Какие факторы не характеризуют взрывоопасность

Доклад: «Взрывоопасность производства и взрывозащита»

Цель доклада: повышение эффективности безопасности труда, а также пропаганды охраны труда; обеспечение безопасности производственного оборудования, процессов, зданий, сооружений, помещений, территории промышленного предприятия; нормализация санитарно-гигиенических условий труда; своевременное обеспечение работающих соответствующими условиями труда и качественными средствами индивидуальной защиты; оптимизация режимов труда и отдыха; улучшение лечебно-профилактического и санитарно-бытового обслуживания работающих.

Просмотр содержимого документа
«Доклад: «Взрывоопасность производства и взрывозащита»»

«Взрывоопасность производства и взрывозащита»

Цель доклада: повышение эффективности безопасности труда, а также пропаганды охраны труда; обеспечение безопасности производственного оборудования, процессов, зданий, сооружений, помещений, территории промышленного предприятия; нормализация санитарно-гигиенических условий труда; своевременное обеспечение работающих соответствующими условиями труда и качественными средствами индивидуальной защиты; оптимизация режимов труда и отдыха; улучшение лечебно-профилактического и санитарно-бытового обслуживания работающих.

Основные характеристики взрывоопасности химико-технологических процессов; показатели уровня разрушения промышленных аварий

Взрывобезопасность — состояние производственного процесса, при котором исключается возможность взрыва, или в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей вызываемых им опасных и вредных факторов и обеспечивается сохранение материальных ценностей.

Взрывоопасная смесь (ВЗОС) – смесь с воздухом при нормальных атмосферных условиях горючего газа, пара, тумана или горючей пыли, волокон, способная взрываться при возникновении источника зажигания.

Взрывоопасная среда — среда, которую образует взрывоопасная смесь.
Горючим газом, горючим паром, горючим туманом называется газ, пар горючей жидкости, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе, капли горючей жидкости (туман), которые в смеси с воздухом в определенной пропорции образуют взрывоопасную среду – газовую взрывоопасную среду.

Горючая пыль это дисперсная система, состоящая из твердых частиц (пыли, волокон) размером менее 850 микрон (или 0,85 мм), находящихся во взвешенном состоянии, которая в смеси с воздухом в определенной пропорции образует взрывоопасную среду. Такая среда называется пылевоздушной взрывоопасной средой.

Любая взрывчатая система характеризуется прежде всего наличием горючего и окислителя.

Одной из характеристик такой системы является концентрационный предел взрываемости, т.е. такая концентрация топлива в смеси, при которой еще возможно распространение взрывного горения.

Пределы взрываемости определяются физико-химическими свойствами горючей смеси, наличием в ней примесей, в том числе инертных разбавителей, и зависят от теплопроводности, теплоемкости, теплотворности, давления, температуры и т.д.

Различают верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПВ), аналог — верхний предел взрываемости (ВПВ), и нижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ), аналог — нижний предел взрываемости (НПВ).

Верхний и нижний концентрационные пределы – это максимальная и минимальная концентрация горючих газов, паров, пыли, волокон в воздухе, выше и ниже которых взрыва не произойдет даже при возникновении источника инициирования взрыва (источника зажигания).

Более взрывоопасными являются газопаропылевоздушные смеси с маленькими значениями нижнего концентрационного предела и более широким диапазоном пределов взрываемости, т.е. разницей между верхним и нижним концентрационным пределом.

Концентрацию в воздухе горючих газов и паров принято считать в процентах к объему воздуха, а концентрация пыли и волокон – в граммах на кубический метр воздуха.

Следует иметь в виду, что хотя смеси с концентрацией в них горючих веществ выше ВКПВ и не образуют взрывоопасной среды, необходимо считаться с их опасностью, т.к. до достижения своего верхнего предела концентрация должна пройти весь диапазон воспламенения.

Каково назначение вентиляции и как она классифицируется

Вентиляция — это замена воздуха в помещениях внешним чистым воздухом с целью создания благоприятного для здоровья людей среды.

На предприятиях вентиляция предназначена для удаления из торговых залов, производственных, складских и других помещений тепло-излишков, вредных газов, паров и пыли, а также подачи в них чистого воздуха и создания нужных микроклиматических условий.

Вентиляция подразделяется: по способу воздухообмена — на естественную, принудительную и смешанную; по характеру действия — на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную; по месту действия — на общеобменную и местную; по назначению — на рабочую и аварийную.

Для вентиляции газа обычно устанавливается воздуходув с диаметром 140 мм и имеется подрез внизу двери

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выведением тепла и излучением света. Простыми словами «Горение – взаимодействие окислителя и вещества».

Окислителем в процессах горения обычно является газообразный кислород, находящийся в воздухе, но горение может быть и в среде хлора, брома, озона и других окислителей.

Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Горючее вещество и окислитель составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию окисления (горения). При этом источник зажигания должен обладать определенным запасом тепла и иметь температуру достаточную для начала реакции.

Горючие системы могут быть однородными и неоднородными. К химически однородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух перемешаны друг с другом. Горение таких газо- паро- или пылевоздушных систем называется кинетическим. К химически неоднородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела. При горении химически неоднородных горючих систем кислород непрерывно проникает сквозь продукты горения к горючему веществу. В месте химического взаимодействия участвующих в реакции веществ образуется зона горения – пламя, в которой прореагировавшие вещества нагреваются до температуры горения и за счет своего тепла воспламеняют следующие порции еще непрореагировавших веществ, поступающих в зону горения за счет диффузии. Этот вид горения определяется явлениями диффузии и теплопроводимости и поэтому называется диффузионным.

Возникновение горения как отмечалось чаще всего связано с нагреванием горючей системы источником воспламенения. При этом энергия молекул горючего вещества и кислорода увеличивается и при достижении определенного значения молекулы горючего вещества вступают в соединение с кислородом.

Процесс возникновения горения может начаться со следующих видов реакции:

— вспышка – быстрое окисление горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов;

— возгорание – возникновение горения под воздействием источника зажигания;

— воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени;

— самовозгорание – процесс загорания горючего вещества в результате резкого воздействия тепловых процессов окисления или результат жизнедеятельности живых микроорганизмов;

— взрыв – это мгновенное сгорание или разложение вещества с выделением большого количества газов, которые, расширяясь, оказывают разрушительное воздействие на окружающую среду.

Этот процесс возможен лишь при тепловыделении, превышающем теплоотдачу в окружающую среду. Самовозгорание при атмосферном давлении и температуре подвержены большей частью вещества органического происхождения (летом это наиболее частые случаи возгорания торфа и опилок).

Эти материалы обладают большой пористостью и следовательно, имеют большую поверхность окисления. При неправильной организации хранения таких материалов (в плохо вентилируемых помещениях, штабелях или просто навалом) создаются условия, при которых происходит саморазогрев и самовозгорание этих веществ.

Таким образом, возникновение горения веществ и материалов при тепловых воздействиях с температурой выше температуры воспламенения характеризуется как возгорание, а возникновение горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относится к процессу самовозгорания.

Пожар — неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее обществу материальный и социальный ущерб.

Пожар характеризуется рядом опасных факторов, основными из которых являются: повышенная температура воздуха и предметов; открытый огонь и искры; токсичные продукты горения, взрывы; повреждение и разрушение зданий и сооружений.

Организационные и организационно-технические мероприятия по обеспечению взрывобезопасности должны включать:

— разработку системы инструктивных материалов средств наглядной агитации, регламентов и норм ведения технологических процессов, правил обращения со взрывоопасными веществами и материалами;

— организацию обучения, инструктажа и допуска к работе обслуживающего персонала взрывоопасных производственных процессов;

— осуществление контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности;

— проведение противоаварийных тренировок;

— оповещение и информирование персонала о чрезвычайных ситуациях ЧС;

— укрытие персонала в защитных сооружениях;

— обеспечение средствами индивидуальной защиты;

— оказание необходимой помощи пострадавшему персоналу;

— ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций.

Параметры и свойства, характеризующие взрывоопасность среды

Взрывоопасность смеси газов или пыли с воздухом зависит от концентрации их в воздухе.

