Особенности горения легковоспламеняющихся жидкостей. Пожар класса «B» — горение жидких веществ. Пожары класса В

Развернуть содержание

По “Правилам устройства электроустановок” определение горючей жидкости звучит довольно лаконично – это жидкость, которая вспыхнуть при температуре больше 61℃, продолжая после этого самостоятельно гореть без внешнего инициирования, воздействия. Легковоспламеняющаяся жидкость согласно ПУЭ – это ГЖ с Т вспышки не больше 61℃, причем те из них, что имеют давление испарения не меньше 100 кПа при Т = 20℃ являются взрывоопасными.

ГЖ относят к пожароопасным материалам, но они являются взрывоопасными, если в ходе технологического процесса нагреты до Т вспышки.

Подобное предварительное категорирование объектов защиты позволяет на этапе проектирования, начала эксплуатации принять организационные, технические решения по выбору, монтажу, подходящих по требованиям нормативных документов, например, таких как видов, типов , в т.ч. взрывозащищенных извещателей пламени, датчиков дыма для установок АПС, стационарных систем пожаротушения; для ликвидации первичных очагов возгораний в помещениях с наличием ЛВЖ, ГЖ.

Дополнительные сведения в таблице:

Наименование материала	Аналог или исходный материал	Низшая теплота сгорания	Плотность ГЖ	Удельная скорость выгорания	Дымообразующая способность	Потребление кислорода	Выделение CO 2	Выделение CO	Выделение HCL
		Q н	р	Ψ уд	D m	L O 2	L CO 2	L CO	L HCl
		МДж/кг	кг/м 3	кг/м 2 с	Нп м 2 /кг	кг/кг	кг/кг	кг/кг	кг/кг
Ацетон	Химическое вещество; ацетон	29,0	790	0,044	80,0	-2,220	2,293	0,269	0
Бензин А-76	Бензин А-76	43,2	745	0,059	256,0	-3,405	2,920	0,175	0
Дизельное топливо; соляр	Дизельное топливо; соляр	45,4	853	0,042	620,1	-3,368	3,163	0,122	0
Индустриальное масло	Индустриальное масло	42,7	920	0,043	480,0	-1,589	1,070	0,122	0
Керосин	Керосин	43,3	794	0,041	438,1	-3,341	2,920	0,148	0
Ксилол	Химическое вещество; ксилол	41,2	860	0,090	402,0	-3,623	3,657	0,148	0
Лекарственные препараты, содержащие этиловый спирт и глицерин	Лекарств. препарат; этил. спирт + глицерин (0,95+0,05)	26,6	813	0,033	88,1	-2,304	1,912	0,262	0
Нефть	Сырье для нефтехимии; нефть	44,2	885	0,024	438,0	-3,240	3,104	0,161	0
Толуол	Химическое вещество; толуол	40,9	860	0,043	562,0	-3,098	3,677	0,148	0
Турбинное масло	Теплоноситель; турбинное масло ТП-22	41,9	883	0,030	243,0	-0,282	0,700	0,122	0
Этиловый спирт	Химическое вещество; этиловый спирт	27,5	789	0,031	80,0	-2,362	1,937	0,269	0

Источник: Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие

Класс пожара горючих жидкостей

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в силу своих параметров при горении как в закрытых помещениях производственных, складских строений, технологических сооружений, так и на открытых промышленных площадках; где размещены наружные установки по переработке нефти, газового конденсата, аппараты химического органического синтеза, объекты хранения сырья, готовой товарной продукции при возникновении очагов возгораний, распространении пожара относят его к классу В.

Символ класса пожара наносится на емкости с ЛВЖ, ГЖ, объекты их хранения, что позволяет оперативно сделать правильный выбор , сократив время на разведку, локализацию и ликвидацию очагов возгорания таких веществ, их смесей; минимизировать материальный ущерб.

Классификация горючих жидкостей

Температура вспышки горючей жидкости является одним из основных параметров для классифицирования, отнесения ГЖ к тому или иному виду.

ГОСТ 12.1.044-89 определяет ее как наименьшую температуру сконденсированного вещества, имеющего над поверхностью пары, что способны вспыхнуть в воздушной среде помещения, или на открытом пространстве при поднесении низкокалорийного источника открытого пламени; но устойчивого процесса горения при этом не возникает.

А самой вспышкой считается мгновенное выгорание воздушной смеси паров, газов над поверхностью горючей жидкости, что визуально сопровождается кратковременным периодом видимого свечения.

Полученное в результате испытаний, например, по в закрытом лабораторном сосуде, значение Т℃, при которой вспыхивает ГЖ, характеризует ее взрывопожарную опасность.

Важными параметрами для ГЖ, ЛВЖ, указанными в этом государственном стандарте, также являются следующие параметры:

Т воспламенения является наименьшей температурой горючих жидкостей, выделяющих горючие газы/пары с такой интенсивностью, что при поднесении источника открытого огня они воспламеняются, продолжая гореть при его изъятии.
Этот показатель важен при классифицировании групп горючести веществ, материалов, опасности технологических процессов, оборудования, в которых участвуют ГЖ.
Т самовоспламенения – это минимальная температура ГЖ, при которой происходит самовоспламенение, которое в зависимости от сложившихся условий в защищаемом помещении, объекте хранения, корпусе технологического оборудования – аппарата, установки может сопровождаться горением открытым пламенем и/или взрывом.
Полученные данные по каждому виду ГЖ, способных к самовоспламенению, позволяет выбирать подходящие типы электрооборудования во взрывозащищенном исполнении, в т.ч. для установок зданий, строений, сооружений; для разработки мероприятий по взрывопожарной безопасности.

Для сведения: «ПУЭ» определяет вспышку быстрым выгоранием горючей воздушной смеси без образования сжатого газа; а взрыв – горением моментального типа с образованием сжатых газов, сопровождающимся появлением большого количества энергии.

Важны также скорость, интенсивность испарения ГЖ, ЛВЖ со свободной поверхности при открытых резервуарах, емкостях, корпусах технологических установок.

