Горение - химический процесс соединения веществ с кислоро­дом, сопровождающийся выделением тепла и света. Для возникнове­ния горения необходим контакт горючего вещества с окислителем (кислород, фтор, хлор, озон) и с источником зажигания, способный передать горючей системе необходимый энергетический импульс. Наиболее бурно горят вещества в чистом кислороде. По мере умень­шения его концентрации горение замедляется. Большинство веществ прекращают горение при снижении концентрации кислорода в воз­духе до 12...14%, а тление - при 7...8% (водород, сероуглерод, оксид этилена и некоторые другие вещества могут гореть в воздухе при 5% кислорода).

Температура, при которой вещество воспламеняется и начинает гореть, называется температурой воспламенения. Эта температура неодинакова у различных веществ и зависит от природы вещества, атмосферного давления, концентрации кислорода и других факторов.

Самовоспламенение - процесс горения, вызванный внешним источником тепла и нагреванием вещества без соприкосновения с от­крытым пламенем.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скоро­сти экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пла­мени. Температура самовоспламенения зависит от давления, состава летучих веществ, степени измельчения твердого вещества.

Различают следующие виды процессов горения: вспышка, возго­рание, воспламенение, самовозгорание.

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождаю­щееся образованием сжатых газов.

Температура вспышки - самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или га­зы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их об­разования еще недостаточна для последующего горения.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источ­ника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

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. Температура воспла­менения всегда несколько выше температуры вспышки.

Самовозгорание - процесс самонагрева и последующего горения некоторых веществ без воздействия открытого источника зажигания.

Химическое самовозгорание является результатом взаимодействия веществ с кислородом воздуха, воды или между самими веществами. К самовозгоранию предрасположены растительные масла, животные жиры и пропитанные ими тряпки, ветошь, вата. Разогрев этих ве­ществ происходит за счет реакции окисления и полимеризации, кото­рые могут начаться при обычных температурах (10...30 °С). Ацети­лен, водород, метан в смеси с хлором самовозгораются на дневном свету; сжатый кислород вызывает самовозгорание минеральных ма­сел; азотная кислота - деревянной стружки, соломы, хлопка.

К микробиологическому самовозгоранию склонны многие про­дукты растениеводства - сырое зерно, сено и др., в которых при опре­деленной влажности и температуре интенсифицируется жизнедеятель­ность микроорганизмов и образуется паутинистый глей (гриб). Это вызывает повышение температуры веществ до критических величин, после которых происходит самоускорение экзотермических реакций.

Тепловое самовозгорание происходит при первоначальном внеш­нем нагреве вещества до определенной температуры. Полувысыхаю­щие растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), скипидарные лаки и краски могут самовозгораться при температуре 80. ..100 °С, дре­весные опилки, линолеум - при 100 °С. Чем ниже температура самовозгорания, тем более пожароопасным является вещество.

Горение – сложный физико‑химический, быстро протекающий процесс, который сопровождается выделением значительного количества тепла и ярким свечением.

Горение происходит в результате окисления вещества, способного к горению (горючего), окислителем (кислородом воздуха, хлором).

Виды возгорания: вспышка, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание.

Горение – это комплекс взаимосвязанных химических и физических процессов.

Свойство горения – это способность возникшего очага пламени перемещаться по всей горючей смеси путем передачи тепла из зоны горения в свежую смесь.

Источники зажигания – это искры, пламя, накаленные предметы, трение, удар.

Для возникновения процесса горения характерно наличие критических условий (по составу смеси, давлению, температуре, геометрическим размерам системы) возникновения и распространения пламени.

Для горения характерны три типичные стадии: возникновение, распространение b погашение пламени.

В зависимости от состояния горючего и окислителя различают три вида горения:

Гомогенное горение газов в среде газообразного окислителя;

Гетерогенное горение жидких b твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;

Горение взрывчатых веществ.

Окислителем является кислород воздуха. Окислителями могут быть фтор, бром, сера, которые при нагревании разлагаются с выделением кислорода.

Вспышка – быстрое сгорание смеси газов с воздухом, которое может возникнуть от соприкосновения смеси с пламенем, искрой, без перехода в горение. На вспышке горение прекращается, так как успевают сгореть только пары.

Воспламенение – это процесс, при котором вещество нагревается до температуры кипения и горит, пока происходит выделение летучих углеводородов.

Самовоспламенение – процесс, когда вещество нагревается от постороннего источника теплоты, постоянно переходя в самонагревание.

Самовозгорание – процесс самонагрева и последующего возгорания вещества без воздействия открытого источника зажигания. Чем ниже температура, при которой происходит процесс самовозгорания, тем вещество более опасно. Процесс самовозгорания может начаться уже при температуре 10‑20 оС.