Для определенного газа или пыли имеется свой нижний и верхний концентрационные пределы взрываемости, например:

— для метана 4,5 до 16%,

— ацетилена 3,5 — 82%;

— для пылей нижний предел 2,5 — 30 г/м3, а верхние пределы практически недостижимые (например для сахарной — 13.5. кг/м3).

Также имеются нижние температурные пределы взрываемости газопылевоздушных смесей.

Взрывоопасные газы и паровоздушные смеси подразделяются в зависимости от температуры воспламенения на шесть групп:

К параметрам характеризующим взрывоопасность среды относятся:

— температура вспышки газа или паров;

— область воспламенения (температурные и концентрационные пределы);

— скорость распространения пламени;

— минимальное взрывоопасное содержание кислорода;

— склонность вещества к взрыву и детонации;

— чувствительность к механическим воздействиям (удар, трение).

Взрывозащита — меры, предотвращающие воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва и обеспечивающие сохранение материальных ценностей

Взрывопредупреждение — меры, предотвращающие возможность возникновения взрыва. Для предупреждения взрыва необходимо исключить:

— образование взрывоопасной среды;

— возникновение источника инициирования взрыва.

Взрывоопасную среду могут образовать как мы уже говорили:

— смеси веществ (газов, паров, пылей) с воздухом и другими окислителями (кислород, озон, хлор, окислы азота и др.);

— вещества, склонные к взрывному превращению (ацетилен, озон, гидразин и др.).

Источником инициирования взрыва являются:

— открытое пламя, горящие и раскаленные тела;

— тепловые проявления химических реакций и механических воздействий;

— искры от удара и трения;

— электромагнитные и другие излучения.

Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва должно быть обеспечено:

— регламентацией огневых работ;

— предотвращением нагрева оборудования до температуры самовоспламенения взрывоопасной среды;

— применением средств, понижающих давление во фронте ударной волны;

— применением материалов, не создающих при соударении искр, способных инициировать взрыв взрывоопасной среды;

— применением средств защиты от атмосферного и статического электричества, блуждающих токов, токов замыкания на землю и т.д.;

— применением взрывозащищенного оборудования;

— применением быстродействующих средств защитного отключения возможных электрических источников инициирования взрыва;

— ограничением мощности электромагнитных и других излучений;

— устранением опасных тепловых проявлений химических реакций и механических воздействий.

Опасными и вредными факторами, воздействующими на работающих в результате взрыва, являются:

— ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;

— обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;

— образовавшиеся при взрыве и (или) выделившиеся из поврежденного оборудования вредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации.

Факторы, характеризующие опасность взрыва

В современных условиях разработка экономически оптимальных и эффективных противопожарных мероприятий немыслима без научно обоснованного прогноза динамики опасных факторов пожара (ОФП).

Прогнозирование ОФП необходимо:

— при разработке рекомендаций по обеспечению безопасной эвакуации людей при пожаре;

— при создании и совершенствовании систем сигнализации и автоматических систем пожаротушения;

— при разработке оперативных планов тушения (планировании действий боевых подразделений на пожаре);

— при оценке фактических пределов огнестойкости;

— и для многих других целей.

Современные методы прогнозирования ОФП не только позволяют заглядывать в «будущее», но и дают возможность снова «увидеть» то, что уже когда-то произошло. Другими словами, теория прогнозирования позволяет воспроизвести восстановить картину развития реально произошедшего пожара, т.е. «увидеть» прошлое. Это необходимо, например, при криминалистической или пожарно-технической экспертизе пожара.

Различают первичные и вторичные проявления ОФП.

Первичными опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:

— повышенная температура окружающей среды;

— токсичность продуктов горения и термического разложения;

— пониженная концентрация кислорода.

Вторичными опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:

— осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;

— радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;

— электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;

— опасные факторы взрыва происшедшего вследствие пожара;

Основными факторами, характеризующими опасность взрыва, являются:

— максимальное давление и температура взрыва;

— скорость нарастания давления при взрыве;

— давление во фронте ударной волны;

— дробящие и фугасные свойства взрывоопасной среды.

Опасными и вредными факторами, воздействующими на работающих в результате взрыва, являются:

— ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;

— обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;

— образовавшиеся при взрыве и (или) выделившиеся из поврежденного оборудования вредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации.

Пламя – это видимая часть пространства (пламенная зона), внутри которой протекает процесс окисления (горения) и происходит тепловыделение, а также генерируются токсичные газообразные продукты и поглощается забираемый из окружающего пространства кислород.

По отношению к объему помещения, заполненного газом, пламенную зону можно рассматривать, с одной стороны, как «генератор», тепловой энергии, поступающей в помещение, токсичных продуктов горения и мельчайших твердых частицы, ухудшающих видимость. С другой стороны, пламенная зона потребляет кислород из помещения.

Токсичные продукты горения – этот фактор количественно характеризуется концентрацией каждого токсичного газа в помещении. Под токсичностью обычно понимают степень вредного воздействия химического вещества на живой организм. Высоко токсичные соединения образуются в большей части при горении полимерных материалов. Эти ядовитые вещества могут образовываться при пожарах в кабельных туннелях, трансформаторах и на обычных городских свалках. Медицинская сноска — при нарушении транспортировки и передачи кислорода тканям развивается кислородная недостаточность (из-за СО – угарного газа). Во время пожаров в зданиях, имеющих полимерные материалы, наибольшие содержания СО в дыме (1,3 – 5%) – эти концентрации намного больше смертельных. Если концентрация СО в помещении составляет 0,1%, то смерть наступает в течении 3-4 часов, при концентрации 0,2% — в течении 2 часов, при 1% мгновенная смерть. Копать и красное пламя – это признаки образования угарного газа.

Дым — устойчивая дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газах. Дым — типичный аэрозоль с размерами твёрдых частиц, но в отличие от пыли частицы дыма практически не оседают под действием силы тяжести. Процесс образования дисперсной среды, ухудшающей видимость, принято называть процессом дымообразования.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ДОЛЖНЫ ВКЛЮЧАТЬ:

— разработку системы инструктивных материалов средств наглядной агитации, регламентов и норм ведения технологических процессов, правил обращения со взрывоопасными веществами и материалами;

— организацию обучения, инструктажа и допуска к работе обслуживающего персонала взрывоопасных производственных процессов;

— осуществление контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности;

— организацию противоаварийных, газоспасательных и горноспасательных работ и установление порядка ведения работ в аварийных условиях.

Обязанности должностных лиц (как первых руководителей, так и инженеров по ОТ) по обеспечению безопасности (это относится как к взрывозащите, так и пожарной безопасности):

— установить строгий противопожарный режим и контролировать его выполнение всеми участниками учебно-воспитательного процесса;

— ежегодно разрабатывать планы и практические мероприятия по повышению уровня противопожарной защиты;

— включать эти планы в планы экономического и социального развития;

— назначить приказом лиц ответственных за пожарную безопасность;

— организовать и утвердить пожарно-техническую комиссию, анализировать работу 1 раз в 3 месяца;

— определить перечень должностей, работники которых должны проходить обучение;

Параметры и свойства, характеризующие взрывоопасность среды. Факторы, характеризующие опасность взрыва (гост 12.1.010)

Взрывоопасность среды характеризуетсяследующими основными параметрами.

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

Область воспламенения— температурные и концентрационные пределы воспламенения.

Температура воспламенения— наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.

Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени— минимальное (максимальное) содержание горючего в смеси «горючее вещество»-«окислительная среда», при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Внутри этих пределов смесь горюча, а вне их — гореть неспособна.

Температурные пределы распространения пламени (воспламенения)— температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют в конкретной окислительной среде концентрации, равные, соответственно, нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

Температура самовоспламенения— самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотерических реакций, заканчивающихся горением.

Нормальная скорость распространения пламени— скорость перемещения пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода (окислителя)— такая его концентрация в горючей смеси, ниже которой воспламенение и горение смеси становится невозможным при любой концентрации горючего в смеси, разбавленной данным флегматизатором.

