|
Скачать 1.69 Mb.
|
Обозначение трубопроводов
33. ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ Условия горения ^ Огнеопасность материалов Огнеопасность строений Статическое электричество
В условиях производства основными причинами пожаров является: неосторожное обращение с огнем, неисправность электрооборудования, неисправность дымоходов и печей, самовозгорание, прочее.
Горение – это самоускоряющийся химический процесс, при котором выделяются тепло и свет. Для процесса горения необходимы три фактора: горючее вещество, окислитель (О2, Cl2, NO-NO2, Br2, S2) и импульс (открытый, скрытый). К горючим веществам относятся 1) твердые горючие вещества: - содержащие целлюлозу (дерево, текстильные материалы) - топливо (нефть, каменный уголь, торф) - продукты питания (зерно, мука, масла-жиры) - химические вещества Na, K, S 2) жидкости: горючее промышленное сырье, например, спирт 3) газы: ацетилен, водород, аммиак, пропан – бутан 4 ![]() 5) пыль (частицы твердого вещества в воздухе) взрывоопасные 6) смеси газов с воздухом 4-6 при определенных концентрациях могут стать взрывоопасными. Окислитель Обычно окислителем является кислород, горение может происходить также с Cl2, NO-NO2, Br2, парами серы или за счет входящего в состав горючего вещества кислорода О2 (взрывчатые вещества, порох) или при соприкосновении с веществом, которое содержит кислород (KMnO4, HNO3, Бертолетова соль и т.д.), из них при комнатной температуре выделяется атомарный кислород. При горении в воздухе концентрация должна быть 14-15%, при значении ниже этого горение прекращается. C2H2, C2H4, H2, H2S горят при более низком содержании кислорода. Импульс ожидает для возгорания нужную температуру. Импульс может быть открытым (пламя, искра, тлеющее тело, световое излучение) или скрытым (тепло химической реакции, тепло, выделяющееся при микробиологических процессах и т.д.) Горение происходит с пламенем или без него. Без пламени горят вещества с большим содержанием углерода (сажа, кокс, древесный уголь). Большинство горючих веществ горит с пламенем. При их горении возникает достаточное количество газообразных продуктов. Однородное горение означает, что горящие вещества находятся в одном агрегатном состоянии. Неоднородное горение означает, что горящие вещества находятся в различных агрегатных состояниях. ^ вещества – это температура газообразных продуктов горения. Различают теоретическую и действительную температуру горения. Теоретическая температура выше (например, у древесины равняется 1600 0С), она достигла бы этого значения, если бы все тепло, выделяемое при горении, пошло бы на повышение температуры горящих продуктов; однако существуют потери тепловой энергии во внешнюю среду и поэтому горящие продукты достигают только действительной температуры горения (для дерева 1000 0С). Температура воспламенения - это самая низкая температура, начиная с которой вещество загорается под действием импульса и горение продолжается после удаления источника зажигания. ^ – это температура, при которой вещество загорается без источника зажигания. Самовозгорание возникает в веществе в результате экзотермических (связанных с выделением тепла) процессов. Если условия внутренних экзотермических процессов благоприятны, то температура вещества может подняться до температуры самовозгорания, затем начинается горение. Огнеопасными являются вещества с низкой температурой самовозгорания. Самовозгоранию предшествует самонагревание. ^ , или температура взрыва, характеризует легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, также и твердые вещества. Точка воспламенения – это самая низкая температура, при которой вещество и смесь воздуха зажигается под действием источника зажигания на один момент. За точкой воспламенения не следует продолжительного горения паров жидкости, так как скорость испарения жидкости и выделяющееся при горении количество тепла недостаточны для обеспечения постоянного процесса горения. Точка воспламенения может быть также и у твердых веществ. Нагревшиеся до определенной температуры продукты распада вещества – газы, пары – могут также как и пары жидкости загореться при соприкосновении с огнем на один момент, но постоянного горения за этим не последует. По точке воспламенения определяют, с каким веществом имеем дело – с легковоспламеняющимся или горючим.
