Виды самовозгорания веществ. Самовозгорание. Условия самовозгорания торфа

Самовозгоранием называется процесс возникновения горения при отсутствии постороннего источника зажигания. Происходит это при резком увеличении скорости экзотермических реакций в определенном объеме вещества, когда скорость выделения тепла превышает скорость теплоотвода в окружающую среду. К самовозгорающимся относятся вещества, у которых температура самонагревания ниже температуры самовоспламенения.

Основное, что необходимо сделать в ходе осмотра места пожара при возникновении версии о самовозгорании, это установить:

Природу материала или материалов (вещества, смеси веществ), которые находились в очаговой зоне на момент пожара,

Объемы (геометрические размеры) и количества складированного вещества (материала);

Условия хранения (температура окружающей среды, упаковка, вентиляция и т.д.);

Предысторию объекта хранения (когда складирован, не было ли признаков самонагревания (дым, запах) и т. д.

В зависимости от первичного импульса, запускающего механизм саморазогрева материала, различают следующие виды самовозгорания:

Тепловое;

Химическое;

Микробиологическое.

Тепловое самовозгорание

Экзотермический процесс окисления материала кислородом воздуха может быть инициирован предварительным подогревом этого материала до определенной температуры. Происходить это может при контакте с нагретыми поверхностями или газовой средой в процессе изготовления материала, его хранения или эксплуатации.

При подозрении на тепловое самовозгорание, кроме вышеперечисленных сведений, необходимо выяснить:

Были ли источники дополнительного подогрева материала (печи, калориферы, трубы отопления, другие нагретые поверхности);

Какие температуры этих источников, масса, поверхность нагрева, длительность действия, расстояние до материала;

Имелись ли условия для аккумуляции тепла.

К тепловому самовозгоранию склонны, например, древесные опилки, стружка, джутовое волокно, бумага в кипах, мелкодисперсные органические материалы (мука, торф, концентрат горючих сланцев, технологическая сажа), некоторые разновидности минеральных ват и других утеплителей и т. д.

Самонагревание древесины начинается при температуре 130-150 °С, однако при длительном (в течение многих лет!) нагреве древесина может переходить в так называемое "пирофорное" состояние и загораться при температуре 90-110 °С.

Возможна ситуация, когда склонный с самовозгоранию материал, после нагрева в процессе производства (например, при сушке), складируется или транспортируется неохлажденным, в результате чего возникает самовозгорание. Характерным признаком самовозгорания при этом является расположение очага в объеме (в глубине материала), а не на его поверхности. Данное обстоятельство, если оно выявлено, обязательно должно быть отражено в протоколе осмотра.

Расположение очага в объеме материала, ближе к центру массива, где наилучшие условия для аккумуляции тепла, а теплопотери наименьшие, является важным квалификационным признаком процесса самовозгорания, причем не только теплового, но и микробиологического.

Самовозгораются отложения краски в окрасочных камерах и их системах вентиляции.

Возможно самовозгорание угля в кучах и штабелях. При подозрении на такого рода причину необходимо выяснить:

Марку складированного угля;

Размеры кучи или штабеля;

Возможное увлажнение до пожара;

Степень измельчения (кусковой, пыль).

Склонность того или иного вещества (материала) к тепловому самовозгоранию может быть установлена по справочным данным . В случае, если имеется неизвестное вещество (материал) или по нему отсутствуют справочные данные, необходимо отобрать негоревшую пробу данного вещества для экспериментального определения температуры самонагревания и условий теплового самовозгорания по ГОСТ 12.1.044-89. Требования к отбираемой пробе указаны в приложении 4. При известных габаритах складированного материала испытания позволят определить минимальную температуру среды и длительность нагрева, при которой может произойти самовозгорание данного материала. Эти результаты можно будет сравнить с фактическими данными по исследуемому пожару.

Химическое самовозгорание

Химическое самовозгорание является результатом взаимодействия двух веществ друг с другом или с окружающей средой (водой, кислородом воздуха), происходящего с выделением достаточного количества тепла.

Рассматривать эту версию имеет смысл, если установлено, что в помещении, где произошел пожар, имелись вещества, склонные к экзотермической реакции с водой, воздухом или друг с другом. Существенно и присутствие в зоне очага разрушенной тары, а также остатков хотя бы одного из веществ.

На воздухе самовозгораются, например, желтый и белый фосфор, щелочные металлы (литий, калий, натрий), карбиды щелочных металлов (во влажном воздухе разлагаются с выделением ацетилена). Вследствие окисления на воздухе самовозгораются металлические порошки и пудры (алюминия, цинка, кобальта и др.).

Склонны к самовозгоранию растительные и животные масла, скипидар и некоторые другие вещества, содержащие химически активные непредельные С-С связи. Натуральная олифа, которая изготавливается из льняного масла, еще более склонна к самовозгоранию, нежели льняное масло, т.к. в нее введены сиккативы, ускоряющие окисление и полимеризацию масла, что приводит к его высыханию.

Минеральные (нефтяного происхождения) масла склонны к самовозгоранию только загрязненные.

Необходимо иметь в виду, что самовозгорание масел и других жидкостей невозможно в сосуде или при их проливе в виде лужи или пленки на какую-либо поверхность. Самовозгораются только пропитанные жидкостью тряпки, вата, шерсть, опилки и другие пористые материалы, на развитой поверхности которых возможен хороший контакт масла с кислородом воздуха. Для самовозгорания нужны оптимальное количество масла на поверхности пористого материала (не много, но и не мало) и условия аккумуляции тепла. Ускоряют самовозгорание соли кобальта, марганца, свинца, некоторых других металлов.

Наименьшая температура, при которой наблюдалось самовозгорание такого рода, составляет 10-15 °С. Период индукции - от нескольких часов до нескольких дней.

При подозрении на самовозгорание масла и подобных материалов необходимо выяснить:

Тип, вид масла, жира;

Что могло быть пропитано, в каком количестве, сколько времени пролежало до пожара;

Наличие условий для аккумуляции тепла.

Химическое самовозгорание возможно и при контакте пары веществ (материалов), одно из которых является сильным окислителем, другое - легкоокисляемым веществом.

К первым относятся соли азотной кислоты (селитры), перманганат калия и натрия, хлораты, перхлораты, бихроматы, хромовый ангидрид, концентрированная серная (более 95 %) и азотная кислоты, перекись водорода, органические перекиси и т.д.

Ко вторым - жидкие органические вещества (двух- и трехатомные спирты, некоторые углеводороды) и мелкодисперсные твердые органические вещества (например, опилки, сахарный песок и пудра и т.д.), указанные выше порошки металлов.

При подозрении на химическое самовозгорание, связанное с экзотермическим взаимодействием двух веществ, необходимо в обязательном порядке затребовать сведения о веществах, которые могли находиться (храниться, транспортироваться) на объекте, где произошел пожар.

