Понятие пожарной опасности веществ и материалов складывается не только из собственно склонности веществ к горению как окислительному процессу, но и зависит от состояния внешней среды, в которой находятся эти вещества и материалы.
Пожарная опасность веществ определяется целым рядом таких параметров, как: способность воспламенятся, интенсивность горения, дымообразование, токсичность продуктов сгорания, возможность прекращения горения. Для оценки степени пожарной опасности веществ необходимы также количественные параметры этих процессов.
Количественные параметры процесса горения не являются постоянными, так как во многом зависят от природы горючего вещества, его агрегатного состояния, от концентрации окислителя и горючего вещества, температуры окружающей среды и температуры источника зажигания, от условий тепловыделений и теплоотвода.
Пожарную опасность веществ нельзя охарактеризовать каким-то одним показателем. Только определенный набор параметров, отражающий взрывопожароопасность веществ на разных стадиях процесса горения, учитывающей агрегатное состояние горючего вещества, может позволить с определенной степенью точности дать оценку их пожарной опасности.
Совокупность химических и физических явлений пожара, представляющих множество комбинаций, зависящих от внешних факторов, породила множество методик оценки ПВО веществ.
Существующая в настоящее время система оценки унифицирована только по показателям, характеризующим свойства горючих веществ и материалов, окислительной среды, средств пожаротушения и определенным в нормальных условиях. При изменении условий, т. е. отличных от испытательных (экспериментальных) температуры, давления и т. д., те же параметры ПВО должны оцениваться дополнительно с учетом этих изменений. При расчетных методах оценки показателей ПВО обязательно задаются начальные условия процесса.
Практически любой из существующих в настоящее время методов оценки того или иного показателя ПВО вещества позволяет учитывать влияние только некоторых факторов процесса горения.
Примером может служить определение области воспламенения (взрыва) паровоздушной смеси, температуры вспышки в приборах открытого и закрытого типа, различные способы нахождения температуры самовоспламенения, которые оценивают показатели пожарной опасности независимо от реальных внешних условий.
Даже крупномасштабные испытания на данной стадии развития науки и техники не могут учесть многообразия ситуаций реального пожара.
Наиболее общим показателем пожарной опасности является горючесть материала или вещества независимо от его агрегатного состояния. Согласно этому показателю все материалы (вещества) можно разделить на три группы: негорючие, горючие и трудногорючие. Этот показатель характеризуется качественно и количественно. Качественная классификация основывается на способности к горению при воздействии ИЗ и после его удаления.
Негорючими (несгораемыми) считаются вещества, не способные к горению в воздухе. Тем не менее некоторые из них являются пожароопасными.
Наиболее распространенными группами негорючих, но пожароопасных веществ являются следующие:
Трудногорючие (трудносгораемые) вещества при нагревании способны воспламеняться при воздействии ИЗ, но после его удаления самостоятельно не горят.
Горючие (сгораемые) вещества способны самовоспламеняться, самовозгораться и самостоятельно гореть после удаления ИЗ. Потеря массы при горении 60 сек. превышает 20 %. Существует классификация на группы для горючих и трудногорючих веществ.
Трудногорючие и горючие вещества имеют область воспламенения, характеризуются температурными показателями пожарной опасности, скоростью горения, для их тушения применяются огнетушащие вещества и т. д. Число и вид показателей для оценки пожароопасных свойств трудногорючих и горючих веществ определяется в зависимости от их агрегатного состояния. У жидкостей и твердых веществ пожароопасных показателей больше, чем у газов. Эти дополнительные показатели по существу характеризуют процессы испарения и выделения летучих соединений, а поэтому связаны с температурами при нагревании жидкостей и твердых веществ. Например, для воспламенения и устойчивого горения необходимо, чтобы поверхность жидкости в достаточном количестве «питала» пламя летучими продуктами, а скорость испарения жидкости была связана с ее температурой, поэтому вводят понятия температуры вспышки и воспламенения. То же относится и к твердым веществам. Вместе с тем для твердых и жидких трудногорючих и горючих веществ и материалов некоторые показатели, применимые для газов, теряют смысл, так как не могут быть реализованы. Например, понятие верхнего концентрационного предела воспламенения неприменимо для жидкостей, находящихся в открытых резервуарах, твердых горючих – на открытом воздухе.
Для решения вопросов обеспечения безопасности технологических процессов, зданий и сооружений, а также обеспечения безопасности людей во время пожаров необходимо иметь данные о показателях ПВО веществ и средствах их тушения.