Минимальная энергия зажигания(W) — наименьшее значение энергии электрического разряда, способной воспламенить наиболее легко воспламеняющуюся смесь газа, пара или пыли с воздухом.

Склонность к взрыву и детонации— чувствительность к механическому воздействию (удару или трению).

Взрывоопасной средой являются:

смеси веществ (газов, паров, пылей) с воздухом и другими окислителями (кислород; озон, хлор, окислы азота и др.), способные к взрывчатому превращению;

индивидуальные вещества, склонные к взрывному разложению (ацетилен, озон, гидразин, аммиачная селитра и др.).

Основными параметрами, характеризующими опасность взрыва, являются:

максимальное давление взрыва — наибольшее давление, возникающее при дефлаграционном взрыве газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси 101,3 кПа;

средняя и максимальная скорость нарастания давления при взрыве (скорость — производная давления взрыва по времени на восходящем участке зависимости давления взрыва газо-, паро-, пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде от времени).

При установлении максимальной скорости используютприращение давления на прямолинейном участке зависимости давления взрыва от времени,а при определении средней скорости— участок между максимальным давлением взрыва и начальным давлением в сосуде до взрыва, а также дробящие или фугасные свойства взрывоопасной среды.

Количественные показатели взрывов, характеризующие масштабность разрушения, тяжесть последствий. Тротиловый эквивалент. Приведенная масса. Энергетический потенциал взрывоопасиости. Баланс разделения энергии взрыва

Важнейшей характеристикой энергии взрыва является суммарное энерговыделение. В официальной нормативно-технической документации этот показатель называетсяэнергетическим потенциаломи входит во все параметры, характеризующие масштабы и последствия взрыва.

Различают общий энергетический потенциал технологического блока взрывоопасности(Е)и относительный(Q_в).

Общий энергетический потенциалЕ— это совокупность энергий адиабатического расширения парогазовой среды, полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров (газов) за счет внутренней и внешней (окружающей среды) энергий при аварийном раскрытии технологической системы (блока).

Относительный энергетический потенциалQ_в— это показатель степени и масштабов разрушений взрыва парогазовой среды в технологическом блоке при условии расхода общего энергетического потенциалаЕтехнологического блока непосредственно на формирование ударной волны.

В нормативной документациизначениеQ_виспользуется как важнейший количественный показатель уровня возможных разрушений при взрывах на технологических объектах.По этому показателю, а также по приведенной массеm, т.е. массе горючего вещества, приведенной к единой энергии сгорания 46000 кДж/кг, равной удельной теплоте сгорания большинства углеводородов, технологические объекты разделяются на три категории взрывоопасности:

Для оценки взрывов широко применяется метод адекватности разрушений, вызванных различными взрывчатыми веществами и средами. По этому методу степень разрушения характеризуют тротиловым эквивалентом, то есть определяют массу тротила, которая требуется, чтобы вызвать данный уровень разрушений.

Известные и найденные по характеру разрушений тротиловые эквиваленты позволяют определить энергию взрываЕ различных взрывчатых веществ.

Первоначально вся энергия сосредоточена в источнике в форме потенциальной энергии. В момент взрыва она переходит как в тепловую и кинетическую, так и в энергию излучения. Энергия волны, как движущейся части газовой среды, складывается из тепловой энергии и кинетической.

При взрывах конденсированных ВВна образование воздушной ударной волны расходуется практически вся (>90%) энергия взрыва;

Максимально возможный КПД взрывапарового облака (т.е. отношение энергии воздушной ударной волны к общему энергетическому потенциалу воздушной смеси) составляет примерно 40%. Остальная часть взрыва расходуется на нагрев продуктов реакции и воздуха в ударной волне.

Основные характеристики взрывоопасности химико-технологических процессов. Показатели уровня разрушений промышленных аварий. Основные понятия: химико-технологическая система, технологический блок, среда, объект. Значения параметров: регламентированные, критические, предельно-допустимые, потенциально взрывоопасные технологические процессы

Технологическая система взрывоопасна, если она обладает запасом потенциальной энергии, высвобождающейся с настолько большой скоростью, что может генерировать воздушную ударную волну, способную вызвать разрушения или поражение людей. Количество такой потенциальной энергии для различных энергоносителей определяется соответствующими закономерностями энерговысвобождения.

Энергию взрыва парогазовых средопределяют по теплотам сгорания горючих веществ в смеси с воздухом (окислителем);конденсированных ВВ– по теплоте, выделяющейся при их детонации (реакции разложения);при физических взрывах систем со сжатыми газами и перегретыми жидкостями— по энергиям адиабатического расширения парогазовых сред и перегрева жидкости.

Скорость энерговысвобожденияв общем случае выражается удельной мощностью, т.е. количеством энергии, выделяемой в единицу времени на единицу объема.При химических взрывах скорость энерговыделенияможно определить по скоростям распространения детонации или пламени в газовой среде. Скорость распространения детонации в твердом или жидком ВВ приблизительно соответствует скорости звука в веществе.

Сила взрывов сжатого или сжиженного газа (пара)характеризуется внутренним давлением, а разрушения вызываются ударной волной от расширяющегося газа или осколками разорвавшегося резервуара.

Физические взрывывозникают при смешивании горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой.Испарение в этом случае протекает взрывным образомвследствие фрагментации капель расплава, быстрой теплоотдачи от них и перегрева холодной жидкости.Возникающая при этом физическая детонация сопровождается образованием ударной волныс избыточным давлением в жидкой фазе, достигающем в ряде случаев сотен МПа.

Разрушающую способность взрывов характеризуют избыточным давлением, воздействующим на объект. В соответствии с этим различают шесть категорий повреждений:

Учебник Пожарная безопасность технологических процессов Пожарнопрофилактическая подготовка

В условиях производства получаются, подвергаются обработке или участвуют в технологическом процессе как вспомогательные твердые горючие материалы, разнообразные легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в холодном и нагретом состоянии, при различном давлении и в различных по устройству аппаратах.

Аппараты, резервуары и емкости с горючими жидкостями обычно не бывают заполнены до предела, т. е. имеют определенный свободный объем. Так как жидкости обладают свойством испаряться при любой температуре, то свободное пространство закрытых аппаратов постепенно насыщается парами. При наличии в этом пространстве воздуха (или другого окислителя) пары жидкости, смешиваясь с ним, могут образовать горючие смеси

В паровоздушном объеме закрытых аппаратов горючая смесь паров образуется только в определенных температурных интервалах нагрева жидкости, оторые называются температурными пределами распространения пламени. Отсюда вытекает, что обязательными условиями для образования взрывоопасных (горючих) концентраций паров в закрытых аппаратах и емкостях с жидкостями являются:

а) наличие паровоздушного пространства в аппарате;

б) наличие в аппарате горючей жидкости, рабочая температура которой находится в интервале между нижним и верхним температурными пределами распространения пламени.

Обеспечить эксплуатацию аппаратов и емкостей без образования в них взрывоопасных концентраций паров позволяют следующие технические решения.

1. Ликвидация паровоздушного объема. Если в емкостях и резервуарах даже с изменяющимся уровнем жидкостей не будет паровоздушного объема, то не будет условий и для образования пожароопасных концентраций.

устройством хранилищ, в которых горючие жидкости находятся под защитным слоем воды или над слоем воды (естественно, что таким способом можно хранить горючие жидкости, практически не смешивающиеся с водой, например сероуглерод, нефтепродукты);

применением резервуаров с плавающей крышей и плавающими понтонами. Плавающая на жидкости крыша представляет собой полый диск из стальных листов толщиной 2—5 мм. Чтобы сделать крышу незатопляемой, она разделена, перегородками на ряд отсеков. Диаметр плавающей крыши меньше внутреннего диаметра резервуара. Имеющийся зазор между крышей и стенками резервуара уплотняют специальными затворами, обеспечивающими соответствующую герметичность при перемещениях крыши вверх и вниз.

2. Применение веществ и материалов, способных, не разрушаясь, плавать на поверхности горючей жидкости резервуара, создавая требуемой толщины слой и непроходимую герметизацию с корпусом.