При осмотре места пожара необходимо:

а) исследовать окружающие конструкции и предметы для выявления зоны длительного низкотемпературного пиролиза. Как правило, при самовозгорании (химическом, в частности) выделяющегося тепла не хватает для обеспечения мгновенного развития пламенного горения. Процесс обычно на начальном этапе протекает в форме тления, в зонах, где имеются условия для аккумуляции тепла, и лишь через какое-то время переходит в пламенное горение. Поэтому надо пытаться выявить и зафиксировать подобные зоны тления;

б) отобрать пробы угля в целях установления температуры и длительности пиролиза (см. гл. 5). Это необходимо, в частности, для подтверждения режима горения в исследуемой зоне (тление или пламенное горение);

в) отобрать пробы для последующих инструментальных исследований в целях обнаружения в очаговой зоне остатков реагировавших между собой веществ.

Микробиологическое самовозгорание

Характерно для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов (сена, соломы, овощей, зерна, фрезерного торфа и др.).

При отработке версии о микробиологическом самовозгорании по возможности необходимо получить следующие данные:

а) влажность сена на момент пожара (известно, что для микробиологического самовозгорания влажность должна быть не менее 16 %);

б) время, прошедшее после закладки (опасность самовозгорания сохраняется до 3-4 месяцев; наиболее вероятно оно в течение 10-30 суток);

в) размеры стога сена (по теоретической теплофизической оценке они должны быть не менее 2×2×2 м; при меньших габаритах стог не способен загореться, т. к. слишком велики теплопотери в окружающую среду).

Важно также выяснить условия хранения и сушки сена. Возможно очаговое (так называемое "гнездовое") возникновение процесса в результате попадания в стог более увлажненного сена или увлажнения отдельных участков через дырявую крышу сенохранилища. "Пластовое" самовозгорание может начаться при миграции влаги в массе сена из-за перепада температур, например, при неравномерном обогреве или охлаждении - при этом в периферийных слоях, вблизи поверхности, образуется конденсационная влага.

Квалификационные признаки микробиологического самовозгорания, выявляемые при осмотре места пожара:

1. Очаг расположен в центре стога или массива другого, склонного к микробиологическому самовозгоранию материала, а не снаружи. Если копна сена имеет поверхностное обугливание (обгорание), а внутри нет следов горения, то это не самовозгорание, а горение, возникшее от внешнего источника открытого огня, искры и т. д.

2. Наличие неразвившихся очагов, в том числе в отдельных кипах. Они представляют собой локальные агломераты сена различной степени термодеструкции (см. рис. 6.4).

Рис. 6.4. Зоны, возникающие в сене при микробиологическом самовозгорании

Однако существует процесс возгорания ма­териалов без источника зажигания, т.е. само­ возгорание, которое может быть следующих ви­дов: тепловое, химическое и микробиологическое.

Тепловое самовозгорание выражается в ак­кумуляции материалом тепла, в процессе кото­рого происходит самонагревание материала. Температура самонагревания вещества или ма­териала является показателем его пожароопас­ное™. Для большинства горючих материалов этот показатель лежит в пределах от 80 до 150°С. Продолжительное тление до начала пламенно-

го горения является отличительной характери­ стикой процессов теплового самовозгорания, ко­торые обнаруживаются по длительному и устой­чивому запаху тлеющего материала.

Химическое самовозгорание сразу проявля­ется в пламенном горении, что характерно при соединении органических веществ с кислотами, растительными и техническими маслами. Мас­ла и жиры, в свою очередь, способны к самовоз­горанию в среде кислорода.

На практике чаще всего проявляются комбини­рованные процессы самовозгорания: тепловые и химические.

Динамика пожара

Оценивая динамику развития пожара, можно выделить несколько его основных фаз:

1-я фаза (до 10 минЛ - начальная стадия, включает переход возгорания в пожар за время примерно в 1-3 мин. и рост зоны горения в тече­ние 5-6 мин. При этом происходит преимуще­ственно линейное распространение огня вдоль горючих веществ и материалов, что сопровожда­ется обильным дымовыделением. На этой фазе очень важно обеспечить изоляцию помещения от поступления наружного воздуха, т.к. в некото­рых случаях в герметичном помещении наступа­ет самозатухание пожара.

2-я фаза - стадия объемного развития пожа­ ра, занимает по времени 30^40 мин. Характеризу­ется бурным процессом горения с переходом в объемное горение, процесс распространения пла­мени происходит дистанционно за счет передачи энергии горения на другие материалы.

Через 15-20 мин. происходит разрушение остек­ления, резко увеличивается приток кислорода, мак­симальных значений достигают температура (до 800-900°С) и скорость выгорания. Стабилизация пожара при максимальных его значениях происходит на 20-25 мин. и продолжается еще 20-30 мин. При этом выгорает основная масса горючих материалов.

3-я фаза - стадия затухания пожара, т.е. дого­рание в виде медленного тления, после чего по­жар прекращается.

Анализируя динамику развития пожара, воз­ можно сделать определенные выводы:

1. Технические системы пожарной безопас­ности (сигнализации и автоматического тушения пожара) должны сработать до достижения мак­симальной интенсивности горения, а лучше -

в начальной стадии пожара. Это позволит руково­дителю образовательного учреждения иметь запас времени для того, чтобы организовать мероприя­тия по защите людей.

2. Пожарные подразделения прибывают, как правило, через 10-15 мин. после вызова, т.е. через 15-20 мин. после возникновения пожара, когда он принимает объемную форму и максимальную ин­тенсивность.

Огнетушащие вещества

Существует классификация пожаров по харак­теристикам горючей среды, и она имеет важное практическое значение при выборе типов первич­ных средств пожаротушения:

Класс А - горение твердых веществ (древеси­на, бумага, текстиль, пластмассы);

Класс В - горение жидких веществ;

Класс С - горение газов;

Класс Д - горение металлов и металлосодер-жащих веществ;

Класс Е - горение электроустановок.

Обозначенные классы пожаров предполагают целесообразные способы их тушения. Так, на­пример, в зданиях и сооружениях применяются огнетушащие вещества.

Прекращение горения (способ тушения) осуще­ствляется на основе следующих известных прин­ципов:

"- охлаждение реагирующих веществ;

»-» изоляция реагирующих веществ от зоны го­рения;

»-* разбавление реагирующих веществ до него­рючих концентраций;

»-» химическое торможение реакции горения.

На практике обозначенные принципы пре­кращения горения обычно реализуются комп­лексно.

При тушении пожара условно можно выделить периоды его локализации и ликвидации.

Пожар считается локализованным, когда :

Нет угрозы людям и животным;

Нет угрозы взрывов и обрушения;

Развитие пожара ограничено;

Обеспечена возможность его ликвидации имеющимися силами и средствами.

Пожар считается ликвидированным, когда :

Горение прекращено;

Обеспечено предотвращение его возникновения.

Указанные признаки локализации и ликвидации пожара необходимо знать должностным лицам учреждений образования для принятия при пожа­ре правильных решений.