Пожары ГЖ опасны также по следующим признакам:

Это распространяющиеся очаги пожаров, что связано с розливом, свободным растеканием горючих жидкостей по площадям помещений или территории предприятий; если не приняты меры к изоляции – обвалование емкостей хранения, наружных технологических установок; наличие строительных преград с установленными в проемах стен .
Пожары ГЖ могут быть как локальными, так и объемными, в зависимости от вида, условий хранения, объема. Так как объемное горение интенсивно воздействует на несущие элементы зданий, строений, то обязательно необходима .

Следует также:

Устанавливать на воздуховодах вентиляционных систем помещений, где имеются ГЖ, для ограничения распространения поджара по ним.
Проводить для сменного, оперативного/дежурного персонала, организовать ответственных за противопожарное состояние объектов хранения, переработки, транспортировки, транзита ЛВЖ, ГЖ, ведущих специалистов, ИТР; проведение регулярных практических тренировок с членами ДПД предприятий, организаций; ужесточить процесс , проводить строгий контроль за местом их проведения, в т.ч. после окончания.
Устанавливать на дымовые, выхлопные трубы отопительных, силовых агрегатов, печей, монтировать на трубопроводах технологической цепочки по транспортировке ЛВЖ, ГЖ по территории производственных предприятий.

Список, конечно, далеко не полон, но все необходимые мероприятия можно без труда найти в нормативно-технической базе документов по ПБ.

Как правильно хранить ЛВЖ и ГЖ жидкости, наверное этим вопросом задается большинство людей. Ответ можно найти в «Техническом регламенте о требованиях пожарной безопасности” от 22.07.2008 № 123-ФЗ», в таблице 14 Категории складов для хранения нефти и нефтепродуктов. Более подробная информация по хранению и расстоянию до объектов, представлена в . (СП 110.13330.2011)

Тушение пожаров класса В, согласно нормам, производят следующими :

Воздушно-механической пеной, получаемой из водных растворов пенообразователя. Для тушения производственных, складских помещений зданий особенно эффективны .
Огнетушащим порошком, для чего используют .
Используют для небольших по площади, объему помещений, отсеков, например, расходных складов ГСМ, моторных отделений.

Применение распылённой воды для тушения пламени бензина и других ГЖ, имеющих низкую температуру вспышки, затруднено, так как капли воды не могут охладить нагретый поверхностный слой ниже температуры вспышки. Решающим фактором механизма огнетушащего действия ВМП является изолирующая способность пены.

При покрытии зеркала горения жидкости пеной прекращается поступление паров жидкости в зону горения, и горение прекращается. Помимо этого, пена охлаждает прогретый слой жидкости выделяющейся жидкой фазой - отсеком. Чем мельче пузырьки пены и больше поверхностное натяжение раствора пенообразователя, тем выше изолирующая способность пены. Неоднородность структуры, крупные пузырьки снижают эффективность пены.

Ликвидация очагов возгорания ЛВЖ, ГЖ производится и для особо важных объектов защиты; а также для помещений с различными по свойствам видами пожарной нагрузки, ликвидировать горение которых одним огнетушащим агентом сложно или невозможно.

Таблица интенсивности подачи 6-ти процентного раствора при тушении горючих жидкостей воздушно-механической пеной на основе пенообразователя ПО-1

Согласно . В.П. Иванников, П.П. Клюс,

Вещества	*Интенсивность подачи раствора л/(см 2)**
Вещества	Пена средней кратности	Пена низкой кратности
Разлитый нефтепродукт из аппаратов технологической установки, в помещениях, траншеях, технологических лотках	0,1	0,26
Тарные хранилища горючих и смазочных материалов	1	–
Горючая жидкость на бетоне	0,08	0,15
Горючая жидкость на грунте	0,25	0,16
Нефтепродукты первого разряда (температура вспышки ниже 28 °С)	0,15	–
Нефтепродукты второго и третьего разрядов (температура вспышки 28 СС и выше)	0,1	–
Бензин, лигроин, керосин тракторный и другие с температурой вспышки ниже 28 0С;	0,08	0,12*
Керосин осветительный и другие с температурой вспышки 28 °С и выше	0,05	0,15
Мазуты и масла	0,05	0,1
Нефть в резервуарах	0,05	0,12*
Нефть и конденсат вокруг скважины фонтана	0,06	0,15
Разлившаяся горючая жидкость на территории, в траншеях и технологических лотках (при обычной температуре вытекающей жидкости)	0,05	0,15
Этиловый спирт в резервуарах, предварительно разбавленный водой до 70 % (подача 10 % раствора на основе ПО-1С)	0,35	–

Примечания:

Звездочкой обозначено, что тушение пеной низкой кратности нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки ниже 280 С допускается в резервуарах до 1000 м 3 , исключая низкие уровни (более 2 м от верхней кромки борта резервуара).

При тушении нефтепродуктов с применением пенообразователя ПО-1Д интенсивность подачи пенообразующего раствора увеличивается в 1,5 раза.

Тушение пожаров ЛВЖ и ГЖ опирается на анализе всех вариантов их развития. Возгорания, происходящие в резервуарах, более продолжительные, потому требуют большое количество средств и сил для ликвидации.

Резервуары для хранения ЛВЖ и ГЖ

Для целей хранения ЛВЖ и ГЖ используются емкости из металла, железобетона, льдогрунта и синтетического материала. Самыми популярными считаются резервуары из стали. Их классифицируют по конструкции и вместимости на:

вертикальные в форме цилиндра, имеющие коническую или сферическую крышу, объемом в 20 тыс.куб.м для хранения ЛВЖ и 50 тыс.куб.м для хранения ГЖ;
вертикальные в форме цилиндра, имеющие стационарную крышу и плавающий понтон, объемом в 50 тыс.куб.м;
вертикальные в форме цилиндра, имеющие плавающую крышу, объемом в 120 тыс.куб.м.