В настоящее время в России существует единая система оценки пожарной опасности (ГОСТ 12.1.044-89 Пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения).
В основу классификации показателей пожаро- и взрывоопасных свойств веществ и материалов положен принцип деления материалов по агрегатному состоянию (см. табл. 6.1). Знак «+» обозначает применимость, а «-» неприменимость показателя для данного агрегатного состояния вещества.
Таблица 6.1.
Показатели ПВО веществ и материалов
Показатель |
Агрегатное состояние вещества |
|||
жидкость | ||||
Группа горючести | ||||
Температура вспышки | ||||
Температура воспламенения | ||||
Температура самовоспламенения | ||||
Температура самонагревания | ||||
Температура тления | ||||
Минимальная энергия зажигания | ||||
Кислородный индекс | ||||
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами | ||||
Нормальная скорость распространения пламени | ||||
Скорость выгорания | ||||
Коэффициент дымообразования | ||||
Удельная скорость дымообразования | ||||
Индекс распространения пламени | ||||
Токсичность продуктов горения | ||||
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода | ||||
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора | ||||
Максимальное давление взрыва | ||||
Скорость нарастания давления при взрыве |
Для большинства горючих веществ в качестве критериев их взрывопожароопасных свойств выбирают характеристики, которые дают представление о безопасных условиях их эксплуатации, хранения, транспортировке. Экспериментальные методы оценки этих показателей не требуют для своего использования теоретических обоснований. Но расчетные методы строятся на выявлении, если это возможно, взаимосвязи термодинамических характеристик веществ и кинетики процесса горения с показателями пожарной опасности.
горения и скоростью распространения пламени; для жидкостей, кроме того, - температурой самовоспламенения, а для твердых веществ и пылей - дополнительной температурой самонагревания, трения, способностью взрываться и гореть при взаимодействии с кислородом воздуха, водой и другими веществами.
Газовоздушные смеси воспламеняются только в определенном интервале концентраций горючего вещества, границы которого называются нижними и верхними концентрационными пределами распространения пламени, которые также называют пределами воспламенения или взрываемости.
Нижний концентрационный предел распространения пламени (НП) - наименьшая концентрация горючего газа (пыли), при которой смесь уже способна воспламеняться от источника зажигания и пламя распространяется на весь объем смеси.
Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВП) - наибольшая концентрация горючего газа, при которой смесь еще способна воспламеняться от источника зажигания и пламя распространяется на весь объем смеси.
Для расчета нижнего НП и верхнего ВП пределов воспламенения (об. %) индивидуальных горючих веществ можно использовать следующие эмпирические формулы:
где N - число молей кислорода, участвующих в сгорании 1 моля горючего.
Пределы воспламенения нижний или верхний (об. %) для сложной газовоздушной смеси известного состава можно подсчитать по формуле Ле-Шателье:
где Ci, Сп - концентрация горючих компонентов в горючей смеси, причем Сх + С2 + ... +СП = 100 % (об.); Ill, ^2 Пп - соответствующие пределы
воспламенения чистых компонентов смеси (об. %).
Минимальной энергией зажигания называется наименьшее значение энергии электрического разряда (мДж), которое доста
точно для зажигания наиболее легковоспламеняемой смеси данного горючего вещества с воздухом.
Газы являются наиболее пожаро- и взрывоопасными веществами, имеют широкую область воспламенения, низкий нижний концентрационный предел распространения пламени, небольшую энергию зажигания и большую скорость распространения пламени.
Пожаро- и взрывоопасность жидкостей характеризуется теми же показателями, что и пожаро- и взрывоопасность газов, а кроме того, температурами вспышки и самовоспламенения. Горение жидкостей - это горение паровоздушной фазы, образующейся над их поверхностью в результате испарения.
Одним из основных параметров, определяющих пожароопасность жидкости, является температура вспышки. Это самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура жидкости, при которой над ее поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от постороннего источника зажигания. После сгорания паро-воздушной смеси горение прекращается, так как поверхность жидкости не прогревается до температуры, достаточной для ее дальнейшего быстрого испарения.
Температура окружающей среды, равная температуре вспышки, является тем пределом, при котором жидкость становится особо опасной в пожарном отношении. Ее величина служит критерием для классификации горючих жидкостей по степени их пожарной опасности. В зависимости от температуры вспышки паров жидкости разделяются на два класса: - легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), т. е. жидкости, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки паров в закрытом тигле не выше 61 °С или 66 °С - в открытом (этиловый спирт, эфиры, бензол и др.); - горючие жидкости (ГЖ), обладающие способностью гореть при температурах, превышающих указанные (смазочные масла, глицерин, растительные масла и др.).
