Теоретичні основи процесів горіння та вибуху.

ГОРІННЯ — це екзотермічна реакція окислення речовини, яка супроводжується виділен-ням диму та (або) виникненням полум’я та (або) світінням.

ГОРІННЯ є з’єднання кисню або іншого окисника з горючою речовиною.

ПОЛУМЯ — це зона горіння в газовій фазі з видимим випромінюванням світла.

СВІТІННЯ — безполуменеве горіння матеріалу (речовини) в твердій фазі з видимим випромі-нюванням світла із зони горіння.

ДИМ — видимі тверді та (або) рідкі частинки в газах, що утворюються в результаті горіння або піролізу матеріалів.

Для того щоб мало місце спалахування, тобто займання, що супроводжується появою полум’я, речовина повинна розпочати виділяти горючі гази або пари в результаті випаровування, розкладу або хімічної реакції. У протилежному випадку горіння буде безполуменевим.

Горіння виникає за одночасної наявності трьох основних та деяких додаткових умов. Розглянемо їх.

ДЖЕРЕЛО ЗАПАЛЮВАННЯ — це теплова енергія, що призводить до займання. Це джерело повинно мати певний запас енергії та температуру, достатню для початку реакції. Горюча речовина (пальне) та окисник повинні знаходитися в необхідному співвідношенні один з одним.

Горючі речовини разом з окисником утворюють горючу систему (горючу суміш).

Горючі суміші, залежно від співвідношення пального та окисника, поділяються на:

бідні, що вміщують у достатку, в порівнянні зі стехіометричним співвідношенням компонентів, окисник;

багаті, що вміщують у достатку пальне.

ЕТАПИ РОЗВИТКУ ПОЖЕЖІ:

I етап пожежі — перетворення загоряння в пожежу, тривалість — 1-3 хв.

II етап пожежі — зростання зони горіння —5-6 хв.

III етап пожежі — бурхливий процес горіння, температура всередині приміщення досягає 250-300 С, починається об’ємний розвиток пожежі, коли полум’я заповнює весь об’єм приміщення і по-ширення полум’я проходить вже не по поверхні, а дистанційно — через розриви. Руйнування за-склення. Тривалість — 6-9 хв.

IV етап — як результат руйнування засклення, приплив свіжого повітря різко сприяє розвитку пожежі. Температура всередині приміщення підвищується з 500-600 С до 800-900 С. швидкість ви-горяння максимальна. Тривалість — 9-12 хв.

V етап — стабілізація пожежі на 20-25 хв від початку горіння.

VI етап — зниження інтенсивності горіння.

Активна ділянка пожежі включає в себе чотири зони:

ЗОНА ГОРІННЯ — частина простору, в якій безпосередньо відбувається горіння.

ЗОНА ТЕПЛОВОГО ВПЛИВУ — прилеглий до зони горіння простір, в якому проходить тепло-вий обмін між зоною горіння та навколишнім середовищем, конструкціями та матеріалами.

ЗОНА ЗАДИМЛЕННЯ — простір, суміжний з зоною горіння, в якому можливе розповсюджен-ня продуктів горіння.

ЗОНА ТОКСИЧНОСТІ — об’єм простору, заповнений димовими газами, що вміщують токсичні продукти горіння в концентраціях, небезпечних для життя та здоров’я людей.

Вогнище пожежі в момент виникнення може бути загашене або локалізоване первинними засобами пожежогасіння Найважливіша роль відводиться найбільш масовим з них - вогнегасникам. Практика використання вогнегасників підтвердила їх безцінну роль у пожежній охороні. За допомогою вогнегасників пожежі успішно гасяться упродовж 4 хв. з моменту виникнення, причому цей засіб буває достатнім у 20% випадків займань. Для об'єктів загального громадського користування ця цифра наближається до 30 %. У світовій практиці показник ефективного гасіння з використанням вогнегасника сягає 50%, а у Франції - до 90%.

З цього можна зробити висновок, що дієвість ужитку вогнегасників у нас в Україні повинна зростати, тоді й збитки від пожеж будуть набагато меншими Все це в останні роки викликало необхідність у кількісному і якісному розвитку вогнегасників. В усіх країнах, за винятком країн колишнього СРСР, 80% випущених вогнегасників порошкові, що пояснюється їх високою вогнегасною здатністю, решта 20% - це пінні і вуглекислотні. Структура випуску вогнегасників змінюється.