3. Создание температурных условий, исключающих образование взрывоопасных концентраций. При этом должны быть обеспечены постоянные условия работы аппарата с температурным режимом ниже нижнего или выше верхнего температурных пределов распространения пламени.

4. Введение негорючих газов в паровоздушный объем аппаратов или емкостей.Если в аппарате есть условия для образования взрывоопасной концентрации паров и нельзя изменить температурный режим работы, то обеспечить безопасность эксплуатации аппарата можно путем подачи в него какого-либо негорючего газа или водяного пара (если рабочая температура аппарата выше 100°С)

В производственных условиях получают или используют в технологическом процессе разнообразные горючие газы при различных температурах и давлении.

В качестве химического сырья или топлива широко применяются следующие газы: естественный, нефтяной, коксовый, этилен, ацетилен, бутилен, абгазы, аммиак, водород и др.

Неправильная эксплуатация аппаратов с горючими газами может вызвать пожары и взрывы. Такими же свойствами, как газы, обладают и перегретые пары жидкостей, условия образования горючих концентраций газов внутри аппаратов относятся и к перегретым парам.

Действительную концентрацию газа определяют анализом или устанавливают по данным технологического регламента.

Обеспечить эксплуатацию аппаратов с горючими газами без образования в них взрывоопасных концентраций можно с помощью следующих технических решений:

а) при наличии смеси горючего газа с окислителем рабочая концентрация в аппаратах должна устанавливаться выше верхнего или ниже нижнего пределов распространения пламени с учетом запаса надежности;

б) нельзя нарушать принятое безопасное соотношение смеси горючее — окислитель, для чего на питающих аппарат линиях устанавливают автоматические регуляторы соотношения и автоматические регуляторы давления газов;

в) нарушение автоматического регулирования соотношения компонентов или прекращение подачи одного из них должно сопровождаться автоматическим отключением питающих аппарат линий с одновременным пуском в систему негорючего газа;

г) при наличии смеси горючего газа с окислителем, находящейся в пределах воспламенения или близкой к ним, следует применять флегматизирующие добавки.

д) для непрерывного контроля за величиной рабочей концентрации смеси газов с окислителем аппараты оборудуют стационарными газоанализаторами, автоматически сигнализирующими об отклонении от нормы.

В производственных условиях тонко измельченные твердые горючие вещества могут являться конечным продуктом (пылевидное топливо, древесная мука, сахарная пудра и т. д.) или отходами и побочными продуктами производства (мучная, табачная, древесная пыль и т. д.). Размеры частичек пыли колеблются в весьма широких пределах. В зависимости от размеров частиц и скорости движения воздуха пыль может находиться во взвешенном или осевшем состоянии. При увеличении скорости движения воздушных потоков осевшая пыль (аэрогель) легко переходит во взвешенное состояние (аэрозоль) и наоборот.

Многие пыли во взвешенном состоянии способны с воздухом создавать взрывоопасные концентрации.

Большое количество взвешенной пыли образуется при работе машин и агрегатов с механизмами ударного действия (дробилки мельницы, разрыхлители, обойки, центробежные классификаторы и т.д.), а также, машин и установок, действия которых сопряжено с использованием воздушных потоков (пневматические системы транспортировки, воздушные классификаторы, сепараторы и т. и.) или с падением измельченной продукции с высоты (самотечные трубы, места пересыпания с одного транспортера на другой, узлы загрузки и выгрузки измельченной продукции и т.п.).

Значительную опасность для аппаратов представляет скопление осевшей пыли. Осевшая пыль при взвихрении может создать взрывоопасные смеси; самовозгорающаяся пыль — вызвать очаги самовозгорания. Искры, образующиеся от ударов металлических частиц, попавших в машину, могут вызвать очаги тления, от которых воспламенится и взвешенная пыль. Местная вспышка может вызвать взвихрение пыли в большом объеме и явиться причиной повторного взрыва большой разрушительной силы.

Осевшая пыль в машинах и аппаратах скапливается в застойных участках, тупиках, при дефектах поверхности, в местах резкого изменения диаметров и острых сопряжений. Скоплению осевшей пыли способствуют увеличенная влажность воздуха и конденсация влаги на стенках аппаратов и трубопроводов.

Уменьшить пожарную опасность аппаратов и трубопроводов с наличием пыли можно следующими способами:

а) применением менее «пылящих» процессов измельчения (например, вибрационного помола, измельчения с увлажнением, мокрых процессов обработки твердых и волокнистых веществ);

б) ведением негорючих газов внутрь аппаратов в течение всего периода работы или только в наиболее опасные моменты (например, в периоды пуска и остановки мельниц и подобных им машин) или добавлением к огнеопасной пыли минеральных веществ;

в) устройством систем отсосов пыли из машин;

г) использованием негорючих газов для пневматической транспортировки наиболее опасных пылей, при сушке порошковых материалов распылением и во взвешенном слое;

д) установлением оптимальной скорости /воздуха или негорючего газа и систематического контроля за ее величиной при пневматической транспортировке измельченных материалов (чтобы избежать осаждения пыли);

е) конструктивными решениями аппаратов и трубопроводов, обеспечивающими минимальное скопление осевшей пыли;

ж) использованием вибраторов для предотвращения образования пробок пыли в бункерах и трубопроводах;

з) предохранением стенок аппаратов и трубопроводов от увлажнения.

Взрывы и пожары возникают часто в периоды остановки технологических аппаратов на профилактический осмотр и ремонт, при пуске их в эксплуатацию.

Образование пожароопасных концентраций при остановке аппаратов или трубопроводов происходит в результате неполного удаления горючих веществ, а при пуске в результате недостаточного удаления воздуха.

Чтобы избежать образования взрывоопасных концентраций внутри аппаратов и трубопроводов, при их остановке полностью сливают огнеопасные жидкости и стравливают горючие газы, надежно отключают трубопроводы с огнеопасными веществами и продувают внутренний объем аппаратов, чтобы в них не оставалось паров жидкостей и газов.
6.2. Источники зажигания

Источники зажигания, встречающиеся в условиях производства, весьма разнообразны по причинам появления, по своей природе, а также по своим параметрам.

Большинство источников зажигания образуется в результате нарушения противопожарного режима обслуживающим персоналом, а также ремонтными и монтажными бригадами, из-за нарушения установленных параметров технологического регламента, при неисправностях и авариях производственных аппаратов.

Для облегчения процесса выявления и изучения все многообразие источников зажигания исходя из природы их появления (образования), можно разделить на следующие группы: открытый огонь, раскаленные продукты горения и нагретые ими поверхности; тепловое проявление механической энергии; тепловое проявление электрической энергии; тепловое проявление химических реакций (из этой группы в самостоятельную выделен открытый огонь и продукты горения).

Пожары, вызванные открытым огнем, — весьма частое явление. Это объясняется не только тем, что открытый огонь широко используют для производственных целей, при аварийных и ремонтных работах и поэтому нередко создаются условия для случайного контакта пламени с горючей средой, но и тем, что температура пламени, а также количество выделяющегося при этом тепла достаточны для воспламенения почти всех горючих веществ. В условиях производства могут быть постоянно или периодически действующие огневые печи, реакторы, факелы для сжигания паров и газов, при производстве ремонтных работ часто используют пламя горелок и паяльных ламп, применяют факелы для отогрева замерзших труб, костры для прогрева грунта или сжигания отходов, наблюдаются случаи курения в тех местах, где оно не допускается, и т. д.

Температура горения веществ весьма высока.

Так, при сжигании газоообразных веществ действительная температура горения колеблется в пределах 1200—1400°С, жидкостей — 1100—1300°С, пылей и других твердых веществ 1000—1200°С. При такой температуре аппаратов огневого действия всякие повреждения и аварии смежных аппаратов, сопровождающиеся выходом наружу горючих жидкостей, паров или газов и распространением их в сторону печей, неизбежно приведут к возникновению вспышки и пожару.