Температура воспламенения - наиболее низкая температура, при которой жидкость выделяет горючие пары со скоростью, достаточной для продолжения устойчивого горения после воспламенения.
Температура самовоспламенения - наименьшая температура паров жидкости, при которой резко увеличивается скорость
экзотермических реакций, приводящая к горению пламенем без постороннего источника теплоты.
По температуре самовоспламенения определяют группу взрывоопасной смеси и соответственно ей выбирают взрывозащищенное электрооборудование, подбирают температурный режим безопасного использования взрывоопасной смеси; максимально допустимые температуры нагрева нетеплоизолированных поверхностей технологического, электрического и другого оборудования.
Температурными пределами воспламенения паров ГЖ и ЛВЖ называются такие температуры, при которых насыщенные пары образуют концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему концентрационному пределу воспламенения. Температурные пределы воспламенения учитываются при расчете безопасных температурных режимов закрытых технологических аппаратов с жидкостями, работающих при атмосферном давлении.
Пожароопасные свойства некоторых легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и газов приведены в табл. 25.
Таблица 25
Пожароопасные свойства паров некоторых легковоспламеняющихся
и горючих жидкостей и газов
Вещество | Предел воспламенения | Температура самовоспламенения, "С |
|||
нижний | верхний |
||||
температурный, "С | концентрационный, об. % | температурный, "С | концентрационный, об. % |
||
Аммиак | - | 15,5 | - | 27 | 700 |
Ацетон | -20 | 2,2 | 6 | 13 | 465 |
Дихлорэтан | 8 | 6,2 | 31 | 16 | 525 |
Метиловый спирт | 7 | 6,0 | 39 | 34,7 | 464 |
Оксид углерода | - | 12,8 | - | 75,0 | 610 |
Толуол | 0 | 1.3 | 30 | 6,7 | 536 |
Уксусная кислота | 35 | 3,3 | 76 | 22 | 454 |
Этиловый спирт | 11 | 3,6 | 41 | 19 | 404 |
Вещество | НКПР, г/м3 | Температура самовоспламенения, С |
Арахис | 45,0 | 210 |
Витамин С | 60,0 | 280 |
Глюкоза кристаллическая | 15,0 | 250 |
Декстрин | 40,0 | 400 |
Молоко: | | |
сухое цельное | 7,6 | 875 |
обезжиренное | 8,9 | 825 |
Какао-порошок | 45,7 | 420 |
Крахмал картофельный, зерновой | 40,3 | 625 |
Жом свекловичный | 27,7 | 750 |
Отруби пшеничные | 42,0 | 540 |
Пыль: | | |
сахарная | 8,9 | 525 |
мучная пшеничная | 17,6 | 800 |
Пшеница дробленая | 33,0 | 415 |
Мука: | | |
пшеничная высшего сорта | 28,8 | 380 |
ржаная обдирная | 78,0 | 500 |
Соя | 35,0 | 215 |
Ячменная мука | 47,3 | 470 |
Горение - это интенсивные химические окислительные реакции, которые сопровождаются выделением теплоты и свечением .
Горение может возникнуть только при одновременном наличии трех условий: присутствии горючего вещества, окислителя и источника (импульса) воспламенения.
Горючие вещества - любые органические вещества и материалы, большинство металлом в свободном виде, многие минералы, сера, оксид углерода, водород, фосфор и т.д.
В качестве окислителя может быть не только кислород, но и многие химические соединения - бертолетова соль, перхлораты, нитросоединения, пероксид натрия, азотная кислота, хлор, озон и др.
Импульсами воспламенения могут быть открытые, или светящиеся источники - пламя, раскаленные поверхности, лучистая энергия, искры, а также скрытые (несветящиеся) - трение, удар, адиабетическое сжатие, экзотермическая реакция и т.д. Например, температура пламени спички составляет 750-860єС, тления сигареты - 700-750, пламени древесной лучины - 850-1000єС.
В некоторых случаях при горении кондексированных систем (твердых, жидких веществ или их смесей) пламя может и не возникать, т.е. происходит беспламенное горение, или тление.
Для того чтобы прервать горение, необходимо нарушить условия его возникновения и поддержания.
Пожаровзрывоопасность веществ и материалов - совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения, в зависимости от его скорости и условий протекания, может быть пожар (диффузионное горение) или взрыв (дефлаграционное горение предварительно перемешенной смести горючего с окислителем).
Пожаровзрывоопасность веществ и материалов определяется показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества (материала) и условий его применения.