К основным огнетушащим веществам относятся:

Вода и ее растворы;

Химические и воздушно-механические пены;

Вода и ее растворы получила наибольшее применение из-за доступности, дешевизны и эффективности при доминирующем принци­пе охлаждения для прекращения горения. Но необходимо иметь в виду, что нельзя:

■* тушить водой электроустановки под напря­жением;

■» применять воду при тушении горящих неф­тепродуктов;

** использовать воду при тушении химических веществ, вступающих с ней в реакции.

Однако вода обладает высоким поверхностным натяжением, поэтому плохо смачивает твердые ве­щества, особенно волокнистые. Это свойство воды должно быть учтено при использовании на пожаре в образовательных учреждениях внутрен­него пожарного водопровода. Для снижения не­достатков воды как основного огнетушащего средства в нее добавляют различные присадки.

Порошковые огнетушащие составы имеют разнообразный механизм прекращения горения, высокую эффективность и способны прекращать горение практически любого класса. Это опре­деляет их широкое использование в огнетуши­телях. Но они имеют склонность к слёживанию, поэтому требуют в составе огнетушителей пе­риодического встряхивания. Могут использо­ваться и для тушения электроустановок под на­пряжением.

Диоксид углерода (СО 2) - твердая его фрак­ция при использовании в огнетушителях сразу переходит в газ минуя жидкую фазу. Реализует несколько механизмов прекращения горения, очень эффективен. Рекомендуется использовать для ту­шения электроустановок под напряжением, хотя способен прекратить горение почти всех горючих материалов, за исключением металлического на­трия и калия, магния и его сплавов.

Перечисленные огнетушащие вещества явля­ются основными при использовании в учрежде­ниях образования, хотя пожарные подразделения широко применяют и различные пены, обладаю­щие уникальными свойствами.

Проблема определения необходимого коли­ чества первичных средств пожаротушения про­ ста, но необходимо иметь в виду некоторые об­ стоятельства.

Комплектование технологического оборудования огнетушителями осуществляется согласно требованиям паспортов на это оборудование или соответствующим правилам пожарной безопасности.

Выбор типа и расчет необходимого количества огнетушителей рекомендуется производить в зависимости от их огнетушащей способности, предельной площади помещений, класса пожара горючих веществ.

В общественных зданиях и сооружениях на каждом этаже должно размещаться не менее двух ручных огнетушителей.

При наличии нескольких небольших помещений одной категории пожарной опасности количество необходимых огнетушителей определяется с учетом суммарной площади этих помещений.

Так «Правила пожарной безопасности в РФ» ППБ 01-03 рекомендуют для общественных зданий площадью 800 м 2 использовать или четыре порош­ковых огнетушителя марки ОП-5 или два ОП-10, или четыре ОУ-2, или два ОУ-5. Предпочтительнее, на наш взгляд, использовать огнетушители ОП-5 как наиболее эффективные по защищаемым площадям, с дополнительным размещением огнетушителей ОУ-2 (ОУ-5) в компьютерных классах, т.е. там, где. есть электроустановки под напряжением. Этот под­ход не снижает рекомендации «Правил пожарной безопасности в РФ», а лишь усиливает их, исходя из особенностей учреждений образования.

Миф это или есть доказанные факты случаев самовозгорания человека и торфа? Существует много точек зрения на эти феномены. Мы рассмотрим наиболее интересные из существующих.

Самовозгорание - это явление, при котором человек воспламеняется без внешнего источника огня. Это паранормальное явление, недоказанное учеными. В некоторых источниках говорится, что после самовозгорания остается кучка пепла, другие утверждают, что остаются некоторые части тела и целая одежда. Очевидцы доказывают, что у человека буквально вырывается пламя изо рта, а туловище и голова в считанные минуты обугливаются дотла. Одни говорят, что пламя голубое, другие - что желтое.

У всех видов самовозгорания есть общий признак - возгорание без внешнего источника огня. Тело сгорает быстрее, чем при обычном сожжении. Статистика показывает, что феномен проявляется в закрытом помещении, а жертвами чаще становятся мужчины пожилого возраста. До сегодняшнего дня нет зарегистрированных случаев среди скопления людей и на открытой местности. Кроме того, самовозгорание не зафиксировано среди животных.

Первые самовозгорания

Самовозгорание человека известно с древних времен, но вносить в официальные документы это явление начали только в XVIII веке: истории считали достаточно достоверными, чтобы отражать в протоколах полиции.

Первое упоминание самовозгорания есть даже в средневековой литературе. Ученый Томас Бартолин в 1641 в своих трудах описывает подробности смерти рыцаря Полония Ворстия, погибшего в XVI веке, который выпил вина и умер от спонтанного самовозгорания.

"Божественное вмешательство"

Христиане считали спонтанное самовозгорание карой за нарушение сделки с дьяволом.

Интересно, что причиной смерти в 1725 году парижанки мадам Милле (запойной алкоголички) было указано «Божественное вмешательство». Она, находясь в постели со своим супругом, сгорела дотла, а матрас остался практически цел!

В те времена, основываясь на образе жизни погибших людей, причиной самовозгорания называли алкоголизм. Но единственный ли это признак?

Самовозгорание человека описывается во многих фильмах и литературе, но известность этому феномену дал Чарльз Диккенс, описав его в своем романе «Холодный дом».

Многие представители научного мира отрицают спонтанное самовозгорание человека, однако на данный момент насчитывают 120 официально зарегистрированных случаев самовозгорания.

Популярные теории

Существует несколько теорий возникновения самовозгорания.

Самые распространенные теории:

1. Алкоголизм. При очень большом количестве алкоголя в крови человек может воспламениться от обычной искры от сигареты, но многие умершие не были алкоголиками и не курили! В ходе экспериментов на мышах от этой теории отказались: мертвым мышам вводили 70% спирт и пытались сжечь, но ничего не вышло.
2. Эффект человеческой свечи. Согласно этой теории, в человеческом теле много жира, который выполняет функцию парафина и способствует процессу горения. Известно, что в основном сгорали худощавые люди, но эта теория тоже не является достоверной: мгновенного сгорания не существует, тело горит несколько часов. Эксперимент проводили на мертвых свиньях, одетых с шерстяную одежду.
3. Возгорание от статического электричества. Человеческое тело способно накапливать статическое электричество, и малые разряды до 3 тысяч вольт человек не замечает. При определенных атмосферных условиях в человеческом теле может накапливаться заряд большой величины, но чтобы произошло самовозгорание, электростатический разряд должен быть более 40 тысяч вольт! Кстати, чтобы человек сгорел до пепла, температура самовозгорания должна быть выше 1700 °С. Даже в крематории температура горения 1300 °С.
4. Ацетоновая гипотеза. При понижении глюкозы, основного источника энергии в организме человека, в крови начинаются биохимические процессы, способствующие производству ацетона - наиболее горючего вещества вырабатываемого нашим организмом.

Ученый Брайан Форд в ряде экспериментов подошел ближе всех к объяснению причин самовозгорания. Он одел замаринованную в ацетоне свинину в одежду и поджег ее. Туши сгорели меньше чем за полчаса, причем конечности и некоторые части одежды остались нетронутыми. Ученый объяснил, что в конечностях накапливается меньше ацетона, а причиной самовозгорания назвал статическое электричество от одежды!

