­ме­ще­ние обо­ру­до­ва­ния.

Ме­ро­при­я­тия ре­жим­но­го ха­ра­к­те­ра - это за­пре­ще­ние ку­ре­ния в не­ус­та­но­в­лен­ных ме­с­тах про­из­вод­ст­ва сва­ро­ч­ных и дру­гих ог­не­вых ра­бот в по­жа­ро­о­па­с­ных по­ме­ще­ни­ях.

Экс­плу­а­та­ци­он­ны­ми ме­ро­при­я­ти­я­ми яв­ля­ют­ся свое­вре­мен­ные про­фи­ла­к­ти­че­с­кие ос­мо­т­ры, ре­мон­ты и ис­пы­та­ния тех­но­ло­ги­че­с­ко­го обо­ру­до­ва­ния.

По­жар­ная про­фи­ла­к­ти­ка на про­мыш­лен­ных объ­е­к­тах ор­га­ни­зу­ет­ся на ос­но­ве общих тре­бо­ва­ний ко всем объ­е­к­там, а так­же в со­от­вет­ст­вии с ка­те­го­ри­ей пожарной опа­с­но­сти тех­но­ло­ги­че­с­ких про­цес­сов на ка­ж­дом из них.

По­вы­сить ог­не­стой­кость зда­ний и со­ору­же­ний мо­ж­но об­ли­цов­кой или ош­ту­ка­ту­ри­ва­ни­ем ме­тал­ли­че­с­ких кон­ст­рук­ций, за­щи­той де­ре­вян­ных кон­ст­рук­ций ош­ту­ка­ту­ри­ва­ни­ем (из­ве­ст­ко­во-це­мент­ное, ас­бо­це­мент­ное, гип­со­вое по­кры­тие или про­пи­ты­ва­ние их ан­ти­пи­ре­на­ми (фо­с­фор­но-ки­с­лый ам­мо­ний, сер­но­ки­с­лый ам­мо­ний) или ог­не­за­щит­ны­ми кра­с­ка­ми;

Ус­т­рой­ст­во про­ти­во­по­жар­ных раз­ры­вов ме­ж­ду зда­ни­я­ми. Ве­ли­чи­ны про­ти­во­по­жар­ных раз­ры­вов ме­ж­ду ос­нов­ны­ми и вспо­мо­га­тель­ны­ми зда­ни­я­ми оп­ре­де­ля­ют с уче­том их ог­не­стой­ко­сти они мо­гут на­хо­дить­ся в пре­де­лах от 9 до 18 ме­т­ров;

Зо­ни­ро­ва­ние тер­ри­то­рии. Это ме­ро­при­я­тие за­клю­ча­ет­ся в груп­пи­ро­ва­нии при ге­не­раль­ной пла­ни­ров­ке пред­при­ятий в от­дель­ные ком­п­ле­к­сы объ­е­к­тов, род­ст­вен­ных по функ­ци­о­наль­но­му на­зна­че­нию и при­зна­ку по­жар­ной опа­с­но­сти.

Для та­ких ком­п­ле­к­сов на про­мыш­лен­ной пло­щад­ке от­во­дят оп­ре­де­лен­ные уча­ст­ки. Со­ору­же­ния с по­вы­шен­ной по­жар­ной опа­с­но­стью рас­по­ла­га­ют с под­ве­т­рен­ной сто­ро­ны, скла­ды ЛВЖ и ре­зер­ву­а­ры с го­рю­чи­ми ве­ще­ст­ва­ми рас­по­ла­га­ют на гра­ни­цах объ­е­к­та или за их пре­де­ла­ми в бо­лее ни­з­ких ме­с­тах;

Ус­т­рой­ст­во вну­т­ри­за­вод­ских до­рог, ко­то­рые дол­ж­ны обес­пе­чи­вать бес­пре­пят­ст­вен­ный удоб­ный про­езд по­жар­ных ав­то­мо­би­лей к лю­бо­му зда­нию объ­е­к­та; вы­бор мест рас­по­ло­же­ния по­жар­ных де­по. Од­на из сто­рон пред­при­ятия дол­ж­на при­мы­кать к до­ро­ге об­ще­го поль­зо­ва­ния или со­об­щать­сяс ней про­ез­да­ми;

Ус­т­рой­ст­во вну­т­рен­не­го про­ти­во­по­жар­но­го во­до­про­во­да, сприн­к­лер­ных и дре­нер­ных ус­та­но­вок по­жа­ро­ту­ше­ния, по­жар­ной сиг­на­ли­за­ции;

За­ме­на сго­ра­е­мых пе­ре­кры­тий на не­сго­ра­е­мые;

Ус­та­нов­ка элек­т­ро­обо­ру­до­ва­ния в пы­ле­в­ла­го­не­про­ни­ца­е­мом ис­по­л­не­нии;

Си­с­те­ма­ти­за­ция хра­не­ния го­рю­чих ма­те­ри­а­лов, со­з­да­ние бу­фер­ных скла­дов, ис­к­лю­ча­ю­щих на­ко­п­ле­ние го­рю­чих ма­те­ри­а­лов на ра­бо­чих ме­с­тах;

От­де­ле­ние осо­бо опа­с­ных тех­но­ло­ги­че­с­ких уча­ст­ков про­из­вод­ст­ва про­ти­во­по­жар­ны­ми пре­гра­да­ми (про­ти­во­по­жар­ные сте­ны, пе­ре­кры­тия, лю­ки, две­ри, во­ро­та, там­бур-шлю­зы и ок­на).

Про­ти­во­по­жар­ные сте­ны вы­пол­ня­ют­ся из не­сго­ра­е­мых ма­те­ри­а­лов и дол­ж­ны иметь пре­дел ог­не­стой­ко­сти не ме­нее 2,5 час. и опи­рать­ся на фун­да­мен­ты Про­ти­во­по­жар­ные две­ри, ок­на и во­ро­та в про­ти­во­по­жар­ных сте­нах дол­ж­ны иметь пре­дел ог­не­стой­ко­сти не ме­нее 1 ча­са, а про­ти­во­по­жар­ные пе­ре­кры­тия - не ме­нее I ча­са. Пе­ре­кры­тия не дол­ж­ны иметь про­емов и от­вер­стий, че­рез ко­то­рые мо­гут про­ни­кать в по­ме­ще­ние про­ду­к­ты го­ре­ния при по­жа­ре;

В чи­с­то­те и ис­прав­но­сти под­дер­жи­ва­ют­ся пу­ти эва­ку­а­ции лю­дей при по­жа­ре. При воз­ни­к­но­ве­нии по­жа­ра лю­ди дол­ж­ны по­ки­нуть зда­ние в ми­ни­маль­ное вре­мя, ко­то­рое оп­ре­де­ля­ет­ся крат­чай­шим рас­сто­я­ни­ем от их ме­с­то на­хо­ж­де­ния в зда­нии до на­ру­ж­но­го вы­хо­да. Чи­с­ло эва­ку­а­ци­он­ных вы­хо­дов из зда­ний, по­ме­ще­ний и ка­ж­до­го эта­жа зда­ния оп­ре­де­ля­ет­ся рас­че­том, но дол­ж­но со­ста­в­лять не ме­нее двух. Вы­хо­ды дол­ж­ны рас­по­ла­гать­ся рас­сре­до­то­че­но.