При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:
· газы - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 єС и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа;
· жидкости - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25єС и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления и каплепадения которых меньше 50єС;
· твердые вещества и материалы - индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50єС, а также вещества, не имеющие температуры плавления (например, древесина, ткани и т.п.);
· пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.
Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов выбираются в зависимости от агрегатного состояния.
Опишем некоторые из них.
Группа горючести является классификационной характеристикой способности веществ и материалов к горючести.
По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы:
· негорючие (несгораемые) - вещества и материалы, не способные к горению в воздухе. Они могут быть пожаровзрывоопасными, например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом;
· трудногорючие (трудносгораемые) - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления;
· горючие (сгораемые) - вещества и материалы, способные возгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.
Из группы горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющие, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т.п.).
Концентрационные пределы распространения пламени нижние или верхние - это минимальное или максимальное содержание горючего вещества в однородной окиси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.
Интервал между нижним и верхним концентрационными пределами называется областью воспламенения.
Величины пределов воспламенения используют при расчете допустимых концентраций внутри технологических аппаратов, систем вентиляции, а также при определении предельно допустимой взрывоопасной концентрации паров и газов при работе с применением искрящего инструмента.
В зависимости от численного значения температуры вспышки жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ).
К легковоспламеняющимся относятся жидкости с температурой вспышки не более 61-66єС. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5єС выше температуры вспышки, а для горючих жидкостей эта разница может достигать 30-35єС.
В зависимости от температуры вспышки ЛВЖ подразделяются на три разряда.
Особо опасные ЛВЖ - с температурой вспышки от -18 до -13єС. К особо опасным ЛВЖ относятся ацетон, диэтиловый спирт и др.
К постоянно опасным ЛВЖ относятся бензил, этиловый спирт, этилацетат и др.
К опасным при повышенной температуре ЛВЖ относятся хлорбензол, скипидар и др.
Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при котором интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение.
Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотерических реакций, заканчивающихся горением.
Склонность к взрыву - чувствительность к механическому воздействию (удару или трению).
Для оценки взрывоопасности газо- и паровоздушных смесей используют понятие критического зазора (диаметра).
С критическим диаметром (зазором) связано также определение категории взрывоопасной смеси, которая характеризует способность газопаровоздушной смеси передать взрыв через узкие щели и зазоры.
Взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на категории взрывоопасности в зависимости от величины безопасного экспериментального максимального зазора и значения соотношения минимального тока воспламенения испытуемого газа или пара к минимальному току воспламенения метана .
опасные факторы пожаров:
открытый огонь и искры.
повышенная температура окруж. Среды
тактичные продукты горения.
дым снижение концентрации кислорода
падающие части отдельных конструкции агрегатов установок.6.действие взрывной волны.
Процесс горения может возникнуть при наличии 3-х основных составляющих:
Окислитель.
горючее вещество.
источник зажигания.
При отсутствии хотя бы одного из выше перечеслиных горение невозможно.
в пределах от нижнего до верхнего концетрационного придела распространения пламени.
горючая среда- это смесь паров или газов с кислородом воздуха.
Образование горючий среды в аппаратах с газами. Аппараты с газом работают под избыточным давлением поэтому образование горючий среды возможно при порожении аппаратов или если в состав горючего газа входит окислитель.
образование горючий среды в аппаратах жидкости.
Для аппаратов с жидкостями горючая среда образуется при наличии свободного объема в аппарате если концентрация паров находится....... 36. Аппараты с дыхательными устройствами. Виды «дыхания» при эксплуатации резервуаров с нефтепродуктами.
37 .причины и условия образования горючей среды в аппаратах с пылями.
образование горючий среды в аппаратах пылями.Пылью называются твердые частицы размером менее 850. Пыль бывает 2-ух видов 1.аэрозоль-пыль в воздухе2. Аэрозоль- пыль осевная. Для аппаратов с пылями характернотолько нкпр.
тепловые проявления –проявления связаные с эксплуатацией технологических установокогневого действия:1. Открытый огонь2. Высоконагретые конструктивные элементы установок3. Газообразные продукты сгорания4. Топочные искры.
Тепловые проявления связанные с проведением огневых работ. 1.открытый огонь.2.искры в виде брызг расплавленногог металла 3.высоконагретые поверхности оборудования и конструкций.
Тепловые проявления механической энергии. 1. Разогрев тел при трении.2. искры возникающие при соударении твердых тел.3. разогрев веществ при сжатии.
