Пожарная безопасность технологических процессов / Shvyrkov - PB tekhnologicheskikh processov 2012

регулярно контролируют надежность заземления деталей, узлов

иустановок в целом;

очищают транспортируемый материал от инородных примесей для исключения образования искр удара и трения;

рециркуляционные системы применяются для транспортирования только крупноизмельченного материала при отсутствии в нем взрывоопасной пыли;

для транспортирования наиболее взрывоопасных пылей и порошков, в особенности склонных к сильной электризации или образованию самовозгорающихся отложений, в качестве транспортирующего агента используют инертные газы;

трубопроводы пневмотранспорта оборудуют автоматическими быстродействующими заслонками против распространения пламени;

оборудование защищают взрывными мембранными устройствами для сброса давления при взрыве среды.

Транспортеры и элеваторы

Пожарную безопасность при транспортировании твердых материалов конвейерами и элеваторами обеспечивают следующими способами и техническими решениями или их комбинацией:

при транспортировании тонкоизмельченных материалов используют закрытые транспортные системы с устройствами для отсоса запыленного воздуха или производят увлажнение материала;

устраивают системы аспирации в местах выделения пыли;

контролируют и регулируют натяжение ленты транспортера или цепи элеватора и состояние подвески ковшей на ней;

не допускают буксования ленты, трения ее о неподвижные конструкции транспортера или задевания ковшей о стенки корпуса элеватора;

применяют автоблокировку электродвигателей при перегрузке транспортера или элеватора материалом;

надежно заземляют все металлические конструкции;

предотвращают статическую электризацию ленты транспортера и материала;

контролируют температуру подшипников высоконагруженных машин и качество их смазки;

регулярно очищают пространство внутри кожухов транспортных устройств, помещения и наружные установки от горючих отложений;

защищают технологические проемы в стенах и перекрытиях заслонками или дренчерными завесами;

201

укрытия транспортеров и элеваторов оборудуют взрывными мембранными устройствами для защиты от разрушения при взрыве среды.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные причины разгерметизации магистральных

итехнологических трубопроводов.

2.В чем заключаются особенности пожарной опасности при транспортировке горючих жидкостей по трубопроводам?

3.В чем заключаются особенности пожарной опасности при транспортировке горючих газов по трубопроводам?

4.Назовите возможные источники зажигания при нормальном режиме транспортировки горючих веществ по трубопроводам и аварийных ситуациях.

5.В чем заключаются особенности возникновения и развития пожаров на магистральных трубопроводах?

6.Назовите основные способы и технические решения по противопожарной защите процессов транспортировки горючих веществ по трубопроводам.

7.В чем заключаются особенности пожарной опасности насосных станций по перекачке горючих жидкостей и газов?

8.Назовите возможные источники зажигания при нормальном режиме перекачки горючих жидкостей и газов и аварийных ситуациях.

9.Укажите особенности возникновения и развития пожара в насосных станциях.

10.Назовите основные способы и технические решения по противопожарной защите насосных станций.

11.В чем заключаются особенности пожарной опасности компрессорных станций для перемещения и сжатия горючих газов?

12.Назовите возможные источники зажигания при нормальном режиме работы компрессорных станций и аварийных ситуациях.

13.Назовите основные способы и технические решения по противопожарной защите компрессорных станций.

14.Укажите особенности пожарной опасности транспортировки твердых материалов.

15.Назовите специфические источники зажигания в системах транспорта твердых материалов.

16.Назовите основные способы и технические решения по противопожарной защите систем пневмотранспорта.

17.Назовите основные способы и технические решения по противопожарной защите транспортеров и элеваторов.

202

Глава 15

ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

15.1. Пожарная опасность и противопожарная защита процессов механической обработки металлов

При холодной обработке металлов производятся фрезерные, токарные, строгальные, шлифовальные, долбежные, сварочные, сверлильные и многие другие виды обработки. Пожарная опасность обработки металлов связана с механическим преодолением сил трения, в результате чего происходит нагревание обрабатываемого материала, режущего инструмента и отходов обработки.

Основными факторами, влияющими на степень разогрева металла, являются: скорость резания, величина подачи режущего инструмента (толщина стружки), качество заточки инструмента, механические и технологические свойства материалов.