Процесс развития пожара в резервуаре

Тушение пожаров резервуарных парков хранения ЛВЖ, ГЖ зависит от сложности процесса развития возгорания. Горение начинается по причине взрыва газовоздушной смеси при наличии источника зажигания. Образование загазованной среды происходит из-за свойств ГЖ и ЛВЖ, а также режимов эксплуатации и климатических условий вокруг резервуара. Взрываясь, газовоздушная смесь на высокой скорости устремляется вверх, часто срывая крышу емкости, после чего начинается воспламенение по всей поверхности хранимой горючей жидкости.

Дальнейшая судьба пламени будет зависеть от того участка, где оно началось, его габаритов, огнестойкости конструкции резервуара, погодных условий, действий работников и противопожарных систем.

При хранении ГЖ и ЛВЖ, к примеру, в резервуарах из железобетона при взрыве разрушается его часть, а горение начинается именно на этом участке, что в течение последующих 30 минут приводит к полному разрушению емкости и распространению пожара. Остальные типы емкостей при отсутствии охлаждения со стороны в течение 15 минут деформируются, провоцируя разлив ЛВЖ и распространение огня.

Пенное пожаротушение

Тушение ЛВЖ и ГЖ пеной низкой и средней кратности – самый востребованный способ борьбы с пламенем. Преимущество пены состоит в том, что она изолируется поверхность горючей жидкости от пламени, что приводит к уменьшению ее испарения и, соответственно, объема горючих газов в воздухе. При этом образуется раствор пенообразователя, обладающего охлаждающими свойствами. Таким образом достигается конвективный тепломассобмен, а температурный уровень становится одинаковым по всей глубине емкости за 15 минут от начала применения пены.

Тушение пеной

Тушение легковоспламеняющихся жидкостей с помощью пенного раствора различной кратности зависит от того, где происходит горение:

низкая кратность для нижней части емкости, используется для «подслойного» метода тушения, в составе огнетушащего вещества содержится фторсодержащий пленкообразующий пенообразователь, благодаря которому при подъеме пены через слой горючего содержимого, она не насыщается парами углеводородов, сохраняет огнегасящие способности; получают при помощи стволов низкократной пены;
средняя кратность для поверхностного тушения, пена также инертна, не взаимодействует с парами ЛВЖ, охлаждает жидкость, способствует уменьшению образования взрывовоздушной смеси; получают с помощью специализированных пеногенераторов по типу ГПС.

После того, как тушение ЛВЖ и ГЖ закончено, на поверхности жидкости образуется толстый пенный слой, защищающий ее возобновления горения.

При подаче огнетушащей пены очаг пламени следует соблюдать интенсивность в 0,15 л/с.

Осуществить пенное пожаротушение допускается тремя методами:

доставка пенообразователя при помощи пеноподъемника и другой подобной техники;
доставка пены к поверхности горящих ЛВЖ и ГЖ при помощи мониторов;
доставка пены посредством подслойного тушения.

Водяное пожаротушение

При отсутствии возможности организовать тушение пожаров ЛВЖ с помощью пены допускается применять распыленную воду, которая способствует охлаждению горючего содержимого до температуры, при которой невозможна его вспыхивание.

При этом интенсивность подачи водяного раствора должна быть не меньше 0,2 л/с.

Порошковое тушение

Тушение пожаров в резервуарных парках хранения ЛВЖ с помощью порошка подходит для тех ситуаций, когда горение происходит в районе задвижек, фланцевых соединений или зазорах между крышей и стенкой емкости. Интенсивность подачи должна превышать 0,3 кг/с. Порошок не способен охладить жидкость, потому может потребоваться повторное тушение ЛВЖ.

Тушение порошком – только для незначительных возгораний и быстрого тушения

Во избежание подобных ситуаций порошковое пожаротушение комбинируют с пенным следующими способами:

максимальное тушение пламени пенным раствором, после чего с помощью порошка локализуют отдельные очаги пламени;
ликвидация пламени с помощью порошковой составляющей с последующей подачей пенообразователя для охлаждения поврежденной поверхности и предотвращения возобновления горения.

В этом случае объем подаваемых огнетушащих средств уменьшать запрещено.

План борьбы с огнем в резервуарах

Тушение ЛВЖ и ГЖ в резервуарах целесообразно начинать с оценивания сложившейся обстановки, а также с расчета требуемых средств и сил. На случай подобной аварийной ситуации должна быть организована добровольная пожарная охрана, руководитель которой будет ответственным лицом за управление процессом ликвидации пламени и распределение задач между участниками пожаротушения.

Ответственное лицо должно определить объем территории, на которой будут производиться работы по тушению, организовать устранение посторонних лиц в опасную зону.

По прибытию к месту возгорания руководитель проводит разведку и указывает другим участникам пожаротушения участки, куда должны быть брошены максимальные силы.

На протяжении всей работы в задачи руководителя входит и обеспечение всеми доступными силами и средствами охлаждения ЛВЖ и ГЖ в резервуарах, а также выбор оптимального метода борьбы с огнем.

Когда основные силы брошены на работу с горящей емкостью важно защитить соседние резервуары на случай, если поврежденный разрушится, либо образовавшая газовоздушная смесь взорвется. Именно с этой целью всей пожарные машины устанавливают на безопасном расстоянии, а к месту работ прокладывают рукавные линии.

Тушение резервуарных парков ЛВЖ и ГЖ напрямую зависит от продолжительности горения, характера образовавшихся разрушений резервуаров, объема хранящихся жидкостей в поврежденном и соседних емкостях, вероятность взрыва и последующего аварийного разлива содержимого.

При проектировании и строительстве резервуарных парков должна быть предусмотрена канализация, в которую возможен отвод воды в процесс пожаротушения, а также проектируются устройства для аварийного откачивания содержимого в безопасный резервуар.

