22.2. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов

Важное значение для определения уровня пожарной безопасности и выбора средств и мер профилактики и тушения пожара должны пожаровзрывоопасные свойствах веществ и материалив.
Пожаровзрывоопасность веществ и материалов - это совокупность свойств, характеризующих их склонность к возникновению и распространению горения, особенности горения и способность подвергаться тушению возгораний. По этим показателям выделяют три группы горючести материалов и веществ: негорючие, трудногорючие и горючи.
Негорючие (несгораемые) - вещества и материалы, способные к горения или обугливания в воздухе под воздействием огня или высокой температуры. Это материалы минерального происхождения и изготовленные на их основе материалы - красный кирпич, силикатный кирпич, бетон, камень, асбест, минеральная вата, асбестовый цемент и другие материалы, а также большинство металлов. При этом негорючие вещества могут быть пожароопасными, например, вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водою.
Трудногорючие (трудно сгораемые) - вещества и материалы, способные вспыхивать, тлеть или обугливаться в воздухе от источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть или обугливаться после его удаления (материалы, содержащие горючие и несгораемые компоненты, например, древесина при глубоком пропитке антипиренами, фибролит и т.д..)
Горючие (сгораемые) - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также вспыхивать, тлеть или обугливаться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его видалення.
В свою очередь, в группе горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющиеся вещества и материалы - вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного (до ЗО с) воздействия источника зажигания низкой енергии.
С точки зрения пожарной безопасности, решающее значение имеют показатели взрывопожароопасных свойств горючих веществ и материалов. ГОСТ 12.1.044-89 предусматривает более 20 таких показателей. Необходимый и достаточный для оценки пожежовибухо-опасности конкретного объекта перечень этих показателей зависит от агрегатного состояния вещества, вида горения (гомогенное или гетерогенное) и определяется фахивцями.
В таблице 22.1 приведены данные относительно основных показателей пожароопасных свойств веществ различного агрегатного состояния, которые используются при определении категорий взрывоопасности помещений и взрывоопасных и пожароопасных зон в помещениях и вне их:
tcn - температура вспышки - это наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуется пар или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения, то есть имеет место только вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов;
(Займ ~ температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючую пару или газы с такой скоростью, что при зажигании от внешнего источника наблюдается вспышки-начало устойчивого пламенного гориння.
Примечание. В табл. 22.1 знаком "" обозначено наличие показателя для данного агрегатного состояния вещества, а знаком "-" - его отсутствие или незначимисть.
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 безпеки.
иезайм ~ температура самовоспламенения - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций, что приводит к возникновению пламенного горения или взрыва при отсутствии внешнего источника пламени. Температура самовоспламенения вещества зависит от ряда факторов и изменяется в широких пределах. Наиболее значительна зависимость температуры самовоспламенения от объема и геометрической формы горючей смеси. С увеличением объема горючей смеси при неизменной ее форме температура самовоспламенения уменьшается, так как уменьшается площадь теплоотдачи на единицу объема вещества и создаются более благоприятные условия для накопления тепла в горючей смеси. При уменьшении объема горючей смеси температура ее самовоспламенения пидвищуеться.
Для каждой горючей смеси существует критический объем, в котором самовозгорания не происходит вследствие того, что площадь теплоотдачи, приходящаяся на единицу объема горючей смеси, настолько велика, что скорость теплообразования за счет реакции окисления даже при очень высоких температурах не может превысить скорости теплоотдачи. Это свойство горючих смесей используется при создании препятствий для распространения пламени. Значение температуры самовоспламенения используется для выбора типа взрывозащищенного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов, а также при разработке стандартов или технических условий на вещества и материали.
Температура самовоспламенения горючей смеси значительно превышает tm и tMUM на сотни градусив.
НКПРП и ВКМПП - соответственно нижняя и верхняя концентрационные пределы распространения пламени - это минимальная и максимальная объемная (массовая) доля горючего вещества в Сумина с данным окислителем, при которых возможно воспламенение (самовозгорание) смеси от источника зажигания с последующим распространением пламени по смеси на любое расстояние от источника запалювання.
Смеси, содержащие горючее вещество ниже НКПРП или выше ВКМПП, гореть не могут: в первом случае - из-за недостаточного количества горючего вещества, а во втором - окислителя . Наличие зон негорючих концентраций веществ и материалов позволяет выбрать такие условия их хранения, транспортировки и использования, при которых исключается возможность возникновения пожара или взрыва. Горючие пары и газы с НКПРП до 10% по объему воздуха представляют особую вибухонебезпеку.
Значительную взрывную и пожарную опасность представляют различные горючие пылевидные вещества, особенно во взвешенном состоянии. зависимости от значения НКМ распространения пламени пыль делится на взрыво-и пожароопасный. При значении НКПРП менее 65 г/м3 пыль является взрывоопасной (пыль серы, муки, сахара) , а при больших значениях НКПРП - пожароопасным (пыль древесины, табака).