В нефтеперерабатывающей, нефтехимической, и химической промышлкенности до сих пор применяют факельные установки для сжигания газовых выбросов в виде побочных продуктов использование которых нецелесообразно, а также газов, получающихся в период наладки производства, при аварийных остановках аппаратов. Факельные установки могут быть постоянного и периодического действия. Неправильное устройство факельных установок может привести к тепловому воздействию факела пламени на расположенные вблизи здания, сооружения и аппараты с горючими газами и жидкостями, к опасности загорания локальных скоплений паров и газов в воздухе, к возможности искрообразования, а также к загазо-выванию территории при внезапном затухании факела.

Конструкция факельной горелки должна обеспечивать непрерывность сжигания подаваемого газа путем устройства постоянно горящей горелки.

Значительую пожарную опасность представляют огневые ремонтные и монтажные работы. К огневым работам относятся электрогазосварочные, резательные, паяльные, ремонтные и монтажные работы, связанные с нагреванием деталей, оборудования, конструкций и коммуникаций открытым огнем; огневое напыление на поверхности различных материалов и т. д. Пожарная опасность огневых работ обусловлена не только открытым пламенем, но и наличием раскаленного и расплавленного металла, искр в виде мелких горящих капель металла, разлетающихся во все стороны, раскаленных огарков электродов и разогретых участков аппарата, трубопровода или других конструктивных элементов, обрабатываемых пламенем. При газовой сварке и резке металлов и бензорезательных работах стремятся получить пламя с максимально высокой температурой, для этого топливо сжигают в чистом кислороде. Температура пламени в этом случае достигает 2000—3000°С. Температура пламени дуги при использовании угольных электродов составляет 3200—3900°С, а при использовании стальных электродов 2400—2600°С.

Наибольшее количество брызг и искр образуется при газовой или воздушно-дуговой резке металлов. В этом случае значительная часть расплавленной массы металла выдувается из прорезаемой канавки воздушной струей на расстояние 10 ж и более вокруг места производства работ. При сварке металлов искр и брызг выделяется меньше, но и в этом случае около 10% металла электродов и некоторая часть основного металла расходуется на образование искр и брызг. Капли и искры в виде частично расплавленного металла имеют температуру 1700°С и более. Естественно, что, попадая на горючие материалы, они их воспламеняют.

Пожарная опасность от искр и раскаленных остатков (огарков) электродов возникает чаще всего при огневых работах на высоте. В этом случае искры и огарки, попадая на перекрытие и леса ниже места сварки, могут вызвать загорание отходов, сгораемых материалов и конструкций. Очаги загорания часто обнаруживаются спустя несколько часов после окончания огневых работ.

Нередко искры через незащищенные проемы и отверстия попадают в нижележащие или соседние помещения, вызывая в них пожары.

С уеличение высоты места сварки над уовнем пола или площадки, площадь разлета искр возрастает

Нередко пожары возникают при нарушении элементарных требований, т. е. при использовании факелов для разогрева застывшего продукта в трубах, освещения при осмотре аппаратов, емкостей, при замере уровня жидкостей, курении и использовании спичек в недозволенных местах, разведении костров на территории объекта, выжигании горючих отложений в аппаратах, трубопроводах и т. п. Грубые нарушения установленных правил пожарной безопасности все еще наблюдаются, несмотря на большую разъяснительную работу и принимаемые административные меры.

• стружек и древесины через 1—1,5 и 2—3 ч соответственно (пламя появляется при температуре 450—500°С);
• бумажных отходов, сена и соломы через 0,25—1 ч (в зависимости от их плотности);
• хлопчатобумажных тканей через 0,5—1 ч (в зависимости от объемного веса ткани).

Поэтому при эксплуатации топок и двигателей следят за состоянием кладки дымовых каналов и боровов, не допуская неплотностей и прогара выхлопных труб, а также загрязнения их поверхности горючей пылью или наличия вблизи нагретых поверхностей каких-либо горючих веществ. Высоконагретые поверхности металлических труб защищают теплоизоляцией из несгораемых материалов или продуваемыми кожухами. Предельно допустимая температура поверхности неизолированных металлических труб не должна превышать 80% температуры самовоспламенения находящихся в помещении веществ (за исключением тех случаев, когда горючие вещества способны к тепловому самовозгоранию).

Искры также представляют пожарную опасность, как источник зажигания.

Искры представляют собой твердые тлеющие частички в газовом потоке, которые образуются в результате процессов неполного сгорания или механического уноса горючих веществ. Температура такой твердой частички достаточно высокая, обычно выше температуры самовоспламенения почти всех горючих веществ, но запас тепловой энергии невелик, так как в подавляющем большинстве случаев масса искры очень мала.

Следовательно, искра способна воспламенить только вещества, достаточно подготовленные к горению и имеющие небольшой период индукции. К таким веществам относятся газо- и паровоздушные смеси, особенно при концентрациях, близких к стехиометрическим, а также осевшая пыль и волокнистые материалы.

Основными причинами образования искр при работе топок являются:

большой механический унос топлива в результате конструктивных недостатков топки, применения не того сорта топлива, на которое печь рассчитана, усиленной шуровки и дутья;

неполное сгорание топлива в результате недостаточной подачи воздуха, чрезмерной подачи топлива, недостаточного распыления жидкого топлива;

нарушение сроков очистки топок и дымовых труб от сажи.

Основные причины образования искр и нагара при работе дизельных и карбюраторных двигателей:

неправильная регулировка системы подачи топлива и электрозажигания;

загрязнение топлива смазочным маслом и минеральными примесями;

длительная работа с перегрузкой двигателя;

нарушение сроков очистки выхлопной системы от нагара.

Чтобы избежать возникновения пожаров от искр при сжигании топлива, необходимо устранять причины искрообразования, а также улавливать и гасить те искры, которые все же образовались и выбрасываются наружу.

Устранение причин искрообразования обеспечивают путем поддержания топок и двигателей в хорошем техническом состоянии, соблюдения установленных режимов сжигания топлива, использования только того вида топлива, на которое рассчитана топка, с помощью регулярной очистки поверхности от сажи и нагара, устройства дымовых труб такой высоты, чтобы искры догорали и гасли, не достигая строений и других мест с горючими веществами.

Улавливание и гашение искр при работе топок и двигателей внутреннего сгорания достигается использованием искроулавливателей и искрогасителей.

При достаточно сильном ударе некоторых твердых тел друг о друга высекаются искры, которые представляют собой раскаленные до свечения частицы метала или камня. Размеры искр удара или трения зависят от хрупкости материала соударяющихся тел, силы удара и обычно не превышают 0,1-0,5 мм. При ударе металлов в атмосфере, не содержащей кислорода, видимых искр не образуется. Следовательно, высокая температура искр трения определяется не только качеством металла и силой удара, но и окислением его кислородом воздуха. Температура искр нелегированных малоуглеродистых сталей, находится в пределах температуры плавления металла, т. е. около 1550°С. Температура несколько возрастает с увеличением в стали содержания углерода и значительно уменьшается с увеличением легирующих добавок, особенно вольфрама.

Температура искры возрастает линейно с увеличением нагрузки и более высокую температуру имеют искры, образующиеся при ударе стали о корунд, чем стали о сталь. Несмотря на высокую температуру, искры удара и трения, охлаждаясь, могут отдать небольшое количество тепла, так как масса их очень мала.

Совершая свой полет, искра все время соприкасается с новыми и новыми элементарными объемами горючей среды и отдает им свое тепло. Таким образом, контакт каждого элементарного объема горючей среды с раскаленной искрой исчисляется сотыми, а может быть и тысячными долями секунды, при этом температура искры все время будет изменяться. Бывает так, что искра попадает в горючую среду не сразу после образования, а только после того, как пролетит определенное расстояние и за это время несколько остынет. Следовательно, практический интерес представляет изменения температуры искры во время ее полета.

Искры удара и трения способны зажигать только такие смеси, как ацетилен, этилен, водород, окись углерода, сероуглерод.

Более опасными являются не летающие, а неподвижные искры, т. е. такие, которые после высечения попали на какую-либо поверхность (препятствие). При этом искра медленнее охлаждается и будет отдавать свое тепло одному и тому же объему окружающей ее горючей среды; таким образом, условия для воспламенения будут более благоприятными.