В Україні випускають порошкові, СО₂ – вогнегасники (вуглекислотні), хімічно-пінні, хімічно-повітряні, повітряно-пінні. Найшвидше виходять з ладу хімічно-пінні вогнегасники, корозія негативно впливає на їх дієвість, не кажучи вже про ефективність гасіння пожеж.

Структура випуску вогнегасників в Україні така: порошкові - 40%; пінні - 35%; з двоокисом вуглецю - 20%; хладонові - 5%.

ВИМОГИ ДО ВОГНЕГАСНИКІВ

1. Маркування на корпусі вогнегасників повинно, як правило, бути виконане методом шовкографії, декалькоманії або наклейки на синтетичній основі.

2. Вогнегасники повинні розміщуватися у легкодоступних місцях, де виключене попадання на них прямих сонячних променів і безпосередня (без загороджувальних щитків) дія опалювальних та нагрівальних пристроїв.

Ручні вогнегасники повинні розміщуватися методами:

- навішування на вертикальні конструкції на висоті не більше 1,5 м від рівня підлоги до нижнього краю вогнегасника і на відстані від дверей, достатній для їх відкривання;

- встановлення в пожежній шафи разом з пожежними кранами, у спеціальні тумби або пожежні щити та стенди.

3. Навішування вогнегасників на кронштейни, встановлення їх у тумби або пожежні шафи повинні виконуватись так, щоб забезпечувалася можливість прочитання маркувальних написів на корпусі.

4. Вогнегасники, які розміщуються поза приміщенням або в неопалюваних для експлуатації при мінусових температурах приміщеннях, необхідно знімати на холодний період. У таких випадках на пожежних щитах і стендах повинна міститись інформація про місце розташування найближчого вогнегасника.

5. Вогнегасники, призначенні для установки на транспортних засобах (автомобілях, всюдиходах, тракторах та ін.), повинні комплектуватись кронштейнами. Кронштейн має утримувати вогнегасник, не закриваючи своїми елементами інструктивні написи, бути безпечним у роботі і зручними для встановлення та оперативного виймання вогнегасника.

6. Кнопка пуску повинна чітко виділятися на фоні інших деталей вогнегасника.

7. Вогнегасники, призначенні для доставки до місця займання вручну, повинні важити не більше 20 кг. Вогнегасники вагою більше 50 кг повинні бути обладнанні колесами. Величина тягового зусилля для переміщення таких вогнегасників вручну по рівній горизонтальній поверхні з бетонним або асфальтовим покриттям не повинна перевищувати 250 Н (25 кГс).

8. У вогнегасниках повинні бути передбаченні запобіжні пристрої або інші засоби захисту у випадку перевищення тиску в корпусі.

9. Запобіжні пристрої вогнегасників усіх типів повинні мати надійну фіксацію для забезпечення від мимовільного спрацювання від вібрацій, струсів або випадкового натиску на елементи пуску.

10. Ручні порошкові вогнегасники місткістю 5 л і більше, а також ручні вогнегасники інших типів місткістю більше 5 л і пересувні вогнегасники повинні бути обладнані гнучким шлангом.

11. Всі вогнегасники принципово не повинні відрізнятись способом приведення в дію.

ХІМІЧНО-ПІННІ ВОГНЕГАСНИКИ

ВХП-10 призначений для гасіння початкових вогнищ пожежі твердих матеріалів, а також різних горючих рідин на площі до 1 м2, за винятком електроустановок під напругою, речовин, здатних при взаємодії з водою (хімічною піною) вибухати, горіти.

Промисловість випускає три види ручних хімічно-пінних вогнегасників: ВХП-10, ВП-М, ВП-9ММ.

Цифра в маркуванні будь-якого типу вогнегасника вказує на об'єм корпусу вогнегасника.

Будова ВХП складається з трьох основних елементів: корпус, запірно-пускова головка, кислотний циліндр (див. рис. 1).

Хімічно-густопіний морський вогнегасник ВПМ призначений для гасіння займань на кораблях. Відрізняється від ВХП-10 тим, що внутрішня поверхня корпусу і пружина (запірно-пускового пристрою) (ЗПП) просвинцьовані.

Хімічно-пінний маломагнітний вогнегасник ВП-9ММ (ОП-9ММ), крім вищевказаних конфігурацій ВХП, може використовуватись для гасіння електроустановок. Вогнегасник з низькою магнітною проникненістю.

