5. Взрывопожаробезопасность. Пожарная профилактика

5.1. Взрывопожароопасность веществ и материалов

Все многообразие веществ и материалов, которые нас окружают, 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, (5.1)

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).

Интенсивность и скорость горения веществ III группы зависит от природы вещества, агрегатного состояния, параметров окружающей среды, наличия примесей. Количественно интенсивность горения можно оценить с помощью количественных показателей, среди которых приоритетными являются температуры вспышки (t_всп), воспламенения (t_восп), самовоспламенения (t_св), нижний (_н) и верхний (_в) концентрационные и температурные (Т_н, Т_в) пределы распространения пламени.

Температура вспышки (t_всп) – 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 (ЛВЖ) с t_всп  61^оС и горючие жидкости (ГЖ) с t_всп  61^оС. ЛВЖ при стандартных условиях (Р=1атм, t=298К) взрывопожароопасны, ГЖ – пожароопасны.

Температура воспламенения (t_восп) – минимальная 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.

Степень опасности газо-, паро- и пылевоздушных смесей можно оценить по показателям - нижнему (_н) и верхнему (_в) концентрационным пределам распространения пламени. 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.

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. Область концентраций между _н и _в называется диапазоном воспламенения. Чем ниже _н и шире диапазон воспламенения, тем опаснее вещество.

Температура самовоспламенения (t_св) – минимальная температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением. Температура самовоспламенения характеризует степень пожароопасности горючих веществ в различных агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом (в виде аэрозоля и в виде аэрогеля – осевшая пыль). Чем меньше t_св, тем опаснее вещество. В зависимости от температуры самовоспламенения взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом подразделяются на шесть групп, приведенных в табл.5.1.

Таблица 5.1

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

Все горючие вещества делятся на взрывопожароопасные и пожароопасные.

К взрывопожароопасным относятся:

• все горючие газы;

• легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) – жидкости с температурой вспышки t_всп 61^оС;

• аэрозоли – взвесь горючих пылей с воздухом, нижний концентрационный предел распространения пламени для которых _н 65 г/м³.

В свою очередь взрывопожароопасные вещества по степени опасности делятся на следующие группы:

• особо опасные горючие газы с _н  10 об.%;

• опасные горючие газы с _н  10 об.%;

• особо опасные ЛВЖ с t_всп  -18^оС;

• постоянно опасные ЛВЖ с -18 t_всп 23^оС;

• ЛВЖ опасные при повышенных температурах окружающей среды

с 23 t_всп 61^оС;

• особо опасные аэрозоли с _н  15 г/м³;

• опасные аэрозоли при 15 _н 65 г/м³.

К пожароопасным относятся:

• горючие жидкости - жидкости с температурой вспышки t_всп 61^оС;

• аэрозоли с _н 65 г/м³;

• особо пожароопасные аэрогели (осевшая пыль) с t_св 250^оС;

• пожароопасные аэрогели с t_св 250^оС;

• твердые горючие вещества, не образующие аэрозоль.

Оценить степень взрывопожарной или пожарной опасности веществ можно по значениям вышеперечисленных показателей (t_всп, t_восп, t_св, _н, _в, _н^t, _в^t), которые определяют экспериментально на стандартизированных установках по специальным методикам и приводят в справочниках [23]. Ориентировочно их можно рассчитать на основании физико-химических свойств вещества по формулам, приведенным ниже.