Пожаровзрывоопасность

Пожаровзрывоопасность

Этапы возникновения  горения

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества теплоты и свечением.

Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания.

Горение бывает полное и неполное. Полное горение протекает при достаточном количестве кислорода (не менее 14 %), в результате чего образуются вещества, неспособные к длительному окислению (диоксид углерода, вода, азот и др.)

При недостаточном содержании кислорода (менее 10 %) происходит неполное беспламенное горение (тление), сопровождающееся образованием токсичных и горючих продуктов (спиртов, кетонов, угарного газа и т. п.).

Горение может быть диффузионное и кинетическое. Если кислород проникает в зону горения вследствие диффузии, то оно называется диффузионным. Кинетическое горение возникает при предварительном перемешивании горючего газа с воздухом.

Различают также гомогенное горение веществ одинакового агрегатного состояния (чаще всего газообразного) и гетерогенное горение горючих веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях. Этот вид горения одновременно является диффузионным.

Разные горючие вещества могут сгорать быстрее или  медленнее. Скорость горения характеризуется количеством горючего вещества, сгорающего в единицу времени с единицы площади.

В зависимости  от скорости распространения пламени горение делят на:

- дефлаграционное - несколько метров в секунду,

- взрывное - десятки метров в секунду,

- детонационное - тысячи метров в секунду.

Пожары характеризуются дефлаграционным горением.

Процесс возникновения горения имеет несколько этапов:

• вспышка — быстрое сгорание горючей смеси без образования сжатых газов;
• возгорание — возникновение горения под действием источника загорания;
• воспламенение — возгорание с появлением пламени;
• самовозгорание — явление резкого увеличения скорости экзотермической реакции, приводящей к возникновению горения при отсутствии источника загорания;
• самовоспламенение - самовозгорание с появлением пламени.
• Взрыв

Характеристика  ЧС с использованием взрычатых веществ.

Взрывчатые  вещества — это химические соединения или смеси, способные к быстрому химическому превращению с образованием сильно нагретых газов, которые из-за расширения и огромного давления способны произвести механическую работу. 

Взрывчатые  вещества можно разделить на группы:

□ инициирующие, которые обладают огромной чувствительностью к внешним воздействиям (удар, накол, нагрев) и используются для подрыва основного заряда ВВ;

□ бризантные — менее чувствительные к внешним воздействиям. Они имеют повышенную мощность, подрываются в ре-зультате детонации;

□ метательные — это пороха, основной формой химического превращения которых является горение. Могут применяться при подрывных работах.

Характеристики  взрывчатых веществ:

• чувствительность к внешним воздействиям (удар, свет, на- 
  кол);
• теплота превращения при взрыве;
• скорость детонации;
• бризантность (мощность), которая зависит от скорости детонации;

□ фугасность (работоспособность).

В очаге взрыва  можно выделить три сферические зоны:

Зона I — зона детонационной волны. Находится в пределах облака взрыва. В пределах зоны I избыточное давление можно считать постоянным и равным 1700 кПа.

Зона II — зона действия продуктов взрыва, которая охватывает всю площадь разлета продуктов взрыва в результате ее детонации. Радиус зоны II в 1,7 раза больше радиуса зоны I, то есть 
R₂= 1,7R,, а избыточное давление по мере удаления уменьшается  до 300 кПа. 

Зона III — зона Действия УВВ. Здесь формируется фронт УВВ. Величина избыточного давления определяется по графику или по формуле.

Ударная воздушная волна (УВВ) — наиболее мощный поражающий фактор при взрыве. Она образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в центре взрыва, что приводит к возникновению здесь огромной температуры и давления. Раскаленные продукты взрыва при стремительном расширении производят резкий

Осколочные  поля возникают в результате воздействия ударной волны и последующего разрушения зданий, сооружений и различного оборудования. Этот фактор поражения взрывов представляет особую опасность для незащищенных людей, косвенно поражая их после воздействия ударной волны.

Пожар — это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.

Пожары по своим масштабам и интенсивностям подразделяются на следующие виды:

Отдельный пожар – это пожар, возникший в отдельном здании или сооружении;

Сплошной пожар – характеризуется одновременным интенсивным горением преобладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройке (более 50 %);

Массовый пожар – образуется при наличии на местности совокупности отдельных и сплошных пожаров;

Огневой шторм – особая форма распространяющего сплошного пожара, в котором наблюдаются восходящие потоки продуктов сгорания и нагретого воздуха, а также приток со всех сторон к границам пожара значительного количества свежего воздуха (ветер со скоростью не менее 14 м/с).

Пожары  характеризуются следующими параметрами:

- продолжительностью пожара – временем с момента его возникновения до полного прекращения горения;

- площадью пожара – площадью проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость;

- зоной горения – частью пространства, в котором происходит горения и подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, тление, разложение). Основной характеристикой зоны горения является температура, развивающаяся в ней.