Самовозгорающиеся вещества делятся на три группы: самовозгорающиеся от воздействия воздуха (растительные масла), вызывающие горение при воздействии на них воды (карбид кальция), самовозгорающиеся при взаимодействии с другими веществами (при контакте веществ).

Пожаро– и взрывоопасность газов характеризуется следующими показателями: концентрационными пределами распространения пламени, минимальной энергией зажигания, температурой горения и скоростью распространения пламени.

Горение бывает двух видов: полное и неполное.

Полное горение происходит при избыточном количестве кислорода и сопровождается образованием паров воды и диоксида углерода.

Неполное горение очень опасно, так как происходит при недостатке кислорода, при этом образуется токсичный оксид углерода.

Два режима горения: первый режим, в котором горючее вещество образует однородную смесь с воздухом до начала горения, второй режим, в котором горючее вещество и окислитель первоначально разделены, а горение протекает в области их перемешивания (диффузионное горение).

Тепловой поток, который поступает из зоны горения к твердому горючему, зависит от энергии, которая выделяется в процессе горения и от условий теплообмена между зоной горения и поверхностью твердого горючего. В этих условиях режим и скорость горения могут зависеть от физического состояния горючего вещества, его распределения в пространстве и характеристик окружающей среды.

В зависимости от скорости распространения пламени горение может происходить в форме дефлаграционного горения, взрыва и детонации.

Взрыв – процесс быстрого выделения большого количества энергии. В результате взрыва взрывоопасная смесь превращается в сильно нагретый газ с высоким давлением, который с большой силой воздействует на окружающую среду и вызывает образование взрывной волны.

Разрушения, вызванные взрывом, обусловлены действием взрывной волны. По мере удаления от места взрыва механическое воздействие взрывной волны ослабевает.

Скорость распространения пламени при взрыве достигает сотен метров в секунду. При ускорении распространения пламени усиливается сжатие несгоревшего газа, оно распространяется по несгоревшему газу в виде последовательных ударных волн, которые соединяются в одну мощную ударную волну сильно сжатого и разогретого газа. В результате возникает устойчивый режим распространения реакции. Разновидность горения, распространяющегося со скоростью, превышающей скорость звука, называют детонацией . Она характеризуется резким скачком давления в месте взрыва, который обладает большим разрушающим действием.

Жидкости и твердые вещества образуют воспламеняющиеся смеси при повышении их до температуры, при которой вследствие испарения в достаточном количестве образуются газообразные продукты. Взрывоопасными являются смеси пыли с воздухом. Витающая в воздухе пыль может находиться во взвешенном состоянии и оседать на стенах, оборудовании.

При горении выделяются ядовитые газы : синильная кислота, фосген и другие, а содержание кислорода в воздухе падает. Вот почему опасен не только и даже не столько огонь, сколько дым и гарь от него. Надо учитывать и возможные реакции организма человека при увеличении концентрации продуктов горения:

угарного газа : 0,01% - слабые головные боли; 0,05% - головокружение; 0,1% - обморок; 0,2% - кома, быстрая смерть; 0,5% - мгновенная смерть;

углекислого газа : до 0,5% - не воздействует; от 0,5 до 7% - учащение сердечного ритма, начало паралича дыхательных центров; свыше 10% - паралич дыхательных центров и смерть.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЫТОВЫХ ГАЗОВЫХ ПРИБОРОВ (И ГАЗОВЫХ ПЛИТ В ЧАСТНОСТИ)

Нормы оснащения помещений ручными огнетушителями

Таблица 1

Примечания :

1. Для тушения пожаров различных классов порошковые огнетушители должны иметь соответствующие заряды: для класса А - порошок ABC (Е); для классов В, С и Е - ВС (Е) или ABC (Е), для класса D - D.

2. Для порошковых огнетушителей и углекислотных огнетушителей приведена двойная маркировка: старая маркировка по вместимости корпуса, л/новая маркировка по массе огнетушащего состава, кг. При оснащении помещений порошковыми и углекислотными огнетушителями допускается использовать огнетушители как со старой, так и с новой маркировкой.

3. Знаком " + + " обозначены рекомендуемые к оснащению объектов огнетушители, знаком " + " - огнетушители, применение которых допускается при отсутствии рекомендуемых и при соответствующем обосновании; знаком " - " - огнетушители, которые не допускаются для оснащения данных объектов.

4. В замкнутых помещениях объемом не более 50 м 3 для тушения пожаров вместо переносных огнетушителей или дополнительно к ним могут быть использованы огнетушители самосрабатывающие порошковые.

Нормы оснащения помещений передвижными огнетушителями

Таблица 2

Примечания:

1. Для тушения очагов пожаров различных классов порошковые и комбинированные огнетушители должны иметь соответствующие заряды: для класса А - порошок АВС (Е); для класса В, С и Е - ВС (Е) или АВС (Е); для класса D - D.