Ус­та­но­в­ле­ние стро­го­го про­ти­во­по­жар­но­го ре­жи­ма на объ­е­к­те.

11. Пожарная опасность электроустановок, электрооборудования.

Классификация электрооборудования по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности

1. В зависимости от степени пожаровзрывоопасности и пожарной опасности электрооборудование подразделяется на следующие виды:

1) электрооборудование без средств пожаровзрывозащиты;

2) пожарозащищенное электрооборудование (для пожароопасных зон);

3) взрывозащищенное электрооборудование (для взрывоопасных зон).

2. Под степенью пожаровзрывоопасности и пожарной опасности электрооборудования понимается опасность возникновения источника зажигания внутри электрооборудования и (или) опасность контакта источника зажигания с окружающей электрооборудование горючей средой. Электрооборудование без средств пожаровзрывозащиты по уровням пожарной защиты и взрывозащиты не классифицируется.

Классификация электрооборудования по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности применяется для определения области его безопасного применения и соответствующей этой области маркировки электрооборудования, а также для определения требований пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования.

12. Горение Жидкостей

Предприятия, на которых перерабатываются или используются горючие жидкости, представляют собой большую пожарную опасность. Это объясняется тем, что горючие жидкости легко воспламеняются, интенсивнее горят, образуют взрывоопасные паровоздушные смеси и плохо поддаются тушению водой.

Горение жидкостей происходит только в паровой фазе. Скорость испарения и количество паров жидкости зависят от ее природы и температуры. Количество насыщенных паров над поверхностью жидкости зависит от ее температуры и атмосферного давления. В состоянии насыщения число испаряющихся молекул равно числу конденсирующихся, и концентрация пара остается постоянной. Горение паровоздушных смесей возможно только в определенном диапазоне концентраций, т.е. они характеризуются концентрационными пределами распространения пламени (НКПРП и ВКПРП).

Нижние (верхние) концентрационные пределы распространения пламени – минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Концентрационные пределы могут быть выражены через температуру (при атмосферном давлении). Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам распространения пламени, называются температурными пределами распространения пламени (воспламенения) (нижним и верхним соответственно – НТПРП и ВТПРП).

Таким образом, процесс воспламенения и горения жидкостей можно представить следующим образом. Для воспламенения необходимо, чтобы жидкость была нагрета до определенной температуры (не меньше нижнего температурного предела распространения пламени). После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспламенения.

В соответствии с ГОСТ 12.1.044 "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов", температурой вспышки называется наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. Температура вспышки соответствует нижнему температурному пределу воспламенения.

Температуру вспышки используют для оценки воспламеняемости жидкости, а также при разработке мероприятий для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности ведения технологических процессов.

Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при котором интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение.

В зависимости от численного значения температуры вспышки жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ).

К легковоспламеняющимся жидкостям относятся жидкости с температурой вспышки не более 61оС в закрытом тигле или 66оС в открытом тигле.

Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5оС выше температуры вспышки, а для горючих жидкостей эта разница может достигать 30-35?С.

В соответствии с ГОСТ 12.1.017-80, в зависимости от температуры вспышки ЛВЖ подразделяются на три разряда.

Особо опасные ЛВЖ – с температурой вспышки от -18оС и ниже в закрытом тигле или от -13оС и ниже в открытом тигле. К особо опасным ЛВЖ относятся ацетон, диэтиловый спирт, изопентан и др.

Постоянно опасные ЛВЖ – это горючие жидкости с темпе-ратурой вспышки от -18оС до +23оС в закрытом тигле или от -13оС до +27оС в открытом тигле. К ним относятся бензил, толуол, этило-вый спирт, этилацетат и др.

Опасные при повышенной температуре ЛВЖ – это горючие жидкости с температурой вспышки от 23оС до 61оС в закрытом тигле. К ним относятся хлорбензол, скипидар, уайт-спирит и др.

Температура вспышки жидкостей, принадлежащих к одному классу (жидкие углеводороды, спирты и др.), закономерно изменяется в гомологическом ряду, повышаясь с увеличением молекулярной массы, температуры кипения и плотности. Температуру вспышки определяют экспериментальным и расчетным путем.

Экспериментально температуру вспышки определяют в при-борах закрытого и открытого типа:

– в закрытом тигле на приборе Мартенса-Пенского по методике, изложенной в ГОСТ 12.1.044-89, – для нефтепродуктов;

– в открытом тигле на приборе ТВ ВНИИПО по методике, приведенной в ГОСТ 12.1.044-89, – для химических органических продуктов и на приборе Бренкена по методике, изложенной в том же ГОСТе, – для нефтепродуктов и масел.

13. Образования статического электричества и пожарная опасность искр от его разрядов

1. Электростатические заряды на производстве и их опасность.

В некоторых отраслях промышленного производства, связанных с обработкой диэлектрических материалов, нефтеперерабатывающей, текстильной, бумажной, и т.д. наблюдаются явления электризации тел – статическое электричество.

По определению ГОСТ 17.1.018-79 «Статическое электричество. Искробезопастность.» термин «статическое электричество» означает совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектриков и полупроводников, изделий на изолированных (в том числе диспергированных (лат. dispergo – рассеивать; порошки, эмульсии) в диэлектрической среде) проводниках.

Электризация материалов часто препятствует нормальному ходу технологических процессов производства, а также создает дополнительную пожарную опасность вследствие искрообразования при разрядах при наличии в помещениях, резервуарах и ангарах горючих паро- и газо-воздушных смесей.

Этот же ГОСТ дает определение понятий электростатической искробезопастности (ЭСиБ) как состояние объекта, при котором исключена возможность взрыва и пожара от статического электричества. Электростатическая искробезопастность должна обеспечиваться путем устранения разрядов статического электричества, способных стать источником зажигания огнеопасных веществ (материалов, смесей, изделий, продукции и т.д.)

В ряде случаев статическая электризация тела человека и затем последующий разряд с человека на землю или заземленное производственное оборудование, а также электрический разряд с незаземленного оборудования через тело человека могут вызвать болевые и нервные ощущения и быть причиной непроизвольного резкого движения в результате которого человек может получить травму (падения, ушибы и т.д.).

Согласно гипотезе о статической электризации тел при соприкосновении двух разноразрядных веществ из-за неравновестности атомных и молекулярных сил на их поверхности происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах еще и ионов) с образованием двойного электрического слоя с противоположными знаками электрических зарядов. Таким образом, между соприкасающимися телами, особенно при их трении, возникает контактная разность потенциалов, значение которой зависит от ряда факторов – диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей этих тел, климатических условий.

При последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд, а с увеличением расстояния между ними (при уменьшении электрической емкости системы) за счет совершаемой работы по разделению зарядов, разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт.

При одинаковых значениях диэлектрической постоянной e соприкасающихся материалов электростатические заряды не возникают.

При статической электризации во время технологических процессов, сопровождающихся трением, размельчением твердых частиц, пересыпанием сыпучих материалов, переливанием диэлектрических жидкостей (нефтепродуктов и т.п.) на изолированных от земли металлических частях оборудования возникают, относительно земли, напряжения порядка десятков киловольт. Так, например, при движении резиновой ленты транспортера и в устройствах ременной передачи на ленте (ремне) и на роликах транспортера (шкивах) из-за некоторой пробуксовки возникают заряды противоположных знаков и большого значения, а разность и потенциалов достигает 45 кВ. Аналогично происходит электризация при сматывании (наматывании) тканей, бумаги, полиэтиленовой пленки и др.

При относительной влажности воздуха 85% и более разрядов статического электричества практически не возникает. В аэрозолях электрические заряды возникают от трения частиц вещества друг о дуга и о воздух во время движения.

Применяемое в электроустановках минеральное масло, в процессе его переливания, например, слив трансформаторного масла в бак, также подвергается электризации.

Электрические заряды, образующиеся на частях производственного оборудования и изделиях, могут взаимно нейтрализовываться вследствие некоторой электропроводности влажного воздуха, а также стекать в землю по поверхности оборудования, но в некоторых случаях, когда заряды велики и разность потенциалов также велика, то (при малой влажности воздуха) может произойти быстрый искровой разряд между наэлектризованными частями оборудования или на землю. Энергия такой искры может оказаться достаточной для воспламенения горючей ил взрывоопасной смеси. Например для многих паро- и газо-воздушных взрывоопасных смесей требуется небольшая энергия (0.1*10-3Втс). Практически при напряжении 3 кВ искровой разряд вызывает воспламенение паро- и газо-воздушных взрывоопасных смесей, а при 5 кВ – большей части горючих пылей и волокон.

2. Меры подавления статической электризации.

Устранение образования значительных статического электричества достигается при помощи следующих мер:

· Заземление металлических частей производственного оборудования;

· Увеличение поверхностной и объемной проводимости диэлектриков;

· Предотвращение накопления значительных статических зарядов путем установки в зоне электрозащиты специальных неитрализаторов.

Все проводящее оборудование и электропроводящие неметаллические предметы должны быть заземлены независимо от применения других мер защиты от статического электричества.

Неметаллическое оборудование считается заземленным, если сопротивление стекания тока на землю с любых точек его внешней и внутренней поверхностей не превышает 107 Ом при относительной влажности воздуха 60%. Такое сопротивление обеспечивает достаточно малое значение постоянной времени релаксации зарядов.

Заземление устройства для защиты от статического электричества, как правило, соединяется с защитными заземляющими устройствами электроустановок. Практически, считают достаточным сопротивление заземляющего устройства для защиты от статического электричества около 100 Ом. К заземляющему устройству присоединяют отдельными ответвлениями от магистрали аппараты и машины, являющиеся источниками статической электризации (смесители, вальцы, каландры, дробилки, сливно-наливные устройства нефтепродуктов и др.). Автоцистерны во время слива или налива горючих жидкостей заземляют переносным заземлением в виде гибкого многопроволочного провода.

Эффективным способом подавления электризации нефтепродуктов является введение в основной продукт специальных присадок, например, элеата хрома, элеата кобальта и др. Кроме того с целью уменьшения статической электризации при сливе нефтепродуктов и других горючих жидкостей необходимо избегать падения и разбрызгивания струи с высоты; сливной шланг (рукав) следует опускать до самого дна цистерны или другой емкости. Неметаллические наконечники этих сливных шлангов во избежание протекания на землю или незаземленные части оборудования необходимо заземлять гибким медным проводником.

Для повышения электропроводности резинотехнических изделий в их состав вводят такие антистатические вещества, как графит и сажа. Такие присадки вводят в резиновые шланги для налива и перекачки ЛВЖ, что в значительной мере снижает опасность воспламенения этих жидкостей при переливании их в передвижные емкости (автоцистерны, железнодорожные цистерны).

14. Источники воспламенения и методы борьбы с ними

Источники возгорания

Явления, обеспечивающие тепловую энергию, могут быть сгруппированы в четыре основные категории по их происхождению (Сакс, 1979 г.):

1. Тепловая энергия, генерируемая при химических реакциях (тепло окисления, тепло горения, тепло растворения, спонтанное нагревание, тепло разложения и т.п.).

2. Электротепловая энергия (тепло сопротивления, тепло индукции, тепло от дуговых разрядов, электрических искр, электростатических разрядов, тепло, образуемое ударом молнии, и т.п.).

3. Механическая тепловая энергия (тепло трения, искры от трения).

4. Тепло, образуемое ядерным распадом.

15. Самовозгорание веществ. Виды самовозгорания.

Самовозгорание присуще всем твердым горючим веществам и материалам. Сущность этого процесса заключается в том, что при продолжительном воздействии на материал тепла происходит аккумуляция (накопление) его в материале, и, при достижении температуры самонагревания, происходит тление или воспламенение последнего. При этом продолжительно; аккумуляции тепла в материале может продолжаться от нескольких дней до нескольких месяцев. Наиболее распространенными источниками тепла являются:

Тепло, выделяемое различными нагревательными приборами;

Тепло химических реакций;

Тепло микробиологических реакций.

Самовозгорание, происходящее в процессе самонагревания материалов под действием постороннего источника нагревания, называется тепловым самовозгоранием.

Тепло обыкновенного трубопровода горячей воды или пара может явиться тем источником тепла, которого достаточно для самовозгорания изделий из ткани, бумаги или древесины. Напомним, что температура горячей воды в системе отопления достигает +150°С, а пара - +130°С. Поэтому в правилах пожарной безопасности записано, что трубопроводы горячей воды или пара необходимо ограждать только экранами из негорючих материалов. В общественных зданиях допускаются декоративные решетки, но и в первом и во втором случаях расстояние от трубопроводов до экранов, а равно и до любого сгораемого материала (занавески, например) должно быть не менее 100 мм.

Часто мы становимся свидетелями тления и горения угля в кучах, торфа и хлопка, неоднократно отмечены случаи самовозгорания толи в рулонах, целофана и целлулоида, бумаги, а также материалов, содержащих нитроцеллюлозную основу, при хранении в больших кипах и пакетах. Температура самонагревания торфа и бурого угля составляет 50-60°С, хлопка - 120°С, бумаги - 100°С, поливинилхлоридного линолеума -80°С и т.д.

Как видите, для большинства самовозгорающихся веществ температура самонагревания не превышает 150°С.

Общее требование пожарной безопасности для случаев теплового самовозгорания формулируется довольно просто: безопасной температурой длительного нагрева вещества считается температура, не превышающая 90% температуры самонагревания.

