Вопрос 3. Условия пожаровзрывобезопасности при использовании веществ и материалов

Вопрос 2. Классификация пожаровзрывоопасных веществ

Классификация пожаровзрывоопасных веществ основана на способности к горению (горючести). По горючести их подразделяют на группы негорючих, трудногорючих и горючих.

Негорючие вещества не способны к горению в воздухе. Однако необходимо всегда учитывать, что среди них много весьма пожаровзрывоопасных. К ним относятся следующие:

1. Окислители, например, перманганат калия КМп0₄, хлор С1₂, азотная кислота HN0₃, сжатый и жидкий кислород 0₂, перекись натрия Na₂0, перекись водорода Н₂0₂ и другие.

2. Вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой и друг с другом, например, карбид кальция СаС₂ и гидросульфит натрия Na₂S₂0₄ • Н₂0 с водой, разбавленные кислоты (серная, соляная и другие) с металлами и т.д.

3. Вещества, взаимодействующие с водой или между собой со взрывом, воспламенением или с выделением значительного количества теплоты, например карбиды щелочных металлов (лития, натрия, калия, и других), негашеная известь СаО и т.д.

Таблица 1. Основные показатели, характеризующие пожаро- и Показатели Применяемость показателей Для газов Для жидкостей Для твердых веществ Для пылей Группа горючести + + + + Температура вспышки - + - - Температура воспламенения - + + + Температура самовоспламенения + + + + Концентрационные пределы распространения пламени + +   + Температурные пределы распространения пламени - + - - Температура самонагревания - - + + Температура тления - - + + Минимальная энергия зажигания + + - + Кислородный индекс - - + - Нормальная скорость распространения пламени + + - - Индекс распространения пламени - - + - Минимальное взрывоопасное содержание кислорода + +   + Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора + +   + Максимальное давление взрыва + + - + Скорость нарастания давления при взрыве + + - +

взрывоопасность веществ и материалов.

4. Вещества, нагревание которых в закрытых сосудах сопровождается значительным повышением давления, например, баллоны со сжатыми и сжиженными газами (сжатый азот, сернистый ангидрид, сжиженный пропан С₃Н₈, диоксид углерода С0₂ и др.); термически нестойкие вещества

(карбонат аммония (NH₄)₂C0₃ и т.п.).

5. Вещества, способные к взрывчатому превращению без участия кислорода воздуха (взрывоопасные и взрывчатые вещества). Например, азид бария, разлагающийся со взрывом по реакции 4BaN₆ -> Ва + Ba₃N₂ + 11N₂ + 296,8 кДж

Трудногорючими - называются вещества, способные возгораться при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления.

Трудногорючие вещества неоднородны по пожаровзрывоопасности. Среди них различают следующие.

1. Вещества, которые переходят в группу горючих в условиях пожара или аварии. Следует помнить, что подобные вещества могут гореть в зоне пожара, увеличивая тем самым пожарную нагрузку помещений.

2. Трудногорючие вещества, выделяющие пары или газы, имеющие определенную область воспламенения, например, слабые водные растворы спиртов, кетонов, карбоновых кислот, аммиака и др. Пожарную опасность этих веществ нужно оценивать в каждом конкретном случае индивидуально с учетом их свойств и особенностей применения.

К группе горючих относится большинство пожаровзрывоопасных материалов. Из них наиболее опасны легковоспламеняющиеся.

Легковоспламеняющиеся - это горючие вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного (до 30 сек) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т.п.). В соответствии с международной классификацией легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) называются жидкости с температурой вспышки в закрытом тигле не более 61 °С или в открытом тигле не более 66 °С. Среди них к особо опасным относятся ЛВЖ с температурой вспышки 28 °С и ниже.

К особому классу горючих веществ относятся пирофорные и взрывчатые вещества.

Пирофорными называются горючие вещества, которые в обычных условиях хранения способны самовозгораться при контакте с кислородом воздуха. К ним относятся вещества с температурой самовоспламенения Т_св< 5 °С, например, белый фосфор, фосфористый водород РН₄, пирит FeS₂, металлоорганические соединения и др.

Взрывчатыми называются вещества, способные к быстрому экзотермическому превращению с образованием сжатых газов (взрыв) без участия кислорода воздуха. К ним относятся взрывоопасные вещества (нитроглицерин, ацетилен, и др.), боевые и промышленные взрывчатые вещества, применяемые для производства взрывных работ (порох, динамит, аммонал и многие другие).

Горючесть газов определяется косвенно:

горючий газ - имеет концентрационные пределы распространения пламени в воздухе и температуру самовоспламенения;

трудногорючий газ - не имеет КПР, но имеет температуру самовоспламенения (галогену глеводороды, имеющие не менее 50 % связанного галогена, например, СН₃Вг, С₂Н₅Вг и т.д.);

негорючий газ - не имеет КПР и температуры самовоспламенения.

Перечисленные в табл.1 показатели пожаровзрывоопасности в той или иной мере зависят от параметров состояния системы, в которой находятся вещества. Даже такое фундаментальное свойство, как горючесть, зависит от температуры, давления и концентрации окислителя в среде, от размера и формы образца, скорости движения среды, направления распространения пламени и других факторов.

Вещество, негорючее в одних условиях, может оказаться трудногорючим в других и даже горючим в третьих. Значения параметров состояния, при которых вещество становится горючим, называются пожароопасными.

Сказанное относится и к другим показателям пожаровзрывоопасности. Поэтому при их определении необходимо точно соблюдать условия, методику испытаний и рассчитывать коэффициенты безопасности по ГОСТ 12.1.044.

Основные пожаровзрывобезопасные значения параметров состояния веществ и материалов проистекают из их показателей пожарной опасности.

Температура вспышки является экспресс параметром для ориентировочной оценки температурных условий, при которых горючее вещество становится пожароопасным в закрытом сосуде или при разливе. Допустимой для жидкости принимается температура, равная t-без ^ tBcn(3T) "35 С.

Температура самовоспламенения применяется для оценки безопасной температуры нагрева неизолированных поверхностей оборудования, при разработке мер пожарной безопасности для технологических процессов, при определении группы взрывоопасной смеси по ГОСТ 12.1.011 "Смеси взрывоопасные. Классификация".

Безопасная температура нагрева неизолированных поверхностей технологического, электро- или другого оборудования должна быть меньше температуры самовоспламенения на 20 %:

t6es < 0,8 • t_CB.

Область воспламенения - область концентраций данного вещества между НКПР и ВКПР. Значениями КПР пользуются при расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей внутри технологического оборудования, трубопроводов, при проектировании вентиляционных систем, а также при расчетах предельно допустимых, взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания в соответствии с ГОСТом 12.1.010-76 "Взрывобезопасность. Общие требования".

Согласно ГОСТ 12.1.044 взрывобезопасными будут концентрации горючего вещества:

фбез ^ фн И фбез ^ фв-

К взрывобезопасным можно отнести также концентрации вещества, рассчитанные по формуле:

фбез ~ фн / Кбез,

где коэффициент безопасности К_без рассчитывается по ГОСТ 12.1.044 или принимается по нормативным документам