Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов

В соответствии с ГОСТ 12.1.044-84 оценка пожаровзрывоопасности всех веществ и материалов проводится в зависимости от их агрегатного состояния: газ, жидкость, твердое вещество (пыль выделена в отдельную группу). Поэтому и показатели их пожаровзрывобезопасности будут несколько различны.
В первую очередь выделяют группу горючести. По этому показателю все вещества и материалы подразделяются на негорючие, трудногорючие и горючие. Негорючие — вещества и материалы не способны к горению на воздухе обычного состава. Это неорганические материалы, металлы, гипсовые конструкции. Трудногорючие — это вещества и материалы, которые могут возгораться и гореть при наличии источника зажигания, однако после его удаления не способны к самостоятельному горению. К ним относят материалы, содержащие горючие и негорючие составные части. Например, асфальтобетон, фибролит. Горючие — вещества и материалы, способные к самовозгоранию, а также возгоранию от источника зажигания и самостоятельному горению даже после его удаления. К ним относятся все органические материалы. В свою очередь горючие материалы подразделяют на легковоспламеняющиеся, т. е,. такие, которые возгораются от источника зажигания незначительной энергии (спичка, искра) без предварительного нагрева и трудновоспламеняющиеся, которые возгораются от сравнительно мощного источника зажигания.
Температура вспышки — самая низкая температура горючего вещества, при которой над ее поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения.

По температуре вспышки жидкости, способные гореть подраз­деляются на:
- легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) — жидкости, температура вспышки, которых не превышает 61 °С в закрытом тигле (бензин, ацетон, этиловый спирт);
- горючие (ГЖ) — жидкости, имеющие температуру вспышки более 61 °С в закрытом тигле или 66 °С в открытом тигле (минеральные масла, мазуты, формалин).

Температура воспламенения — самая низкая температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их воспламенения от источника зажигания возникает устойчивое горение.
Температура самовоспламенения — самая низкая температура вещества, при которой резко увеличивается скорость экзотермических реакций, заканчивающихся горением с появлением пламени.
Важным показателем, характеризующим пожаровзрывоопасность веществ и материалов являются концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения). Нижний (НКП) и верхний (ВКП) концентрационные пределы распространения пламени — это минимальная и максимальная объемная (массовая) доля горючего вещества в смеси с окислительной средой, при которых возможно воспламенение от источника зажигания с последующим распро­странением пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.
Смеси, содержащие горючее вещество ниже НКП или выше ВКП гореть не могут. Наличие областей негорючих концентраций веществ и материалов дает возможность выбрать такие условия их хранения, транспортировки и использования, при которых исключается возможность возникновения пожара или взрыва.
Значительную взрывную и пожарную опасность представляют разнообразные горючие пылеобразные вещества во взвешенном состоянии. В зависимости от значения нижнего концентрационного предела распространения пламени пыли подразделяют на взрыво- и пожароопасные. При значении НКП ниже 65 г/м3 пыль является взрывоопасной (пыль серы, муки, сахара), а при других значениях НКП — пожароопасной (пыль древесины, табака).
Различают также нижний (НТП) и верхний (ВТП) температурные пределы распространения пламени газов и паров в воздухе. НТП и ВТП — это такие температуры вещества, при которых их насыщенные пары образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно НКП и ВКП. Температурные пределы распространения пламени используют в частности для выбора температурных условий хранения жидкостей в таре, при которых концентрация насыщенных паров будет безопасной с точки зрения пожаровзрывоопасности. Существуют и другие показатели для оценки пожарной и взрывной опасности веществ и материалов, которые определяются по стандартным методикам.

В табл. 4.1 приведены основные показатели, характеризующие пожаровзрывоопасность некоторых жидкостей.

ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА
ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА И ПОЖАРНЫЕ СРЕДЫ

Ежегодно в нашей стране регистрируется около 330 тыс. пожаров, которые причиняют ущерб на общую сумму свыше 250 млрд. рублей. В них погибают около 14 тыс. человек (сведения из журнала «Гражданская защита», № 1, 2002 г.). Значит, на каждые 10 тыс. человек населения России в пожарах погибают более 10 человек, что в шесть раз больше, чем в США.

Опасные факторы пожара, воздействующие на людей:

- высокая температура среды в зоне горения, открытый огонь, искры;

- дымообразование, токсичные продукты горения;

- пониженная концентрация кислорода в зоне пожара за счет его роли как окислителя в химических реакциях при горении;

- обрушение конструкций здания, падение обгоревших предметов;

- вероятность взрыва.

