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
|
| 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 Тсв< 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 • tCB.
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 Кбез рассчитывается по ГОСТ 12.1.044 или принимается по нормативным документам