Тепловые проявления электрической энергии 1. Искровые разряды статестического электричества.2. тепловые проявления свызаные с нарушениям работы электрооборудования.3. прямые удары молнии ее вторичные проявления.
постоянно действующие необходимые для осуществления технологического процесса(огневые печи электронагревательные устройства и т.д) наличие потенциальных источников связано с нарушением противопожарного режима производства с неисправностями и авариями аппаратов.по природе механизма возникновения внешнии источники зажигания делят на группы: 1.тепловые проявления механической энергии 2. Тепловые проявления электрической энергии 3. Тепловые проявления химической реакции. 4. Излучение. 40. Основные мероприятия и технические решения,направленные на предупреждение образования горючей среды внутри технологического оборудования.
Чтобы предупредить несоответствие между подачей веществ в аппарат и их расходом, предусматривают:
Автоматические системы контроля за давлением и блокировки (прекращение подачи продуктов путем отключения насосов, компрессоров);
Автоматические счетчики-дозаторы количества поступающих в аппараты веществ;
Автоматические регуляторы давления; сигнализаторы предельного уровня жидкости (для сжиженных газов);
Приборы контроля за давлением и уровнем; переливные трубы.
Для предупреждения образования динамических воздействий на стенки аппаратов и трубопроводов в периоды пуска и остановки, а также при переходе с одного режима на другой обеспечивают плавное изменение давления. При этом темп увеличения или снижения давления не должен превышать норму, предусмотренную цеховой инструкцией.
Для предупреждения гидравлических ударов предусматривают следующие мероприятия:
Медленное (плавное) изменение давления в аппаратах и трубопроводах в периоды пуска и остановки;
Применение в качестве запорной арматуры задвижек вентильного типа вместо шиберных заслонок и пробковых кранов;
Сглаживание пульсации давления путем установки на линиях газовых колпаков (ресиверов);
Использование насосов центробежного действия (если это допускает технология) вместо поршневых (плунжерных) компрессоров;
Установку обратных клапанов на трубопроводной линии непосредственно за аппаратом, из которого при нарушении технологического режима может возникнуть обратный поток жидкости или газа;
Устранение опасности попадания в цилиндры компрессоров жидкостей путем установки сепараторов-масловлагоотделителей, специальных клапанов, пропускающих только газовую фазу без жидкости, устройств, предупреждающих конденсацию.
Меры борьбы с вибрацией аппаратов и трубопроводов должны быть направлены на устранение или уменьшение действия внешних или внутренних возмущающих сил (источников вибрации). На практике это достигается следующими мероприятиями:
Заменой, если это возможно по условиям технологии, поршневых насосов и компрессоров на центробежные насосы и газодувки;
Применением устройств для сглаживания пульсации давления (газовых колпаков или ресиверов) в системах, где замена поршневых насосов и компрессоров невозможна;
Устройством под источником вибрации массивных фундаментов, поглощающих механические колебания, изолированно от фундаментов несущих строительных конструкций зданий и сооружений;
Установкой источника вибрации на различного рода эластичных прокладках, пружинах которые обеспечивают гашение механических колебаний;
Систематическим контролем за вибрацией и при необходимости устранением причин вибрации (центровка и балансировка валов вращающихся элементов машин и агрегатов, обеспечение надежного крепления источников вибрации и трубопроводов).
Предупреждение внешних механических ударов в условиях производства обеспечивается:
Размещение технологических аппаратов в безопасном месте, в стороне от цеховых транспортных путей;
Прокладкой трубопроводов с горючими жидкостями и газами выше мостовых и других кранов или ниже их- в закрытых каналах;
Соблюдением режима работы транспортных систем и сроков их планово-предупредительных ремонтов.
Для снижения интенсивности эрозионного износа на практике применяют следующие мероприятия:
Выбирают материал для аппаратов и трубопроводов, устойчивый к данному виду эрозии;
Увеличивают поверхностную износоустойчивость стенки путем снижения шероховатости ее поверхности, повышения поверхностной твердости материала, созданием прочного защитного слоя футеровки;
Уменьшают турбулентность потока и механическое воздействие струи путем выполнения плавных поворотов и переходов трубопроводов и снижения их количества, применения успокоителей, отражателей и рассекателей потоков и струй;
Обеспечивают очистку газов и жидкостей от твердых примесей (частиц);
Осуществляют систематический контроль за толщиной стенки, не допуская ее уменьшения ниже нормы.
