Показники пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів

Важливе значення для визначення рівня пожежної безпеки і вибору засобів та заходів профілактики і гасіння пожежі мають пожежовибухонебезпечні властивості речовин і матеріалів.

Пожежовибухонебезпека речовин та матеріалів − це сукупність властивостей, які характеризують їх схильність до виникнення й поширення горіння, особливості горіння і здатність піддаватись гасінню загорянь.

За цими показниками виділяють три групи горючості матеріалів і речовин: негорючі, важкогорючі та горючі.

Негорючі (неспалимі) − речовини та матеріали, нездатні до горіння чи обвуглювання у повітрі під впливом вогню або високої температури. Це матеріали мінерального походження та виготовлені на їх основі матеріали: червона цегла, силікатна цегла, бетон, камінь, азбест, мінеральна вата, азбестовий цемент та інші матеріали, а також більшість металів. При цьому негорючі речовини можуть бути пожежонебезпечними, наприклад, речовини, що виділяють горючі продукти при взаємодії з водою.

Важкогорючі (важко спалимі) − речовини та матеріали, що здатні спалахувати, тліти чи обвуглюватись у повітрі від джерела запалювання, але нездатні самостійно горіти чи обвуглюватись після його видалення (матеріали, що містять спалимі та неспалимі компоненти, наприклад, деревина при глибокому просочуванні антипіренами, фіброліт і т. ін.);

Горючі (спалимі) − речовини та матеріали, то здатні самозайматися, а також спалахувати, тліти чи обвуглюватися від джерела запалювання та самостійно горіти після його видалення. У свою чергу, у групі горючих речовин та матеріалів виділяють легкозаймисті речовини та матеріали − це речовини та матеріали, що здатні займатися від короткочасної (до 30 с) дії джерела запалювання низької енергії. З точки зору пожежної безпеки, вирішальне значення мають показники пожежо- вибухонебезпечних властивостей горючих речовин і матеріалів. ГОСТ 12.1,044-89 передбачає більше 20 таких показників. Необхідний і достатній для оцінки пожежовибухонебезпеки конкретного об'єкта перелік цих показників залежить від агрегатного стану речовини, виду горіння (гомогенне чи гетерогенне) і визначаються фахівцями.

Температура спалаху − не найменша температура речовини, за якої в умовах спеціальних випробувань над її поверхнею утворюється пара або гази, то здатні спалахувати від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще недостатня для стійкого горіння, тобто має місце тільки спалахшвидке згоряння горючої суміші, що не супроводжується утворенням стиснутих газів.

Температура займання використовується при визначенні групи горючості речовин, при оцінці пожежної небезпеки устаткування та технологічних процесів, пов'язаних із переробкою горючих речовин, при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки.

Температура самозаймання − це найменша температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних об'ємних реакцій, що призводить до виникнення полум'яного горіння або вибуху за відсутності зовнішнього джерела полум’я.

Температура самозаймання речовини залежить від ряду факторів і змінюється у широких межах (об’єм та геометрична форма горючої суміші). Із збільшенням об’єму горючої суміші при незмінній її формі температура самозаймання зменшується, тому що зменшується площа тепловіддачі на одиницю об’єму речовини та створюються більш сприятливі умови для накопичення тепла у горючій суміші. При зменшенні об’єму горючої суміші температура її самозаймання підвищується.

Для кожної горючої суміші існує критичний об'єм, у якому самозаймання не відбувається внаслідок того, що площа тепловіддачі, яка припадає на одиницю об'єму горючої суміші, настільки велика, що швидкість теплоутворення за рахунок реакції окислення навіть при дуже високих температурах не може перевищити швидкості тепловіддачі. Ця властивість горючих сумішей використовується при створенні перешкод для розповсюдження полум'я. Значення температури самозаймання використовується для вибору типу вибухозахищеного електроустаткування, при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів, а також при розробці стандартів або технічних умов на речовини та матеріали.