При прочих равных условиях с повышением скорости резания количество выделяющегося тепла увеличивается. Увеличение подачи инструмента также сопровождается ростом выделяющегося тепла. Чем хуже заточен режущий инструмент, тем интенсивнее происходит тепловыделение. Таким образом, температура стружки, инструмента и обрабатываемой детали значительно повышается, что может привести к воспламенению горючих веществ и материалов.

Горючими материалами в цехах холодной обработки металлов, прежде всего, являются масла, применяемые в системах смазки станков, в гидроприводах, а также используемые для охлаждения и смазки режущего инструмента (водно-масляные эмульсии, индустриальные масла, керосин). Механические цеха современных машиностроительных заводов имеют развитые масляные коммуникации, емкости, фильтры для очистки масла, общее количество которого может достигать десятков тонн.

Металл, поступающий на механическую обработку, для защиты от коррозии часто покрыт слоем смазки (например, стальные листы или рулонная сталь, поступающие на штамповку). Эта смазка вместе с отходами попадает на транспортеры, с помощью которых отходы удаляются из цеха. Со временем транспортеры загрязняются маслами и создаются условия для возникновения и распространения пожара.

203

Основные мероприятия противопожарной защиты при механической обработке металлов:

1.Строгое соблюдение установленного режима обработки деталей на станках (величины подачи, скорости резания и т. д.) и правильности заточки режущего инструмента.

2.Запрещение использования при работе станков, оборудования и инструмента, не предназначенных для обработки данных материалов.

3.Контроль за соблюдением исправности и эффективности работы систем охлаждения станков и зоны резания.

Вода или эмульсия не только охлаждает материал и инструмент, но

иудаляет с рабочего места пожароопасные отходы (стружку, крошку, пыль

ит. п.), а также предотвращает возможность статической электризации. Систему подачи охлаждающей жидкости блокируют с системой пуска станка, чтобы исключить возможность пуска станка при выключенной или неисправной системе подачи воды.

4.Регулярная очистка транспортеров от масляных загрязнений (с применением технических моющих средств), а помещений от горючих отходов.

Особую пожарную опасность представляет обработка магния, титана, циркония и их сплавов. Для воспламенения пыли магниевых сплавов достаточно даже искры, а горение носит взрывной характер. Пыль и стружка магния и его сплавов при наличии остатков смазочных масел могут самовозгораться. Горение влажной магниевой пыли протекает чрезвычайно интенсивно и также носит характер взрыва. Пожарную опасность представляет возможное воспламенение наэлектризованной магниевой пыли, скапливающейся в системах аспирации. Электризация пыли может произойти вследствие трения при работе шлифовальных станков. При работе с магнием опасность представляют пылеулавливающие установки с водяным орошением (водяными фильтрами). Пыль магния скапливается на поверхности воды и из-за плохой вентиляции фильтров в них возможно образование взрывоопасных концентраций водорода, образующегося при взаимодействии магния с водой.

Основные способы обеспечения пожарной безопасности при механической обработке магниевых сплавов:

1.Механическая обработка магниевых сплавов производится острым и правильно заточенным инструментом для минимизации величины силы трения.

2.Обработка изделий на токарных, фрезерных, строгальных и других станках производится с охлаждением зоны резания маслом или струей воздуха (охлаждение водой обрабатываемых изделий из магния и его сплавов не допускается).

3.Исключают возможность искрообразования (кожухи станков, воздуховоды выполняют из материалов, при ударах о которые не происходит образование искр).

204

4.Пыль, образующуюся при обработке, удаляют с помощью специальной вентиляционной системы, элементы которой выполняются из материалов, не образующих искр.

5.Перед поступлением в вентилятор воздух очищают от взрывоопасной пыли в специальных фильтрах.

6.Систематически проводят уборку помещений от пыли, протирку оборудования.

7.Применяют электрооборудование во взрывозащищенном исполнении. Для тушения горящего магния необходимо применять порошки спе-

циальных флюсов. Необходимо учитывать, что в атмосфере азота и аргона магний горит.