Высокая температура в зоне горения может привести к ожогам или сгоранию кожного покрова тела и внутренних органов человека, вызвать потерю несущей способности строительных конструкций зданий и сооружений, их обрушение.

Дымообразование чрезвычайно опасно для человека. При пожарах выделяется большое количество дыма. Дым — сложная смесь газообразных и мелкодисперсных продуктов горения. Большинство составляющих дыма для человека небезопасны. Их вдыхание приводит к острым отравлениям.

Основным отравляющим веществом на пожаре является монооксид углерода СО (угарный газ), не имеющий ни цвета, ни запаха. Он способен переноситься на значительные расстояния и скапливаться в непроветриваемых местах. Он ядовит. Отравляющее действие угарного газа основано на взаимодействии с гемоглобином крови. Реакция взаимодействия с гемоглобином происходит в 100 раз быстрее, чем с кислородом. При этом образуется вещество, не способное длительное время переносить кислород. Наступает кислородное голодание организма, которое приводит к поражению центральной нервной системы человека, потере сознания. Вдыхание даже небольшого количества этого газа вызывает повышенную утомляемость и головные боли. Пребывание в закрытом загазованном помещении в течение двух минут может привести к летальному исходу. Спастись от угарного газа невозможно никакими средствами защиты органов дыхания, кроме автономных противогазов, которые используются пожарными командами. Доступ свежего воздуха возвращает гемоглобину способность соединяться с кислородом.

При пожаре в современных зданиях, отделанных полимерными и синтетическими материалами (линолеумом, пластиком, ковролином, поролоном и другими), на человека могут воздействовать разнообразные продукты горения. Практически все они токсичны. Часто достаточно сделать несколько вдохов, чтобы потерять сознание. Поэтому при пожаре не следует пробиваться к выходу через сильно задымленные помещения, коридоры и лестницы. Надежнее ждать помощи у окон и на балконах. Пожар условно можно представить как грандиозную химическую реакцию между горючими веществами и кислородом воздуха. Пониженная концентрация кислорода в зоне пожара объясняется его ролью как окислителя в этой реакции. Однако без кислорода жизнь человека невозможна.

Пассажирский подвижной состав, обладая достаточной комфортностью, имеет весьма низкие показатели пожарной безопасности. Внутренняя отделка современных пассажирских вагонов до сих пор выполняется из легковоспламеняемых материалов, высокотоксичных при горении. Существующие выходы не обеспечивают достаточную скорость эвакуации пассажиров. Если пожар не гасить, то температура внутри вагона уже через десять минут после начала пожара составит 1000 °С, а через 30 мин вагон сгорит полностью.

Пожары на химических комбинатах, нефтеперерабатывающих предприятиях и некоторых других производствах ведут к химическому загрязнению окружающей среды. Люди могут быть поражены вредными составляющими дыма, даже находясь в местах, удаленных от очага пожара.

Дым имеет и другой поражающий фактор — резко снижает видимость, усложняя или вообще исключая эвакуацию людей, находящихся вблизи горящего помещения.

Согласно «Перечню основных видов работ на объектах железнодорожного транспорта, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда», к таким работам относится тушение пожаров.

ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ И ГОРЮЧИЕ СРЕДЫ
ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА И ПОЖАРНЫЕ СРЕДЫ

Для возникновения пожара необходимо наличие горючего вещества, кислорода, источника воспламенения, обеспечивающего начало реакции горения. Пожар начинается именно с момента воспламенения горючего вещества.

Большинство пожаров связаны с горением газообразных веществ. Горение твердых и жидких веществ предполагает их предварительный переход в газообразную фазу. При горении жидкостей газообразная фаза образуется от испарения при кипении. При горении почти всех твердых веществ газообразная фаза возникает при тепловом разложении вещества под действием высоких температур с образованием продуктов, способных улетучиваться.

Этот процесс называют пиролизом (см. п. 4.6.5). Когда горючий материал разлагается, он выделяет пары углерода и водорода, которые при горении соединяются с кислородом воздуха. В результате этого образуются диоксид углерода и вода с выделением очень большого количества тепла.

Источники возгорания:

- открытый огонь (тлеющая сигарета, зажженная спичка, газопламенная горелка и др.);

- тепло от аварийной работы электросети, электрической аппаратуры, приборов;

- искры, брызги и выбросы расплавленного металла при сварочных работах;

- самовозгорание веществ и материалов.

Горючая среда — это все, что содержится внутри помещения. Горючую среду, отнесенную к 1 м2 помещения, называют пожарной нагрузкой. За среднюю пожарную нагрузку принято принимать 50 кг горючей среды на 1 м помещения.

