 |
Основные сведения о пожаре и взрыве.
|
|
|
|
Пожар – неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб и создающее опасность для жизни и здоровья людей.
Горение – окислительный процесс, возникающий при контакте горючего вещества, окислителя и источника зажигания.
По скорости распространения пламени горение подразделяется на нормальное (дефлаграционное), при котором пламя распространяется со скоростью до нескольких десятков метров в секунду; взрывное – при скорости распространения пламени до нескольких сотен метров в секунду и детонационное – при распространении пламени со скоростью до нескольких тысяч метров в секунду.
В процессе реакции горения сгорание веществ может быть полным и неполным.
Концентрацию горючего вещества и окислителя, при которой происходит полное сгорание вещества, называют стехиометрической.
В условиях пожара полного сгорания веществ в воздухе чаще всего не происходит, о чем свидетельствует наличие дыма – дисперсной системы из продуктов горения и воздуха, содержащей твердые и жидкие частицы.
Все реакции горения веществ относятся к экзотермическим, т.е. сопровождающимся выделением теплоты. Из-за выделения теплоты реакции горения, возникнув в одной зоне вещества, распространяются на всю массу реагирующих веществ. В зависимости от агрегатного состояния реагируемых веществ горение бывает гомогенным (однородным), при котором исходные вещества (горючее и окислитель) находятся в газо- или парообразном состоянии, и гетерогенным (неоднородным), при котором одно из веществ (обычно горючее) находится в твердом или жидком состоянии, а другое (обычно окислитель) – в газообразном.
Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв и детонация. Кроме того, существуют и особые виды горения: тление и холоднопламенное горение.
|
|
|
Вспышка – процесс мгновенного сгорания паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, вызванный непосредственным воздействием источника воспламенения.
Возгорание – явление возникновения горения под действием источника зажигания.
Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени. При этом вся остальная масса горючего вещества остается относительно холодной.
Самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций в веществе, приводящее к возникновению горения при отсутствии источника зажигания.
Самовоспламенение – это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
В производственных условиях могут самовозгораться древесные опилки, промасленная ветошь. Самовоспламеняться может бензин, керосин.
Взрыв – быстрое химическое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.
При детонации передача энергии от слоя к слою смеси осуществляется не за счет теплопроводимости, а распространением ударной волны. Давление в детонационной волне значительно выше давления при взрыве, что приводит к сильным разрушениям.
Тление – беспламенное горение твердого вещества, поверхность которого раскалена и излучает свет и тепло. Тление сопровождается термическим разложением горючего вещества и обильным выделением горючих газов и парообразных продуктов, которые свободно рассеиваются в атмосфере. Тление твердого вещества возможно при недостатке кислорода в зоне горения, при недостатке выделяющейся в зоне теплоты, при очень быстром отводе выделяющейся теплоты из зоны возникшей реакции горения.
|
|
|
Холоднопламенное горение – основная форма нетеплового самоускоряющегося режима реакции, которая при этом остается незавершенной, т.к. не вся химическая энергия реагирующей смеси расходуется на разогрев продуктов реакции.
Для оценки пожаро- и взрывоопасности производств необходимо знать показатели пожаро- и взрывоопасности веществ, используемых в производственных процессах.
Горючие вещества, применяемые в производстве, подразделяются на:
1. газообразные – вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50˚С равно или выше 300 кПа;
2. жидкие – вещества с температурой плавления не более 50˚С;
3. твердые – вещества с температурой плавления, превышающей 50˚С;
4. пыли – размельченные твердые вещества с размером частиц менее 850 мкм.
Горючесть – это способность вещества или материала к горению под воздействием источника зажигания.
По горючести (возгораемости) материалы подразделяются на три группы:
1. негорючие (несгораемые);
2. трудногорючие (трудносгораемые);
3. горючие (сгораемые).
Принято считать негорючими такие материалы, которые не горят, не тлеют и не обугливаются под воздействием открытого пламени или высокой температуры.
Трудногорючие материалы – материалы, которые загораются и горят только при воздействии на них открытого огня.
Горючие материалы – материалы, горение которых продолжается после удаления источника огня, которым они были подожжены.
Горючие материалы и вещества подразделяются на:
1. легковоспламеняющиеся вещества и материалы, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30˚С) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя, спичка, искра, тлеющая сигарета и др.);
2. вещества средней воспламеняемости, которые воспламеняются от длительного воздействия источника зажигания с низкой температурой;
3. трудно воспламеняющиеся вещества, которые способны воспламеняться только под действием мощного источника зажигания.
К легковоспламеняемым веществам относятся, прежде всего, горючие жидкости (ЛВЖ – легковоспламеняемые жидкости) ЛВЖ – горючие жидкости с температурой вспышки в закрытом тигле не выше 61˚C или в открытом тигле не выше 66˚С.
|
|
|
К горючим жидкостям (ГЖ) относятся такие, которые способны самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, но имеют температуру вспышки выше 61˚C в закрытом тигле.
