Схема теплового самовозгорания

Реализация той или иной ситуации зависит от химического состава материала и условий аккумуляции в нем тепла в процессе самонагревания (масса материала, его теплопроводность и др.). Область температур между Т_сн и Т_св является потенциально опас­ной. Возможность самовозгорания материалов, нагретых до тем­ператур этой области, рассчитывается с помощью системы сле­дующих уравнений:

lg T_окр = a – b lg(t)

lg T_окр = n + m lg(S)                                   (1.10)

где Т_окр - температура окружающей среды, при которой произойдет самовозгорание, С;

t - время, ч;

S - удельная поверхность материала, м²/г;

а, b, n, m - опытные константы, определяемые свойствами материала и содержащиеся в Справочнике "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения" под редакцией Баратова А.Н. и Корольченко А.Я., М.,1990.

В зависимости от первоначального импульса, вызывающего самонагревание, и значения Т_сн самовозгорание подразделяется на микробиологическое, химическое и тепловое.

К микробиоло­гическому относятся случаи самовозгорания, происшедшие при значениях Т_сн не выше температуры окружающей среды и в ре­зультате жизнедеятельности микроорганизмов. К материалам, склонным к микробиологическому самовозгоранию, относятся такие как сено, торф, слегка увлажненные древесные опилки и др., являющиеся питательной средой для микроорганизмов.

К хи­мическим относятся случаи самовозгорания, обусловленные экзо­термическим взаимодействием веществ. Например, самовозгора­ние может произойти при проливе крепкой азотной кислоты на кучку бумаги или на древесину. Наиболее типичным и распро­страненным примером является самовозгорание промасленной ветоши, имеющей большую поверхность. К этому же классу само­возгорающихся веществ относятся пирофорные вещества, заго­рающиеся при контакте вещества с воздухом. К таковым относят­ся, например, сульфид железа, тетрагидрид кремния, некоторые металлоорганические соединениями др. Порядок совместного хра­нения веществ и материалов регламентируется ГОСТ 12.1.004-85.

Самовозгорание материалов, имеющих Т_сн выше окружаю­щей (комнатной), относится к тепловому. Типичным примером теплового самовозгорания являются неоднократные случаи пожа­ров от самовозгорания тепловой изоляции, выполненной из минераловатных плит, опилок и т.п.

Мелкоизмельченные твердые и жидкие горючие материалы, будучи взвешены в воздухе, могут образовывать взрывоопасные аэрозоли. В отличие от гомогенных газо- и паровоздушных сред взрывоопасность аэрозолей характеризуется только НКПР, темпе­ратурой самовоспламенения Т_св, скоростью нарастания давления взрыва dP/dt и МВСК.

Отсутствие для аэрозолей таких показателей, как U_н, Т_всп, ВКПР объясняется специфическими особенностями горения аэрозолей. В отличие от горючих газов, паров и твердых материа­лов в монолитном (не измельченном) состоянии, горение которых осуществляется путем распространения по горючей смеси или по материалу сплошным фронтом пламени, горение аэрозолей, пред­ставляющих собой дискретную совокупность горючих частиц или капель, характеризуется диффузионным выгоранием отдельных частиц в отсутствие сплошного фронта пламени. Отсутствие ВКПР объясняется тем, что образование аэрозолей со столь большими концентрациями практически недостижимо. Отсут­ствие в случае жидких аэрозолей Т_всп обусловлено тем, что такие аэрозоли могут воспламеняться при температурах значительно более низких, чем Т_всп соответствующих жидкостей.

Отличительной особенностью горения пылевоздушных сме­сей в реальных условиях является то, что первоначально возник­ший объем аэрозоля при быстром сгорании может вызвать взвихривание (перевод во взвешенное состояние) отложившейся пыли и последующее ее выгорание. Именно этим объясняется тот факт, что такие взрывы, как правило, развивают в конечном счете большие давления и сопровождаются сильными разрушениями.

Одной из важнейших пожароопасных характеристик ве­ществ и материалов является их горючесть, под которой пони­мается способность веществ и материалов распространять по себе горение.

Горючесть - это весьма сложное понятие, определяемое совокупностью ряда явлений и факторов. Она зависит от термо­динамических и теплофизических свойств, как исходных материа­лов, так и продуктов их превращения при горении, расположения материалов в пространстве и их размеров и т.д. и т.п. Показатели, характеризующие горючесть веществ и материалов, зависят от их аг­регатного состояния. В частности, горючесть газов и паров ха­рактеризуется наличием у нихКПР, горючесть жидкостей - тем­пературы воспламенения Т_в.

Определение показателей пожаровзрывоопасности может производиться экспериментальными и расчетными методами.

В соответствии с требованиями НПБ 105-95 при разработке проектов промышленных предприятий необходимо устанавливать категории по взрывопожароопасности для каждого помещения и здания в целом. Категория помещения устанавливается в зависимости от взрывопожароопасности веществ, которые перерабатываются, или хранятся, или транспортируются в данном помещении, а также от их количества.