Для снижения опасного действия высоких температур на материал стенок аппаратов и трубопроводов выполняются следующие мероприятия: уменьшается воздействие внешних источников тепла (солнечной радиации и пожара) устройством теплоизоляции, систем орошения, паровых завес, экранов, противопожарных разрывов; создаются условия для равномерного нагревания теплообменной поверхности у аппаратов огневого действия (автоматическим регулированием температурного режима), для скорости циркуляции нагреваемого продукта (очисткой теплообменной поверхности от отложений).
Для предупреждения разрушающего действия низких температур:
Предъявляют повышенные требования к качеству сварных швов на технологическом оборудовании;
Предусматривают защиту аппаратов и трубопроводов, расположенных на открытых площадках, от переохлаждения теплоизоляцией, внутренним обогревом с помощью встроенных змеевиков- пароподогревателей;
Снижают рабочие нагрузки на стенки аппаратов;
Устраняют сопутствующие причины, усиливающие опасное действие низких температур (гидравлических ударов, вибраций, резкого изменения рабочего давления в аппарате).
Весьма важно выбрать материал для изготовления технологического оборудования с учетом максимально возможного переохлаждения стенок (при низких температурах применяют легированные стали, специальные сплавы, а иногда и цветные металлы, которые обладают повышенной ударной вязкостью).
Защиту технологического оборудования от химической коррозии обеспечивают: применением жаростойких сталей с легирующими добавками, которые способствуют образованию на поверхности металлов химически устойчивых защитных пленок; специальных жаростойких покрытий (сплавов железо - алюминий, железо - хром, смесью металла с окислами или с керамикой); созданием защитной газовой среды, которая в зависимости от природы металла не должна содержать окислителей (для стали) или восстановителей (для меди и ее сплавов). Часто для этих целей применяют инертные газы - азот и аргон.
Необходим автоматический контроль и регулирование температурного режима в аппаратах с поддержанием оптимальной рабочей температуры, снижающей интенсивность протекания хим. коррозии.
41.Критерии,заложенные в систему категорирования наружных установок по пожарной опасности. Основные положения, заложенные в систему категорирования помещения и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
Характеристика веществ и материалов и условий их хранения на производстве |
Примечание |
|
А взрывопо- жароопас- ная |
Горючие газы, ЛВЖ с температурой вспышки не более 28 С в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные паровоздушные 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 друг с другом в таком количестве, что избыточное расчетное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. | |
Б взрывопо- жароопас- ная |
Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28 о С, ГЖ в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные паровоздушные или пылевоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное расчетное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. | |
В1 - В4 пожароо- пасные |
Горючие и трудногорючие жидкости, вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии и обращаются не относятся к категории 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 снижаются или утилизируются в качестве топлива. | ||
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. |
В статье рассмотрена оценка пожарной опасности
различных веществ и материалов.
Пожарной опасностью
называется возможность возникновения или развития пожара, заключенная в каком-либо веществе, состоянии или процессе.
Пожароопасные вещества
, по способности к горению, подразделяются на горючие, трудногорючие и негорючие.По агрегатному состоянию все вещества и материалы подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. Твердые вещества в зависимости от состава и строения ведут себя при нагревании различно. Некоторые из них (сера, каучук и стеарин) при этом плавятся и испаряются.
Другие же, как древесина, торф, каменный уголь и бумага, разлагаются с образованием газообразных продуктов и твердого остатка (угля). Встречаются вещества, которые при нагревании не плавятся и не разлагаются (кокс, антрацит и древесный уголь).
Как известно, горят не сами твердые вещества, а газообразные и парообразные продукты, выделяющиеся при разложении и испарении в процессе нагревания.
Таким образом, большинство горючих веществ, независимо от их начального агрегатного состояния, при нагревании переходят в газообразные продукты. Соприкасаясь с воздухом, они образуют горючие смеси, представляющие соответствующую пожарную опасность
. Для воспламенения таких смесей не требуется мощного и длительно действующего источника воспламенения. Они воспламеняются даже от искры.
В процессе эксплуатацию каждое судно выполняет установленный для него вид работы: вылов и обработку рыбы, транспортирование нефтепродуктов, промысловое снабжение судов и др. Круг работ, выполняемых промысловыми судами, очень широк. Это, в свою очередь, приводит к тому, что на промысловом судне находится большое количество различных веществ (котельное и дизельное топливо, машинное масло, рыбий жир и др.) и материалов, применяемых при постройке судов (черные и цветные металлы, пластмассы, теплоизоляция, древесина и т. д.).
Данные вещества и материалы обладают такими свойствами, как способность к возгоранию и самовозгоранию, выделению взрывоопасных паров и т. д. Поэтому при проектировании судов тщательно изучают возможность возникновения пожара в том или ином месте судна, возможность его развития и распространения по всему судну и, самое главное, возможность борьбы с пожаром.