Химическое самовозгорание связано со способностью веществ и материалов вступать в химическую реакцию с воздухом или другими окислителями при нормальных условиях с выделением теплоты, достаточной для их возгорания. Наиболее характерными примерами являются случаи самовозгорания промасленной ветоши или фосфора на воздухе, легковоспламеняющихся жидкостей при контакте с марганцовкой, древесных опилок с кислотами и пр. Поэтому мы говорим: "Окислителям - бой!" - и подразумеваем, что хранение веществ и материалов должно отвечать требованиям их совместимости.

Другой вид химических реакций веществ связан с взаимодействием воды или влаги. При этом также выделяется достаточная для самовозгорания веществ и материалов температура. Примерами могут служить такие вещества, как калий, натрий, карбид кальция, негашеная известь и др. Особенностью щелочноземельных металлов является их способность гореть и без доступа кислорода. Необходимый для реакции кислород они добывают сами, расщепляя под действием высокой температуры влагу воздуха на водород и кислород. Вот почему тушение водой таких веществ приводит к взрыву образующегося водорода.

И, наконец, микробиологическое самовозгорание связано с деятельностью мельчайших насекомых. Они в невиданных количествах размножаются в спрессованных материалах, поедают все органическое и там же умирают, вместе со своим разложением выделяя определенную температуру, которая накапливается внутри материала. Наиболее характерным примером является самовозгорание прошлогодних скирд сена.

16. Пожары, компоненты системы пожара

Пожар - неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газовоздушных смесей вне специального очага, и приносящие значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и подвижном составе, которое подразделяется на наружные и внутренние, открытые и скрытые.

Причинами возникновения пожаров чаще всего являются: неосторожное обращение с огнем, несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования, самовозгорание веществ и материалов, разряды статического электричества, грозовые разряды, поджоги. В зависимости от места возникновения различают: пожары на транспортных средствах; степные и полевые пожары; подземные пожары в шахтах и рудниках; торфяные и лесные пожары; пожары в зданиях и сооружениях. Последние, в свою очередь, подразделяются на наружные (открытые), при которых хорошо просматриваются пламя и дым, и внутренние (закрытые), характеризующиеся скрытыми путями распространения пламени.

Пространство, охваченное пожарами, условно разделяют на 3 зоны - активного горения (очаг пожара), теплового воздействия и задымления. Внешними признаками зоны активного горения является наличие пламени, а также тлеющих или раскалённых материалов. Основной характеристикой разрушительного действия пожара является температура, развивающаяся при горении. Для жилых домов и общественных зданий температуры внутри помещения достигают 800-900 °С. Как правило, наиболее высокие температуры возникают при наружных пожарах и в среднем составляют для горючих газов 1200-1350 °C, для жидкостей 1100-1300 °C, для твёрдых веществ 1000-1250 °C. При горении термита, электрона, магния максимальная температура достигает 2000-3000 °C.

Пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушающее воздействие на окружающие предметы и опасных для человека, называют зоной теплового воздействия. Принято считать, что в зону теплового воздействия, окружающую зону горения, входит территория, на которой температура смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания не меньше 60-80 °С. Во время пожара происходят значительные перемещения воздуха и продуктов сгорания. Нагретые газообразные продукты сгорания устремляются вверх, вызывая приток более плотного холодного воздуха к зоне горения. При пожарах внутри зданий интенсивность газового обмена зависит от размеров и расположения проёмов в стенах и перекрытиях, высоты помещений, а также от количества и свойств горящих материалов. Направление движения нагретых продуктов обычно определяет и вероятные пути распространения пожара, так как мощные восходящие тепловые потоки могут переносить искры, горящие угли и головни на значительное расстояние, создавая новые очаги горения. Выделяющиеся при пожаре продукты сгорания (дым) образуют зону задымления. В состав дыма обычно входят азот, кислород, оксид углерода, углекислый газ, пары воды, а также пепел и др. вещества. Многие продукты полного и неполного сгорания, входящие в состав дыма, обладают повышенной токсичностью, особенно токсичны продукты, образующиеся при горении полимеров. В некоторых случаях продукты неполного сгорания, например, оксид углерода, могут образовывать с кислородом горючие и взрывоопасные смеси.

Для того, чтобы произошло возгорание необходимо наличие трёх условий:

• Горючие вещества и материалы
• Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электроток.
• Наличие окислителя, например кислорода воздуха.

Для того, чтобы произошёл пожар необходимо выполнение ещё одного условия: наличие путей распространения пожара - горючих веществ, которые способствуют распространению огня.

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. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения - называет временем воспламенения.

Похожая информация.

Самовозгоранием называют резкое увеличение скорости экзотермических реакций, вызывающих самонагревание веществ, приводящее к возникновению горения при отсутствии источника зажигания.

В зависимости от причины выделения тепла в начальной фазе самонагревания веществ и материалов различают самовозгорание тепловое, микробиологическое и химическое.

Тепловым называется самовозгорание, вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества выше температуры самонагревания. К тепловому самовозгоранию имеют склонность многие вещества и материалы, к которым можно отнести масла и жиры, каменные угли и т.д.

Самовозгорание масел и жиров часто является причиной пожаров. Существует три вида масел: минеральные, растительные и животные.

Минеральные масла, содержащие предельные углеводороды, к самовозгоранию не способны. Отработанные минеральные масла могут содержать непредельные углеводороды, способные к самовозгоранию.

Растительные (льняное, конопляное, хлопковое и др.) и животные (сливочное) масла по своему составу отличны от минеральных. Они представляют собой смесь глицеридов жирных кислот: пальмитиновой С 15 Н 31 СООН, стеариновой С 17 Н 35 СООН, олеиновой С 17 Н 33 СООН, линолевой С 17 Н 31 СООН, линоленовой С 17 Н 29 СООН и др. Пальмитиновая и стеариновая кислоты являются предельными, олеиновая, линолевая и линоленовая - непредельными. Глицериды предельных кислот, а следовательно и масла, содержащие их в большом количестве, окисляются при температурах выше 150 о С и не способны самовозгораться. Масла, содержащие большое количество глицеридов непредельных кислот, способны к самовозгоранию.

Масла и жиры могут самовозгораться только при определенных условиях:

б) при большой поверхности окисления масел и жиров и малой теплоотдаче;

в) если жирами и маслами пропитаны какие-либо горючие материалы;

г) при определенной уплотненности промасленного материала.

О количестве глицеридов непредельных кислот в масле и жире судят по йодному числу масла, т.е. по количеству граммов йода, поглощенному 100 г масла. Чем выше йодное число масла, тем в большей степени оно способно к самовозгоранию (льняное масло имеет йодное число в пределах 192-197, конопляное - 145-167, касторовое - 82-86). Если йодное число масел меньше 50, их самовозгорание невозможно.