Летящая искра не воспламеняет пылевоздушные смеси, но попав на осевшую пыль или на волокнистые вещества, вызывает появление очагов тления.

Этим, видимо, объясняется, что наибольшее количество вспышек и загораний от механических искр возникает в таких машинах, где имеются волокнистые материалы или отложения мелкой горючей пыли. Так, в размольных цехах мельниц и крупозаводов, в сортировочно-разрыхлительных и угарных цехах текстильных фабрик, а также на хлопкоочистительных заводах более 50% всех загораний и пожаров возникает от искр, высекаемых при ударах твердых тел.

Воспламеняющая способность искр удара и трения резко падает с уменьшением содержания кислорода в смеси и, наоборот, увеличивается по мере обогащения воздуха кислородом.

Весьма опасные искры образуются при ударах алюминиевых тел о стальную окисленную поверхность. В этом случае между разогретой алюминиевой частичкой и окислами железа происходит химическое взаимодействие с выделением значительного количества тепла.

Опасные проявления искр удара и трения наблюдаются при использовании стальных инструментов во взрывоопасных цехах, попадании посторонних металлических тел или камней в машины с вращающимися механизмами или механизмами ударного действия, ударах вращающихся механизмов о неподвижные части машины, а также во время аварий, связанных с поломкой быстродвижущихся механизмов или разрывом корпуса аппаратов.

Искры, образующиеся при попадании в машины металла или камней. Если машины имеют стальной корпус и быстровращающиеся механизмы в виде барабанов, лопастей, бил, ножей, колес, дисков и т. п., то попадание в них посторонних твердых, предметов в виде кусочков метала или камней может привести к высечению искр. К таким машинам и аппаратам, представляющим пожарную опасность, относятся:

аппараты с мешалками для растворения или химической обработки твердых веществ в легковоспламеняющихся растворителях;

машины ударно-центробежного действия для измельчения, разрыхления и смешения твердых горючих материалов;

аппараты-смесители для перемешивания и составления порошковых композиций;

аппараты центробежного действия для перемещения газов, паров и измельченных твердых веществ (например, вентиляторы, газодувки, центробежные компрессоры).

Твердые предметы могут попасть в эти машины вместе с обрабатываемыми продуктами или появиться в результате неисправности и поломки машин.

Образование искр при работе указанных машин и аппаратов, предупреждают путем очистки веществ от металлических примесей и камней

Искры, образующиеся при ударах подвижных механизмов о неподвижные части машин. В практике нередко применяют машины и станки, движущиеся и быстровращающиеся механизмы которых расположены очень близко от неподвижных частей. Так, ротор центробежных вентиляторов почти соприкасается с вертикальными стенками кожуха и менее чем на 1/100 диаметра отстоит от выкидного патрубка.

Естественно, что в этом случае создаются условия, при которых подвижные части будут ударяться о неподвижные. Это может, произойти при неправильной регулировке зазоров, при деформации и вибрациях вала, изнашивании подшипников, перекосах, недостаточном креплении на валу режущего инструмента и т. д. Такие случаи приводят к возможности высечения искр, но и к поломкам отдельных частей машин. Поломка узла машины или выкрашивание металла в свою очередь могут сопровождаться образованием искр и попаданием металлических частичек в обрабатываемый продукт.

Всякое перемещение соприкасающихся друг с другом тел требует затраты энергии на преодоление работы сил трения. Эта энергия превращается в теплоту. Наибольшее количество тепла выделяется при сухом и полусухом трении

Наиболее опасными по возможности перегрева являются подшипники скольжения сильно нагруженных и высокооборотных валов.

К увеличению сил трения, а следовательно, и количества выделяющегося тепла могут привести нарушение качества смазки рабочих поверхностей, загрязнение, перекосы, перегрузка машины и чрезмерная затяжка подшипника.

Недостаточность смазки подшипника может быть вызвана ее нерегулярностью, малым количеством подачи смазочного масла, засоренностью отверстия или канала для подвода масла к подшипнику, а также применением масла не того сорта, на который данный подшипник рассчитан.

Ухудшению условий теплоотдачи от поверхности (подшипника в окружающую среду могут способствовать загрязнение поверхности слоем малотеплопроводных веществ, неисправность системы дополнительного охлаждения подшипника, дополнительная изоляция подшипника или всей машины невентилируемыми кожухами и т. п.

Весьма часто наружная поверхность подшипников загрязняется отложениями горючей пыли (древесной, мучной, хлопковой), которая создает условия для его перегрева и в то же время, подвергаясь длительному воздействию тепла, сама начинает окисляться. Принудительное охлаждение подшипников чаще всего обеспечивают циркуляцией масла или холодной воды через охладительную рубашку подшипника. Недостаточное количество подаваемого в систему охлаждения масла или воды, а также сильное загрязнение теплообменной поверхности приводят к повышению температуры подшипника.

К перегреву транспортной ленты приводит длительное проскальзывание ремня или ленты относительно шкива. Такое проскальзывание называемое буксованием, возникает в результате не соответствия между передаваемым усилием и натяжением ветвей ремня, ленты.

При буксовании вся энергия расходуется на трение ремня о шкив, в результате чего выделяется значительное количество тепла. Буксование часто происходит из-за перегрузки или слабой натяжки ремня. У норий причиной буксования ленты чаще всего является такое состояние, когда ковши нории не могут пройти через толщу транспортируемого вещества.

Волокнистые материалы и соломистые продукты нередко наматываются на валы около подшипников. Наматывание сопровождается постепенным уплотнением массы, а затем сильным нагреванием ее при трении о стенки машины, обугливание и, наконец, воспламенением.

Пожары от подобного рода причин часто возникают на льнозаводах, пенько-джутовых заводах, прядильных фабриках, сушилках волокна, в комбайнах при уборке зерновых культур.

Иногда загорание происходит в результате наматывания волокнистых материалов на валы транспортеров, перемещающих отходы и готовую продукцию. На прядильных .фабриках загорания часто возникают в результате обрыва шнура или тесьмы, с помощью которых приводятся во вращение веретена прядильных машин, с последующим наматыванием их на шейки быстровращающихся ведущих валов.

Наматыванию волокнистых материалов на вращающиеся валы машин способствуют: наличие увеличенного зазора между валом и подшипником (попадая в этот зазор, волокно заклинивается, защемляется, начинается процесс наматывания его на вал со все более сильным уплотнением слоев), наличие оголенных участков вала, с которыми соприкасаются волокнистые материалы, пропуск через машины влажного и загрязненного сырья.

Перегревы при механической обработке твердых горючих материалов. Механическая обработка (резание, строгание фрезерование, шлифовка) твердых материалов связана с преодолением значительных сил трения и вследствие этого с нагреванием материала, отходов, а также режущего инструмента. При нормальных режимах резания и правильной заточке режущего инструмента развивающиеся температуры не представляют опасности, однако отклонение от нормы может вызвать значительное их повышение. Основными факторами, влияющими на разогрев материала при его механической обработке, являются: скорость резания, подача инструмента (толщина стружки), качество заточки инструмента, механические и теплотехнические качества материала. Чем больше скорость резания, толще стружка и тупее инструмент, тем больше будет выделяться тепла.

При нарушении режима механической обработки опасность воспламенения представляют пластмассы, резина, магниевые сплавы и другие подобные им материалы.

Нагревание газов при сжатии их в компрессорах.

Изменение объема газообразных тел или формы пластических материалов требует затраты механической энергии, при этом выделяется тепло, которое нагревает вещество, а также конструктивные элементы компрессоров и прессов. Процессы сжатия газов и прессования пластических масс широко используются в народном хозяйстве. Компрессорами создают давления, необходимые для транспортировки газов по трубопроводам и для осуществления производственных процессов. Многие производственные операции могут протекать только при повышенном и высоком давлении газа (гидрогенизация жиров требует давления водорода 4—5 атм, наполнение баллонов ацетиленом производится при давлении 25—30 атм, производство этилового спирта из этилена требует давления 100 атм, синтез .аммиака протекает при давлении азотно-водородной смеси до 300 атм, получение полиэтилена высокого давления —до 1500 атм и т. д.).