Цирконий при обычной температуре не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами, но при горении разлагает воду. Взвешенная в воздухе пыль циркония взрывоопасна, а осевшая – пожароопасна.

Титан в обычных условиях не опасен, но при повышенных температурах и особенно в виде тонкой стружки и в порошкообразном состоянии легко соединяется с кислородом, галогенами, серой и другими элементами. В присутствии масел титановая пыль может самовозгораться. Взвешенная

ввоздухе пыль титана взрывоопасна. Поэтому противопожарная защита процесса механической обработки титана и циркония и их сплавов должна быть направлена в первую очередь на предотвращение образования взрывопожароопасной пыли, ее удаление и поглощение.

Процессы механической обработки часто сопровождаются применением различных способов пайки, сварки и резки металлов, пожарная опасность которых заключается в появлении высококалорийных источников зажигания, горючих газов (ацетилена, водорода, пропан-бутановых смесей), ЛВЖ, приборов и баллонов, работающих под высоким давлением, и т. п. Из всех видов электросварки наименее пожароопасной является сварка под флюсом, так как в этом случае электрическая дуга закрыта и разбрызгивание расплавленного металла и шлаков практически не происходит. При других способах электросварки и резки металлов пожарная опасность повышается из-за разлета искр, брызг расплавленного металла и шлака.

Основные мероприятия противопожарной защиты при проведении огневых и сварочных работ:

обеспечение надежной защиты всего электросварочного оборудования и особенно токопроводящих проводов от механических повреждений;

обеспечение мест проведения огневых работ достаточным количеством средств пожаротушения;

защита газового оборудования (ацетиленовых, пропановых, кислородных баллонов, газификаторов, ацетиленовых генераторов) от проскока

вних пламени со стороны горелки, а также от искр;

защита газовых баллонов от механических повреждений, температурных воздействий, коррозии;

205

заполнение свободного пространства в ацетиленовых установках,

вкотором могут образоваться ВОК, водой;

исключение возможности распространения пламени от горелки в генераторы путем установки гидравлических предохранительных затворов.

Категорически запрещается:

отогревать редукторы и штуцеры с помощью пламени сварочной горелки (для этих целей следует использовать горячую воду или пар);

применять открытый огонь для контроля неплотностей в редукторе или на вентиле баллона (проверку производят с помощью мыльной пены).

15.2.Пожарная опасность и противопожарная защита процессов переработки твердых горючих веществ

Твердые горючие вещества (зерно, краска, сера, уголь и др.) подвергают измельчению. Машины для измельчения делятся на дробилки (для крупного и среднего измельчения) и мельницы (для мелкого и тонкого измельчения, а также размола).

Крупное измельчение осуществляют в щековых и конусных дробилках. Для среднего и мелкого измельчения применяют валковые, молотковые дробилки и мельницы, а также дезинтеграторы и дисмембраторы. Мелкое и тонкое измельчение производится в шаровых мельницах, размол – в вибрационных коллоидных мельницах. Во всех названных видах машин измельчение материалов осуществляется путем раздавливания, раскалывания, истирания и удара. В большинстве случаев эти виды воздействия на материал используются комбинированно. При этом обычно основное значение имеет один из них, что обусловлено конструкцией машины.

Все машины для дробления и измельчения имеют корпус, в который поступает обрабатываемый материал, и рабочие органы (щеки, валки, молотки, шары, ролики, диски и т. д.), с помощью которых происходит измельчение материала.

Процессы сухого измельчения горючих материалов веществ представляют значительную пожарную опасность, поскольку сопровождаются увеличением поверхности твердого вещества, что повышает его реакционную способность. При этом происходит образование взрывоопасной пыли. В процессе измельчения постоянно имеется две горючие системы: аэрогель и аэрозоль.

Мельницы и другие машины, предназначенные для измельчения твердых материалов, имеют укрытия, концентрация пыли в которых в разные периоды их работы может быть различной: от нулевого значения до значений, превышающих верхний концентрационный предел распространения пламени. Внутри работающих молотковых, шаровых, стержневых и вальцовых мельниц, дезинтеграторов и дисмембраторов концентрация пыли

206

достигает высоких значений, часто выше верхнего предела распространения пламени, и в этот период является невзрывоопасной. При остановке машин пыль оседает, концентрация ее снижается, входит в область воспламенения, а затем становится ниже нижнего предела распространения пламени. При пуске машин в работу осевшая пыль взвихряется, концентрация ее быстро растет и становится взрывоопасной. Таким образом, повышенная опасность взрыва пыли в дробилках и мельницах возникает при их пуске и остановке, а также в случае недогрузки машин сырьем.