Но все эти теории не объясняют причины самовозгорания!

Теория "Черных дыр"

Есть еще несколько теорий, объясняющих ССЧ (спонтанное самовозгорание человека).

Яков Зельдович, советский академик, в 1971 открыл природные микроскопические черные дыры и назвал их отонами. Черные дыры существуют в земных глубинах, не только в космосе, и выделяют колоссальное количество энергии. Некоторые ученые уверены, что именно отоны вызывают спонтанное самовозгорание человека, взаимодействуя с внутренними отонами при столкновении с человеческим телом. Это провоцирует тепловой взрыв, при котором энергия не выделяется, а поглощается, порождая высокую температуру горения. В результате тело сгорает мгновенно.

Теория времени, ядерная реакция и электрическая проходимость

Японский ученый Хирачи Иго считает, что причина самовозгорания - это изменение хода времени в организме человека.

При правильном функционировании человеческое тело излучает в пространство выработанное тепло. Если произойдет хронологический сбой во внутренних процессах, то тепло не успеет уйти в пространство и человек сгорит.

Еще некоторые ученые полагают, что термоядерная реакция - источник жизни живой клетки. При сбое работы клеток происходит неконтролируемая цепная реакция, выделяющая огромное количество энергии и испепеляющая человека буквально.

Как известно, человеческое сердце работает при помощи выработки импульсов, но у каждого разная электрическая проходимость: если кому-то разряд 220 вольт не нанесет никакого вреда, то для некоторых это верная смерть. Так что самовозгорание вполне возможно, говорят доктора. Например, если где-то поблизости ударила молния, то человек с повышенной электропроводимостью может сгореть дотла.

Из всего перечисленного делаем вывод, что самовозгорание - это недоказанные феномены, объяснения которым ученые до сих пор не нашли, но изыскания в этой области продолжаются. Надеемся, что в скором времени научные работники докопаются до истины и поведают миру причины этих явлений.

Образование торфа

Самовозгорание торфа объяснить легче.

Торф образуется в течение тысяч лет на болотистой местности из остатков биомассы: корней и веток кустарников, лишайников, травы, мха, коры, которые не разложились полностью из-за недоступности воздуха и высокой влажности. В разных регионах биохимические свойства торфа различаются. На скорость разложения влияют грибки, климат и среда территории, на которой происходил процесс распада растений.

Использование торфа

Торф - горючее полезное ископаемое, применяемое в разных сферах жизнедеятельности человека. Например, в производстве лекарственных препаратов, в качестве топлива (торф называют предшественником угля), в сельском хозяйстве для удобрения почвы и мульчирования, как подстилку для скота.

Существует несколько способов добычи торфа:

• гидравлический;
• кусковой;
• резной;
• фрезерный.

При гидравлическом способе слой торфа размывают струей воды под высоким давлением, очищают от древесных остатков и, после бассейна-аккумулятора, доставляют для просушки на специальные выровненные площадки.

Кусковой способ похож на фрезерный, но при нем торф прессуют под давлением в цилиндре, выдавливают через прямоугольные сопла и оставляют бруски сушиться на поле.

Резной способ - это ручная или механическая резка торфяных кирпичей.

Также одним из способов добычи торфа является фрейзерный способ, при котором навесным оборудованием трактора торф разрыхляется на глубину 2 метров и сохнет на поле. Его переворачивают для лучшей просушки, а затем сворачивают в валки, которые доставляют на специальную площадку, где формируют в бурты.

Считается, что наиболее склонен к возгоранию.

Условия самовозгорания торфа

Ученые выделяют несколько причин: генетические особенности, состав торфа, условия хранения, влажность, условия внешней среды, сроки хранения и воздухопроницаемость.

При повышении температуры внутри штабеля выше +50 °С происходит химическое разложение торфа, начинаются микробиологические процессы, и если внутрь попадет воздух, произойдет самовозгорание.

Исследователи утверждают, будто самопроизвольное возникновение горения торфа провоцирует нарушение условий складирования.

В связи с этим ученые пришли к выводу, что торфяное самовозгорание - это миф!

Причины торфяных пожаров

В других источниках сказано, что торфяное самовозгорание - это процесс, происходящий только в добытом и сложенном для просушки торфе или осушенном, выработанном болоте при перегреве его поверхности.

Торф может воспламениться из-за микроорганизмов: со временем накапливаются продукты их жизнедеятельности, которые приводят к перегреву торфа и повышению температуры до +65 °С. Если она будет повышаться, то торф превратиться в полукокс и воспламениться при взаимодействии с кислородом.

Причинами появления считаются разряды молнии, низовой лесной пожар, длительный период засухи или человеческий фактор: брошенные спички, поджог травы, искра от непотушенного костра.

Процесс горения происходит не открытым огнем, а тлением и простирается на многие сотни метров в нижних слоях. Торф тлеет годами, обнаружить очаги горения можно только по выделяющемуся дыму.

Итак, самовозгорание торфа - реальность или вымысел?

Несмотря на все предположения и теории, в последнее время мы все чаще слышим в прессе о частых и продолжительных торфяных пожарах в Центральной части России, Сибирском и Уральском федеральном округах. И это происходит в жаркие засушливые сезоны при непосредственном влиянии человеческого фактора.

Рассмотрев вопрос возникновения горения в результате нагрева горючей смеси до их температуры самонагревания стоит обратить внимание на то, что в природе существует большое количество горючих веществ и материалов, температура самонагревания которых равна или ниже обычной температуры в помещениях. Так, алюминевая пудра при соприкосновении с воздухом способна окисляться и при этом самонагреваться до возникновения пламенного горения даже при температуре окружающего воздуха 10 0 С. Такой процесс возгорания веществ и материалов получил название самовозгорание. Согласно стандартам ГОСТ и СЭВ самовозгорание – это: 1) резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага горения; 2) возгорание в результате самоинициируемых экзотермических процессов.

Самовозгорание как начальная стадия горения принципиально не отличается от самовоспламенения (см. рис. 2.4). Склонность веществ и материалов к самовозгоранию можно охарактеризовать как функцию теплоты сгорания соединения, скорости реакции окисления, теплопроводности, теплоёмкости, влажности, наличия примесей, объёмной плотности, удельной поверхности, теплопотерь и т. д. Самовозгоранием считается, если процесс самонагревания веществ и материалов происходит в интервале температур от 273 К до 373 К, т. е. при более низких температурах, чем при самовоспламенении.

Рис. 2.4. Схема возникновения горения

Температурой самонагревания называется самую низкую температуру вещества, при которой возникает его самонагревание, заканчивающееся самовоспламенением. Самовозгорающиеся вещества делят на три группы: масла, жиры и другие продукты растительного происхождения; самовозгорающиеся химические вещества; ископаемые горючие материалы.

Причиной самонагревания, приводящей к воспламенению, может быть ряд факторов: микробиологический процесс, адсорбция, полимиризация, теплота химических реакций. Условно самовозгорание классифицируют по начальным причинам самонагревания и различают: тепловое самовозгорание, микробиологическое и химическое самовозгорания (см. рис. 2.5).