Как охлаждают резервуары при пожаротушении

Тушение пожаров ЛВЖ и ГЖ в резервуарах должно в обязательном порядке сопровождаться охлаждением содержимого поврежденной емкости. Последнюю требуется охлаждать на протяжении всей длины ее окружности. В отношении соседних резервуаров также есть требование об обязательном охлаждении, но только вдоль всей длины полуокружности емкости с той стороны, которая обращена в зоне горения. В некоторых случаях допускается не проводить процедуру охлаждения соседних емкостей, если угрозы перебрасывания пламени не наблюдается. Подача воды для целей охлаждения должна быть с интенсивностью не менее 1,2 л/с.

Для тушения резервуаров с ГЖ и ЛВЖ объемом в 5 тыс.куб.м рекомендуется применят лафетные стволы, которые не только обеспечивают требуемую мощность водоотдачи, но и имеют режим орошения горящего объекта.

Очередность работы с соседними неповрежденными емкостями такова, что первыми защищаются и охлаждаются те, которые расположены с подветренной стороны от места пожара.

Продолжительность работы определяется до тех пор, пока пламя не будет полностью ликвидировано, а уровень температуры внутри емкости не нормализуется.

Опасные зоны при горении в резервуарных парках

Тушение пожаров ЛВЖ и ГЖ также должно осуществляться с учетом опасных факторов и зон, которые могут уменьшить эффективность мероприятий по пожаротушению:

Формирование зон, куда невозможно доставить огнетушащее вещество.
Прогрев горючего содержимого резервуара на глубину 1 м и более.
Пониженная температура воздуха вокруг места пожара.
Загорание нескольких емкостей одновременно.

Тушение реального пожара розлива ЛВЖ большой площади Ангарск 2014:

Post Views: 2 734

Зоны и классы пожаров.

Веществ.

Особенности горения твердых и жидких горючих материалов и

План лекции

Государственное высшее учебное заведение

“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Кафедра АОТ

Лекция №4

доц. Алексеенко С.А.

Часть 1. Пожарная безопасность

Тема №: Пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов.

(для студентов специальности 7.0903010 “Разработка месторождений и добыча полезных ископаемых”, специализация: 7.090301.05 “Охрана труда в горном производстве”).

Днепропетровск

1. Сущность процесса горения.

1. Демидов П.Г. Горение и свойства горючих веществ. М.: Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1962.-264с.

2. Основи охорони праці: Підручник./ К.Н. Ткачук, М.О. Халімовський, В.В. Зацарний, Д.В. Зеркалов, Р.В. Сабарно, О.І. Полукаров, В.С. Козьяков, Л.О. Митюк. За ред. К.Н. Ткачука і М.О. Халімовського. – К.: Основа, 2003 – 472 с. (Пожежна безпека – С. 394-461).

3. Булгаков Ю.Ф. Тушение пожаров в угольных шахтах. – Донецк: НИИГД, 2001.- 280 с.

4. Александров С.М., Булгаков Ю.Ф., Яйло В.В. Охорона праці у вугільній промисловості: Учбовий посібник для студентів гірничих спеціальностей вищих учбових закладів /Під заг. ред. Ю.Ф. Булгакова. – Донецьк: РІА ДонНТУ, 2004. – С.3-17.

5. Рожков А.П. Пожежна безпека: Навчальний посібник для студентів вищих закладів освіти України. – Київ: Пожінформтехніка, 1999.- 256 с.: іл.

6. Отраслевой стандарт ОСТ 78.2-73. Горение и пожарная опасность веществ. Терминология.

7. ГОСТ 12.1 004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

8. ГОСТ 12.1.010-76. ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования

9. ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

1. Сущность процесса горения.

Для лучшего понимания условий создания горючей среды, источников загорания, оценки и предупреждения взрывопожароопасности, а также выбора эффективных способов и средств системы пожарной безопасности необходимо иметь представление о природе процесса горения, его формах и видах.

Одним из первых химических явлений, с которым человечество познакомилось на заре своего существования, было горение.

Впервые правильное представление о процессе горения высказал русский ученый М.В. Ломоносов (1711-1765 г.г.), заложивший основы науки и установивший ряд важнейших законов современной химии и физики.

Горением называется экзотермическая реакция окисления веществ, которая сопровождается выделением дыма и возникновением пламени или излучением света.

Другими словами горение – это быстропротекающее химическое превращение веществ с выделением большого количества тепла и сопровождающееся ярким пламенем. Оно может явиться результатом окисления, т.е. соединением горючего вещества с окислителем (кислородом).

Это общее определение показывает, что им может быть не только реакция соединения, но и разложения.

Для возникновения горения необходимо одновременное наличие трех факторов: 1) горючего вещества; 2) окислителя; 3) начального теплового импульса (источника загорания) для сообщения горючей смеси горячей энергии. При этом, горючее вещество и окислитель должны находиться в необходимом соотношении один к одному и создавать таким образом горючую смесь, а источник загорания должен иметь соответствующую энергию и температуру, достаточную для начала реакции. Горючую смесь определяют термином «горючая среда». Это – среда, которая способна самостоятельно гореть после удаления источника загорания. Горючие смеси, в зависимости от соотношения горючего вещества и окислителя, делятся на бедные и богатые . В бедных смесях имеет место избыток окислителя, а у богатых – горючего вещества. Для полного загорания веществ и материалов в воздушной среде необходимо присутствие достаточного количества кислорода, чтобы обеспечить полное превращение вещества в его насыщенные окислы. При недостаточном количестве воздуха окисляется только часть горючего вещества. Остаток разлагаетсяс выделением большого количества дыма. При этом также образуются токсические вещества, среди которых наиболее распространенный продукт неполного сгорания – окись углерогда (СО), которая может привести к отравлению людей. При пожарах, как правило, горение осуществляется при недостатке кислорода, что серьезно осложняет пожаротушение вследствие ушудшения видимости или наличия токсических веществ в воздушной среде.

Следует отметить, что горение некоторых веществ (ацетилена, окиси этилена и др.), которые способны при разложении выделять большое количество тепла, возможно и при отсутствии воздуха.

2. Виды, разновидности и формы горения.