Выделяющаяся из мельниц в производственные помещения пыль постепенно оседает на оборудовании, элементах здания и образует легкогорючую среду (аэрогель), способную воспламениться даже от малокалорийного источника тепла. Опасность аэрогеля состоит также и в том, что он способен легко переходить во взрывоопасный аэрозоль. Пыли многих горючих веществ и материалов способны самовозгораться, что часто является причиной взрывов.

Источники зажигания пыли в машинах для измельчения:

искры удара и трения, возникающие при попадании в машины камней или металлических предметов вместе с сырьем, при соударении металлических частей машины друг о друга;

детали машин, нагретые в результате трения;

разряды статического электричества.

Основные мероприятия противопожарной защиты при проведении процессов измельчения:

используют «мокрые» способы измельчения;

предотвращают выход пыли из машин в производственные помещения путем полного или частичного укрытия агрегатов, устройства местных отсосов, а также снижения давления внутри машин;

применяют магнитные уловители и сепараторы для исключения попадания в барабаны камней и металлических предметов;

заземляют машины в целях исключения образования опасных зарядов статического электричества;

производят увлажнение сырья;

исключают возможность самовозгорания пыли, не допускают образования отложений пыли в дробилках и мельницах;

контролируют температуру подшипников;

защищают оборудование взрывными мембранными клапанами;

флегматизируют размольные установки азотом, углекислым газом;

особо опасные материалы измельчают совместно с негорючими веществами (мелом, известью и др.);

производят отсос запыленного воздуха из-под укрытий машин и из производственных помещений.

207

Запыленный воздух перед сбросом в атмосферу проходит систему улавливания пыли, в которой происходит разделение пылевоздушной смеси с выделением твердой фазы. Для очистки воздуха от пыли используются пылеосадительные камеры, циклоны, рукавные фильтры. В процессе работы в этих аппаратах возможно образование взрывоопасных концентраций. Источниками зажигания могут быть искры, занесенные с пылевоздушной смесью, самовозгоревшаяся осевшая пыль или разряды статического электричества. Поэтому циклоны устанавливают на открытых площадках, защищают взрывными мембранными клапанами и применяют снаружи теплоизоляцию, чтобы не допустить конденсации влаги на стенках и налипания пыли.

Важной мерой обеспечения противопожарной защиты производственных помещений, в которых производится обработка и переработка твердых горючих веществ и материалов, является регулярная уборка пыли.

15.3. Пожарная опасность и противопожарная защита процессов механической обработки древесины и пластмасс

В процессе механической обработки древесины (пиления, строгания, фрезерования, точения, шлифовки и др.) выделяется значительное количество пыли и мелкой стружки, которые более пожароопасны, чем компактная древесина. Древесная пыль, образующаяся при работе станков, особенно шлифовальных, способна образовать взрывоопасные смеси с воздухом.

Источниками зажигания в деревообрабатывающих цехах могут быть: электрические искры (при неисправности электрооборудования, электросетей и изоляции), открытый огонь (нарушения противопожарного режима), теплота трения (плохая смазка вращающихся частей, перегрузка и перекос пил, распиловка твердых пород и т. д.), фрикционные искры (попадание металлических тел), самовозгорание опилок в смеси с маслами, применяемыми для смазки оборудования.

Загроможденность цехов лесоматериалом, готовыми изделиями, стружкой и наличие пыли создают условия для возникновения и быстрого распространения пожара. Для отсоса опилок и стружки от станков используют местные отсосы и пневмотранспорт, которые могут способствовать быстрому распространению пожара, так как связывают отдельные станки (при помощи трубопроводов) в единую систему.