- зоной теплового воздействия – частью пространства, примыкающего к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нем людей без специальной тепловой защиты.

- зоной задымления – частью пространства, прилегающего к зоне горения и заполненного дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действие пожарных подразделений.

Пожар распространяется в сторону  всего фронта.

Фронт сплошного  пожара – это граница пожара, по которой огонь распространяется с наибольшей скоростью.

С учетом эффекта тушения  различают следующие стадии развития пожара:

I стадия – свободного развития пожара,  продолжительность до 10 минут, линейная скорость распространения пламени принимается равной 50 % от ее максимального значения для данной категории объектов;

II  стадия –свободного развития пожара, с момента времени более 10 мин она принимается равной своему максимальному значению;

III стадия – локализации пожара,  характеризуется началом введения первых стволов на тушение пожара, в результате чего скорость распространения пожара уменьшается и принимается равной половине распространения пламени; 

IV стадия – ликвидация горения.

Рассмотренные выше параметры  пожаров и определяют поражающие факторы пожаров:

- Непосредственное воздействие  огня в зоне горения на горящие  предметы (горение), негорючие вещества  и людей.

В зависимости от величины теплового импульса в этой зоне могут  воспламеняться различные материалы.

Стальные конструкции  при температуре 650 ⁰С теряют несущую способность, деформируются, изменяются их физические и химические свойства, а при температуре 1400-1500 ⁰С – плавятся.

- Воздействие высоких  температур (тепловое воздействие)  на предметы, объекты и людей  за счет теплового излучения. 

Для характеристики теплового  излучения используются понятия  «интенсивность теплового воздействия».

- Интенсивность теплового воздействия -  мощность лучистого потока, приходящаяся на единицу облучаемой поверхности.

-Воздействие  токсического  задымления на людей в зоне  задымления.

Основные показатели пожаро- и взрывоопасности:

Температура вспышки — самая низкая в условиях специальных испытаний температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) - жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления зажигания и имеющая температуру вспышки не выше 61°C в закрытом тигле или 66 °С в открытом тигле.

Горючая жидкость (ГЖ) — жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки выше 61 °С в закрытом тигле или 66 °С в открытом тигле.

Горючий газ (ГГ) — газ, способный образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах выше 55 °С.

Температурой  воспламенения называют температуру горючего вещества, при которой из него выделяются горючие газы и пары со скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура самовоспламенения — самая низкая температура, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции при отсутствии источника загорания, что заканчивается устойчивым горением.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое превращение, 
сопровождающееся выделением энергии и образованием 
сжатых газов, способных произвести механическую работу.

Взрывоопасное вещество (ВВ) — вещество, способное к взрыву или детонации без участия кислорода воздуха.

Нижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ)  минимальная концентрация горючего вещества, при котором оно способно загораться и распространять пламя.

Верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПВ) - наибольшая концентрация, при которой еще возможно горения.

Смеси некоторых видов  пыли с воздухом взрывоопасны. По степени  взрывной опасности всю пыль делят на четыре класса:

I — наиболее взрывоопасные пыли с НКПВ  до 15 г/м³  (пыли крахмала, пшеничной муки, серы, торфа и др.);

II — взрывоопасные пыли с НКПВ от 16 до 65 г/м³ (древесной муки, каменного угля, сахара, сена, сланца и др.);

III — пожароопасные пыли с НКПВ выше 65 г/м³ и температурой воспламенения  до 250 °С

IV — пожароопасные пыли с НКПВ выше 65 г/м³ и температурой воспламенения более 250 °С.

Верхние концентрационные пределы взрываемости пыли достаточно велики, и достичь их в производственных помещениях практически невозможно.

СРЕДСТВА И  МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ.

Существует два метода оценки пожаровзрывоопасности объектов

Вероятностный метод - основан на концепции допустимого риска и предусматривает недопущение воздействия на людей ОФП с вероятностью, превышающей нормативную.

Детерминированный характер - устанавливается методика и порядок определения категорий помещений и зданий производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности.

В зависимости от категории  назначаются нормативные требования по планировке и застройке, этажности, выбору строительных конструкций и  строительного оборудования.

Категории помещений по взрывопожароопасности установлены в зависимости от характеристики веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении:

А   (взрывопожароопасное) -  присутствуют горючие газы, ЛВЖ с температурой не более 28 ^оС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасвые паро-воздушные смеси, при воспламенемаи которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5  кПа.

Б (взрывопожароопасное) - Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с Т > 28 ^оС, ГЖ в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пыли или паровоздушные смеси при восвламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5  кПа.

В (пожароопасное) -  ЛВЖ, ГЖ и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся в наличии или обращаются, не относятся к категории А или В