Взрыв – это очень быстрый процесс преобразования веществ, в котором выделяется энергия, и возникают сжатые газы, которые могут делать работу (в физическом смысле). Это имеет место в определенных промежутках концентрации. Минимальная концентрация в воздухе газа, пара или пыли, при которой может произойти взрыв, называется нижним пределом взрывоопасной концентрации данной смеси. Максимальное содержание в воздухе газа, пара или пыли, при котором данная смесь способна взорваться под влиянием источника зажигания, называется верхним пределом взрывоопасной концентрации. У пыли верхний предел может отсутствовать. Ниже и выше предела взрывоопасности смесь взрывоопасна. Предел взрывоопасности можно изменить:
Скорость взрывной волны при взрыве 10-100 м/сек, когда же скорость достигает 100-500 м/сек, то такой взрыв называется детонацией. У взрывоопасных смесей различают верхний и нижний предел взрывоопасности, для жидкостей он связан с температурой, так как над жидкостью всегда имеется фаза испарения, состав которой зависит от температуры. Пределы взрывоопасности для газов и жидкостей даются в процентах от объема, для пыли в г/м3 (1 грамм вещества на 1 см3 воздуха). На практике определение пределов в закрытых емкостях (резервуарах, танкерах) затруднено. В этих случаях для оценки взрывоопасной концентрации паров жидкости используют температуру жидкости. Горение твердых веществ По характеру горения вещества распределяются следующим образом:
Твердые самовозгорающиеся химические вещества:
NaH, KH, CaH2 CaC2 + H2O = C2H2 Ca3P2 силаны Mg2Si, Fe2Si и др.
KMnO4 в смеси с глицероном, нитратом аммония или с этиленглюколем; хлориды в смеси с сахаром, серой, фосфором и другими веществами; перхлориды, селитры в смеси с органическими веществами; хромокислый ангидрид при соприкосновении с метиловым и этиловым спиртами и с уксусной кислотой; окись свинца в сероводородной среде самонагревается до накаленного состояния и H2S загорается; хлорная известь при хранении в деревянном сосуде может вызвать самовозгорание дерева во влажном и богатом СО2 воздухе. ^ Газы делятся следующим образом:
В таблице 27 приведены пределы взрывоопасности некоторых газов. Таблице 27 Пределы взрывоопасности газов
Таким образом, самые широкие пределы взрывоопасности у водорода и ацетилена, их можно считать самыми взрывоопасными газами. Водород очень легкий, поэтому улетучивается, но взрывоопасность ацетилена вполне реальна. Пример В пятницу вечером шестеро студентов пошли в деревянную ремонтную мастерскую, чтобы с помощью газосварочного агрегата вырезать из металла эмблему. Вырезание эмблемы происходило вблизи от двери помещения электриков. В помещении электриков оказался открытым вентиль баллона, и из-за поврежденных шлангов возникла взрывоопасная смесь, которая через дверь попала в помещение и взорвалась от искры. Стены задрожали, и панели крыши провалились вниз. Три человека получили смертельные повреждения, трое остались живы. Поэтому использование открытых ацетиленовых генераторов запрещено. Для обеспечения безопасности ацетиленовых баллонов их заполняют пористым материалом – деревянным углем, который увеличивает поверхность и уменьшает возможность взрыва, кроме того, ацетиленовые баллоны заполняют ацетоном, в котором ацетилен растворяется. Самовозгорающимися газами являются: бор-водород В4Н10, бром-ацетилен С2НВr, сурьма-водород SbH3, окись хлора Cl2O, кремний-водород SiH4, Cl2 в водородной среде. ^ Так как давление паров жидкостей связано с их температурой, то в таблице 28 даны как концентрации, так и соответствующие им температуры. ^
Самовозгорающимися жидкостями являются растительные масла, жир морских животных и рыбий жир могут самовозгораться при соприкосновении с воздухом. Чем больше йодное число, тем больше возможность самовозгорания: Масло льняного семени (йодное число 192), Рыбий жир (йодное число 160-180), Подсолнечное масло (йодное число 127-136) Минеральные масла не являются самовозгорающимися. Самовозгорающиеся жидкости, которые при соприкосновении с определенными твердыми веществами или с другими жидкостями, зажигаются, это например, скипидар + Н2SO4 или HNO3; метиловый спирт, этиловый спирт, уксусная кислота и др. + Na2O2. Особую группу составляют жидкости, которые взрываются от удара или трения, например марганцевая кислота, концентрированная или загрязненная пылью перекись. |