Для разработки конструктивных средств защиты судов и организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности силами судового экипажа, необходимо дать оценку пожарной опасности веществ и материалов, находящихся на судне.
Пожарная опасность веществ и материалов характеризуется:
температурой воспламенения, т. е. температурой, при которой вещество выделяет горячие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от внешнего источника зажигания процесс горения продолжается;
температурой самовоспламенения, т. е. температурой, при которой происходит резкое увеличение скорости реакции окисления, приводящее к возникновению пламени;
склонностью к самовоспламенению, которая характеризует способность ряда веществ и материалов самовозгораться при нагревании до сравнительно небольших температур или контакте с другими веществами, а также при воздействии теплоты, выделяемой микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности (например, самовозгорание рыбной муки).
По степени горючести все применяемые на судах вещества и материалы классифицируют на несгораемые, трудновозгораемые, трудновоспламеняемые (самозатухающие) и сгораемые.
Для оценки степени возгораемости материалы подвергают испытаниям методом калориметрии, при котором определяют показатель возгораемости К:
где q т.о — теплота, выделяемая образцом в процессе горения, Дж; q и — теплота, подведенная к образцу от постоянного источника поджигания, Дж..
Негорючие материалы имеют К? 0,1. Горючие материалы имеют температуру воспламенения ниже 750° С (К > 2,1).
По результатам испытаний на негорючесть материалы оцениваются следующим образом: негорючие материалы, которые при нагревании до 750° С не горят и не выделяют горючих газов в количестве, достаточном для их самовоспламенения; горючие материалы, которые в процессе испытаний при нагревании до той же температуры горят или выделяют горючие газы в количестве, достаточном для их самовоспламенения.
При оценке пожарной опасности жидкостей основными характеристиками принято считать группу горючести, температуру вспышки, температуру воспламенения и другие характеристики.
Воспламеняющиеся жидкости подразделяют на следующие разряды:
I — жидкости, имеющие температуру вспышки паров ниже 23° С;
II — жидкости, имеющие температуру вспышки паров 23 — 60° С;;
III- жидкости, имеющие температуру вспышки паров выше 60° С.
Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) делят в зависимости от температуры вспышки на следующие категории:
II- постоянно опасные с температурой вспышки — 18…23? С в закрытом тигле;
III — опасные при повышенной температуре воздуха с температурой вспышки 23- 60° С в закрытом тигле.
Все ЛВЖ также подразделяют на не смешивающиеся (А) и смешивающиеся (Б) с водой.
Температурой вспышки называется наименьшая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от внешнего источника зажигания. Температура вспышки является показателем, ориентировочно определяющим температурные условия, при которых горючее вещество становится огнеопасным.
При оценке пожарной опасности газов определяют область воспламенения в воздухе, температуру самовоспламенения, минимальную энергию зажигания, минимальное взрывоопасное содержание кислорода, нормальную скорость горения и другие показатели.
При оценке пожарной опасности твердых материалов определяют группу возгораемости, температуру воспламенения. У веществ с температурой плавления ниже 300? С дополнительно определяют температуру вспышки и температурные пределы воспламенения паров в воздухе.
Взрывоопасной концентрации на судне могут достигать пары топлива, нефтепродуктов и аммиака, а также угольная пыль. Определенную опасность в отношении самовозгорания представляет рыбная мука. Пыль горючих (например, угольная) и некоторых негорючих веществ (например, алюминия и цинка) может в смеси с воздухом образовывать взрывоопасные концентрации. Взвешенная в воздухе пыль называется аэрозолем, осаждающаяся на судовых конструкциях — аэрогелем. Наиболее взрывоопасна пыль, взвешенная в воздухе, но аэрогель представляет опасность с точки зрения возникновения вторичного взрыва. У аэрогеля температура самовоспламенения ниже. Этим объясняется то обстоятельство, что искры механического происхождения (от удара) воспламеняют осевшую, а не взвешенную пыль. Однако возникшее горение осевшей пыли в дальнейшем может воспламенить аэрозоль и вызвать взрыв.
В основу классификации взрывоопасных смесей положена их способность передавать взрыв через фланцевые зазоры в оболочке оборудования — так называемую щелевую защиту. Сущность этой защиты заключается в том, что при воспламенении в оболочке взрывчатой смеси пламя, проходя щель, должно самопогаситься, а продукты горения охладиться ниже температуры самовоспламенения взрывоопасной окружающей среды.