2. Значения знаков " + +", " + " и " - " приведены в примечании 2 к таблице 1.

Более 90 % всей энергии, используемой человечеством сегодня, вырабатывается в процессе горения. Начало научным исследованиям теории горения было положено российским ученым Михельсоном В.А.

Горение – сложный физико-химический процесс превращения исходных горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождающийся интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучением факела пламени.

Для возникновения такой физико-химической реакции, лежащей в основе любого пожара, необходимо наличие трех обязательных компонентов: горючей среды, источника зажигания и окислителя.

Горючая среда – среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания.

Источник зажигания – это тепловой источник с достаточной для зажигания температурой, энергией и длительностью действия.

Различают горение кинетическое и диффузионное.

Кинетическое горение представляет собой горение предварительно перемешанных горючих газов и окислителя.

Диффузионное горение – это горение, при котором окислитель поступает в зону горения извне. Диффузионное горение, в свою очередь, бывает ламинарным (спокойным) и турбулентным (неравномерным) во времени и в пространстве.

В зависимости от агрегатного состояния исходного горючего вещества различают гомогенное , гетерогенное горение и горение конденсированных систем .

При гомогенном горении окислитель и горючее находятся в одинаковом агрегатном состоянии. К этому типу относится горение газовых смесей (природного газа, водорода, пропана и т.п. с окислителем – обычно кислородом воздуха).

При гетерогенном горении исходные вещества (например, твердое или жидкое горючее и газовый окислитель) находятся в разных агрегатных состояниях. Твердые вещества, превращенные в пыль (угольную, текстильную, растительную, металлическую), при перемешивании с воздухом образуют пожаровзрывоопасные пылевоздушные смеси.

Горение конденсированных систем связано с переходом вещества из конденсированного состояния в газ.

В зависимости от скорости распространения пламени горение может быть дефлаграционным − со скоростью несколько м/с, взрывным − скорость порядка десятков и сотен м/с и детонационным − сотни и тысячи м/с.

Для дефлаграционного или нормального распространения горения характерна передача тепла от слоя к слою. В результате этого фронт пламени перемещается в сторону горючей смеси.

Взрывным горением называется процесс горения со стремительным высвобождения энергии и образованием при этом избыточного давления (более 5 кПа).

При детонационном горении (детонации) распространение пламени происходит со скоростью, близкой к скорости звука или превышающей ее.

Детонация есть процесс химического превращения системы окислитель − восстановитель, представляющий собой совокупность ударной волны, распространяющейся с постоянной скоростью, и следующей за фронтом зоны химических превращений исходных веществ. Химическая энергия, выделяющаяся в детонационной волне, подпитывает ударную волну, не давая ее затухать.

Скорость детонационной волны есть характеристика каждой конкретной системы. Для гетерогенных систем характерна малоскоростная детонация, обусловленная спецификой реакции газ - твердое вещество. При детонации газовых смесей скорости распространения пламени составляют (1-3)∙10 3 м/с и более, а давление во фронте ударной волны (1-5)МПа и более.

Горению свойственны опасные факторы, которые называются опасными факторами пожара .

Под пожаром понимается неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

К опасным факторам пожара (согласно ГОСТ 12.1.004-91) относятся:

Пламя и искры;

Повышенная температура окружающей среды;

Пониженная концентрация кислорода;

Токсические продукты горения

Термического разложения.

Пламя − это видимая часть пространства (пламенная зона), внутри которой протекают процессы окисления, дымообразования и тепловыделения, а также генерируются токсические газообразные продукты и поглощается кислород из окружающего пространства.

Пламя в количественном отношении в основном характеризуется следующими величинами:

Площадью горения (F 0 , м 2), - скоростью выгорания (Ψ , кг/с), - мощностью тепловыделения (Q гор , Вт) - оптическим количеством дыма (ΨD , Непер∙м 2 ∙кг -1).

Особенностями горения на пожаре, в отличие от других видов горения, являются: склонность к самопроизвольному распространению огня; сравнительно невысокая степень полноты сгорания и интенсивное выделение дыма, содержащего продукты полного и неполного окисления.

На пожарах образуются три зоны:

- Зона горени я − часть пространства, в котором происходит подготовка веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и собственно горение.

- Зона теплового воздействия − часть пространства, примыкающая к зоне горения, в которой тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций, и где не возможно пребывание людей без специальной тепловой защиты.

- Зона задымления − часть пространства, примыкающая к зоне горения и расположенная как в зоне теплового воздействия, так и вне ее и заполненная дымовыми газами в концентрациях, угрожающих жизни и здоровью людей.

Горение может осуществляться в двух режимах: самовоспламенения и распространения фронта пламени .

