Показники вибухопожежонебезпечних властивостей матеріалів і речовин

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

Пожежовибухонебезпека речовин та матеріалів - це сукупність властивостей, які характеризують їх схильність до виникнення й поширення горіння, особливості горіння і здатність піддаватись гасінню загорянь. За цими показниками виділяють три групи го­рючості матеріалів і речовин: негорючі, важкогорючі та горючі.

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

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

Горючі (спалимі) - речовини та матеріали, що здатні самозай­матися, а також спалахувати, тліти чи обвуглюватися від джерела запалювання та самостійно горіти після його видалення.

У свою чергу, у групі горючих речовин та матеріалів виділяють легкозаймисті речовини та матеріали - це речовини та матеріали, що здатні займатися від короткочасної (до ЗО с.) дії джерела запа­лювання низької енергії.

З точки зору пожежної безпеки вирішальне значення мають по­казники пожежовибухонебезпечних властивостей горючих речо­вин і матеріалів. ГОСТ 12.1.044-89 передбачає більше 20 таких показників. Необхідний і достатній для оцінки пожежовибухо небезпеки конкретного об'єкта перелік цих показників залежить від агрегатного стану речовини, виду горіння (гомогенне чи ге­терогенне) і визначається фахівцями.

Основні показники пожежонебезпечних властивостей речовин різного агрегатного стану, які використовуються при визначенні категорій вибухонебезпечності приміщень та вибухонебезпечних і пожежонебезпечних зон в приміщеннях і поза ними:

t_сп - температура спалаху - це найменша температура речовини, за якої в умовах спеціальних випробувань над її поверхнею утворюється пара або гази, що здатні спалахувати від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще не достатня для стійко горіння, тобто має місце тільки спалах - швидке згоряння горючої суміші, що не супроводжується утворенням стиснутих газів;

t_займ - температура займання - це найменша температура речовини, за якої в умовах спеціальних випробувань речовина виділяє горючу пару або гази з такою швидкістю, що після їх запалювання від зовнішнього джерела спостерігається спалахування початок стійкого полум'яного горіння. Температура спалаху та займання ЛВЖ відрізняється на 1-5°С, і чим менша температура спалаху рідини, тим меншою є ця різни­ця, і відповідно, більш пожежонебезпечною є ця рідина.

t_сзайм - температура самозаймання - це найменша температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань відбуваєть­ся різке збільшення швидкості екзотермічних об'ємних реакцій, що призводить до виникнення полум'яного горіння або вибуху за відсутності зовнішнього джерела полум'я. Температура самозайман­ня речовини залежить від ряду факторів і змінюється у широких межах. Найбільш значною є залежність температури самозаймання від об'єму та геометричної форми горючої суміші. Із збільшенням об'єму горючої суміші при незмінній її формі температура самоза­ймання зменшується, тому що зменшується площа тепловіддачі на одиницю об'єму речовини та створюються більш сприятливі умови для накопичення тепла у горючій суміші. При зменшенні об'єму горючої суміші температура її самозаймання підвищується.

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

Температура самозаймання горючої суміші значно перевищує t_сп і t_займ на сотні градусів.

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

- теплове;

- хімічне;

- мікробіологічне.

Суть теплового самозаймання полягає у тому, що схильні до такого самозаймання речовини при їх нагріві до порівняно незнач­них температур (60...80°С), за рахунок інтенсифікації процесів окислення і недостатнього тепловідводу, саморозігріваються, що, в свою чергу, призводить до підвищення інтенсивності окислення і, в кінцевому результаті, до самозагоряння.

До хімічного самозаймання схильні речовини, до складу яких входять неорганічні (ненасичені) вуглеводні, які включають тільки вуглець і водень, при наявності подвійних і потрійних зв'язків між атомами вуглецю.

Для таких вуглеводнів характерним є приєднання по лінії цих зв'язків окислювачів, у тому числі і галогенів, що супроводжуєть­ся підвищенням температури речовини і інтенсивності її подаль­шого окислення. За певних умов цей процес може завершуватись самозайманням. Хімічному самозайманню сприяє наявність у ре­човині з'єднань сірки.

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

До мікробіологічного самозаймання схильні продукти рослин­ного походження - трава, подрібнена деревина, зерно тощо. За пев­них умов вологості і температури в рослинних продуктах виникає павутинний глет - специфічний ниткопавутиноподібний білий грибок. Його життєдіяльність пов'язана із підвищенням темпера­тури. При температурі 80...90°С павутинний глет перетворюється в тонкопористий, схильний до подальшого самоокислення з підвищенням температури самозаймання.

Необхідною умовою для розглянутих видів самозагоряння є наявність схильних до самозаймання речовин, окислювача і недо­статній відвід супутнього процесам окислення тепла в навколишнє середовище.