КМПП включаются в стандартов, технических условий на газы, легковоспламеняющиеся жидкости и твердые вещества, способные образовывать взрывоопасные газо-, паро-и пылевоздушной смеси, при этом для пыли устанавливается только НКПРП, потому что большие концентрации пыле-взвеси почти не могут быть достигнуты в открытом пространстве, а при любых концентраций пыли сгорает только та его часть, которая обеспечена окислителем. Значение концентрационных пределов применяются при определении категории помещения и класса зон по взрывопожарной и пожарной опасности при расчете предельно допустимых взрывобезопасных концентраций газов, паров и пыли в воздухе рабочей зоны с потенциальным источником зажигания, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безпеки.
tHKM и tBKM - соответственно нижняя и верхняя температурные пределы распространения пламени - температуры материала ( вещества), при которых его (ее) насыщенный пар или горючие летучие образуют в окислительной среде концентрации, равные нижней и верхней концентрационным пределам распространения пламени.
Значение ТМПП используются при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности объектов при расчете пожаровзрывобезопасными режимов работы технологического оборудования, при оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей, для расчета КМПП т.д.. Безопасной, с точки зрения вероятности самовозгорания газовоздушной смеси, принято считать температуру на 10 ° С меньше нижнюю или на 15 ° С выше верхнюю температурную границу распространения пламени для данной речовини.
Наличие приведенных в табл. 22.1 показателей пожароопасных-ных свойств веществ различного агрегатного состояния связана с особенностями их гориння.
Твердые горючие вещества в большинстве случаев сами по себе в твердом состоянии не горят, а горят горючие летучие продукты их распада под действием высоких температур в смеси с воздухом - пламенного горения. Таким образом, горение твердых веществ в большинстве случаев связано с переходом их горючей составляющей в другое агрегатное состояние - газовый. И только твердые горючие вещества с высоким содержанием горючих веществ (антрацит, графит и т.п.). могут гореть в твердом агрегатном состоянии - почти без пламени. Поэтому твердые горючие вещества, в целом более инертны относительно возможного возгорания, а большинство приведенных в табл. 22.1 показателей пожароопасных свойств для твердых веществ, за исключением t3auM и tcmkv, не имеют существенного значення.
Для твердых веществ, в целом, величины четвёртый "и исзай.« колеблются в пределах (2 ... 5 • 10) ° С.
горючие жидкости. Характерным для процесса горения этих жидкостей является то, что сами жидкости не горят, а горит их пара в смеси с воздухом. Если над поверхностью сгораемой жидкости концентрация паров будет меньше НКПРП, то зажечь такую жидкость от внешнего источника зажигания невозможно, не доведя температуру жидкости до значения, большего tHKM. Таким образом, горение жидкостей связано с переходом их из одного агрегатного состояния (жидкости) в другой (пару). В связи с этим для оценки взрывопожароопасных свойств сгораемых жидкостей имеют значение все показатели, приведены в табл. 22.1. По tm горючие жидкости делятся на 5 классов:
1. tcn <-13 ° С (в закрытом тигле)
2. 4 "= -13-28 ° С;
3. t "- 29-61 ° С;
4. tm = 62-120 ° С;
5. tcn> 120 ° С.
Первые 3 класса жидкостей условно относят к легковоспламеняющимся (ЛВЖ). Характерной особенностью для ЛВЖ является то , что большинство из них, даже при обычных температурах в производственных помещениях, могут образовывать паровоздушные смеси с концентрацией в пределах распространения пламени, т.е. взрывоопасные паровоздушные сумиши.
4-й и 5-й классы жидкостей с tcn относятся к горючим (ГР ). Паровоздушные смеси с концентрациями в пределах распространения пламени для ОС могут иметь место при температурах, нехарактерных для производственных примищень.
Горючие газы горят в смеси с воздухом в концентрациях в пределах НКПРП - ВКМПП, и такие смеси, газы, в целом, создают без агрегатных переходов веществ. Поэтому горючие газы имеют большую готовность к горению, чем твердые горючие вещества и горючие жидкости, более опасными с точки зрения взрывопожарной безопасности, а соответствующие их свойства характеризуются только трем показателям - tcmiiv, НКПРП и ВКМПП (см. табл . 22.1).
пылевоздушной смеси - смеси с воздухом измельченных до размеров частиц до 850 мкм твердых горючих веществ. Процесс горения пыли, в целом, подобный процесса горения твердых веществ. Но наличие большого удельной поверхности (отношение площади поверхности пылинок до их массы ) пылинок, которая контактирует с окислителем (воздухом), и способность к быстрому их прогрева по всей массе под действием источника зажигания, делают пыль более опасным с точки зрения пожарной безопасности, чем твердые вещества, из которых он создан. Для оценки взрывопожароопасных свойств пыли используют , в основном, показатели итйм и tC3aUM и НКПРП (см. табл. 22.1).
По способности к возгоранию и особенностями горения пыль разделяют на взрывоопасный и пожежонебезпечний.
К взрывоопасной принадлежит пыль НКМИШ до 65 г/м3. При этом выделяют особо взрывоопасный пыль НКПРП до 15 г/м3 и взрывоопасный - НКПРП составляет 15 ... 65 г/м3.
До пожароопасного принадлежит пыль НКПРП более 65 г/м3. Прп этом пыль tC3mlv до 250 ° С относится к особенно пожароопасного, а при tC3ml4> 250 ° С - к пожароопасному.
22.1. Процесс горения , его формы и виды 22.3. самовозгорание