По горючести все вещества и материалы подразделяются на три группы:

- негорючие, т.е. не способные к горению в воздухе, но которые тем не менее могут быть пожароопасными (могут выступать в роли окислителей или веществ, выделяющих горючие продукты при взаимодействии с водой; например, негорючий карбид кальция даже при контакте с влагой воздуха выделяет взрывоопасный газ ацетилен);

- трудногорючие, которые способны возгораться от источника зажигания, но самостоятельно не горят, когда этот источник удаляют;

- горючие, которые возгораются от источника зажигания и продолжают гореть после его удаления; некоторые из них могут и самовозгораться.

Каждое горючее вещество и материал имеет свою температуру воспламенения. Эта температура колеблется от отрицательных значений (для таких веществ и материалов, как бензин, керосин, лаки, краски и другие), до положительных, достаточно высоких, значений. Для большинства твердых материалов температура воспламенения не превышает 300 °С.

Время воспламенения может колебаться от мгновения до нескольких месяцев (при процессах самовозгорания).

Горючие газы, жидкости или пыли могут образовывать в производственном помещении взрывоопасные смеси. Взрыв, как правило, переходит в пожар. Смесь воздуха с испарениями растворителей может оказаться взрывоопасной средой. Такой вариант вероятен, например, в цехе окраски в случае выхода из строя системы вентиляции.

РАЗВИТИЕ ПОЖАРА
ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА И ПОЖАРНЫЕ СРЕДЫ

Необходимо хорошо представлять себе, как развивается пожар. Человеку, оказавшемуся в зоне пожара, такие знания помогут принять правильные решения по обеспечению собственной безопасности и безопасности окружающих. Эти знания также необходимы для организации тушения пожара первичными средствами пожаротушения до прибытия пожарной команды.

Развитие пожара во времени характеризуется тремя фазами.

Первые минут 10 (это среднее время) огонь распространяется линейно вдоль горючего материала. В это время дым заполняет помещение, пламени почти не видно; температура внутри помещения нарастает, доходит до 250—300 °С, т.е. до температуры разложения и воспламенения большинства сгораемых материалов. К концу первой фазы резко возрастает температура в зоне горения, пламя распространяется на всю пожарную нагрузку и на все конструкции. После этого пожар переходит в фазу объемного развития.

Фаза объемного развития почти всегда характеризуется мгновенным распространением пламени по всему помещению. Еще через 10 минут наступает разрушение остекления и увеличивается приток свежего воздуха, что резко ускоряет развитие пожара. Скорость выгорания достигает максимума. В этих условиях горят даже трудногорючие материалы, создаются условия для обрушения строительных конструкций. Возникают наибольшие трудности в тушении пожара. На 20—25-й минуте от начала пожара происходит его стабилизация, которая продолжается 20—30 мин. После этого пожар идет на убыль, если не имеет возможности распространения на другие помещения.

В третьей фазе происходит догорание материала. Температура в зоне горения остается высокой, растет расход огнетушащих веществ, некоторые из них оказываются малоэффективными.

При проектировании различных объектов, учитывая их специфику (взрыво- и пожароопасность), закладывают строительные конструкции определенной огнестойкости. Огнестойкость — это способность строительной конструкции сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и сохранять способность выполнять обычные эксплуатационные функции.

Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Согласно Нормам пожарной безопасности НПБ 105-95, предусматривается разделение промышленных и складских помещений, зданий и сооружений на категории по взрывопожарной и пожарной опасности. Это необходимо для установления требований к указанным объектам по застройке, планировке, этажности, размещению помещений, выбору строительных материалов и конструкций, инженерного оборудования и т.д.

Помещения, в зависимости от веществ, применяемых в технологических процессах или являющихся конечным продуктом производства, относятся к пяти категориям — от А (высшей по взрывопожарной и пожарной опасности) до Д (низшей).

На железнодорожном транспорте к категории А относят, например, участки окраски кузовов, сушильно-пропиточные отделения, нефтеналивные установки. К категории Б — полимерный цех, цех ремонта топливной аппаратуры, столярные и деревообрабатывающие цехи. К категории В — производства с использованием масел, мазутов, обмоточные отделения, полировочные трансформаторные помещения, склады твердых горючих веществ, административные помещения с горючей мебелью и оборудованием. К категории Г — помещения котельных, цехи с применением нагрева, плавки, сварки и других технологий, использующих вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии. К категории Д относятся помещения и склады с негорючими материалами, оборудованием, изделиями.

28. Классификация основных мер пожарной профилактики.