Температура вспышки – наименьшая температура горючего вещества, при которой образовавшиеся над его поверхностью пары и газы способны вспыхивать в воздухе от источника зажигания, однако скорость образования паров или газов еще недостаточна для поддержания устойчивого горения.
Температура вспышки является одним из критериев, по которому устанавливают безопасные способы хранения, транспортирования и применения веществ.
Основными показателями взрыво- и пожароопасности твердых и жидких веществ являются температура воспламенения и самовоспламенения.
Температура воспламенения – наименьшая температура вещество, при которой вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания начинается устойчивое горение.
Температуру воспламенения применяют для установления группы горючести веществ, оценки пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ.
Для ЛВЖ температура воспламенения отличается от температуры вспышки на 1-5 ˚C, для других веществ – на 20˚C и более.
Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением.
Температура самовоспламенения газов и паров горючих жидкостей находится в пределах 250-700˚C; для твердых веществ (цинка, магния, алюминия) – 450-800˚C; дерева, каменного угля, торфа – 250-450˚C.
В зависимости от температуры самовоспламенения различают:
1. горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения выше температуры окружающей среды;
2. горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения равную температуре окружающей среды;
3. горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения ниже температуры окружающей среды.
Последние вещества называют самовозгорающимися, т.к. они могут загореться без внесения тепла извне и представляют собой большую опасность.
|
|
|
Самовозгорающиеся вещества подразделяют на три группы:
1. вещества, способные самовозгораться от воздействия воздуха (например, растительные масла и животные жиры, бурый и каменный уголь, торф, обтирочные концы, древесные опилки и т.п.);
2. вещества, подверженные самовозгоранию при действии на них воды (например, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, металлический калий и натрий и др.);
3. вещества, самовозгорающиеся в результате смешения друг с другом; в эту группу входят различные газообразные, жидкие и твердые окислители (галоиды – хлор, бром; ацетилен, водород, метан и этилен в смеси с хлором самовозгораются).
Основными показателями пожаро- и взрывоопасности горючих газов и паров являются нижний и верхний концентрированные пределы воспламенения (взрываемости), выраженные в объемной доле компонента в смеси (%) или в массовых концентрациях (мг/м³).
Минимальная концентрация горючих газов, паров, пыли в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НПВ).
Максимальная концентрация горючих газов, паров и пыли, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационными пределом воспламенения (ВПВ).
Область смесей газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения, называются областью воспламенения.
Нижнему и верхнему концентрационным пределам соответствует нижний и верхний температурные пределы.
Температурные пределы воспламенения паров – это такие температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют в окислительной среде концентрации,равные соответственно НПВ и ВПВ, и называются соответственно нижним (НТПВ) и верхним (ВТПВ) температурными пределами воспламенения.
При определенной степени опасности пыли, находящейся во взвешенном состоянии в производственном помещении, необходимо учитывать в первую очередь ее способность образовывать с воздухом (кислородом) взрывоопасные смеси, а также чувствительность таких смесей к различным источникам воспламенения. Пыль, осевшая на поверхностях различных предметов, может взрываться только после ее перехода во взвешенное состояние (аэрозоль). Для начала ее горения или взрыва необходим источник зажигания. В осевшем состоянии степень пожаровзрывоопасности пыли определяет возможностью ее самовозгорания.
Основные причины и источники пожаров и взрывов. Основные причины пожаров на предприятиях: нарушение технологического режима – 33%; неисправность электроустановок – 16%; самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию, - 10%.
|
|
|
Открытое пламя и искры наиболее часто являются источником зажигания различной горячей среды (открытое пламя и искры возникают при сварке, резке металлов, заточке инструмента, зачистке швов и целом ряде других технологических процессов). Наиболее частой причиной пожара из-за неисправности электроустановок являются: короткие замыкания, особенно с образованием электрической дуги; перегрузка электрической сети в результате подключения потребителей (машинооборудования и т.д.) повышенной мощности, на которую не рассчитана электрическая сеть. Причиной пожара могут быть разряды статического электричества, а также разряды молнии.
Опасные факторы пожара. Независимо от причин пожар характеризуется рядом опасных факторов, воздействующих на людей и материальные ценности в условиях производства.
Опасный фактор пожара (ОФП) – фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также материальному ущербу. К ОФП относятся следующие:
· открытое пламя и искры;
· повышенная температура окружающей среды;
· токсичные продукты горения;
· дым;
· пониженная концентрация кислорода;
· последствия разрушения и повреждения объекта;
· опасные факторы, появляющиеся в результате взрыва (ударная волна, пламя, обрушение конструкций и разлет осколков, образование вредных веществ с концентрацией в воздухе существенно выше ПДК).
Пламя чаще всего поражает открытые части тела. Очень опасны ожоги, получаемые от горящей одежды, которую трудно потушить и сбросить. Особенно легко воспламеняется одежда из синтетических тканей. Температурный порог жизнеспособности тканей человека составляет около 45˚C.