НКМПП та ВКМПП − відповідно нижня і верхня концентраційні межі поширення полум'я − це мінімальна та максимальна об'ємна (масова) частка горючої речовини у суміші з даним окислювачем, при яких можливе займання (самозаймання) суміші від джерела запалювання з наступним поширенням полум’я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання.

Залежно від значення НКМ поширення полум'я пил поділяється на вибухо-пожежонебезнечний. Призначенні ПКМПП менше 65 г/м³ пило вибухонебезпечним (пил сірки, борошна, цукру), а при більших значеннях НКМПП − пожежонебезпечним (пил деревини, тютюну).

Значення КМПП використовуються під час розробки заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки об'єктів при розрахунку пожежовибухобезпечних режимів роботи технологічного устаткування, при оцінці аварійних ситуацій, пов'язаних з розливом горючих рідин, для розрахунку КМПП тощо. Безпечною, з точки зору ймовірності самозаймання газоповітряної суміші, прийнято вважати температуру на 10 °С меншу за нижню або на 15 °С вищу за верхню температурну межу поширення полум'я для даної речовини.

Тверді горючі речовиниу більшості випадків самі по собі у твердому стані не горять, а горять горючі леткі продукти їх розпаду під дією високих температур у суміші з повітрям − полум’єве горіння. Таким чином, горіння твердих речовин у більшості випадків пов'язане з переходом їх горючої складової в інший агрегатний стан − газовий. І тільки тверді горючі речовини з високим вмістом горючих речовин (антрацит, графіт і т. ін.) можуть горіти у твердому агрегатному стані-майже без полум'я.

Горючі гази горять в суміші з повітрям в концентраціях в межах НКМПП−ВКМШІ, і такі суміші, гази, загалом, створюють без агрегатних переходів речовин. Тому горючі гази мають більшу готовність до горіння, ніж тверді горючі речовини і спалимі рідини, с більш небезпечними з точки зору вибухопожежної безпеки, а відповідні їх властивості характеризуються тільки трьома показниками.

Самозаймання

Деякі речовини за певних умов мають здатність до самозаймання-без нагріву їх зовнішнім джерелом до І_стім. Виділяють три види самозаймання:

− теплове;

− хімічне;

− мікробіологічне.

Суть теплового самозаймання полягає у тому, що схильні до такого самозаймання речовини при їх нагріві до порівняно незначних температур (С0...80 ºС), за рахунок інтенсифікації процесів окислення і недостатнього тепловідводу саморозіґріваються, що в

свою чергу, призводить до самозаймання.

Суміші, що містять горючу речовину нижче НКМПП чи вище ВКМПП, горіти не можуть: у першому випадку − за недостатньої кількості горючої речовини, а в другому −

окислювача. Горючі пари й гази з НКМПП до 10% по об'єму повітря становлять особливу

Вибухонебезнеку.

До хімічного самозаймання схильні речовини, до складу яких входять ненасичені вуглеводні, які включають тільки вуглець і водень, за наявності подвійних і потрійних зв'язків між атомами вуглецю. Процес взаємодії потрійних та подвійних зв’язків з окисниками (кисень, галогени) супроводжується підвищенням температури речовини і інтенсивності її подальшого окиснення. За певних умов цей процес може завершуватись самозайманням. Хімічному самозайманню сприяє наявність у речовині сполук сірки.

Вугільний пил, з підвищеним вмістом сполук сірки, і тканини, просочені нафтопродуктами, до складу яких входять сполуки сірки, особливо небезпечні для самозаймання.

До мікробіологічного самозаймання смільні продукти рослинного походження-трава, подрібнена деревина, зерно тощо. За певних умов пологості і температурив рослинних продуктах виникає специфічний ниткопавутиноподібний білий грибок. Його життєдіяльність пов'язана з підвищенням температури. ІІри температурі 80...90 °С павутинний перетворюється в тонкопористий, схильний до подальшого самоокислення з підвищенням температури самозаймання. Необхідною умовою для розглянутих видів самозагоряння є наявність схильних до самозаймання речовин, окислювача і недостатній відвід супутнього процесам окислення тепла в навколишнє середовище.