Распространение пламени − процесс распространения горения по поверхности вещества и материалов за счет теплопроводности, тепловой радиации (излучения) и конвекции.

Оценивая динамику развития пожара можно выделить несколько его основных фаз:

- 1 фаза (до 10 мин) − начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар за время примерно 1-3 минуты и рост зоны горения в течение 5-6 минут. При этом происходит преимущественно линейное распространение огня вдоль горючих веществ и материалов, что сопровождается обильным дымовыделением.

- 2 фаза − стадия объемного развития пожара, занимающая по времени 30-40 минут, характеризуется бурным процессом горения с переходом в объемное горение. Процесс распространения пламени происходит дистанционно за счет передачи энергии горения на другие материалы. Максимальных значений достигает температура (до 800-900 о С) и скорости выгорания.

Стабилизация пожара при максимальных его значениях происходит на 20-25 минуте и продолжается еще 20-30 минут, при этом выгорает основная масса горючих материалов.

- 3 фаза − фазы затухания пожара, т.е. догорание в виде медленного тления. После чего пожар прекращается.

Согласно ИСО № 3941-77 пожары делятся на следующие классы:

- класс А − пожары твердых веществ, в основном органического происхождения, горение которых сопровождается тлением (древесина, текстиль, бумага);

- класс В − пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ;

- класс С − пожары газов;

- класс Д − пожары металлов и их сплавов;

- класс Е − пожары, связанные с горением электроустановок.

Характеристиками горючей смеси по показателям пожаро- взрывоопасности являются:

Группы горючести,

Концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения),

Температура вспышки, - температура воспламенения и самовоспламенения.

Группа горючести − показатель, который применим к следующим агрегатным состояниям веществ:

- газы − вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 о С равно или более 300 кПа или критическая температура которых менее 50 о С;

- жидкости − вещества с температурой плавления (каплепадения) менее 50 о С;

- твердые вещества и материалы с температурой плавления (каплепадения) более 50 о С;

- пыли − диспергированные вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

Горючесть − способность вещества или материала к горению. По горючести они подразделяются на три группы.

Негорючие (несгораемые ) − вещества и материалы, не способные к горению на воздухе. Негорючие вещества могут быть пожароопасными, (например, окислители, а также вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии в водой, кислородом воздуха или друг с другом).

Трудногорючие (трудносгораемые ) − вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления.

Горючие (сгораемые ) − вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться в воздухе от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Из этой группы выделяют легко воспламеняющиеся вещества и материалы − способные воспламенятся от кратковременного (до 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т.п.).

Концентрационные пределы воспламенения − минимальная и максимальная концентрация (массовая или объемная доля горючего в смеси с окислительной средой), выраженная в %, г/м 3 или л/м 3 , ниже (выше) которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Различают нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени (соответственно НКПРП и ВКПРП ).

НКПРП (ВКПРП) − минимальное (максимальное) содержание горючего в смеси (горючее вещество – окислительная среда), при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Например, для смеси природного газа, состоящего в основном из метана, концентрационный предел воспламенения (детонационного горения) составляет 5-16 %, а взрыв пропана возможен при содержании в 1 м 3 воздуха 21 л газа, а возгорание − при 95 л.

Температура вспышки (t всп ) − минимальная температура горючего вещества, при которой на его поверхности образуются газы и пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения.

В зависимости от численного значения t всп жидкости их относят к легковоспламеняющимся (ЛВЖ) и горючим (ГЖ ). В свою очередь ЛВЖ подразделяются на три разряда в соответствии с ГОСТ 12.1.017-80.

Особо опасные ЛВЖ − это горючие жидкости с t всп от −18 о С и ниже в закрытом или от −13 о С в открытом пространстве. К ним относятся ацетон, диэтиловый эфир, изопентан и др.

Постоянно опасные ЛВЖ − это горючие жидкости с t всп от −18 о С до +23 о С в закрытом или от −13 о С до 27 о С в открытом пространстве. К ним относятся бензол, толуол, этиловый спирт, этилацетат и др.

Опасные при повышенной температуре ЛВЖ − это горючие жидкости с t всп от 23 о С до 61 о С в закрытом или выше 27 о С до 66 о С в открытом пространстве. К ним относятся скипидар, уайт-спирит, хлорбензол и др.

Температура вспышки используется для определения категорий помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности согласно НПБ 105-03, а также при разработке мероприятий для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности ведения процессов

Температура самовоспламенения − самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости энергии.

Понятие «взрыв » используется во всех процессах, которые могут вызвать существенное повышение давления в окружающей среде.

На основании ГОСТ Р 22.08-96 взрыв − это процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающейся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу.