Рассмотрим более подробно каждый вид самовозгорания.

Тепловое самовозгорание. Тепловым называется самовозгорание, вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества, материала, смеси выше температуры самонагревания. Тепловое самовозгорание возникает при нагревании вещества до температуры, обеспечивающей его термическое разложение идальнейшее самоускоряющееся самонагревание за счет тепла экзотермических реакций в объеме горючего. При этом большую роль играют реакции окисления продуктов термического разло­жения. Сам процесс протекает в форме тления в глубине мате­риала, которое затем переходит в пламенное горение на поверх­ности. К тепловому самовозгоранию имеют склонность многие вещества и материалы, в частности масла и жиры, каменные угли и некоторые химические вещества. Самонагревание масел и жиров растительного, животного и минерального происхождения возникает в результате окислительных процессов под действием кислорода воздуха при развитой поверхности контакта с ними. Минеральные масла – машинное, трансформаторное, соляровое и другие, которые получают при переработке нефти. Они представляют собой главным образом смесь предельных углеводородов и окисляются на воздухе только при высоких температурах. Отработанные минеральные масла, подвергавшиеся нагреву до высокой температуры, могут содержать непредельные соединения, которые способны к саморазогреву, т. е. могут самовозгораться.

Рис. 2.5. Схема развития процесса самовозгорания твердых веществ и материалов. Импульсы самонагревания (самовозгорания): 1 – тепловой, 2 –химический, 3 – микробиологический

Растительные масла (хлопковое, льняное, подсолнечное и др.) и животные (сливочное, рыбий жир) по своему составу отличаются от минеральных. Они представляют собой смесь глицеридов жирных кислот: пальмитиновой С 15 Н 31 СООН, стеариновой C 17 Н 35 СООН, олеиновой С 17 Н 33 СООН, линолевой С 17 Н 31 СООН, линоленовой С 17 Н 29 СООН и др. Пальмитиновая и стеариновая кислоты являются предельными, олеиновая, линолевая и линоленовая – непредельными. Глицериды предельных кислот, а следовательно, масла и жиры, содержащие их в большом количестве, окисляются при температурах свыше 150 0 С, что означает следующее: они не способны самовозгораться (см. табл. 2.3). Масла, содержащие большое количество глицеридов непредельных кислот, начинают окисляться при температурах значительно ниже 100 0 С, следовательно, они способны самовозгораться.

Таблица 2.3.

Состав жиров и масел

Название жиров и масел	Глицериды кислот, % (масс.)
	пальмитиновой и стеариновой	олеи-новой	лино-левой	линоле-новой
Подсолнечное
Хлопковое

Масла и жиры самовозгораются только при определённых условиях: а) при наличии в составе масел и жиров значительного количества глицеридов непредельных кислот; б) при наличии большой поверхности их окисления и малой теплоотдачи; в) если жирами и маслами пропитаны какие-либо волокнистые горючие материалы; г) промасленные материалы имеют определённую уплотнённость.

Различная способность растительных масел и животных жиров к самовозгоранию объясняется тем, что они содержат глицериды различного состава, строения и не в одинаковом количестве.

Глицериды непредельных кислот способны окисляться на воздухе при обычной температуре помещений за счёт наличия в их молекулах двойных связей:

Пероксиды легко разлагаются с образованием атомарного кислорода, который очень реакционноспособен:

Атомарный кислород взаимодействует даже с трудноокисляющимися компонентами масел. Одновременно с окислением протекает и реакция полимеризации непредельных соединений

Процесс идёт при низкой температуре с выделением тепла. Чем больше глицерид имеет двойных связей, тем больше он присоединяет молекул кислорода, тем больше выделяется тепла в процессе реакции, тем больше его способность к самовозгоранию.

О количестве глицеридов непредельных кислот в масле и жире судят по йодному числу масла, т. е. по количеству йода, поглощённому 100 г масла. Чем выше йодное число, тем большая способность этого жира или масла к самовозгоранию (см. табл. 2.4).

Самое большое йодное число имеет льняное масло. Волокнистые материалы, пропитанные льняным маслом, при всех прочих одинаковых условиях самовозгораются быстрее, чем материалы, пропитанные другими маслами. Олифы, приготовленные на основе растительных масел, имеют меньшее йодное число, чем основа, но способность к самовозгоранию у них выше. Это объясняется тем, что в олифу добавляется сиккатив, ускоряющий её высыхание, т. е. окисление и полимеризацию. Полунатуральные олифы, представляющие собой смеси окисленного льняного или других растительных масел с растворителями, имеют небольшие йодные числа и мало способны к самовозгоранию. Синтетические олифы совершенно не способны самовозгораться.

Таблица 2.4.

Иодные числа жиров и масел

Жиры рыб и морских животных имеют высокое йодное число, но обладают незначительной способностью к самовозгоранию. Это объясняется тем, что в их составе присутствуют продукты, замедляющие процесс окисления.

Способность промасленных материалов к самовозгоранию увеличивается с присутствием в них катализаторов, ускоряющих процесс окисления и полимеризацию масел. Повышение температуры окружающей среды также способствует ускорению этих процессов. Катализаторами для самовозгорания масел являются соли различных металлов: марганца, свинца, кобальта. Наиболее низкая температура, при которой на практике наблюдали самовозгорание масел и жиров, составляла 10-15 0 С.

Индукционный период самовозгорания промасленных материалов может составлять от нескольких часов до нескольких дней. Это зависит от объёма промасленного материала, степени его уплотнения, вида масла или жира и их количества, температуры воздуха и других факторов.

Ископаемые угли (каменный, бурый), которые хранятся в кучах или штабелях, способны самовозгораться при низких температурах. Основными причинами самовозгорания является способность углей окисляться и адсорбировать пары и газы при низких температурах. Процесс окисления в угле при низких температурах идёт достаточно медленно и тепла выделяется мало. Но в больших скоплениях угля теплоотдача затруднена, и самовозгорание угля всё же происходит. Самонагревание в штабеле угля первоначально происходит во всём объёме, исключая только поверхностный слой толщиной 0,3-0,5 м, но по мере повышения температуры оно приобретает очаговый характер. Рост температуры в очаге самовозгорания до 60 0 С идёт медленно и может прекратиться при проветривании штабеля. Начиная с 60 0 С, скорость самонагревания резко увеличивается, такая температура угля называется критической . Склонность углей к самовозгоранию в штабелях различна, она зависит от количества выхода из них летучих веществ, от степени измельчения, присутствия влаги и пирита. Согласно нормам хранения все ископаемые угли по их склонности к самовозгоранию делятся на две категории: А – опасные, Б – устойчивые.