Масла, жиры или олифы, хранящиеся в бочках, бутылях, резервуаре, самовозгораться не могут, так как площадь поверхности их контакта с воздухом очень мала. Чтобы создать условия самовозгорания, необходимо увеличить поверхность окисления (смочить волокнистые, пористые материалы). Однако для самовозгорания необходимо также, чтобы поверхность окисления была значительно больше поверхности теплоотдачи. Такие условия создаются, когда промасленные материалы сложены в кучи, штабеля, пакеты и прилегают близко один к другому. Способность масел и жиров к самовозгоранию тем больше, чем в большей степени уплотнен промасленный материал. При сильном сжатии материалов вероятность окисления уменьшается за счет ухудшения условий диффузии кислорода к маслу. Способность промасленных материалов к самовозгоранию увеличивается в присутствии катализаторов (солей металлов - марганца, свинца, кобальта).

Наименьшая температура, при которой на практике наблюдали самовозгорание масел и жиров, составляла 10-15°С. Индукционный период самовозгорания промасленных материалов может составлять от нескольких часов до нескольких суток.

Основной причиной самовозгорания углей является их способность окисляться и адсорбировать пары и газы при низких температурах. Рост температуры до 60°С в очаге самовозгорания происходит очень медленно и может быть приостановлен проветриванием штабеля. Начиная с 60°С скорость самонагревания резко увеличивается, поэтому такую температуру угля называют критической. Самовозгоранию углей способствуют их измельчение и присутствие пирита и влаги. Все ископаемые угли по их способности к самовозгоранию делятся на две категории: категория «А» - опасные (к ним относятся бурые и каменные угли), категория «Б» - устойчивые (антрацит и каменные угли марки Т - кузнецкие, донецкие и т.д.).

Для предотвращения самовозгорания углей при хранении:

1.ограничивают высоту штабелей;

2. уплотняют уголь в штабелях с тем, чтобы предотвратить или ограничить проникновение воздуха.

Сульфиды железа FeS, FeS 2 , Fe 2 S 3 способны также самовозгораться. Основной причиной самовозгорания сульфидов является их способность реагировать с кислородом воздуха при обычной температуре с выделением большого количества тепла:

FeS 2 + O 2 = FeS + SO 2 + 222,3 кДж

При температурах ниже 310°С сульфиды железа в производственной аппаратуре образуются при воздействии сероводорода на продукты коррозии железа.

Самовозгорание сульфидов железа в производственной аппаратуре предотвращают следующими методами:

Защитой от сероводорода из обрабатываемого или хранимого продукта антикоррозийным покрытием внутренней поверхности аппаратуры;

Продуванием аппаратуры паром или продуктами сгорания;

Заполнением аппаратуры водой и медленным спуском ее, что ведет к окислению сульфида без ускорения реакции.

Белый (желтый) фосфор интенсивно окисляется при комнатной температуре. Поэтому он быстро самовозгорается с образованием белого дыма:

4Р + 5О 2 = 2Р 2 О 5 + 3100,6 кДж

Хранить и резать фосфор следует под водой, так как на воздухе он может воспламениться от теплоты трения.

К самовозгоранию на воздухе способны также диэтиловый эфир и скипидар. Причина самовозгорания - способность окисляться на воздухе при низких температурах.

Химическим называется самовозгорание, возникшее в результате химического взаимодействия веществ. К группе веществ, которые самовозгораются при контакте с водой, относятся калий, натрий, рубидий, цезий, карбид кальция и карбиды щелочных металлов, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, фосфиды кальция и натрия, негашеная известь, гидросульфид натрия и др.

Щелочные металлы - калий, натрий, рубидий и цезий - взаимодействуют с водой с выделением водорода и значительного количества тепла:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Выделяющийся водород самовоспламеняется и горит совместно с металлом только в том случае, если кусок металла по объему больше горошины.

Многие вещества, в основном органические, при смешении или соприкосновении с окислителями способны самовозгораться. К окислителям, вызывающим самовозгорание таких веществ, относятся сжатый кислород, галогены, азотная кислота, перекись натрия и бария, хлорная известь и др.

Например, ацетилен, водород, метан, этилен в смеси с хлором самовозгораются на свету или от света горящего магния.

Нельзя хранить галогены вместе с легковоспламеняющимися жидкостями. При соприкосновении с азотной кислотой самовозгораются скипидар и этиловый спирт.

Микробиологическим называется самовозгорание в результате самонагревания, возникшего под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества.

Наибольшей способностью к самовозгоранию обладают фрезерный торф, сено, клевер, силосная масса, листья, солод, хлопок и т.д. Особенно подвержены самовозгоранию недосушенные материалы. Влага и тепло способствуют размножению микроорганизмов. Вследствие плохой теплопроводности растительных материалов выделяющаяся при гниении теплота идет в основном на разогрев материалов, температура повышается и может достичь 70°С. При этой температуре микроорганизмы погибают, но процесс повышения температуры в растительных материалах на этом не заканчивается. Некоторые органические соединения обугливаются уже при 70°С. Образующийся при этом пористый уголь имеет свойство поглощать пары и газы. Адсорбция сопровождается выделением тепла, а в случае малой теплоотдачи уголь нагревается уже до начала процесса окисления. В результате этого температура растительных материалов повышается и достигает 200°С. При 200°С начинает разлагаться клетчатка, входящая в состав растительных материалов, что ведет к обугливанию и дальнейшей интенсификации окисления.

Самовозгорание присуще всем твердым горючим веществам и материалам.

Самовозгорание – это явление резкого увеличения скорости внутренних (экзотермических) реакций в веществе, приводящее к горению при отсутствии источника зажигания. Если при самовозгорании образуется пламя, то это явление называется самовоспламенением.

Самовозгорание происходит из-за того, что тепловыделение в ходе реакций больше теплоотвода в окружающую среду. Начало самовозгорания характеризуется температурой самонагревания (Т сн ), представляющей собой минимальную температуру, при которой обнаруживается тепловыделение.

При достижении в процессе самонагревания определённой температуры, называемой температурой самовозгорания (Т своз. ), возникает горение материала, проявляющееся либо тлением, либо пламенным горением.
В последнем случае Т своз. адекватна температуре самовоспламенения (Т св. ), под которым понимают возникновение горения газов и жидкостей при нагревании до некоторой критической температуры. В принципе самовозгорание и самовоспламенение по физической сущности сходны и различаются лишь видом горения, самовоспламенение возникает только в виде пламенного горения.

В случае самовоспламенения самонагревание развивается в пределах всего нескольких градусов и поэтому не учитывается при оценке пожаровзрывоопасности газов и жидкостей. При самовозгорании область самонагревания может достигать нескольких сотен градусов (например, для торфа от 70 до 225 °С). Вследствие этого явление самонагревания должно учитываться при определении склонности твёрдых веществ к самовозгоранию.

Самовозгорание изучают путём термостатирования исследуемого материала при заданной температуре и установления зависимости между температурой, при которой возникает горение, размерами образца и временем его нагрева в термостате. Процессы, происходящие при самовозгорании образцов горючего материала, изображены на рисунке 3.1.