На взрывоопасных объектах возможны следующие виды взрывов:

- взрывные процессы − неконтролируемое резкое высвобождение энергии в ограниченном пространстве;

- объемный взрыв − образование облаков топливно-воздушных или других газообразных, пылевоздушных смесей и их быстрыми взрывными превращениями;

- физические взрывы − взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким давлением или перегретой жидкостью.

Аварийный взрыв – чрезвычайная ситуация, возникающая на потенциально опасном объекте в любой момент времени в ограниченном пространстве спонтанно, по стечению обстоятельств или в результате ошибочных действий работающего на нем персонала

Причинами взрывов, в основном, являются:

Нарушение технологического регламента;

Внешние механические воздействия;

Старение оборудование и установок;

Конструкторские ошибки;

Изменение состояния герметизируемой среды;

Ошибки обслуживающего персонала;

Неисправность контрольно-измерительных, регулирующих и предохранительных устройств.

Под пожарной опасностью понимают совокупность условий, способствующих возникновению и развитию пожара, а также определяющих его продолжительность и размеры.

Для оценки пожарной опасности веществ и материалов необходимо знать основы процесса горения.

Горением называется физико-химический процесс, сопровождающийся выделением тепла и излучением света.

Горением может быть всякая экзотермическая химическая реакция, как соединения веществ, так и их разложения. Например, взрыв ацетилена – это реакция его разложения.

Для процесса горения необходимы определённые условия: горючее вещество, способное самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, воздух (кислород), а также источник воспламенения, обладающий определённой температурой и достаточным запасом теплоты. Если одно из этих условий отсутствует, процесса горения не будет. Так называемый пожарный треугольник (кислород воздуха, теплота, горючее вещество) может дать простейшее представление трех факторов, необходимых для существования пожара.

Символический пожарный треугольник, изображенный на рис. 21 наглядно иллюстрирует это положение и дает представление о важных факторах, необходимых для предотвращения и тушения пожаров:

Если одна из сторон треугольника отсутствует, пожар не может начаться;

Если одну из сторон треугольника исключить, пожар погаснет.

Однако, пожарный треугольник – простейшее представление о трех факторах, необходимых для существования пожара, не полностью поясняет природу пожара. В частности, он не включает цепную реакцию, возникающую между горючим веществом, кислородом и теплотой в результате химической реакции. Пожарный тетраэдр (рис. 22) – более наглядная иллюстрация процесса сгорания (тетраэдр – это многоугольник с четырьмя треугольными гранями). Он позволяет понять процесс сгорания, так как в нем имеется место для цепной реакции и каждая грань касается трех других. Основная разница между пожарным треугольником и пожарным тетраэдром заключается в том, что тетраэдр показывает, каким образом за счет цепной реакции поддерживается пламенное горение – грань цепной реакции удерживает остальные три грани от падения. Этот важный фактор используется во многих современных переносных огнетушителях, автоматических системах тушения пожаров и предотвращения взрывов – огнетушащие вещества оказывают воздействие на цепную реакцию и прерывают процесс ее развития.

Пожарный тетраэдр дает наглядное представление о том, каким образом можно потушить пожар. Если убрать горючее вещество, или кислород, или источник теплоты, пожар прекратится.

Если цепная реакция будет прервана, то в результате последующего уменьшения образования паров и выделения тепла пожар также будет потушен. Однако, при наличии тления или возможности повторной вспышки необходимо обеспечить дальнейшее охлаждение.

Горючее вещество может находиться в любом агрегатном состоянии (твердом, жидком, газообразном). Источником воспламенения может быть пламя, искра, накаленное тело и тепло, выделяющееся в результате химической реакции, при механической работе, электрической дуги между проводниками и т. д.

После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т.е. область, где происходит реакция с выделением тепла и света.

Горение возможно при определённом количественном соотношении горючего вещества и окислителя. Например, при пламенном горении веществ в воздухе зоны горения концентрация кислорода должна быть не ниже 16 …18 %. Горение прекращается при снижении содержания кислорода в воздухе ниже 10…12%. Однако тление может происходить и при содержании в воздухе около 3 % кислорода.

Исключением являются вещества (в основном взрывчатые), горение которых происходит за счет окислителей, входящих в их состав. Молекулы таких веществ как хлораты, нитраты, хроматы, окиси, перекиси и др. содержат свободные атомы кислорода. При нагревании, а иногда при соприкосновении с водой, они выделяют кислород, который поддерживает горение.

Взрыв – это частный случай горения. В соответствии с ГОСТ 12.1.010-76ССБТ взрывом считается быстрое экзотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных проводить работу. Газы, быстро расширяясь, создают огромное давление на окружающую среду, в которой возникает воздушная сферическая волна, движущаяся с большой скоростью. При определенных условиях опасность взрыва могут представлять смеси газов, паров и пыли с воздухом. Условия для возникновения взрыва – это наличие определённой концентрации газо-, пыле- или паро-воздушной смеси и импульса (пламя, искра, удар), способного нагреть смесь до температуры самовоспламенения. Предотвращение образования взрывоопасной смеси в производственных помещениях достигается:

· применением рабочей и аварийной вентиляции;

· отводом, удалением взрывоопасной среды и веществ, способных привести к её образованию;

· контролем состава воздушной среды и отложений взрывоопасной пыли (ГОСТ 12.1.010 – 76 п. 2.4).

