Основные причины пожаров и меры по их предупреждению

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Лекция 7

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением.

Пожар - неконтролируемое горение, происходящее вне специального очага и наносящее материальный ущерб.

Обычно горение веществ протекает в воздухе при этом в качестве окислителя выступает кислород. Однако имеется ряд веществ, которые могут гореть, соединяясь с другими окислителями. Например, ацетилен горит в хлоре, магний - в углекислом газе, фосфор возгорается, вступая в реакцию с хлором и бромом, и т.д. Ацетилен, хлористый азот и ряд других газов при сжатии могут взрываться, в результате происходит разложение вещества с выделением света и тепла. Таким образом, процесс горения может возникнуть не только при химической реакции соединения, но и при реакции разложения.

Химические процессы горения обычно сопровождаются физическими процессами перехода горючего вещества в жидкое и газообразное состояние. Например, воск, парафин и некоторые другие вещества под действием тепла превращаются вначале в жидкость, а затем в пар, который горит пламенем вне горючего вещества. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости сами не горят, а горят их пары, образующиеся на поверхности под воздействием тепла.

Для горения в воздухе горючего вещества необходимо наличие кислорода (не менее 14-15% к объему воздуха) или другого окислителя и температуры, при которой оно может гореть. Горение может происходить не только за счет кислорода воздуха, но и за счет кислорода, содержащегося в составе других веществ и легко выделяющегося из них (перекиси, хлораты, селитры и др.).

Процесс горения протекает тем интенсивнее, чем больше удельная площадь соприкосновения горючего вещества с окислителем (бумажные обрезки горят интенсивнее, чем пачки бумаги) и чем выше концентрация окислителя, температура и давление. Если устранить хотя бы одну из причин, вызывающих горение, то процесс прекращается.

При пожарах температура достигает 1000-1300 °С, а в отдельных случаях, например при горении магниевых сплавов, - 3000 °С.

Разновидности горения

Взрыв, детонация, вспышка, возгорание, самовозгорание, воспламенение, самовоспламенение - все это разновидности горения.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу. Эта работа совершается в результате возникновения ударной волны - скачкообразного изменения давления, распространяющегося в среде со сверхзвуковой скоростью.

Распространение взрыва, обусловленное прохождением ударной волны по веществу и протекающее для данного вещества при данных условиях с постоянной сверхзвуковой скоростью (порядка тысяч метров в секунду), называется детонацией.

В условиях полиграфического производства могут образоваться взрывоопасные смеси горючих газов и паров (при определенной концентрации их в воздухе) - бензина, толуола, этилового спирта, ацетона, этилацетата и др. - в цехах глубокой и флексографской печати, лакировальных отделениях, отделениях изготовления фотополимерных форм, зарядки аккумуляторов. Это может происходить при отсутствии эффективной системы вентиляции, нарушении технологии, несоответствии электроустановок требованиям ПУЭ и т.д. Взрывоопасные смеси с воздухом образует также находящаяся в нем во взвешенном состоянии пыль крахмала, бумаги, алюминия, магния, канифоли, шеллака и т.д. Наиболее опасна пыль, которая образует взрывоопасные смеси с воздухом при концентрации до 15 г/м³ (алюминий, канифоль, шеллак и др.).

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов. При этом выделяется недостаточно теплоты для образования новой концентрации паров горючей смеси, и горение прекращается.

Возгорание - возникновение горения под действием источника зажигания.

Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества (материала, смеси) в отсутствие источника зажигания.

Самовозгорание может быть тепловое, микробиологическое и химическое.

Тепловое самовозгорание возникает при внешнем нагреве вещества (материала, смеси), превышающем температуру его самовозгорания, т.е. самую низкую температуру, при которой возникает его самонагревание. Например, дубовая, сосновая, еловая древесина и изделия из нее при температуре окружающей среды более 100 °С начинают самонагреваться - происходит разложение ее нестойких соединений. При 230÷270 °С разложение ускоряется, и начинается окисление. Процесс разложения древесины является экзотермическим ¹, и если тепло, выделяющееся при окислении, превышает теплоотдачу в окружающую среду, то накопление тепла приводит к самовозгоранию.

Чтобы предупредить тепловое самовозгорание, необходимо предохранять горючие вещества и материалы от действия внешних источников тепла.

Микробиологическое самовозгорание происходит в результате самонагревания, возникающего под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси). К микробиологическому самовозгоранию склонны вещества растительного происхождения (в основном не высушенные) - сено, солома, опилки, листья, влажный рыхлый торф и др.

Химическое самовозгорание возникает в результате химического взаимодействия веществ. Например, некоторые бурые и каменные угли, сложенные в бурты, способны вследствие окисления и адсорбции самонагреваться и при недостаточной теплоотдаче в окружающую среду - самовозгораться. Если смочить волокнистые или измельченные материалы (например, вату, ветошь, древесные или даже металлические опилки) растительными маслами или животными жирами, то они распределяются тонким слоем по большой поверхности этих материалов, а затем интенсивно окисляются и полимеризуются, что сопровождается значительным выделением тепла. Промасленный волокнистый материал, сложенный в груду, имеет низкую теплоотдачу в окружающую среду. Поэтому накапливаемое тепло способствует ускорению процесса окисления и полимеризации, а также дальнейшему повышению температуры. Как только температура промасленного материала достигнет температуры воспламенения масла, произойдет его самовозгорание.

Минеральные масла (продукты переработки нефти) к самовозгоранию не склонны.

Воспламенение - это возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовоспламенение - самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

В практике полиграфических предприятий известны случаи самовозгорания промасленных обтирочных материалов и спецодежды, сложенных в груду; промасленных опилок типографского сплава; ледерина, покровный слой которого содержит льняное масло.

Некоторые химические вещества могут самовозгораться или вызывать возгорание других веществ на воздухе, при действии на них воды и при смешивании друг с другом.

В результате реакции окисления, особенно в присутствии влаги, самовозгораются некоторые металлические порошки (алюминия и цинка), поэтому их надо хранить в герметически закрытых сосудах.

К веществам, вызывающим горение при действии на них воды, относятся карбиды кальция и щелочных металлов, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов и др. Эти вещества при взаимодействии с водой обычно выделяют горючие газы, которые, нагреваясь за счет теплоты реакции, самовозгораются.

К веществам, самовозгорающимся при смешении друг с другом, относятся хлор и другие галоиды, азотная кислота, хромовый ангидрид, хлорная известь, перекись натрия и калия и др. Одни их этих окислителей при смешении или соприкосновении при нормальной температуре с органическими веществами могут вызывать их самовозгорание. Другие самовозгораются при действии на смесь окислителя с горючим веществом, серной или азотной кислот, при ударе или нагревании.

К веществам, самовоспламеняющимся на воздухе, относятся фосфор, цинковая и алюминиевая пыль, сульфиды, карбиды щелочных металлов и др.

Склонность к самовозгоранию веществ и материалов учитывают при разработке мер пожарной профилактики при их хранении, транспортировке, сушке, выполнении технологических операций и т.д.