Рис. 3.1. Процессы самовозгорания

Возможность самовозгорания материала, находящегося в потенциально пожароопасной области, устанавливают с помощью уравнений:

lg T окр. = А 1 – n 1 lgℓ ,(3.1)

lg T окр. = А 2 – n 2 lgτ ,(3.2)

где Т окр. − температура окружающей среды, °С; ℓ − определяющий размер (обычно толщина) материала; τ − время, в течение которого может произойти самовозгорание; А 1 , п 1 и А 2 , п 2 − коэффициенты, определяемые для каждого материала по опытным данным (см. табл. 3.1).

По уравнению (3.1) при заданном ℓ находят Т окр. , при которой может возникнуть самовозгорание данного материала, по уравнению (3.2) при известной Т окр . − величину τ .

При температуре, ниже вычисленной Т окр . , или при τ , меньшем, чем время, рассчитанное по уравнению (3.2), происходит самовозгорание.

В зависимости от природы первоначального процесса, вызвавшего самонагревание материала, и значений Т сн . ,различают химическое , микробиологическое и тепловое самовозгорание .

Тепло обыкновенного трубопровода горячей воды или пара
(Т = 100÷150 ºС) может явиться тем источником тепла, которого достаточно для самовозгорания изделий из ткани, бумаги или древесины. Поэтому трубопроводы горячей воды или пара необходимо ограждать только экранами из негорючих материалов. В общественных зданиях допускаются декоративные решетки, но и в первом и во втором случаях расстояние от трубопроводов до экранов, а равно и до любого сгораемого материала (занавески, например) должно быть не менее 100 мм. В производственных условиях самовозгораются каменный уголь, торф, опилки, некоторые горючие жидкости, обычно в виде тонких пленок, получающихся при нанесении жидкости на ворсистые поверхности (хлопок, вата и т. п.). К этим жидкостям относятся растительные масла, скипидар. На предприятиях имеются случаи самовозгорания обтирочных материалов, промасленной спецодежды, поэтому спецодежду необходимо развешивать так, чтобы обеспечить доступ воздуха, для отвода тепла промасленные обтирочные материалы собираются в несгораемую тару с крышками и ежесменно удаляются, сжигаются или уничтожаются. Известны случаи тления и горения угля в кучах, торфа и хлопка, неоднократно отмечены случаи самовозгорания толи в рулонах, целлофана и целлулоида, бумаги, а также материалов.

Общее требование пожарной безопасности для случаев теплового самовозгорания формулируется довольно просто: безопасной температурой длительного нагрева вещества считается температура, не превышающая 90 % температуры самонагревания.

Химическое самовозгорание связано со способностью веществ и материалов вступать в химическую реакцию с воздухом или другими окислителями при нормальных условиях с выделением теплоты, достаточной для их возгорания (например, при попадании кондиционированной азотной кислоты на бумагу, древесные опилки и др.). Наиболее характерными примерами являются случаи самовозгорания промасленной ветоши или фосфора на воздухе, легковоспламеняющихся жидкостей при контакте с марганцовкой, древесных опилок с кислотами и пр. Особенно опасны масла, содержащие соединения с ненасыщенными химическими связями и характеризующиеся высоким йодным числом (хлопковое, подсолнечное, джутовое и т. д.).

Другой вид химических реакций веществ связан с взаимодействием воды или влаги. При этом также выделяется достаточная для самовозгорания веществ и материалов температура. Примерами могут служить такие вещества, как калий, натрий, карбид кальция, негашеная известь и др. Особенностью щелочно-земельных металлов является их способность гореть и без доступа кислорода. Необходимый для реакции кислород они добывают сами, расщепляя под действием высокой температуры влагу воздуха на водород и кислород. Вот почему тушение водой таких веществ приводит к взрыву образующегося водорода. Для предупреждения химического самовозгорания порядок совместного хранения горючих веществ и материалов строго регламентирован.

Горение – сложный физико-химический процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Приближенно можно описать природу горения как бурно идущее окисление.
Дозвуковое горение (дефлаграция) в отличие от взрыва и детонации протекает с низкими скоростями и не связано с образованием ударной волны. К дозвуковому горению относят нормальное ламинарное и турбулентное распространения пламени, к сверхзвуковому - детонацию.

Горение подразделяется на тепловое и цепное. В основе теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла. Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях.

Условия термического самоускорения могут быть обеспечены для всех реакций с достаточно большими тепловыми эффектами и энергиями активации.

Горение может начаться самопроизвольно в результате самовоспламенения либо быть инициированным зажиганием. При фиксированных внешних условиях непрерывное горение может протекать в стационарном режиме, когда основные характеристики процесса – скорость реакции, мощность тепловыделения, температура и состав продуктов – не изменяются во времени, либо в периодическом режиме, когда эти характеристики колеблются около своих средних значений. Вследствие сильной нелинейной зависимости скорости реакции от температуры, горение отличается высокой чувствительностью к внешним условиям. Это же свойство горения обусловливает существование нескольких стационарных режимов при одних и тех же условиях (гистерезисный эффект).

Различают следующие виды горения: самовоспламенение, самовозгорание, вспышка, воспламенение, взрыв.

Самовоспламенение – горение, возникающее от внешнего нагревания вещества до определенной температуры без не посредственного соприкосновения горючего вещества с пламенем внешнего источника горения.

Самовозгорание – горение твердых веществ, возникающее от нагревания их под влиянием процессов, происходящих внутри самого вещества. Происходящие физические или химические процессы внутри вещества связаны с образованием тёпла, которое ускоряет процесс окисления, переходящий в горение открытым огнем.

Вспышка – быстрое, но, сравнительно со взрывом, кратко временное сгорание смеси паров горючего вещества с воздухом или кислородом, возникающее от местного повышения темпера туры, которое может быть вызвано электрической искрой или прикосновением к смеси пламени или накаленного тела. Температура, при которой происходит вспышка, называется температурой вспышки. Явление вспышки схоже с явлением взрыва, но, в отличие от последнего, оно происходит без сильного звука и не оказывает разрушительного действия.

Воспламенение – стойкое возгорание смеси паров и газов горючего вещества от местного повышения температуры, которое может быть вызвано прикосновением пламени или накаленного тела. Воспламенение может длиться до тех пор, пока не сгорит весь запас горючего вещества, причем парообразование при этом происходит за счет тепла, выделяющегося при сгорании.

Воспламенение отличается от вспышки своей продолжительностью. Кроме того, при вспышке тепловыделение в каждом участке достаточно для поджигания смежного участка уже готовой горючей смеси, но недостаточно для пополнения ее путем испарения новых количеств горючего; поэтому, истратив запас горючих паров, пламя гаснет и вспышка на этом кончается, пока снова не накопятся горючие пары и не получат местного перегрева. При воспламенении же парообразующее вещество бывает доведено до такой температуры, что теплоты сгорания накопившихся паров оказывается достаточно для восстановления запаса горючей смеси.