Противопожарная защита процессов механической обработки древесины:

непрерывное удаление от станков опилок, стружки, пыли и прочих отходов с применением местных отсосов и систем пневмотранспорта (для предотвращения осаждения отходов в воздуховодах скорость движения воздуха при отсосе определяют расчетом, но не менее 15 м/с);

208

регулярная очистка помещений и оборудования от пыли, уборка стружки, опилок и промасленных обтирочных материалов;

строгое соблюдение противопожарного режима в цехах (запрещение курения, использования открытого огня, проведения огневых ремонтных работ);

постоянный контроль за исправностью электрооборудования

иэлектропроводки;

не допускается перегрузка станков и электродвигателей;

контроль температуры подшипников и обеспечение качественной смазки.

Помимо вышеперечисленных мер следует использовать хорошо заточенный режущий инструмент, предусмотренный технологической картой; не пропускать в обработку древесину, в которой есть гвозди и иные металлические включения; в системах пневмотранспорта применять вентиляторы из искробезопасных материалов; вентиляционные каналы оборудовать автоматическими закрывающимися заслонками и задвижками; задвижки

смеханическим приводом устраивать на отводах после пылеприемников; применять циклоны для очистки воздуха от пыли и опилок, которые устанавливают вне деревообрабатывающих цехов. Если древесные отходы направляются на сжигание, циклоны устанавливают вблизи котельных и отходы из них вначале подают в промежуточный бункер и только потом в топку.

Изделия из пластмасс обычно изготавливают литьем под давлением или прессованием (формованием). Прессованные изделия по линиям разъема пресс-форм имеют грат, а в отверстиях пленку. Механическая обработка изделий из пластмасс в основном заключается в удалении грата

ипленки. В случае, если получение отверстий на изделии затруднено, отверстия высверливаются. Если методом прессования или литья под давлением нельзя выдержать размеры изделий с необходимыми допусками, изготавливают изделия с припуском, который затем удаляют механической обработкой. В местах механической обработки изделия теряют глянец

истановятся шероховатыми, поэтому их шлифуют и полируют. Изделия из пластмасс обрабатывают ленточными и дисковыми пилами, вырубают на штампах, а также фрезеруют и сверлят соответствующими инструментами.

Пожарная опасность процессов механической обработки пластмасс обусловлена:

горючестью обрабатываемых материалов, которые могут воспламеняться при обработке;

образованием значительного количества пожаровзрывоопасных отходов (пыли, опилок, стружки);

появлением в процессе обработки источников зажигания (см. п. 15.1);

209

возможностью быстрого распространения пожара по разветвленным системам местных отсосов и пневмотранспорта для удаления отходов от станков.

Противопожарная защита процессов механической обработки пластмасс заключается в следующем:

обеспечение непрерывного удаления стружки и пыли от станков

сприменением местных отсосов (не допускается образование пыли на рабочих поверхностях станков и в системах отсоса);

регулярная уборка помещений и оборудования от пыли, стружки, опилок;

соблюдение режимов резания (обработка производится острым штатным инструментом при установленной скорости резания и подаче);

контроль исправности работы системы охлаждения станков;

контроль исправности электрооборудования (не допускается перегрузка станков и электродвигателей) и температуры подшипников;

контроль эффективности работы систем вентиляции.

Контрольные вопросы

1.Чем обусловлена пожарная опасность обработки металлов?

2.Перечислите основные факторы, влияющие на степень разогрева обрабатываемого металла.

3.Назовите горючие материалы, которые могут находиться в цехах холодной обработки металлов.

4.Как влияет на пожарную опасность наличие индустриального масла

вцехах холодной обработки металлов?

5.Для чего предназначена смазка на металле, поступающем на механическую обработку?

6.Чем обусловлена необходимость применения воды в системе охлаждения станков?

7.Что образуется при взаимодействии магния с водой и чем это опас-

но?

8.Какие вещества можно использовать для тушения магния?

9.Является ли атмосфера азота и аргона для магния инертной?

10.Оказывает ли влияние скорость резания и правильность заточки инструмента на пожарную опасность процессов механической обработки пластмасс и древесины?

11.Назовите основные способы и технические решения по обеспечению пожарной безопасности при проведении огневых ремонтных работ

вцехах холодной обработки металлов.

12.Какие устройства применяются для исключения проскока пламени

вгенераторы?

210