К категории А относят бурые и каменные угли, за иск­лючением марки Т, а также смеси разных категорий. Наиболее опасны в отношении самовозгорания уг­ли марок ОС (кузнецкие), Ж (ткварчельские), Г (ткибульские), Д (печерские, кузнецкие и донецкие), Б (райчихинские, украинские, ленировские, ангренские и др.). Эти угли нельзя хранить долго. К категории Б относят антрацит и каменные угли мар­ки Т. Устойчивы при длительном хранении все антрациты и угольные брикеты, угли марок Т (донецкие, кузнецкие), Ж (печерские и сучанские), Г (сучанские), Д (чернеховские).

Для предотвращения самовозгорания углей при хранении нормами установлено: 1) ограничение высоты штабелей угля; 2) уплотнение угля в штабеле с целью ограничения доступа воздуха во внутренний объём штабеля.

Выполнение этих мероприятий сводит к минимуму скорость процессов окисления и адсорбции, рост температуры в штабеле, препятствует проникновению в штабель атмосферных осадков и естественно снижает возможность самовозгорания.

Также к тепловому самовозгоранию имеют склонность многие химические вещества . Сульфиды железа FeS, FeS 2 , Fe 2 S 3 способны самовозго­раться, поскольку могут реагировать с кислородом воздуха при обычной температуре с выделением большого количест­ва тепла:

FeS 2 + О 2 → FeS + SO 2 + 222,3 кДж.

Отмечены случаи самовозгорания пирита или серного колчедана (FeS 2) на складах сернокислотных заводов, а также в рудниках. Самовозгоранию пирита способствует влага. Предпо­лагается, что реакция в этом случае протекает по сле­дующему уравнению:

2FeS 2 + 7,5О 2 + Н 2 О → Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 2771 кДж.

При образовании железного купороса объем увеличива­ется и происходит растрескивание пирита и его измель­чение, что благоприятствует процессу самовозгорания.

Сульфиды FeS и Fe 2 S 3 образуются в емкостях для хранения нефтепродуктов, горючих газов и в аппарату­ре различных производств, где имеются примеси серо­водорода. В зависимости от температуры образование сульфидов железа протекает различно. Если температу­ра выше температуры диссоциации сероводорода, т. е. выше 310 0 С, сульфиды железа образуются при взаимо­действии железа с элементарной серой, получившейся в результате разложения сероводорода или других серни­стых соединений. Элементарная сера может также по­лучиться в результате окисления сероводорода, и тогда образование сернистого железа происходит по следую­щим реакциям:

2H 2 S + О 2 → 2Н 2 О + 2S,

При температурах ниже 310 0 С сульфиды железа в производственной аппаратуре образуются в результате воздей­ствия сероводорода не на железо, а на продукты его коррозии:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 S → Fe 2 S 2 + 6Н 2 О.

Все пожары в производственной аппаратуре, возник­шие в результате самовозгорания сульфидов железа, происходили после освобождения аппаратуры от храни­мого или обрабатываемого в ней продукта.

Например, на нефтеперегонном заводе, перерабатывающем сернистую нефть, была поставлена на ремонт бензиновая ректификационная колонна. При вскрытии люка на стенках колонны и тарелках был обнаружен слой сульфида железа. Быстрая подача пара в колонну позволила предотвратить окисление и самовозгорание сульфида же­леза. Как видно, сульфид железа в колонне образовался уже давно, но из-за отсутствия воздуха окисление не протекало.

Самовозгорание сульфидов железа в производствен­ной аппаратуре предотвращают следующими методами: очисткой от сероводорода обрабатываемого или хранимого продукта, антикоррозийным покрытием внутренней поверхности аппаратуры, продуванием аппаратуры па­ром или продуктами сгорания для удаления горючих паров и газов, заполнением аппаратуры водой и медленным спуском ее, что ведет к окислению сульфида без ус­корения реакции.

Фосфор белый (желтый), фосфористый водород (фосфин), водородистый кремний (силан), цинковая пыль, алюминиевая пудра, карбиды щелочных металлов, суль­фиды металлов – рубидия и цезия, арсины, стибины, фосфины, сульфоуголь и другие вещества также способны окисляться на воздухе с выделением тепла, за счет ко­торого реакция ускоряется до горения. Некоторые из перечисленных веществ способны самовозгораться очень быстро после соприкосновения с воздухом, другие же – через длительный промежуток времени.

Например, фосфор белый (желтый) интенсивно окисляется при температуре помещений, поэтому быстро самонагревает­ся и загорается с образованием белого дыма:

4Р + 5О 2 → 2Р 2 О 5 + 3100,6 кДж.

При смачивании раствором фосфора в сероуглероде горючих веществ происходит испарение сероуглерода; остающийся на поверхности тонкий слой фосфора быстро окисляется и самовозгорается. В зависимости от кон­центрации раствора смоченные им вещества самовозго­раются через различные промежутки времени.

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

Некоторые металлы, металлические порошки, пудры способны самовозгораться на воздухе за счет тепла, вы­деляющегося при реакции окисления. Из металлов в компактном состоянии этой способностью обладают ру­бидий и цезий, из металлических пудр – алюминиевая пудра и др. Для предотвращения самовозгорания алю­миниевой пудры ее приготовляют в среде инертного газа и затем перетирают с жирами, пленка которых предох­раняет пудры от окисления. Известны случаи, когда алюминиевая пудра под действием растворителя или на­гревания обезжиривалась и самовозгоралась.

Карбиды щелочных металлов К 2 С 2 , Na 2 C 2 , Li 2 С 2 са­мовозгораются не только на воздухе, но даже и в ат­мосфере СО 2 и SO 2 .

К самовозгоранию на воздухе способны также диэтиловый эфир и скипидар. Диэтиловый эфир при длитель­ном соприкосновении с воздухом на свету способен об­разовывать перекись диэтила (С 2 Н 5)О 2 , которая при ударе или нагревании до 75 0 С разлагается со взрывом и воспламеняет эфир. Скипидар также может самовозго­раться, если им смочены волокнистые материалы. При­чина самовозгорания – способность скипидара окислять­ся на воздухе при низких температурах. Известен случай самовозгорания ваты, смоченной скипидаром. Такой ва­той смывали масляную краску с декорации. Ночью вата, собранная в одном месте, самовозгорелась. Известны также случаи самовозгорания мха, смоченного скипида­ром.

Сульфоуголь, находясь в бумажных мешках, уложен­ных в штабель, способен самовозгораться. Были случаи его самовозгорания в первые 2-3 дня после укладки мешков в штабель.

Микробиологическое самовозгорание. Микробиологическим называется самовозгорание, возникающее в результате самонагревания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества, материала, смеси. К таким веществам относятся торф (в основном, фрезерный), растительные материалы: сено, клевер, силосная масса, солод, зерновые культуры, хлопок, скопление древесных опилок и подобные им материалы.

