Опасные факторы пожара и взрыва

1. Воздействие открытого огня на человека, что приводит к ожогам различной степени тяжести.

2. Повышенная температура воздуха. Допустимая температура нагрева кожи 45⁰С, после чего возникают болевые ощущения. Предельно допустимая температура вдыхаемого воздуха 60⁰С.

3. Отравление токсичными продуктами горения. По статистике 70% людей при пожаре гибнет от отравления продуктами горения. В продуктах горения может содержаться до 100 химических веществ, оказывающих токсическое действие на организм человека. В процессе горения образуется оксид углерода, который примерно в 200 раз лучше, чем кислород реагирует с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин СОН₆, вызывая кислородную недостаточность и гибель человека. Отравление СО причина гибели в 50-80% случаев.

4. Взрывная или ударная волна (образуется при взрыве), во фронте которой давление превышает допустимое значение.

Показатели взрыво-пожароопасности веществ и материалов

Справочная литература:

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справ. Изд.: в 2-х книгах / А.Я. Корольченко., Д.А. Корольченко- М.: Асс. «Пожнаука», 2004.713 с.

Определяют экспериментально или расчетным путем.

1. Группа горючести:

Горючесть – способность вещества или материала к распространению пламенного горения или тления.

Все вещества и материалы по степени пожарной опасности делятся на три группы:

I группа – негорючие вещества, которые не обугливаются и не тлеют при наличии мощного источника зажигания;

II группа – трудногорючие вещества, обугливаются и тлеют при наличии мощного источника, но тление и обугливание прекращается при удалении источника зажигания;

III группа – горючие вещества – вещества, которые загораются при внесении источника зажигания и продолжают гореть при его удалении.

Ориентировочно группу горючести вещества можно оценить по показателю (К), рассчитываемому по уравнению Элея:

К = 4n_C+n_H+n_N-2n_O-2n_Cl-3n_F-5n_Br,

где n_{C,H,N,O,Cl,F,Br} – число соответствующих атомов в молекуле вещества.

При К  0 вещество относится к I группе (негорючие);

0  К  2 – ко II группе (трудногорючие);

К  2 – к III группе (горючие).

2. Температура вспышки – минимальная температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения. Жидкости по температуре вспышки делятся на легковоспламеняющиеся и горючие. ЛВЖ жидкости с t_всп  61^оС в закрытом тигле или t_всп  66^оС в открытом тигле. Соответственно, горючие жидкости (ГЖ) с t_всп  61^оС в закрытом тигле или с t_всп  66^оС в открытом тигле. ЛВЖ при стандартных условиях (Р=1атм, t=298К) взрывопожароопасны, ГЖ – пожароопасны.

3. Температура воспламенения (t_восп.) – наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие газы и пары с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.

Важным показателем, характеризующим степень пожарной опасности жидкостей, является разность температур t = t_восп - t_всп.

Для ЛВЖ t  58^оС, для ГЖ t  10100^оС. Чем меньше t, тем опаснее жидкость.

4.Температура самовоспламенения (t_св.) – минимальная температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением. Температура самовоспламенения используется для определения допустимой температуры нагрева поверхности технологического оборудования, электрооборудования и трубопроводов; безопасной температуры ведения технологического процесса:

t_без=0,8× t_сам. или t_без=t_сам/К_без

К_без – коэффициент безопасности к температуре самовоспламенения (Долин П.А. Справочник по технике безопасности.- М.:Энергоатомиздат, 1984.)

В зависимости от температуры самовоспламенения взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом подразделяются на шесть групп, приведенных в таблице.

Таблица

Группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом

Группа	Температура самовоспламенения, ^оС	Группа	Температура самовоспламенения, ^оС
Т1	Выше 450	Т4	Выше 135 до 200
Т2	Выше 300 до 450	Т5	Выше 100 до 135
Т3	Выше 200 до 300	Т6	Выше 80 до 100

На значение температуры самовоспламенения влияют:

- давление. С ростом давления число соударений частиц в газовой фазе возрастает, и процесс активации идет интенсивнее. Тепловой эффект реакции повышается и температура самовоспламенения понижается.