Фланцевые зазоры, исключающие передачу взрыва из оболочки в окружающую взрывоопасную среду, называют безопасными. Однако принимают допустимые зазоры, меньше безопасных на коэффициент 2-2,5. Величина безопасного зазора для различных взрывчатых смесей зависит от ширины фланцев и физико-химических свойств взрывоопасной смеси.
Классификация опасных грузов согласно Правилам пожарной безопасности на судах флота рыбной промышленности РФ и рыболовецких колхозов учитывает только взрыво — и пожароопасные грузы, которые могут перевозиться или находиться на этих судах. Эти грузы в соответствии с Правилами морской перевозки опасных грузов (МОПОГ) подразделяют на следующие классы:
1 — взрывоопасные вещества (ВВ);
2 — сжатые, сжиженные и растворенные под давлением газы (СГ);
3 — легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ);
4 — легковоспламеняющиеся твердые вещества (ТВ), самовозгорающиеся вещества (СВ) и вещества, выделяющие легковоспламеняющиеся газы при взаимодействии с водой (ВГВ);
5 — окисляющие вещества;
6 — ядовитые и инфекционные вещества;
7 — радиоактивные вещества;
8 — едкие и коррозионные вещества;
9 — прочие опасные вещества.
К грузам класса 1 относят взрывоопасные вещества и предметы, снаряженные ими, способные при соответствующем воздействии на них дать взрыв, а также средства взрывания, содержащие гремучую ртуть и другие химические соединения, очень чувствительные к механическим и другим воздействиям и способные к немедленному взрыванию (капсюли-детонаторы, электродетонаторы и др.). Эти вещества требуют особых мер предосторожности при погрузке, выгрузке и перевозке на морских судах.
Вещества класса 2 представляют собой газы, перевозимые в сжатом, сжиженном или растворенном виде, которые всегда находятся под давлением и требуют особо прочной и герметичной упаковки. Некоторые газы перевозят в жидком состоянии при очень низкой температуре. К ним относят вещества, которые отвечают хотя бы одному из следующих условий:
избыточное давление в сосуде при температуре 20° С равно или выше 98,1 кПа;
абсолютное давление паров при температуре 50? С выше 294,2 кПа;
критическая температура ниже 50° С.
Вышеуказанные «Правила…» учитывают следующие категории пожароопасных веществ этого класса:
легковоспламеняющиеся и ядовитые газы (аммиак и др.);
легковоспламеняющиеся газы (пропан, бутан, ацетилен и др.);
поддерживающие горение газы (сжиженный воздух, сжатый кислород и др.).
К классу 3 относятся растворы горючих газов в жидкостях, жидкости, содержащие твердые вещества в растворе и не относящиеся по своим свойствам к другим классам.
ЛВЖ класса 3 подразделяют на три категории:
температура вспышки ниже 18? С (автомобильный бензин, эфир, ацетон и др.);
температура вспышки от 18 до 23° С (бензин-растворитель, нитроэмали, древесный, метиловый и технический спирт и др.);
температура вспышки от 23 до 61° С (керосин, нефтяные масла, дизельное топливо марок ДА, ДЗ, ДЛ, Л, 3, мазут, скипидар и др.).
Нефтепродукты, в зависимости от степени их опасности, подразделяют на три группы: I — температура вспышки ниже 28 °С; II — от 28 до 65 °С; III — от 65 °С и выше.
Вещества класса 4 подразделяют на следующие категории:
легковоспламеняющиеся твердые вещества (кино- и фотопленка на нитроцеллюлозной основе, парафинированные спички, цинковые твердые белила, гофротара и др.);
самовозгорающиеся вещества (пирофорное топливо), джутовые мешки, промасленная ветошь, мука кормовая рыбная и из морских млекопитающих и ракообразных, рыбные отходы, каменный и бурый уголь и др.);
вещества, выделяющие газы при взаимодействии с водой.
Все вещества этого класса являются опасными в пожарном отношении, а особенно опасны склонные самопроизвольно нагреваться и воспламеняться при обычных условиях.
При транспортировании рыбной муки необходимо иметь документ, подтверждающий ее влажность в пределах 6-12 % и жирность 12-18 %. При иных показателях влаги и жира и температуре рыбной муки выше 38? С может произойти самовозгорание, поэтому при ее перевозке и хранении должны строго соблюдаться меры пожарной безопасности. Вещества, самовоспламеняющиеся при взаимодействии с влажным воздухом или водой, следует перевозить только в герметически укупоренной таре, а некоторые вещества — с соответствующей жидкостью или инертными газами.