Горение может быть гомогенным и гетерогенным .

При гомогенном горении вещества, которые вступают в реакцию окисления, имеют одинаковое агрегатное состояние. Если начальные вещества находятся в разных агрегатных состояниях и существует явная граница разделения фаз в горючей системе, то такое горение называется гетерогенным.

Пожары, преимущественно, характеризуются гетерогенным горением.

Во всех случаях для горения характерны три стадии: возникновение , распространение и затухание пламени. Наиболее общими свойствами горения является способность (осередку) пламени перемещаться по всей горючей смеси путем передачи тепла или диффузии активных частей из зоны горения в свежую смесь. Отсюда возникает и механизм распространеня пламени, соответственно тепловой и диффузионный . Горение, как правило, проходит по комбинированному тепло-диффузионному механизму.

По скорости распространения пламени горение подразделяется на:

– дефлаграционное или нормальное – при этом горении скорость пламени находится в границах нескольких метров в секунду (до 10 м/с);

– взрывное – чрезвычайно быстрое химическое превращение, которое сопровождается выделением энергии и образованием сжатых газов, способных выполнять механическую работу (сотни м/с);

– детонационное – это горение распространяется со сверхзвуковой скоростью, которая достигает тысячи метров в секунду (до 5000 м/с).

Взрыв также сопровождается выделением тепла и излучением света. В то же время взрыв некоторых веществ представляет собой реакцию разложения, например:

2NCl 3 = 3Cl 2 + N 2 (1)

Взрывом называется чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, которое сопровождается выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Взрыв отличается от горения большой скоростью распространения огня. Так, например, скорость распространения пламени во взрывчатой смеси, находящейся в закрытой трубе – (2000 – 3000 м/с).

Сгорание смеси с такой скоростью называется детонацией. Возникновение детонации объясняется сжатием, нагревом и движением несгоревшей смеси перед фронтом пламени, приводящим к ускорению распространения пламени и возникновению в смеси ударной волны. Образующиеся при взрыве газовоздушной смеси воздушные ударные волны обладают большим запасом энергии и распространяются на значительные расстояния. Во время движения они разрушают сооружения и могут стать причиной несчастных случаев.

Горение веществ может протекать не только при соединении их с кислородом воздуха (как принято считать), но и при соединении с другими веществами. Известно, что горение многих веществ может происходить в среде хлора, серы, паров брома и т.п. Состав, агрегатное состояние и другие свойства горючих веществ (ГВ) различны, вместе с тем основные явления, протекающие при возникновении горения, одинаковы.

Горючие вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными .

Твердые горючие вещества , в зависимости от состава и строения, ведут себя при нагревании различно. Некоторые из них, например, каучук, сера, стеарин плавятся и испаряются. Другие же, например, древесина, бумага, каменный уголь, торф при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов и твердого остатка – угля. Третьи вещества при нагревании не плавятся и не разлагаются. К ним относится антрацит, древесный уголь и кокс.

Жидкие горючие вещества при нагревании испаряются, а некоторые могут и окисляться.

Таким образом, большинство горючих веществ вне зависимости от их начального агрегатного состояния при нагревании переходят в газообразные продукты . Соприкасаясь с воздухом, они образуют горючие смеси. Горючие смеси могут образовываться также и в результате распыления твердых и жидких веществ. Когда вещество образовало с воздухом горючую смесь, оно считается подготовленным к горению. Такое состояние вещества представляет большую пожарную опасность. Она определяется тем, что для воспламенения образовавшейся смеси не требуется мощного и длительно действующего источника воспламенения, смесь быстро воспламеняется даже от искры.

Подготовленность смеси к воспламенению определяется содержанием (концентрацией) в ней паров, пыли или газообразных продуктов.

Разновидности и формы горения.

Горение характеризуется многообразием разновидностей, форм и особенностей. Различают следующие разновидности и формы горения: вспышка; воспламенение; возгорание; самовоспламенение и самовозгорание.

Вспышка – это быстрое (мгновенное) воспламенение горючей смеси под действием теплового импульса без образования сжатых газов, которое не переходит в устойчивое горение.

Воспламенение – это относительно спокойное и продолжительное горение паров и газов горючих жидкостей, которое возникает под действием источника загорания. Воспламенение – это возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Возгорание – это горение, которое начинается без влияния (действия) источника зажигания (теплового импульса).

Самовоспламенение – это самовозгорание, которое сопровождается появлением пламени и начинается процесс воспламенения твердых, жидких и газообразных веществ, нагретых внешним источником тепла без соприкосновения с открытым огнем до определенной температуры.

Самовозгорание – это самовоспламенение, которое сопровождается появлением пламени. Это процесс самовозгорания твердых и сыпучих материалов, возникающий под действием их окисления без подвода тепла от внешних источников (каменный уголь, сульфидные руды, древесина, торф). Самовозгорание происходит в результате низкотемпературного окисления и самонагревания, обусловленного достаточным притоком к горючему веществу воздуха для окисления и недостаточным – для уноса образующегося при этом тепла.

Тление – горение без излучения света, которое, как правило, распознается по появлению дыма.

В зависимости от агрегатного состояния и особенностей горения разных горючих веществ и материалов, пожары согласно ГОСТ 27331-87 делятся на соответствующие классы и подклассы:

класс А – горение твердых веществ, которое сопровождается (подклассА1) или не сопровождается (подкласс А2) тлением;

класс В – горение жидких веществ, которые не растворяются (подкласс В1) и растворяются (подкласс В2) в воде;

класс С – горение газов;

класс D – горение легких металлов, за исключением щелосных (подкласс D1) щелочных (подкласс D2), а также металлосодержащих соединений (подкласс D3);

класс Е – горение электроустановок под напряжением.

3. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Методы их определения.

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов – это совокупность свойств, которые характеризуют их склонность к возникновению и распространению горения, особенности горения и способность поддаваться горению. По этим показателям ГОСТ 12.1.044-89 выделяет негорючие, трудногорючие и горючие материалы и вещества.

Негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, которые неспособны к горению или обугливанию в воздухе под влиянием огня или высокой температуры. Это материалы минерального происхождения и изготовленные на их основе материалы, - красный кирпич, силикатный кирпич, бетон, асбест, минеральная вата, азбестовый цемент и другие материалы, а также большинство металлов. При этом негорючие вещества могут быть пожароопасными, например, вещества, которые выделяют горючие продукты при взаимодействии с водой. Достаточным критерием для отнесения к этой группе является неспособность материала гореть при температуре среды 900°С, к этой группе относятся естественные и искусственные органические материалы и применяемые в строительстве, металлы.

Трудногорючие (трудносгораемые) вещества и материалы, которые способны воспламеняться, тлеть или обугливаться в воздухе от источника загорания, но не способные самостоятельно гореть или обугливаться после его удаления. К ним относятся материалы, соторые содержат сгораемые и несгораемые компоненты, например древесина при глубоком пропитывании антипирогенами (бешефитом); фибролит; войлок, пропитанный глинистым раствором, некоторые полимеры и другие материалы.

Горючие (сгораемые) – вещества и материалы, которые способны самостоятельно гореть (самозагораться), а также воспламеняться, тлеть или обугливаться от источника загорания или самостоятельно гореть после его удаления.

В свою очередь, в группе горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющиеся вещества и материалы – это вещества и материалы, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 с) действия источника загорания низкой энергии. С точки зрения пожарной безопасности решающее значение имеют показатели пожаровзрывоопасных свойств горючих веществ и материалов. ГОСТ 12.1.044-89 предусматривает свыше 20 таких показателей. Необходимый и достаточный для оценки пожаровзрывоопасности конкретного объекта перечень этих показателей зависит от агрегатного состояния вещества, вида горения (гомогенное или гетерогенное) и определяется специалистами.

Наименьшее значение температуры, при которой происходит вспышка смеси воздуха с парами горючей жидкости, называется температурой вспышки (t всп ) Степень пожарной опасности сгораемых жидкостей определяется температурой их вспышки. В соответствии с этим сгораемые жидкости разделяются на следующие классы:

1-й класс: t всп < – 13 о C;

2-й класс: t всп = – 13…28 о C

3-й класс: t всп = 29… 61°С;

4-й класс: t всп = 62…120°С;

5-й класс: t всп > 120°С;

Жидкости первых трех классов условно относятся к легковоспламеняющимся (ЛВЖ ). Характерными особенностями ЛВЖ является то, что большинство из них даже при обычных температурах в производственных помещениях, могут образовывать паровоздушные смеси с концентрациями в границах распространения пламени, т.е. взрывоопасные смеси.

К ЛВЖ относятся: бензин (t всп от - 44 до -17°С); бензол (t всп -12 о С); метиловый спирт (t всп =8 о С); этиловый спирт (t всп =13 о С); тракторный керосин (t всп =4-8 о С) и др.

Жидкости 4-го и 5-го классов относятся к горючим жидкостям (ГЖ )

К ГЖ относятся: осветительный керосин (t всп = 48-50 о С); вазелиновое масло (t всп =135 о С); трансформаторное масло (t всп =160 о С); машинное масло (t всп =170 о С) и др.

При воспламенении выделяется достаточное количество тепла для образования паров и газов горючей жидкости, обеспечивающих непрерывное пламенное горение и после воздействия теплового импульса. Наименьшее значение температуры, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет пары или газы с такой скоростью, что после их загорания от внешнего источника наблюдается вспышка – начало устойчивого горения, называется температурой воспламенения (t вспл.).

Температуры вспышки и воспламенения жидкостей очень близки, что определяет их большую пожароопасность.

Температура вспышки и воспламенения жидкостей отличается на 5-25 о С. Чем ниже температура вспышки жидкости, тем меньшей является эта разница, и, соответственно, более пожароопасная жидкость. Температура воспламенения используется при определении группы горючести веществ, при оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Температура самовоспламенения (t свпл) – это наименьшая температура веществ, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, что приводит к возникновению пламенного горения или взрыва при отсутствии внешненго источника пламени. Температура самовоспламенения веществ зависит от ряда факторов и изменяется в широких пределах. Наиболее значительной является зависимость температуры самовоспламенения конкретного вещества от объема и геометрической формы горючей смеси. С увеличением объёма горючей смеси при неизменной её форме температура самовоспламененя уменьшается, потому что создаются более благоприятные условия для накопления тепла в горючей смеси. При уменьшении объема горючей смеси температура её самовоспламенения повышается.

Для каждой горючей смеси существует критический объем, в котором самовоспламенение не происходит вследствие того, что площадь теплоотдачи, которая приходится на единицу объёма горючей смеси, настолько велика, что скорость теплообразования за счет реакции окисления даже при очень высоких температурах не может превышать скорость отвода тепла. Это свойство горючих смесей используется при создании преград для распространения пламени. Значение температуры самовоспламенения используется для выбора типа взрывозащитного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывоопасности технологических процессов, а также при разработке стандартов или технических условий на вещества и материалы.

Температура самовоспламенения (t свпл) горючей смеси значительно превышает температуру вспышки (t всп ) и температуру воспламенения (t вспл.) – на сотни градусов.

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 “ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования” в зависимости от температуры вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). ЛВЖ имеют температуру вспышки не более чем 61°С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом тигле), а ГЖ – имеют температуру вспышки свыше 61°С.

ЛВЖ – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться от кратковременного воздействия пламени спички, искры, накаленного электропровода и тому подобных источников загорания с низкой энергией. К ним относятся практически все горючие газы (например, водороды, метан, окись углерода и т.п.), горючие жидкости с температурой вспышки не более 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле (например, ацетон, бензин, бензол, толуол, этиловый спирт, керосин, скипидар и др.), а также все твердые вещества (материалы), которые возгораются от пламени спички или горелки, прем горение распространяется по поверхности горизонтально расположенного испытуемого образца (например, сухая древесная стружка, полистирол и др.).