Повышенная температура окружающей среды, поверхностей предметов нарушает тепловой режим тела человека, вызывает перегрев, ухудшение самочувствия из-за интенсивного выведения необходимых организму солей, нарушение ритма дыхания, деятельности сердца и сосудов. Необходимо избегать длительного облучение инфракрасными лучами интенсивностью около 540 Вт/м2 и кратковременного облучения с интенсивностью 1050 Вт/м2.температура тела человека в зоне облучения при пожаре не должна превышать 39-40˚C т.к. при этом возникает опасность теплового удара, а при 60-70˚C в организме человека возникают необратимые изменения, которые могут привести к смерти.
Токсичные продукты горения. Состав продуктов горения зависит от состава горящего вещества и условий, при которых происходит его горение. При горении, прежде всего, выделяется большое количество оксида углерода, углекислого газа, оксидов азота, которые заполняют объем помещения, в котором происходит горение и создают опасные для жизни человека концентрации. Концентрация CO может достигать 40% от объема помещения, в то время как при 1% объемной концентрации человек теряет сознание, а затем может наступить смерть. Концентрация углекислого газа более 3-4% становится опасной при вдыхании воздуха с такой концентрацией более получаса. Концентрация углекислого газа в 8-10%вызывает быструю потерю сознания и смертельный исход.
Однако в продуктах сгорания могут быть и значительно более токсичные вещества, например цианистый водород (HCN) и др. наиболее опасны продукты сгорания различных синтетических веществ, пластмасс.
Дым, выделяющийся при пожаре, очень разнообразен по своему составу и свойствам. По цвету он может быть белым, серым, черным и представляет собой аэрозоль состоящий из мельчайших твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в продуктах сгорания. В дыме содержатся раздражающие и токсичные вещества. Дым понижает видимость, в результате чего теряется ориентация человека в помещении и усложняются условия эвакуации.
| Категория помещения | Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении |
| А взрывопожароопасная | Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28˚C в таком количестве, что могут образовывать парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается 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 расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа |
| Б взрывопожароопасная | Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 ˚C в таком количестве, что могут образовывать парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается 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 расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа |
| В1-В4 пожароопасные | Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие 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 или обращении, не относятся к категории А и Б |
| Г | Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистой теплоты, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
| Д | Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии |
Недостаток кислорода. Нормальное содержание кислорода в атмосферном воздухе примерно 21% по объему. При пожаре атмосферный кислород расходуется как окислитель в окислительной реакции горения, и его концентрация в помещении резко снижается человек теряет сознание при концентрации кислорода примерно 18% по объему возникает удушье. Практика показывает, что наибольшее количество людей погибает при пожаре не от прямого воздействия огня, а от удушья, связанного с недостатком кислорода, и от отравления токсичными продуктами сгорания.
Обрушение и разрушение несущих конструкций здания. При воздействии высоких температур, возникающих в очаге пожара, несущие конструкции здания теряют свою механическую прочность, и происходит их обрушение. Это приводит к гибели людей и большим материальным потерям.
Взрыв приводит к быстрому обрушению конструкции. Человек может также быть поражен ударной волной, разлетающимися осколками и элементами конструкции.
Таким образом, пожары наносят большой материальный и моральный ущерб, ведут к разрушению промышленных зданий, гибели людей.
Категорирование помещений и зданий по степени взрывопожарной опасности. Согласно НБП 105-95, предусматривается категорирование промышленных и складских помещений, зданий и сооружений по взрывопожарной и пожарной опасности.
Категории помещений и зданий определяются по таблице:
Категорирование помещений и зданий применяется для устранения нормативных требований по обеспечении взрывопожарной и пожарной безопасности.
Категории помещений определяются путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д).
Категория самого здания определяется согласно следующим рекомендациям:
· здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% всех помещений или 200м^2. в случае оборудования помещений установками автоматического пожаротушения допускается не относить к категории А здания и сооружения, в которых доля помещений с категорией А менее 25% (но не более 1000 м^2);
· к категории Б относятся здания и сооружения, если они не относятся к категории А и суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200м^2. допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь категории А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м^2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения;
· здание относится к категории В, если оно не относится к категории А или Б и суммарная площадь помещений категории А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категории А и Б) суммарной площади всех помещений. В случае оборудования помещений категории А, Б и В установками автоматического пожаротушения допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений А, Б и В не превышает 25% (но не более 3500 м^2) суммарной площади всех размещенных в нем помещений;
· если здание не относится к категориям А, Б и В и суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений, то здание относится к категории Г. допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, в и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м^2), а помещения категорий А, Б, В и Г оборудуются установками автоматического пожаротушения;
· здания, не отнесенные к категориям А, Б, В и Г, относятся к категории Д.
На объектах категорий В, Г и Д возникновение отдельных пожаров будет зависеть от огнестойкости зданий, а образование сплошных пожаров – от плотности застройки.
|
|
|