Вміст заряду:

кислотна частина - суміш сірчанокислого заліза з сірчаною кислотою, відповідно 150 г і 120 г, всього 270 г;

лужна частина - біокарбонат натрію з екстрактом солодового коріння - 450 г.

В результаті реакції кислотної та лужної частини виділяється СО₂, під дією якого виділяються продукти реакції у вигляді піни.

Якщо вогнегасник буде експлуатуватися при температурі 5°С і нижче, то необхідно залити 3 л етиленгліколю, і температура зберігання понизиться до -20 - 25°С.

Техніка безпеки при обслуговуванні вогнегасників ВХП

1. Зарядження і гідровипробування проводять згідно з заводською інструкцією.

2. Перед зняттям кришки необхідно прочистити сприск для випуску газів, які можуть бути в корпусі (для зниження можливого тиску).

3. При знятті кришки з використаного вогнегасника її треба спрямувати у бік перешкоди, подалі від людей.

4. Під час приготування заряду не допускається попадання кислотної частини на шкіру, одяг, взуття.

5. При попаданні кислоти на шкіру: промити чистою водою або лужною частиною (нейтралізувати), а потім змити водою.

Експлуатація вогнегасників ВХП

Рис. 1. ВХП-10: 1 - корпус, 2 - ручка для перенесення вогнегасника, 3 - циліндр з кислотною частиною, 4 - клапан, 5 - вихідний отвір циліндра кислотної частини, 6 - важіль з ексцентриком, 7 - шток, 8 - сприск, 9 - запірна мембрана.

Розміщують вогнегасники на допустимих і видимих місцях на висоті не менше 1,5 м. На кожний вогнегасник заводять формуляр (паспорт), де роблять записи про перевірку, заряджання, випробування.

На кожний вогнегасник заводиться окрема сторінка. Один раз на рік перевіряють якість заряду і стан корпусів вогнегасників. Змішують 4,5 см³ кислотної частини з 88 см³ лужної частини, при цьому кратність піни повинна бути не менше 4. Якщо К=4, заряд підсилити або змінити. Вогнегасники, встановлені на відкритому повітрі, потрібно захистити від атмосферних опадів (спец, шафи, навіси). Для чистки сприску на ручці для переносу ВХП вішають шпильку. Вогнегасники повинні зберігатись тільки у вертикальному положенні.

За останні роки широкого розповсюдження набули вогнегасники ВХПП (вогнегасник хімічний повітряно-пінний). Відрізняються від ВХП зарядом: у лужну частину заливають 0,5 л піноутворювача, а на сприск навертають пінну насадку. Замість лужної частини і піноутворювача можна використати готовий в сухому вигляді. Принцип дії ВХПП заснований на використанні хімічної реакції між кислотою і лужною частинами (компонентів заряду).

Рис. 2. ВХПП-10: 1 - корпус, 2 - циліндр з кислотною частиною, 3 - клапан, 4 - вихідний отвір, 5 - пусковий важіль, 6 - запірна мембрана, 7 - розпилювач, 8 - інжектори, 9 — корпус пінної насадки, 10 — сітка.

При змішуванні обох частин заряду в результаті реакції виділяється вуглекислий газ, який в корпусі вогнегасника створює підвищений тиск 0,1 - 0,15 МПа, а заряд у вигляді пінного струменя через сприск поступає в пінній насадок, де підсмоктує навколишнє повітря. На виході отримуємо піну середньої кратності, яка викидається на відстань 3-4 м.

При роботі з ВХП і ВХПП можливі такі негативні явища: забруднення, перекривання отвору сприску (тиск у корпусі через 10 с. може досягати 15 атм); самовільне спрацювання (несправне кріплення кислотного циліндра або його пошкодження); неякісна піна, дальність струменя менша норми (мало лужної і кислотної частини).

Подвійний заряд може спричинити нещасний випадок. Всі вогнегасники даного типу приводяться в дію так:

1. Піднести вогнегасник до вогнища.

2. Прочистити сприск.

3. Повернути ручку ВПП на кришці вогнегасника вверх до відказу (на 180° в вертикальній площині).

4. Перевернути вогнегасник вверх дном, потрясти.

5. Спрямувати струмінь піни на вогонь.

При роботі з вогнегасниками не рекомендується рукою братись за дно вогнегасника.

При гасінні горючих твердих матеріалів спрямовують струмінь піни в місце найбільшого горіння. При гасінні легкозаймистих рідин піною накривають всю поверхню, починаючи з ближнього краю.