Трудновоспламеняющиеся – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламенятся только под воздействия мощного источника зажигания (например, поливинилхлоридная конвейерная лента, карбамидный пенопласт для герметизации поверхности горного массива в подземных выработках, гибкие электрические кабели с изоляцией из поливинилхлорида, вентиляционные трубы из виниле кожи и др.).

Пожароопасные свойства твердых веществ и материалов характеризуются склонностью к горению (возгоранию), особенностями горения, свойством поддаваться тушению теми или другими способами.

Разные по химическим составам твердые материалы и вещества горят неодинаково. Горение твердых веществ имеет многостадийный характер. Простые твердые вещества (антрацит, кокс, сажа и т.п.), которые представляют собой химически чистый углерод, разогреваются или тлеют без образования искр, пламени и дыма, поскольку нет необходимости разлагаться перед тем, как вступить в реакцию с кислородом воздуха.

Горение сложных по химическому составу твердых горючих веществ (дерево, каучук, пластмассы и т.п.) происходит в две стадии: разложение, которое не сопровождается пламенем и излучением света; горение, которое характеризуется наличием пламени или тления.

Горением называют сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся химическим превышением и сопровождающийся выделением большого количества теплоты и лучистой энергии.

Для возникновения и развития процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник воспламенения, инициирующий реакцию между горючим и окислителем. Горение отличается многообразием видов и особенностей. В зависимости от агрегатного состояния горючих веществ горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении компоненты горючей смеси находятся в одинаковом агрегатном состоянии (чаще в газообразном). Причём если реагирующие компоненты перемешаны, то происходит горение предварительно перемешанной смеси, которое иногда называют кинетическим (поскольку скорость горения в этом случае зависит только от кинетики химических превращений). Если газообразные компоненты не перемешаны, то происходит диффузное горение (например, при поступлении потока горючих паров в воздух). Процесс горения лимитируется диффузией окислителя. Горение, характеризующееся наличием раздела фаз в горючей системе (например, горение жидкости и твёрдых материалов), является гетерогенным. Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени, и в зависимости от этого фактора оно может быть дефлаграционным (в пределах нескольких м/с), взрывным (десятки и сотни м/с) и детонационным (тысячи м/с). Кроме того, горение бывает ламинарным (послойное распространение фронта пламени по свежей горючей смеси) и турбулентным (перемешивание слоёв потока с повышенной скоростью выгорания).

Как правило, пожары характеризуются гетерогенным диффузным горением, а скорость горения зависит от диффузии кислорода воздуха в среде. Возникновение и развитие пожаров существенно зависит от степени пожарной опасности веществ. Одним из критериев пожарной опасности твёрдых, жидких и газообразных веществ является температура самовоспламенения, т.е. способность вещества самовоспламеняться.

Для зарождения эндогенного пожара необходимо наличие вещества, способного быстро окислятся при низких температурах, в результате чего может произойти самовозгорание. Это свойство вещества получило название химической активности к самовозгоранию. В результате окисления и накопления тепла самонагревание переходит в воспламенение.

Воспламенение - это качественно новый и отличный от самонагревания процесс, отличающийся большими скоростями окисления, выделением теплоты и излучением света. Самонагревание и самовоспламенение зарождается отдельными небольшими гнёздами, в связи с чем, обнаружить его очень трудно.

Самовозгорание происходит вследствие накопления тепла внутри вещества и не зависит от воздействия внешнего источника тепла.

Все вещества по их опасности в отношении самовозгорания можно разделить на четыре группы:

* вещества, способные самовозгораться при контакте с воздухом при обычной температуре (растительные масла, олифа, масляные краски, грунтовки, бурые и каменные угли, белый фосфор, алюминиевая и магниевая пудра, сажа и т.д.);

* вещества, способные самовозгораться при повышенных температурах окружающего воздуха (50°С и выше) и в результате внешнего нагрева до температур, близких к температурам их воспламенения и самовоспламенения (пленки нитролаков пироксилиновые и нитроглицериновые пороха, растительные полувысыхающие масла и приготовленные из них олифы, скипидар и т.д.);

* вещества, контакт которых с водой вызывает процесс горения (щелочные металлы, карбиды щелочных металлов, карбид кальция, алюминия и т.д.);

* вещества, вызывающие самовозгорание горючих веществ при контакте с ними (азотная, магниевая, хлорноватистая, хлористая и другие кислоты, их ангидриды и соли; перекиси натрия, калия, водорода и др.; газы - окислители - кислород, хлор и др.).

Важнейшей характеристикой твердых сыпучих материалов является степень их возгораемости.

Все материалы, независимо от области применения делятся на три группы:

* Несгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются.

* Трудносгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня, а после удаления источника огня горение и тление прекращается.

* Сгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

Некоторые химические вещества, горючие и смазочные материалы в определенных концентрациях и условиях способны не только к возгоранию от источников тепла, но и к взрыву.

Пожарная опасность веществ (газообразных, жидких, твердых) определяется рядом показателей, характеристика и количество которых зависят от агрегатного состояния данного вещества.

Критериями пожарной опасности твердых, жидких и газообразных веществ являются: температура вспышки, температура воспламенения и самовоспламенения, индекс распространения пламени, кислородный индекс, коэффициент дымообразования, показатель токсичности продуктов горения и т.д.

Одним из критериев пожарной опасности горючих жидкостей является температура вспышки.

Температурой вспышки паров горючей жидкости называется та минимальная температура жидкости, при которой в условиях нормального давления жидкость выделяет над своей свободной поверхностью пары в количестве, достаточном для образования с окружающим воздухом смеси, вспыхивающей при поднесении к ней открытого огня.

К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относятся жидкости, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61°? в закрытом тигле и 66°С в открытом тигле.

К горючим жидкостям (ГЖ) относятся жидкости, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61°? в закрытом тигле и 66°С в открытом тигле.