При рассмотрении вопроса взрывобезопасности электроустановок, размещаемых во взрывоопасных зонах внутри и вне помещений, следует руководствоваться главой 7.3 Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Горение - это сложный химический процесс, который может протекать не только при окислении веществ кислородом, но и при соединении их с многими другими веществами. Например, фосфор, водород, измельченное железо (опилки) горят в хлоре, карбид щелочных металлов воспламеняются в атмосфере хлора и двуокиси углерода, медь горит в парах серы и т. д.

Разные по химическому составу вещества горят неодинаково. Например, воспламеняющиеся жидкости выделяют теплоту в 3…10 раз быстрее чем дерево, поэтому обладают высокой пожароопасностью.

Независимо от первоначального агрегатного состояния большинство горючих веществ при нагревании переходит в газообразную фазу и, смешиваясь с кислородом воздуха, образует горючую среду. Этот процесс называется пиролизом. При горении веществ выделяются углекислый газ, окись углерода и дым. Дым представляет собой смесь мельчайших твердых частиц веществ - продуктов горения (угля, золы). Углекислый газ, или углекислота, является инертным газом. При значительной концентрации его в помещении (8 - 10 % по объему) человек теряет сознание и может умереть от удушья. Окись углерода - бесцветный газ без запаха, обладающий сильным отравляющим свойством. При объемной доле его в воздухе помещения от 1 % и выше почти мгновенно наступает смерть.

Пожароопасные свойства горючих веществ определяются рядом характерных показателей.

Вспышка - это быстрое сгорание смеси паров вещества с воздухом при поднесении к ней открытого огня. Самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от внешнего источника зажигания, называется температурой вспышки. Температура вспышки, определяемая в условиях специальных испытаний, является показателем, ориентировочно определяющим тепловой режим, при котором горючее вещество становится опасным.

Воспламенением называют горение, возникающее под воздействием источника зажигания и сопровождающееся появлением пламени. Температура горючего вещества, при которой после воспламенения возникает устойчивое горение, называется температурой воспламенения.

Самовоспламенением называют возгорание вещества без подведения к нему источника зажигания, сопровождающееся появлением пламени. Самая низкая температура, при которой начинается этот процесс, т. е. когда медленное окисление переходит в горение, называется температурой самовоспламенения. Эта температура значительно выше температуры его воспламенения.

Способность некоторых веществ, называемых пирофорными (растительные продукты, уголь, сажа, промасленная ветошь, различные предметы судового снабжения и т. д.), самовозгораться при тепловых, химических или микробиологических процессах учитывается при разработке пожарно-профилактических мероприятий.

Физико-химические свойства всех опасных веществ, способных самовозгораться при смешении одного с другим, при контакте вещества с другими активными веществами и пр. изложены в Правилах морской перевозки опасных грузов (МОПОГ), которые используются в морской практике. При перевозке опасных грузов все члены экипажа инструктируются по соблюдению мер предосторожности при обращении с конкретными перевозимыми веществами.

Интенсивность горения зависит и от физического состояния вещества. Измельчённые и распылённые вещества горят более интенсивно, чем массивные и плотные.

Промышленная пыль представляет значительную пожарную опасность. Имея большую поверхность и электроёмкость, она способна приобретать заряды статического электричества в результате движения, трения и ударов пылинок друг о друга, а также о частицы воздуха. Поэтому при обработке сыпучих грузов необходимо принимать противопожарные меры согласно инструкциям.

По степени возгораемости все вещества и материалы разделяют на четыре категории: несгораемые, трудно сгораемые, трудновоспламеняемые (само затухающие) и сгораемые.

Воспламеняющиеся жидкости условно подразделяют на три разряда в зависимости от температуры вспышки, определяемой в условиях специальных лабораторных испытаний: 1 – имеющие температуру вспышки паров ниже 23 о С; 2 – имеющие температуру вспышки паров в диапазоне от 23 о С до 60 о С; 3 – имеющие температуру вспышки паров выше 60 о С.

Воспламеняющиеся жидкие грузы подразделяются на легко воспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ).

Легко воспламеняющиеся жидкости, в свою очередь, разделяются на три категории в зависимости от температуры вспышки и пожаробезопасности (особо опасные, постоянно опасные, опасные при повышенной температуре воздуха).

Для перевозки сжиженных горючих газов, большинство которых являются опасными в пожарном отношении, на флоте широкое распространение получают специализированные суда.