Почти на всех производственных предприятиях имеются воздушные компрессоры, для получения сжатого воздуха (для передавливания, перемешивания, распыления или пневматической транспортировки веществ, привода в действие тормозных или транспортирующих устройств и т. д.).

Практика эксплуатации компрессоров показала, что при неисправностях и нарушении нормального режима работы могут возникать вспышки, пожары и взрывы не только при сжатии гппюичу гя.чов. но и при сжатии воздуха.

Несмотря на то, что воздушные компрессоры сжимают и подают в трубопроводы не горючий газ, а воздух, в практике имеют место их взрывы с последующими пожарами. Взрывы в воздушных компрессорах происходят в результате образования взрывоопасных концентраций паров и продуктов разложения масла с воздухом при одновременном наличии очагов самовозгорания отложений на поверхности труб. Образование же паров масла и продуктов его разложения вызвано высокой температурой, причина которой — адиабатическое сжатие воздуха.

Под воздействием сравнительно высокой температуры (150°С) часть масла испаряется, разлагается и окисляется кислородом сжимаемого воздуха. Испарению и окислению способствует также развитая поверхность масляной пленки и взвеси. Дальнейшее повышение температуры в компрессоре резко увеличивает интенсивность процесса окисления.

Исследованиями установлено, что в пределе температур 150°С на каждые последующие 10°С повышения температуры процесс окисления ускоряется в 2—3 раза. Выделяющееся при этом тепло способствует еще более интенсивному испарению, разложению и окислению масла. Продукты разложения, окисления и испарения масла уносятся воздухом из компрессора, и часть из них отлагается на поверхности труб в виде масляного нагара. Таким образом, более благоприятные для взрыва условия образуются в нагнетательном воздуховоде, так как процесс окисления масла продолжается и в слое, отложившемся на стенках труб. В результате окисления температура отложений постепенно повышается. Это приводит не только к дополнительному выделению в сжатый воздух паров масла и продуктов его окисления с образованием взрывоопасных концентраций, но и к образованию очагов самовозгорания отложений на трубах, т. е. к взрыву. Самыми опасными являются участки трубопровода от компрессора до воздухосборника и сам воздухосборник. Взрывы чаще всего происходят при работе компрессоров на повышенных давлениях.

Неоднократные случаи взрывов наблюдались при работе кислородных компрессоров. При этом основная причина взрыва заключалась в нарушении установленной системы смазки т е когда применяли не дистиллированную воду, а масло или мыльную эмульсию со значительным содержанием в ней жиров Смазка кислородных компрессоров должна производиться только дистиллированной водой с добавлением не более 10% глицерина.

Химические реакции, протекающие на воздухе с выделением значительного количества тепла, таят потенциальную опасность возникновения пожара или взрыва, так как при этом возможен разогрев реагирующих, вновь образующихся или рядом находящихся горючих веществ до температуры их самовоспламенения. В условиях производства и хранения химических веществ встречается большое количество таких соединений, контакт которых с воздухом или водой, а также взаимный контакт веществ друг с другом может быть причиной возникновения пожара.

Нередко по условиям технологии находящиеся в аппаратах вещества нагреты до температуры, превышающей температуру их самовоспламенения. Так, например, пиролизный газ при получении этилена из нефтепродуктов имеет температуру самовоспламенения в пределах 530—550 °С, а выходит из печей пиролиза с температурой 850°С; мазут—с температурой самовоспламенения 380—420 °С на установках термического крекинга нагревается до 500 °С; бутан и бутилен, имеющие температуру самовоспламенения соответственно 420—439 °С, при получении бутадиена нагреваются до 550—650 °С и т. д. Естественно, Что появление неплотностей в аппаратах и трубопроводах и соприкосновение с воздухом выходящего наружу продукта, нагретого выше температуры самовоспламенения, сопровождается ; его загоранием. В некоторых случаях используемые в технологии вещества имеют очень низкую температуру самовоспламенения, даже ниже температуры окружающей среды.

Загорания подобных веществ можно избежать только путем обеспечения хорошей герметичности аппаратов с исключением взаимоконтакта этих веществ с воздухом.

Большая группа веществ, соприкасаясь с воздухом, способна к самовозгоранию. Самовозгорание подобных веществ начинается или при температуре окружающей среды, или после некоторого предварительного их подогрева. К таким веществам относятся растительные масла и животные жиры, каменный и древесный уголь, сернистые соединения железа, некоторые сорта сажи, порошкообразные вещества (алюминий, цинк, титан, магний, торф, отходы нитроглифталевых лаков и др.), олифа, скипидар, лакоткани, клеенка, гранитоль, сено, силос и т. д. Пожары и взрывы от самовозгорания веществ в процессе хранения, сушки, транспортировки, при остановке аппаратов на чистку и ремонт происходят сравнительно часто.

Продолжительность процесса самовозгорания веществ может исчисляться как несколькими минутами, так и многими часами, поскольку скорость окисления горючих веществ зависит от многих факторов и при прочих равных условиях — от количества материала (главным образом, от высоты кучи или штабеля), начальной температуры процесса и условий отвода в окружающую среду выделяющегося при окислении тепла.

Контакт самовозгорающихся химических веществ с воздухом происходит обычно при повреждении тары, розливе жидкости, расфасовке веществ, при сушке, открытом хранении твердых измельченных, а также волокнистых, листовых и рулонных материалов, при вскрытии аппаратов для осмотра и ремонта, при откачке жидкостей из резервуаров, когда внутри их имеются самовозгорающиеся отложения, и т. д.

Значительное количество химических соединений взаимодействует с водой или влагой воздуха с определенным экзотермическим эффектом. Выделяющееся при этом тепло может вызвать воспламенение образующихся или примыкающих к зоне реакции горючих веществ. К веществам, воспламеняющимся или вызывающим горение при соприкосновении с водой, относятся натрий, калий, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, негашеная известь, рубидий, силаны, фосфористый кальций, фосфористый натрий, сернистый натрий, гидросульфит натрия и т. д.

Многие из этих веществ (щелочные металлы, карбиды и т. п.) при взаимодействии с водой образуют горючие газы, которые могут воспламеняться от теплоты реакции.

При взаимодействии небольшого количества (3-5 г) калия и натрия с водой развивается температура выше 600—650 °С. Если взаимодействуют более крупные куски, часто происходят взрывы с разбрызгиванием расплавленного металла. В мелкораздробленном состоянии щелочные металлы воспламеняются во влажном воздухе. Сильное разогревание может произойти при взаимодействии карбида кальция с водой.

Для разложения 1 кг химически чистого карбида кальция необходимо 0,562 кг воды. При таком или меньшем количестве воды в зоне реакции развивается температура до 800—1000 °С. При этом куски карбида кальция могут раскаляться до свечения. Естественно, что в таких условиях образующийся ацетилен на воздухе воспламеняется, так как его температура самовоспламенения равна 335 °С. При большом количестве воды ацетилен не воспламеняется, потому что тепло реакции поглощается водой. Карбиды щелочных металлов (Na₂C₂ и К₂С₂) при соприкосновении с водой реагируют со взрывом.

Некоторые вещества из данной группы сами являются негорючими (например, негашеная известь), но теплота реакции их с водой может нагреть соприкасающиеся горючие материалы до температуры самовоспламенения. Так, при контакте небольшого количества воды с негашеной известью температура смеси может достичь 600 °С, при этом произойдет воспламенение древесины или мешковины.

При производстве и хранении различных химических веществ пожары и взрывы могут возникать в результате их взаимодействия друг с другом. Чаще всего такие случаи происходят при воздействии окислителей на органические вещества.

В качестве таких окислителей могут выступать хлор, бром, фтор, окислы азота, азотная кислота, перекиси натрия, бария и водорода, хромовый ангидрид, двуокись свинца, хлорная известь, жидкий кислород, селитры (соли азотной кислоты, например азотнокислый калий, азотнокислый натрий, азотнокислый барий, азотнокислый кальций), хлораты (соли хлорноватой кислоты, например бертолетова соль), перхлораты (соли хлорной кислоты, например хлорнокислый натрий), перманганаты (соли марганцевой кислоты, например марганцовокислый калий), соли хромовой кислоты и др.