Температурой воспламенения называют ту минимальную температуру, при которой нагреваемая в определённых условиях жидкость загорается при поднесении к ней пламени и горит в течение (не менее) 5с. Температура воспламенения опаснее, чем температура вспышки, так как пары и жидкость при воспламенении продолжают гореть после удаления пламени.

При строительных работах, особенно при приготовлении мастик, покрасочных работах, необходимо чётко знать степень возгораемости находящихся поблизости материалов и конструкций, правильно организовать контроль по предупреждению пожаров и обеспечить необходимым количеством средств тушения.

В зависимости от вида горючего материала пожары подразделяются на классы: А, В, С и Д (рис. 4.2.1.).

Пожары сопровождаются опасными и вредными явлениями, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве зданий и сооружений, ведении работ. С точки зрения пожарной безопасности очень важно принять правильное планировочное решение, предложить защиту строительных конструкций, предусмотреть необходимые пути эвакуации.

Взрыв - это разновидность горения и характеризуется чрезвычайно быстрыми процессами физико- химических превращений горючих веществ с образованием огромных количеств тепловой энергии, практически, без рассеивания тепла в окружающую среду.

Различают два концентрационных предела взрываемости веществ.

Минимальная концентрация газа, пара или пыли в смеси с воздухом, способная к воспламенению или взрыву называется нижним пределом воспламенения (НП).

Наибольшая концентрация газов или паров в воздухе, при которой ещё возможно воспламенение или взрыв (в дальнейшем с повышением концентрации воспламенение или взрыв считаются невозможными) н азывается верхним пределом воспламенения (ВП).

Взрыв от горения отличается ещё большей скоростью распространения огня. Так, скорость распространения пламени во взрывчатой смеси, находящейся в закрытой трубе, 2000 - 3000 м/с. Сгорание смеси с такой скоростью называется детонацией . Возникновение детонации объясняется сжатием, нагревом и движением несгоревшей смеси перед фронтом пламени, что приводит к ускорению распространения пламени и возникновению в смеси ударной волны. Образующиеся при взрыве газовоздушной смеси воздушные ударные волны обладают большим запасом энергии и распространяются на значительные расстояния. Во время движения они разрушают сооружения и могут стать причиной несчастных случаев. Оценка опасности воздушных ударных волн для людей и различных сооружений производится по двум основным параметрам - давлению во фронте ударной волны?Р и сжатию ф. Под фазой сжатия понимается время действия избыточного давления в волне. При ф? 11 мс безопасным для людей считается давление 0,9-113 Па. Расчёты безопасных расстояний для людей при потенциальной угрозе взрыва ведутся только по давлению во фронте ударной волны, так как при взрывах всегда ф во много раз больше 11 мс

Пожары класса «В» – это горение жидких веществ, которые могут быть растворимыми в воде (спирты, ацетон, глицерин) и нерастворимыми (бензин, масло, мазут).

Так же, как и твердые вещества, воспламеняющиеся жидкости выделяют при горении пары. Процесс парообразования отличается только скоростью – у жидкостей это происходит гораздо быстрее.

Уровень опасности воспламеняющихся жидкостей зависит от температуры вспышки – наименьшей температуры конденсированного вещества, при которой пары над ним способны вспыхивать под воздействием источника воспламенения, но при этом горение после его устранения не возникает. Также на степень опасности воспламеняющихся жидкостей влияет температура воспламенения, диапазон воспламеняемости, скорость испарения, химическая активность под воздействием теплоты, плотность и скорость диффузии паров.

Легковоспламеняющимися жидкостями считают жидкости с температурой вспышки до 61°С (бензин, керосин), горючими – с температурой вспышки выше 61°С (кислоты, растительные и смазочные масла).

Пожары класса В

К возгоранию класса В может привести горение таких материалов:

красок и лаков;
легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;
сжижаемых твердых веществ (парафинов, стеаринов).

Лаки, краски, эмали. Жидкости на водной основе менее опасны, чем масляные. Температура вспышки находящихся в составе красок, лаков и эмалей масел довольно высокая (около 200°С), однако находящиеся в них воспламеняющиеся растворители вспыхивают гораздо раньше – при температуре 32°С.

Краски горят хорошо, с выделением большого количества густого черного дыма и токсичных газов. При возгорании красок или лаков часто происходят взрывы емкостей, в которых они находятся.

Тушить краски, лаки и эмали водой нельзя из-за низкой температуры вспышки. Воду можно применять лишь для охлаждения окружающих предметов или тушения сухой краски.

Горение красок и лаков подавляют пеной, в некоторых случаях – углекислоту или порошковые огнетушители.

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Их сгорание сопровождается выделением нестандартных, свойственных именно таким жидкостям продуктов горения.

Спирты горят голубым прозрачным огнем с небольшим количеством дыма.

Горение жидких углеводородов характеризуется оранжевым пламенем и образованием густого темного дыма.

Эфиры и терпены горят в сопровождении кипения на их поверхности.

В процессе горения нефтепродуктов, масел и жиров выделяется ядовитый раздражающий газ акролеин.

Тушение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей является непростым делом, причем каждый пожар имеет свои особенности и последовательность его подавления. Для начала необходимо перекрыть попадание жидкости в очаг возгорания.

Окружающие предметы и емкости с горящими жидкостями следует охлаждать при помощи воды. Потушить пожар класса В можно разными способами:

с небольшим возгоранием справится пенный или порошковый огнетушитель либо распыленная струя воды;
в случае большого растекания горючей жидкости лучше пользоваться порошковыми огнетушителями в совокупности с пожарными рукавами для подачи пены;
если жидкость горит на поверхности воды, то сначала надо ограничить ее растекание, а потом накрыть пламя пеной или мощной водной струей;
при тушении оборудования, функционирующего на жидком топливе, необходимо применять распыленную воду или пену.

Парафины и другие подобные продукты нефтепереработки. Тушение их водой категорически запрещено и опасно. Небольшие возгорания можно подавить углекислотными огнетушителями. Крупные пожары – с помощью пены.