Особенно подвержены самовозгоранию недосушенные материалы. Влага и тепло способствуют размножению микроорганизмов в массе этих материалов уже при 10-18 0 С. Вследствие плохой теплопроводности растительных материалов выделяющееся при гниении тепло идёт на разогрев гниющего материала, температура его повышается и может достичь 70 0 С. Микроорганизмы при такой температуре погибают, однако повышение температуры в материале не прекращается, так как некоторые органические соединения в это время уже обугливаются. Образующийся при этом пористый уголь имеет свойство адсорбировать пары и газы, что сопровождается выделением тепла. В случае малой теплоотдачи уголь нагревается до начала процесса окисления и температура растительных материалов повышается, достигая 200 0 С. Это приводит к разложению клетчатки и дальнейшему обугливанию массы. Процесс окисления пористого угля интенсифицируется, в результате чего температура растёт и возникает горение. При увлажнении растительного сырья как при нормальной, так и повышенной температурах выделяются газы, в том числе и горючие. Так, при промачивании растительного сырья водяным паром или водой, при тушении горящего продукта начинается выделение СО, СН 4 , Н 2 в количествах, значительно превышающих НКПРП для каждого из этих газов. Поэтому использование для подавления очагов горения растительного сырья в силосах и бункерах только воды или пара может привести к взрыву хранилищ.

Химическое самовозгорание. Химическим называется самовозгорание, возникающее в результате химического взаимодействия веществ. Химическое самовозгорание возникает в месте контакта взаимодействующих веществ, реагирующих с выделением тепла. В этом случае самовозгорание наблюдается обычно на поверхно­сти материала, а затем распространяется вглубь. Процесс самонагревания начинается при температурах ниже 50 0 С. Некоторые химические соединения склонны к самонагреванию в результате контакта с кислородом воздуха и другими окислителями, друг с другом и водой. Причиной самонагревания является их высокая реакционная способность.

Вещества, самовозгорающиеся при контакте с окис­ лителями . Многие вещества, в основном органические, при смешении или соприкосновении с окислителями спо­собны самовозгораться. К окислителям, вызывающим самовозгорание таких веществ, относятся: кислород воздуха, сжатый кисло­род, галогены, азотная кислота, перекись натрия и ба­рия, перманганат калия, хромовый ангидрид, двуокись свинца, селитры, хлораты, перхлораты, хлорная известь и др. Некоторые из смесей окислителей с горючими ве­ществами способны самовозгораться только при воздей­ствии на них серной или азотной кислоты или при ударе и слабом нагревании.

Самовозгорание на воздухе. Некоторые химические соединения склонны к самонагреванию в результате контакта с кислородом воздуха. Причиной самовозгорания служит их высокая реакционная способность в контакте с другими соединениями. Поскольку этот процесс происходит большей частью при комнатных температурах, его также относят к самовозгоранию. На самом деле, заметный процесс взаимодействия компонентов наблюдается при значительно более высоких температурах, и поэтому в качестве температурного показателя пожарной опасности таких веществ приводят их температуру самовоспламенения. Например, алюминиевая пудра самовозгорается на воздухе. Однако реакция образования окиси алюминия протекает при 913 К.

Сжатый кислород вызывает самовозгорание веществ (минерального масла), которые не самовозгораются в кислороде при нормальном давлении.

Хлор, бром, фтор и йод чрезвычайно активно соеди­няются с некоторыми горючими веществами, причем реакция сопровождается выделением большого количества тепла, что приводит к самовозгоранию веществ. Так, ацетилен, водород, метан и этилен в смеси с хлором самовозгораются на свету или от света горящего магния. Если указанные газы присутствуют в момент выделения хлора из любого вещества, самовозгорание их происходит даже в темноте:

С 2 Н 2 + С1 2 → 2НС1 +2С,

СН 4 + 2С1 2 → 4НС1 + С и т. д.

Нельзя хранить галогены вместе с легко воспламе­няющимися жидкостями. Известно, что скипидар, рас­пределенный в каком-либо пористом веществе (в бумаге, ткани, вате), самовозгорается в хлоре. Пары диэтилового эфира могут также самовозгораться в атмосфере хлора:

С 2 Н 5 ОС 2 Н 5 + 4С1 2 → Н 2 О + 8НС1 + 4С.

Красный фосфор моментально самовозгорается при соприкосновении с хлором или бромом.

Не только галогены в свободном состоянии, но и их соединения энергично вступают в реакцию с некоторыми металлами. Так, взаимодействие четыреххлористого эта­на C 2 H 2 CI 4 с металлическим калием происходит со взры­вом:

С 2 Н 2 С1 4 + 2К → 2КС1 + 2НС1 + 2С.

Смесь четыреххлористого углерода СС1 4 или четырех-бромистого углерода со щелочными металлами при на­гревании до 70 0 С взрывается.

Азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, по­этому является сильным окислителем, способным выз­вать самовозгорание ряда веществ.

4HNO 8 → 4NO 2 + О 2 + 2Н 2 О.

При соприкосновении с азотной кислотой самовозго­раются скипидар и этиловый спирт.

Растительные материалы (солома, лен, хлопок, древесные опилки и стружки) самовозгораются, если на них попадет концентрированная азотная кислота.

При соприкосновении с перекисью натрия способны самовозгораться следующие горючие и легковоспламе­няющиеся жидкости: метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, изоамиловый и бензиловый спирты, этиленгликоль, диэтиловый эфир, анилин, скипидар и уксусная кислота. Некоторые жидкости самовозгорались с перекисью натрия после введения в них небольшого количества воды. Так ведут себя уксусноэтиловый эфир (этилацетат), ацетон, глицерин и изобутиловый спирт. Началом реакции служит взаимодействие воды с пере­кисью натрия и выделение при этом атомарного кисло­рода и тепла:

Na 2 O 2 + Н 2 О → 2NaOH + О.

Атомарный кислород в момент выделения окисляет горючую жидкость, и она самовозгорается. Порошок алюминия, опилки, уголь, сера и другие вещества в смеси с перекисью натрия моментально самовозгораются от попадания на них капли воды.

Сильным окислителем является перманганат калия КМnО 4 . Его смеси с твердыми горючими веществами крайне опасны. Они самовозгораются от действия кон­центрированных серной и азотной кислот, а также от удара и трения. Глицерин С 3 Н 5 (ОН) 3 и этиленгликоль С 2 Н 4 (ОН) 2 самовозгораются в смеси с перманганатом калия через несколько секунд после смешения.

Сильным окислителем является также хромовый ангидрид. При попадании на хромовый ангидрид самовозгораются следующие жидкости: метиловый, этиловый, бутиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты; уксус­ный, масляный, бензойный, пропионовый альдегиды и паральдегид; диэтиловый эфир, этилацетат, амилацетат, метилдиоксан, диметилдиоксан; уксусная, пеларгоновая, нитрилакриловая кислоты; ацетон.

Смеси селитр, хлоратов, перхлоратов способны само­возгораться при действии на них серной, а иногда азот­ной кислоты. Причиной самовозгорания является выде­ление кислорода под действием кислот. При действии серной кислоты на бертолетову соль происходит следу­ющая реакция:

H 2 SO 4 + 2КСlO 3 → K 2 SO 4 + 2НСlO 3 .

Хлорноватая кислота малоустойчива и при образова­нии распадается с выделением кислорода:

2НСlO 3 → 2НС1 + 3О 2 .