Перечисленные окислители в большинстве случаев вызывают воспламенение органических веществ при смешении или соприкосновении с ними. Многие из них (селитры, хлораты, перхлораты, перманганаты, соли хромовой кислоты), кроме того, способны образовывать смеси с другими органическими веществами, взрывающиеся от незначительного механического или теплового воздействия. Некоторые смеси окислителей и горючих веществ способны воспламеняться при действии на них серной или азотной кислоты или небольшого количества влаги.

Алюминийорганические соединения, о которых уже говорилось в предыдущих параграфах, с кислотами, спиртами и щелочами реагируют со взрывом. Невозможность тушения алюминийорганических соединений обычными средствами пожаротушения привела к необходимости разработать специальный огнетушащий порошковый состав.

Многие инициаторы, катализаторы и парообразователи из широко используемых в производстве синтетических смол, пластических масс, синтетических волокон и каучука вызывают воспламенение и взрывы при взаимодействии с другими веществами.

Реакциям взаимодействия окислителей с горючими веществами способствуют измельченность веществ, качество смешения, повышенная начальная температура, а также наличие инициаторов химического процесса взаимодействия веществ. В некоторых случаях реакции носят характер взрыва.

Подобного рода окислители нельзя хранить совместно с другими горючими веществами, нельзя допускать какого-либо контакта между ними, если это не обусловлено характером технологического процесса.

Некоторые химические вещества нестойки по своей природе, они способны разлагаться с течением времени или под действием температуры, трения, удара и других факторов. К этой группе веществ относятся, как правило, эндотермические соединения, поэтому процесс их разложения связан с выделением большего или меньшего количества тепла. В эту группу входят взрывчатые вещества, селитры, перекиси, гидроперекиси, карбиды некоторых металлов, ацетилениды, ацетилен, диацетилен, порофоры и многие другие вещества.

Нарушение технологического регламента при производстве, использовании или хранении таких веществ, воздействие на них вблизи расположенных источников тепла (например, приборы отопления, горячие продуктопроводы), я особенно теплоты возможного пожара, могут привести к взрывному разложению соединений и инициировать новый или поддержать развившийся пожар.

Известны случаи, когда возникший пожар приводил к взрывному разложению продукта, находящегося в аппаратах, вызывая мощные взрывы оборудования с полным разрушением установки и повреждением аппаратов соседних установок.

Источники зажигания от теплового проявления электрической энергии могут возникнуть при несоответствии электрооборудования (машин, двигателей, сетей, преобразователей, пускорегулирующих приборов, электрических устройств в технологических аппаратах и т. п.) характеру воздействующей на него среды; в случае несоблюдения правил устройства и эксплуатации электрооборудования; при неисправностях и повреждениях, вызываемых механическими причинами, а также действием химически активных веществ, влаги и т. п. Тепловое действие электрического тока может проявиться в виде электрических искр и дуг (при коротких замыканиях, пробоях слоя изоляции и т. п.), чрезмерного перегрева двигателей, машин, контактов, отдельных участков электрических сетей и электрического оборудования, а также аппаратов при перегрузках и больших переходных сопротивлениях, в виде перегрева в результате теплового проявления токов индукции и самоиндукции, при искровых разрядах статического и атмосферного электричества, в результате нагревания вещества и материалов от диэлектрических потерь энергии.

Максимальная температура на колбе электрической лампочки накаливания зависит от мощности: 25 Вт – 100 °С, 40 Вт – 150 °С, 75 Вт – 250 °С, 100 Вт – 300 °С, 150 Вт – 340 °С, 200 Вт – 360 °С, 750 Вт – 370 °С,

При коротком замыкании проводников электрического тока или замыкании на землю образуются электрическая дуга, искры и выделяется большое количество тепла. Зона разлета частиц при коротком замыкании при высоте расположения провода 10 м колеблется от 5 (вероятность попадания 92%) до 9 (вероятность попадания 6%) м; при при расположении провода на высоте 3 м – от 4 (96%) до 8 1%); при расположении на высоте 1 м – от 3 (99%) до 6 м (6%).

Короткое замыкание может вызвать воспламенение изоляции, расплавление проводников или деталей электрических машин и аппаратов с разбрызгиванием частичек расплавленного металла.

Замыкания и искровые пробои между обкладками конденсаторов, между электродами аппаратов и устройств могут привести к повреждениям герметичных аппаратов и воспламенению горючих веществ.

Перегрузка электрических сетей и машин вызывается увеличением механической нагрузки на электродвигатели, а также подключением к электрическим сетям дополнительных токоприемников, на которые сети не рассчитаны. Увеличение силы тока в сетях и машинах приводит к выделению большого количества тепла, воспламенению изоляции. Опасные последствия перегрузки наблюдаются при неправильно выбранной или неисправной защите сетей плавкими вставками или автоматами.

Переходные сопротивления возникают чаще всего в местах, где провода и кабели некачественно присоединяются к машинам и аппаратам или токопроводящие жилы соединяются друг с другом холодной (.скруткой, а также в местах плохого контакта металлических предметов, по которым протекают токи утечки. В местах переходных сопротивлений выделяется значительное количество тепла. От нагрева мест переходных сопротивлений может загореться электроизоляция, а также рядом находящиеся горючие вещества.

Разряды статического электричества могут образоваться при перемещении жидкостей, газов и пылей, при ударах, измельчении, распылении и подобных процессах механического воздействия на материалы и вещества, являющиеся диэлектриками. Искровые разряды статического электричества могут воспламенить паро-, газо- и пылевоздушные смеси. Накапливанию высоких потенциалов статического электричества и формированию искровых разрядов способствуют отсутствие или неэффективность специальных мер защиты от статического электричества, неэффективность или неисправность заземляющих устройств, образование электроизоляционного слоя отложений на заземленных поверхностях, нарушение режимов работы аппаратов (увеличение скорости движения веществ, падение струи с высоты, загрязненность движущихся жидкостей или наличие на их поверхности каких-либо плавающих тел и т. п.).

Искры статического электричества, образующегося при работе с движущимися диэлектрическими материалами, достигают величин от 2,5 до 7,5 мДж.

Молнии и искровые разряды от воздействия атмосферного электричества. Отсутствие, неисправность или неправильная эксплуатация систем молниезащиты зданий, сооружений и наружных установок в зонах активного проявления грозовой деятельности могут вызвать поражение их прямыми ударами молнии, особенно при наличии массивных высоких металлических конструкций или аппаратов со стравливающими линиями и воздушками.

Температура разряда молнии – 30000 °С при силе тока 200000 А и времени действия около 100 мкс. Энергия искрового разряда вторичного воздействия молнии превышает 250 мДж и достаточна для воспламенения горючих материалов с минимальной энергией зажигания до 0,25 Дж. Энергия искровых разрядов при заносе высокого потенциала в здание по металлическим коммуникациям достигает – значений 100 Дж и более, что достаточно для воспламенения всех горючих материалов.

Индукционное и электромагнитное воздействие атмосферного электричества способствует появлению значительных электрических потенциалов на производственном оборудовании, трубопроводах, строительных конструкциях. Отсутствие или неисправность систем заземления аппаратов и конструкций, отсутствие перемычек между трубопроводами могут привести к образованию опасных искровых разрядов.

В некоторых случаях воспламенение горючих веществ происходит в результате индукционного и диэлектрического нагрева. Так, при воздействии переменных магнитных полей происходит нагрев до высокой температуры металлических частиц, оказавшихся, например, в древесине при сушке ее токами высокой частоты. Кроме того, могут быть местные перегревы диэлектриков, попавших под воздействие переменного электрического поля (например, наличие сильно сучковатых, смолистых досок при сушке древесины токами высокой частоты).

Похожие публикации:
1. Анонимный абонент айфон как узнать номер телефона
2. Как правильно ставить шатуны на ваз 21213
3. Как сделать текст наискосок в ворде
4. Почему в ватсапе не видно когда человек был в сети