Взрыв – мгновенное сгорание или разложение вещества, сопровождающееся выделением огромного количества газов, которые мгновенно расширяются и вызывают резкое повышение давления в окружающей среде. При соприкосновении с воздухом: газообразные продукты разложения некоторых веществ обладают способностью воспламеняться, что не только приводит к разрушениям от действия взрывной волны, но и вызывает большие пожары.
Так же выделяют самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), – химический процесс, протекающий с выделением тепла в автоволновом режиме типа горения и приводящий к образованию твердых продуктов. СВС представляет собой режим протекания экзотермической реакции, в котором тепловыделение локализовано в слое и передается от слоя к слою путем теплопередачи.

Чтобы произошло возгорание, необходимы три фактора:

1. тепло
2. кислород
3. горючее вещество (топливо)

Смысл вопроса в том, что только тогда, когда эти три составляющих налицо в надлежащей пропорции - может возникнуть пламя.

Существует так же беспламенное горение. В отличие от обычного горения, когда наблюдаются зоны окислительного пламени и восстановительного пламени, возможно создание условий для беспламенного горения. Примером может служить каталитическое окисление органических веществ на поверхности подходящего катализатора, например, окисление этанола на платиновой черни.

Пожар - это неконтролируемое горение вне специального очага.

1. Горючее вещество (топливо)
Горючие вещества (материалы) – вещества (материалы), способные к взаимодействию с окислителем (кислородом воздуха) в режиме горения. По горючести вещества (материалы) подразделяют на три группы:

негорючие вещества и материалы не способные к самостоятельному горению на воздухе;

трудногорючие вещества и материалы – способные гореть на воздухе при воздействии дополнительной энергии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления;

горючие вещества и материалы – способные самостоятельно гореть после воспламенения или самовоспламенения самовозгорания.

Горючие вещества (материалы) – понятие условное, так как в режимах, отличных от стандартной методики, негорючие и трудногорючие вещества и материалы нередко становятся горючими.
Среди горючих веществ имеются вещества (материалы) в различных агрегатном состоянии: газы, пары, жидкости, твёрдые вещества (материалы), аэрозоли. Практически все органические химические вещества относятся к горючим веществам. Среди неорганических химических веществ также имеются горючие вещества (водород, аммиак, гидриды, сульфиды, азиды, фосфиды, аммиакаты различных элементов).
Горючие вещества (материалы) характеризуются показателями пожарной опасности. Введением в состав этих веществ (материалов) различных добавок (промоторов, антипиренов, ингибиторов) можно изменять в ту или иную сторону показатели их пожарной опасности.

2. Окислитель
Окислитель является второй стороной треугольника горения. Обычно в качестве окислителя при горении выступает кислород воздуха, однако могут быть и другие окислители - окислы азота и т.п.
Критическим показателем для кислорода воздуха как окислителя, является его концентрация в воздушной среде закрытого судового помещения в объемных пределах выше 12-14%. Ниже этой концентрации горение абсолютного большинства горючих веществ не происходит. Однако некоторые горючие вещества способны гореть и при более низких концентрациях кислорода в окружающей газовоздушной среде.

3. Температура возгорания (тепло)
Есть много понятий, применяемых к температурам, при которых возможно возгорание. Главнейшие из них:
Температура вспышки - наименьшая температура, при которой вещество выделяет достаточно горючих для воспламенения паров, при воздействии открытым пламенем, но горение не продолжается.
Температура воспламенения - наименьшая температура, при которой вещество дает достаточно горючих испарений для возгорания и продолжения горения при приложении открытого пламени.
Примечание. Можно заметить, что разница между температурой вспышки и температурой горения в том, что в первом случае происходит мгновенная вспышка, а во втором температура должна быть достаточно высока, чтобы производить достаточно горючих паров для горения, независимо от источника возгорания.
Самовоспламенение - это быстрое самоускорение экзотермической химической реакции, приводящее к появлению яркого свечения - пламени. Самовоспламенение происходит в результате того, что при окислении материала кислородом воздуха образуется тепла больше, чем успевает отводиться за пределы реагирующей системы. Для жидких и газообразных горючих веществ это возникает при критических параметрах температуры и давления.

Важно полностью представлять, как обычно развивается пожар. Если исключить взрывы и вспышки, то процесс горения можно разделить на четыре следующих периода:

1. период загорания
2. развития пожара
3. период горения
4. период затухания

В этой связи показательно, что обычно пожар распространяется вверх очень быстро, в сторону - с относительно малой скоростью, а вниз - очень медленно.

Это можно проиллюстрировать так: Если горение возникло (треугольник замкнулся), действия по тушению пожара должны быть направлены на то, чтобы вывести показатели треугольника (хотя бы один) за переделы критических величин - разорвать треугольник горения. Это и есть теоретическая основа горения и тушения.

В зависимости от агрегатного состояния горючих компонентов (окислителя или горючего) различают три вида горения.

Гомогенное горение – горение газов и парообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя.

Гетерогенное горение – горение жидких и твердых топлив (горючих веществ) в среде газообразного окислителя. Разновидностью гетерогенного горения является горение жидких капель топлива.

Горение взрывчатых веществ и порохов .

По скорости распространения пламени горение подразделяется на дефлаграцию и детонацию. Дефлаграционное горение – это такой режим горения, при котором пламя распространяется с дозвуковой скоростью. При детонации пламя распространяется со сверхзвуковой скоростью, например, в воздухе – со скоростью более 300 м/с. Дозвуковое горение подразделяется на ламинарное и турбулентное. Скорость ламинарного горения зависит от состава смеси, начальных значений температуры и давления, а также от скорости химических превращений в пламени. Скорость распространения турбулентного пламени помимо указанных факторов зависит от скорости потока, степени и масштаба турбулентности.

Самовозгорание, возникновение горения в результате самонагревания горючих твердых материалов, вызванного самоускорением в них экзотермич. реакций. Самовозгорание происходит из-за того, что тепловыделение в ходе реакций больше теплоотвода в окружающую среду.

Начало самовозгорания характеризуется температурой самонагревания (Tсн), представляющей собой минимальную в условиях опыта температуру, при которой обнаруживается тепловыделение.

При достижении в процессе самонагревания определенной температуры, называемой температурой самовозгорания (Tсвоз), возникает горение материала, проявляющееся либо тлением, либо пламенным горением. В последнем случае Tсвоз адекватна температуре самовоспламенения (Tсв), под которым в пожарном деле понимают возникновение горения газов и жидкостей при нагревании до некоторой критической температуры. (см. Воспламенение в пожарном деле). В принципе самовозгорание и самовоспламенение по физической сущности сходны и различаются лишь видом горения, самовоспламенение возникает только в виде пламенного горения.

В случае самовоспламенения самонагревание (предвзрывной разогрев) развивается в пределах всего нескольких градусов и поэтому не учитывается при оценке пожаровзрывоопасности газов и жидкостей. При самовозгорании область самонагревания может достигать нескольких сотен градусов (например, для торфа от 70 до 225 °С). Вследствие этого явление самонагревания всегда учитывается при определении склонности твердых веществ к самовозгоранию.