Опасность, возникающая при перевозке грузов на судах в грузовых резервуарах и сосудах под давлением, определяется по пределам воспламенения их в воздухе. Горючими называются газы, воспламеняющиеся в воздухе при определённых условиях. Газы, не воспламеняющиеся в воздухе, называются негорючие.

При оценке пожарной опасности твёрдых веществ важно знать группу возгораемости и температуру воспламенения. Для веществ имеющих низкую температуру плавления – 573 К и ниже, необходимо также определять температуру вспышки и пределы воспламенения паров в воздухе. При подготовке материалов и веществ к хранению и транспортировке необходимо предварительно тщательно ознакомиться с их физико-химическими свойствами, выявить возможность их изменения с течением времени, при контактах с другими веществами, нагреве, облучении и при других внешних воздействиях.

Похожая информация.

Пожар представляет собой неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве, опасное для людей и наносящее материальный ущерб.
Опасными для людей факторами пожара являются открытый огонь, искры, повышенная температура, токсичные продукты горения, дым, уменьшение содержания кислорода, обрушения зданий или установок.
Горение - быстро протекающая физико-химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты и дыма, появлением пламени или тлением. В обычных условиях горение представляет собой процесс окисления или соединения горючего вещества с кислородом воздуха. Однако некоторые вещества (например сжатый ацетилен, хлористый азот, озон) могут взрываться и без кислорода с образованием теплоты и пламени. Следовательно, горение может явиться результатом реакций не только соединения, но и разложения. Известно также, что водород и многие металлы могут гореть в, атмосфере хлора, медь - в парах серы, магний - в двуокиси-углерода и т. д.
Наиболее опасно горение, возникающее при окислении горючего вещества кислородом воздуха. При этом необходимо наличие источника зажигания, способного сообщить горючей системе необходимое количество энергии. Наиболее распространенными источниками зажигания являются: искры, появляющиеся при неисправности электрооборудования, ударе металлических тел, сварке, кузнечных работах; теплота, возникающая в результате трения; технологические нагревательные устройства; аппараты огневого действия; теплота адиабатического сжатия; искровые разрядц статического электричества; перегрев электрических контактов; химические реакции, протекающие с выделением теплоты.
Температура нагрева этих источников различна. Так, искра, возникающая при ударе металлических тел, может иметь температуру до 1900°С, пламя спички около. 800°С, ведущий барабан ленточного конвейера при пробуксовке - до 600°С, а в накале электрического разряда температура доходит до 10 000°С, при этом почти мгновенно завершаются химические реакции.
Горение может быть полным и неполным. При полном горении, протекающем при избытке кислорода, продуктами реакции являются диоксид углерода, вода, азот, сернистый ангидрид. Неполное горение происходит при недостатке кислорода, продуктами горения в этом случае являются ядовитые и горючие вещества - оксид углерода, спирты, кетоны, альдегиды и др. Для полного сгорания горючего вещества необходимо определенное количество воздуха: 1 кг древесины - 4,18, торфа - 5,8, пропана - 23,8 м3.
Процесс горения можно представить себе следующим образом. Холодная горючая среда при введении теплового импульса разогревается, происходит интенсивное окисление горючей среды кислородом и дополнительное выделение теплоты. Это, в свою очередь, приводит к разогреву соседнего слоя горючего вещества, в котором также протекает интенсивная химическая реакция. При таком послойном сгорании горючего вещества происходит перемещение зоны горения; скорость этого перемещения определяет интенсивность процесса горения и является его важнейшей характеристикой. Процесс послойного разогрева, окисления и сгорания продолжается до тех пор, пока не исчерпается весь объем горючего вещества.
Узкую зону, в которой подогревается вещество и протекает химическая реакция, называют фронтом пламени.
Горючие системы могут быть химически однородными и неоднородными. Химически однородные системы - это смеси горючих газов, паров или пылей с воздухом, в которых равномерно перемешаны горючее вещество и воздух. Горение таких систем называется гомогенным. В химически неоднородных системах горючее вещество и воздух не перемешаны и имеют границу раздела. Это чаще всего твердые горючие материалы и их горение называют гетерогенным.
Полное время сгорания горючей смеси тг складывается из времени, необходимого для возникновения контакта между горючим веществом и кислородом τ к, и времени, в течение которого происходит сама химическая, реакция окисления τ x