Карбиды щелочных металлов К 2 С 2, Na 2 C 2 , Li 2 C 2 самовозгораются не только на воздухе, но даже и в атмосфере СО 2, SO 2 .

Например, карбид кальция Са 2 С при контакте с водой выделяет горючий газ ацетилен С 2 Н 2, который в смеси с воздухом возгорается в результате того, что нагревается теплом, выделившимся в ходе реакции, Т св ацетилена равна 603 К.

Вещества, самовозгорающиеся при контакте с водой. К этой группе материалов относятся калий, натрий, ру­бидий, цезий, карбид кальция и карбиды щелочных ме­таллов, гидриды щелочных и щелочноземельных метал­лов, фосфиды кальция и натрия, силаны, негашеная из­весть, гидросульфид натрия и др.

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

2Na + 2Н 2 О → 2NaOH + Н 2 ,

2К + 2Н 2 О → 2КОН + Н 2 .

Выделяющийся водород самовоспламеняется и горит сов­местно с металлом только в том случае, если кусок ме­талла по объему больше горошины. Взаимодействие ука­занных металлов с водой иногда сопровождается взры­вом с разбрызгиванием расплавленного металла. Так же ведут себя гидриды щелочных и щелочноземельных металлов (КН, NaH, CaH 2) при взаимодействии с не­большим количеством воды:

NaH + Н 2 О → NaOH + Н 2 .

При взаимодействии карбида кальция с небольшим количеством воды выделяется столько тепла, что в при­сутствии воздуха образующийся ацетилен самовозгора­ется. При большом количестве воды этого не происходит. Карбиды щелочных металлов (например, Na 2 C 2 , K 2 C 2) при соприкосновении с водой взрываются, причем метал­лы сгорают, а углерод выделяется в свободном состоя­нии:

2Na 2 C 2 + 2Н 2 О + О 2 → 4NaOH + 4С.

Фосфид кальция Са 3 Р 2 при взаимодействии с водой об­разует фосфористый водород (фосфин):

Са 3 Р 2 + 6Н 2 О → 3Са(ОН) 2 + 2РН 3 .

Фосфин РН 3 является горючим газом, но самовозгорать­ся не способен. Совместно с РН 3 выделяется некоторое количество жидкого Р 2 Н 4 , который способен самовозго­раться на воздухе и может быть причиной воспламене­ния РН 3 .

Силаны, т. е. соединения кремния с различными ме­таллами, например Mg 2 Si, Fe 2 Si, при действии воды вы­деляют водородистый кремний, самовозгорающийся на воздухе:

Mg a Si + 4Н 2 О → 2Mg(OH) 2 + SiH 4 ,

SiH 4 + 2О 2 → SiO 2 + 2Н 2 О.

Перекись бария и перекись натрия хотя и взаимо­действуют с водой, но горючих газов при данной реакции не обра­зуется. Горение может возникнуть, если перекиси сме­шаны или соприкасаются с горючими веществами.

Оксид кальция (негашеная известь), реагируя с не­большим количеством воды, разогревается до свечения и может поджечь соприкасающиеся с ней горючие ма­териалы.

Гидросульфит натрия, являясь влажным, энергично окисляется с выделением тепла. В результате этого происходит самовозгорание серы, образующейся при распа­де гидросульфита.

Таким образом, самовозгорание и самонагревание горючих смесей, веществ и материалов, которые протекают при низких температурах, имеют ту же природу, что и самовоспламенение, но вследствие своей большей распространенности служат причиной пожаров гораздо чаще, чем самовоспламенение.

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

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

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

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

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

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

Химическое самовозгорание веществ. Причины и профилактика

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

4. Пена как средство пожаротушения

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

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

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

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

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

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

6. Классификация производств по степени пожаро- и взрывоопасности

А взрыво- пожароопасная

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

Б взрыво- пожароопасная

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

В1 - В4 пожароопасная

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

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

Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

7. Классификация пыли и горючих веществ

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

Все горючие вещества делятся на следующие основные группы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

· По происхождению – органическая, неорганическая, смешанная

· По дисперсности – видимая, микроскопическая, ультрамикроскопическая

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

8. Углекислотные огнетушители

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

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

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

9. Огнегасящие свойства воды, пены, инертных газов

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

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

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

10. Пожарная профилактика при проектировании и строительстве промышленных предприятий

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

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

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

По­жар­ная про­фи­ла­к­ти­ка до­с­ти­га­ет­ся:

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

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

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

Про­па­ган­дой по­жар­но-тех­ни­че­с­ких зна­ний сре­ди на­се­ле­ния.

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

Ор­га­ни­за­ци­он­ные ме­ро­при­я­тия пре­д­у­сма­т­ри­ва­ют:

Пра­виль­ную экс­плу­а­та­цию обо­ру­до­ва­ния и тран­с­пор­та;

Пра­виль­ное со­дер­жа­ние зда­ний и со­ору­же­ний, тер­ри­то­рии;

Про­ти­во­по­жар­ный ин­ст­ру­к­таж ра­бо­чих и слу­жа­щих объ­е­к­та;

Ор­га­ни­за­цию до­б­ро­воль­ных по­жар­ных фор­ми­ро­ва­ний, по­жар­но-тех­ни­че­с­ких ко­мис­сий;

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

К тех­ни­че­с­ким ме­ро­при­я­ти­ям от­но­сят­ся:

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

Пра­виль­ное раз­ме­ще­ние обо­ру­до­ва­ния.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

За­ме­на сго­ра­е­мых пе­ре­кры­тий на не­сго­ра­е­мые;

Ус­та­нов­ка элек­т­ро­обо­ру­до­ва­ния в пы­ле­в­ла­го­не­про­ни­ца­е­мом ис­по­л­не­нии;

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

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

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

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

Ус­та­но­в­ле­ние стро­го­го про­ти­во­по­жар­но­го ре­жи­ма на объ­е­к­те.

11. Пожарная опасность электроустановок, электрооборудования.

Классификация электрооборудования по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности

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

1) электрооборудование без средств пожаровзрывозащиты;

2) пожарозащищенное электрооборудование (для пожароопасных зон);

3) взрывозащищенное электрооборудование (для взрывоопасных зон).

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

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

12. Горение Жидкостей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1. Электростатические заряды на производстве и их опасность.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2. Меры подавления статической электризации.

Устранение образования значительных статического электричества достигается при помощи следующих мер:

· Заземление металлических частей производственного оборудования;

· Увеличение поверхностной и объемной проводимости диэлектриков;

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

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

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

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

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

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

14. Источники воспламенения и методы борьбы с ними

Источники возгорания

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

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

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

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

4. Тепло, образуемое ядерным распадом.

15. Самовозгорание веществ. Виды самовозгорания.

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

Тепло, выделяемое различными нагревательными приборами;

Тепло химических реакций;

Тепло микробиологических реакций.

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

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

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

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

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

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

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

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

16. Пожары, компоненты системы пожара

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

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

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

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

Для того, чтобы произошло возгорание необходимо наличие трёх условий:

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

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

Сущность горения заключается в следующем - нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения - называет временем воспламенения.

Похожая информация.