Самовозгорание изучают путем термостатирования исследуемого материала при заданной температуре и установления зависимости между температурой, при которой возникает горение, размерами образца и временем его нагрева в термостате.

Процессы, происходящие при самовозгорании образцов горючего материала, изображены на рисунке. При температурах до Tсн (напр., T1) материал нагревается без изменений (тепловыделение отсутствует). При достижении Tсн в материале происходят экзотермические реакции. Последние в зависимости от условий накопления теплоты (масса материала, плотность упаковки его атомов и молекул, продолжительность процесса и т. д.) могут после периода небольшого самонагревания по исчерпании способных саморазогреваться компонентов материала завершиться охлаждением образца до начальной температуры термостата (кривая 1) либо продолжать самонагреваться вплоть до Tсвоз (кривая 2). Область между Тсн и Tсвоз потенциально пожароопасна, ниже Tсн-безопасна.

Возможность самовозгорание материала, находящегося в потенциально пожароопасной области, устанавливают с помощью уравнений:

где Tокр-температура окружающей среды, °С; l-определяющий размер (обычно толщина) материала; т-время, в течение которого может произойти самовозгорание; A1, n1 и А2, n2-коэффициент, определяемые для каждого материала по опытным данным.

По уравнению (1) при заданном l находят Tокр, при которой может возникнуть самовозгорание данного материала, по уравнению (2)-при известной Токр величину т. При температуре, ниже вычисленной Tокр, или при т, меньшем, чем время, рассчитанное по уравнению (2), самовозгорание не произойдет.

В зависимости от природы первоначального процесса, вызвавшего самонагревание материала, и значений Tсн различают самовозгорание:

• химическое
• микробиологическое
• тепловое

К химическому самовозгоранию относятся экзотермическое взаимодействие веществ (например, при попадании концентрированной HNО3 на бумагу, древесные опилки и др.). Наиболее типичный и распространенный пример такого процесса - самовозгорание промасленной ветоши или иных волокнистых материалов с развитой поверхностью. Особенно опасны масла, содержащие соединения с ненасыщенными химическими связями и характеризующиеся высоким йодным числом (хлопковое, подсолнечное, джутовое и т.д.). К явлениям химического самовозгорания относится также загорание ряда веществ (например, мелкораздробленный Аl и Fe, гидриды Si, В и некоторых металлов, металлоорганических соединений - алюминийорганические и др.) при контакте их с воздухом в отсутствие нагрева. Способность веществ к самовозгоранию в таких условиях называют пирофорностью. Особенность пирофорных веществ заключается в том, что их Tсвоз (или Tсв) ниже комнатной температуры: - 200°С для SiH4, - 80 °С для А1(С2Н5)3. Для предупреждения химического самовозгорание порядок совместного хранения горючих веществ и материалов строго регламентирован.

Существует так же вид химических реакций веществ, который связан с взаимодействием с водой или влагой. При этом также выделяется достаточная для самовозгорания веществ и материалов температура. Примерами могут служить такие вещества, как калий, натрий, карбид кальция, негашеная известь и др. Особенностью щелочноземельных металлов является их способность гореть и без доступа кислорода. Необходимый для реакции кислород они добывают сами, расщепляя под действием высокой температуры влагу воздуха на водород и кислород. Вот почему тушение водой таких веществ приводит к взрыву образующегося водорода.

Склонностью к микробиологическому самовозгоранию обладают горючие материалы, особенно увлажненные, служащие питательной средой для микроорганизмов, жизнедеятельность которых связана с выделением теплоты (торф, древесные опилки и др.). По этой причине большое число пожаров и взрывов происходит при хранении сельскохозяйственных продуктов (например, силос, увлажненное сено) в элеваторах. Для микробиологического и химического самовозгорания характерно то, что Tсн не превышает обычных значений Токр и может быть отрицательной. Материалы, имеющие Tсн выше комнатной температуры, способны к тепловому самовозгоранию.

Вообще склонностью ко всем видам самовозгорания обладают многие твердые материалы с развитой поверхностью (например, волокнистые), а также некоторые жидкие и плавящиеся вещества, содержащие в своем составе непредельные соединения, нанесенные на развитую (в том числе негорючую) поверхность. Расчет критических условий для химического, микробиологического и теплового самовозгорания осуществляется по уравнениям (1) и (2).

Из-за притяжения Земли при горении возникает конвекция (движение воздуха): нагретый воздух становится легче и устремляется вверх, а холодный снизу приходит ему на смену. Этот поток воздуха приводит к значительному градиенту температуры вдоль пламени.

Схематическое изображение пламени свечи с указанием температуры в его различных точках при горении в нормальных условиях

Поэтому пламя свечи в невесомости выглядит несколько иначе:

Жёлто-оранжевый цвет верхушки пламени в обычных условиях обусловлен свечением частичек сажи, уносимых вверх поднимающимся потоком горячего воздуха. Сажа – это микрочастицы, содержащие углерод, не успевший сгореть, т.е. превратиться в СО2. В невесомости пламя свечи меньше по размеру и не такое горячее, как обычно, т.к. нет достаточного притока свежего воздуха, содержащего кислород. Поэтому сажи очень мало, т.к. она не образуется при температуре ниже 1000 °С. Но, даже если бы её и было достаточно, и тогда из-за низкой температуры она светилась бы в инфракрасном диапазоне, а значит, цвет у пламени в невесомости всегда голубоватый.

Так же цвет пламени зависит от того, какие элементы «сгорают» в нём. Высокая температура пламени даёт возможность атомам перескакивать на некоторое время в более высокие энергетические состояния, а потом, возвращаясь в исходное состояние, излучать свет определённой частоты, которая соответствует структуре электронных оболочек данного элемента. Например, газовая горелка горит голубым пламенем из-за наличия CO, угарного газа, а жёлто-оранжевое пламя спички объясняют наличием солей натрия в древесине.

Список базовой литературы по этой тематике:

Основная литература
1. Я.Б. Зельдович, Г.И., Г.И. Баренблатт, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980 – 478 с.
2. В.В. Померанцев, К.М. Арефьев, Д.Б. Ахмедов и др. Основы практической теории горения. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ие, 1986 – 309 с.
3. Гришин А.М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. – Новосибирск: Наука, Сиб. Отд-ие, 1992. – 408 с.

Дополнительная литература
1. Концепция развития горения и взрыва как области научно-технического прогресса. Черноголовка: Территория, 2001.
2. Алексеев Б.В., Гришин А.М. Курс лекций по аэротермохимии. Часть 1. Элементы кинетической теории, термодинамики и химической кинетики. Часть 2. Элементы строгой теории коэффициентов переноса, теория переноса энергии излучением и основная система уравнений аэротермохимии. Томск: Изд-во Том. ун-та. 1971.
3. Волокитина А.В., Софронов М.А. Классификация и картографирование растительных горючих материалов. Новосибирск: Изд-во Наука, Сиб. отд-е РАН, 2002 – 306 с.

Главная » Обучение за рубежом » Самовозгорание бывает следующих видов. Самовозгорание