В зависимости от соотношения этих двух слагаемых различают горение диффузионное и кинетическое. При горении твердых горючих веществ время, необходимое для проникновения (диффузии) кислорода к поверхности вещества, гораздо больше времени химической реакции, поэтому общая скорость горения полностью определяется скоростью диффузии кислорода к горючему веществу. Горение таких веществ наиболее часто встречается на пожарах и называется диффузионным. Горение, скорость которого определяется скоростью химической реакции, называют кинетическим. Этот вид горения характерен для однородных горючих систем.
Различают калориметрическую, теоретическую и действительную температуру горения.
Калориметрической температурой горения называют температуру, до которой нагреваются продукты полного сгорания, если вся выделившаяся теплота расходуется па их нагревание, количество воздуха равно теоретически необходимому, происходит полное сгорание веществ и начальная температура равна 0°С. Потери теплоты при этом принимают равными нулю. Если начальная температура горючего вещества и воздуха равна 0°С, то калориметрическая температура горения

где Qн - низшая теплота сгорания горючего вещества, ккал/кг; V - объем продуктов сгорания, м3/кг; с - средняя объемная теплоемкость продуктов сгорания, ккал/м3·град.
Следовательно, калориметрическая температура горения зависит только от свойств горючего вещества и не зависит от его количества. Теоретическая температура горения учитывает потери теплоты при горении на диссоциацию. Калориметрическая температура горения является наибольшей для горючего вещества и применяется для качественной оценки. В действительности при горении всегда имеются потери теплоты на излучение, нагрев избыточного воздуха и окружающей среды.
Действительная температура горения - это температура пожара. Различают температуру внутреннего и наружного пожара. Температура наружного пожара - температура пламени, а внутреннего - температура дыма в помещении. Действительные температуры, развивающиеся при пожаре, вследствие потерь теплоты в окружающую среду, нагревания продуктов сгорания и конструкций
всегда меньше теоретических на 30...50%. Например, теоретическая температура горения бензина 1730°С, а действительная 1400°С.
Смесь горючих паров и газов с окислителем способна гореть только при определенном содержании в ней горючего.
Наименьшую концентрацию горючего газа, при которой уже возможно горение, называют нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ). Наибольшую концентрацию, при которой еще возможно горение, называют верхним концентрационным пределом воспламенения (ВКПВ). Область концентраций, лежащую внутри этих границ, называют областью воспламенения. Воспламенение - это возгорание (начало горения), сопровождающееся появлением пламени. Это устойчивое длительное горение, не прекращающееся и после удаления источника зажигания. Значения нижнего и верхнего пределов воспламенения зависят от свойств газа, пара и пыли воздушных смесей, содержания в горючей смеси инертных компонентов. Добавление в горючую смесь инертных газов сужает область воспламенения и в конце концов делает ее негорючей. Значительно сужают пределы воспламенения некоторые примеси, замедляющие реакции горения. Наиболее активными из них являются галоидированные углеводороды. Оба отмеченных свойства используют для прекращения горения. Понижение давления смеси ниже атмосферного также сужает область воспламенения, и при определенном давлении смесь становится негорючей. Увеличение давления горючей смеси расширяет область воспламенения, но, как правило, незначительно. Повышение температуры горючей смеси расширяет область воспламенения. На концентрационные пределы воспламенения влияет также мощность источника зажигания.
Различают не только концентрационные, но и температурные пределы воспламенения.
Температурными пределами воспламенения паров в воздухе называются такие температуры горючего вещества, при которых его насыщенные пары образуют концентрации, соответствующие нижнему или верхнему концентрационному пределу воспламенения. Температурой воспламенения называют ту наименьшую температуру, при которой вещество загорается или начинает тлеть и продолжает гореть или тлеть после удаления источника воспламенения. Температура воспламенения характеризует способность вещества к самостоятельному горению. Если температура воспламенения у вещества отсутствует, то его относят к трудногорючим или негорючим.
Ускорение реакции окисления под действием температуры приводит к самовоспламенению. В отличие от процесса возгорания, при котором загорается только ограниченная часть объема - поверхность, самовоспламенение происходит во всем объеме вещества. Под температурой самовоспламенения понимают наинизшую температуру, до которой надо нагреть вещество, чтобы в результате дальнейшего самоокисления оно воспламенилось. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество теплоты, выделяемое в процессе окисления, превысит отдачу теплоты в окружающую среду.
Температура самовоспламенения не является постоянной для вещества, так как она в значительной степени зависит от условий ее определения. Для получения сравнительных данных испытательная аппаратура и методика определения температуры самовоспламенения газов и паров стандартизована (ГОСТ 13920-68). Определяемую стандартным методом наименьшую температуру, до которой должна быть равномерно нагрета смесь газов и паров с воздухом для того, чтобы она воспламенилась без внесения в нее внешнего источника зажигания, называют стандартной температурой самовоспламенения.
Разновидность самовоспламенения - самовозгорание, т. е. горение в результате самонагревания без воздействия источника зажигания. Различие между самовоспламенением и самовозгоранием заключается в величине температуры. Самовозгорание происходит при температуре окружающего воздуха, а для самовоспламенения необходимо нагреть вещество извне.