- объем реакционного сосуда. При уменьшении объема увеличивается скорость теплоотвода и температура самовоспламенения уменьшается, но не бесконечно. Это объясняется тем, что воспламенение горючей смеси происходит не во всем реакционном сосуде, а в благоприятном месте. Поэтому можно подобрать такие условия, что при резком уменьшении объема теплоотдача увеличивается настолько, что выделяющегося при реакции тепла не хватит для активации молекул и самовоспламенение не произойдет.

- состав реакционной смеси. Наименьшую температуру самовоспламенения имеет стехиометрическая газо – паровоздушная смесь.

- материал стенок реакционного сосуда. Оказывает влияние на скорость теплоотвода. И т.д.

4. Нижний (_н) и верхний (_в) концентрационные пределы распространения пламени – это соответственно минимальная и максимальная концентрация горючего вещества в смеси с окислительной средой, при которой уже (еще) возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. В литературе называют -пределы воспламенения, пределы взрываемости, пределы зажигания.Область концентраций между _н и _в называется диапазоном воспламенения. Чем ниже _н и шире диапазон воспламенения, тем опаснее вещество. Для газо- и паровоздушных смесей эти пределы измеряются в объемных процентах (об.%), а для пылевоздушных смесей в весовых единицах (г/м³), причем в последнем случае используют только _н.

Факторы, оказывающие влияние на величину концентрационных пределов распространения пламени:

- окислитель (диапазон воспламенения самый широкий в кислороде);

- температура, при увеличении температуры значение _н уменьшается, а значение _в увеличивается, диапазон воспламенения расширяется;

- давление, влияние давление зависит от соотношения коэффициента диффузии и коэффициента теплопроводности. Если К_д=К_т - изменение давления не влияет на диапазон воспламенения, К_д>К_т - при увеличении давления диапазон воспламенения расширяется;

- введение инертных добавок, которые сужают диапазон воспламенения или вовсе предотвращаю процесс возгорания (флегматизаторы и ингибиторы); Например, СО₂, N₂ и т.д.

Флегматизаторы снижают температуру реакционной смеси из-за высокой теплоемкости. Ингибиторы активно взаимодействуют с центрами цепной реакции, переводя их в устойчивые соединения и обрывая цепную реакцию.

- диаметр сосуда. При уменьшение диаметра диапазон воспламенения сужается;

- направление распространения пламени. При направлении снизу вверх область воспламенения шире;

- мощность источника зажигания и т.д.

По величине концентрационных пределов распространения пламени определяют безопасные концентрации ведения технологического процесса.

К_без – коэффициент безопасности к нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени.

Долин П.А. Справочник по технике безопасности.- М.:Энергоатомиздат, 1984.

5. Температурные пределы распространения пламени- температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют в конкретной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (Т_н нижний температурный предел) и верхнему (Т_в верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

6. Максимальное давление взрыва - наибольшее давление возникающее при дефлаграционном взрыве газо-, паро или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении горючей смеси 101,3 кПа.

7. Безопасный экспериментальный максимальные зазор (БЭМЗ) – максимальный зазор между фланцами оборудования через который не происходит передача взрыва из оболочки в ОС при любой концентрации горючего в воздухе. По величине БЭМЗ устанавливают категорию взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом.

I рудничный газ (метан) БЭМЗ более 1 мм

IIА промышленный газы и пары (ацетон) более 0,9

IIВ промышленный газы и пары (сероводород) 0,5 – 0,9

II С промышленные газы и пары (водород) менее 0,5

Коэффициент дымообразования – характеризует оптическую плотность дыма, образующегося при сгорании вещества с заданной насыщенностью в объеме помещения.

Кислородный индекс минимальное содержание кислорода в кислородно-азотной смеси, при котором возможно свечеобразное горение материалов в условиях специальных испытаний. И т.д. до 20 показателей.