Основы обеспечения пожаро- и взрывобезопасности

ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРО- И ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ГОРЕНИЯ

Горением называют быстро протекающее химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением большого количества тепловой энергии и свечением.

Обычно горение представляет собой процесс окисления, т.е. соединение горючего вещества с кислородом, однако, некоторые вещества, например, сжатый ацетилен, хлористый азот, озон и некоторые другие, могут гореть и без кислорода с образованием теплоты и света. Известно, что водород и некоторые металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь- в парах серы, магний- в двуокиси углерода.

С практической точки зрения наиболее важное значение имеет реакция окисления кислородом воздуха. Для возникновения горения при этом необходимо наличие источника зажигания.

Горение бывает полным и неполным. Полное горение протекает при достаточном или избыточном количестве кислорода, продуктами реакции при этом является вода, диоксиды серы, углерода, азота, неспособные к дальнейшему окисления.

Если кислорода недостаточно происходит неполное горение, сопровождающееся образованием промежуточных продуктов, нередко токсичных продуктов.

Процесс горения можно представить следующим образом: при введении в холодную горючую смесь источника разогрева происходит разогрев смеси в ограниченном объеме до температуры воспламенения. Начинается реакция окисления горючего вещества кислородом, которая сопровождается выделением тепла. Выделяющееся тепло разогревает смежных объемов, вызывая их возгорание. При таком послойном возгорании происходит перемещение зон горения. Скорость перемещения зон горения определяет интенсивность про­цесса горения и является важнейшей характеристикой.

В зависимости от скорости распространения пламени горение бывает в форме дефлактационного горения, взрыва и детонации.

При дефлактационном горении скорость распространения пламени составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров в минуту.

Взрыв / ГОСТ 12.1.010.-76/ - это быстрое превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии в короткий промежуток времени и образованием сжатые газов, образующихся со скоростью превышающих скорость распространения звука в среде горения. Скорость распространения пламени в объеме вещества составляет сотни метров в секунду. При взрыве образуется ударная волна

Детонация – переходной процесс от горения к взрыву, при этом скорость распространения пламени происходит со скоростью превыша­ющей скорость звука /примерно 330 метров в секунду/. Детонация характеризуется быстрые скачком давления /20-З0 кПа /. Детонация может переходить при определенном начальном давлении и определенной концентрации горючего вещества смеси.

Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.

ПОКАЗАТЕЛИ ПОЖАРО- и ВРЫВООПАСНОСТИ

Группа сгораемости

По сгораемости вещества и материалы подразделя­ются на три группы: негорючие, трудногорючие, горючие.

Несгораемыми называются вещества, которые неспособны к горению на воздухе.

Трудносгораемые - могут возгораться и гореть при наличии источника зажигания, но не горят при его удалении.

Сгораемые материалы, которые возгораются от источника зажигания и продолжают гореть после его удаления. Сгораемые материалы под­разделяются на легковоспламеняющееся и трудновоспламеняющиеся

К трудновоспламеняющимся относятся горючие вещества, которые при хранении на открытом воздухе или в помещении не способны разгорать­ся даже при длительном воздействии источника зажигания незначительной энергии / пламя спички, искры/. Они возгораются только от мощного источника, который нагревает значительную часть вещества до температуры воспламенения.

К легковоспламеняющимся относятся горючие вещества, которые при хранении на открытой воздухе или в помещении способны без предвари­тельного подогрева возгораться от кратковременного действия ис­точника зажигания незначительной энергии.

Легковоспламеняюшиеся жидкости (с температурой вспышки не превышающей 61⁰С в закрытом объеме и 66⁰С в открытом) делятся на три разряда:

1 разряд – особо опасные легко воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки от –18⁰С и ниже.

II paзpяд - постоянно опасные с температурой вспышки от –18 до +23⁰С

III разряд - опасные с температурой вспышки от +23 до 61⁰С.

Те мпература вспышки - самая низкая температура вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способнее вспыхивать от внешнего источника зажигания.

Этот параметр характерен для горючих жидкостей, а также для некоторых твердых веществ /нафталина, фосфора/, испаряющихся при нормальных условиях.

При температуре вспышки еще не возникает устойчивой гонение. так как время вспышки недостаточно для прогрева жидкости до необходимой температуры, способной обеспечивать стабильное гоне­ние.

Температуру вспышки определяют экспериментально или расчетным путем.

Температура воспламенения – температура, при которой горючие вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура самовоспламенения - называется самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением. Самовоспламенение возможно, если количество тепла, выделяемое в процессе окисления будет превышать отдачу теплоты в окружающую среду.

Температура самовоспламенения снижается от следующих факторов:

- объем смеси (с увеличением объема ТСВ),

- состава смеси (по мере приближения к стехиометрическому составу смеси),

- давления (с повышением давления).

Температура самовоспламенения большинства газов и жидкостей находится в пределах 350-700⁰С. Температура самовоспламенения твердых веществ зависит от количества выделяющихся летучих продуктов и составляет:

- 250-450⁰С для дерева, торфа и углей,

- 450-800⁰С для цинка, магния, алюминия.

С измельчением твердого вещества, увеличением в нем содержания кислорода температура самовоспламенения снижается.

Температура самовозгорания / самонагревания, тления/.

Температура тления- критическая температура твердого вещества, при которой резко увеличивается скорость процесса самонагревания, что приводит к возникновению очага тления. Температуру тления учитывают при расследовании причин пожаров. Склонность к самовозгоранию характеризуется температурой тления. Склонность к самовозгоранию учитывают при разработке мероприятий по хранению, транспортированию и сушке.

Температура самонагревания - самая низкая температура при которой в веществе находящемся в атмосфере воздуха, возникают различные экзотермические процессы окисления, полимеризации или разложения, приводящие к самовозгоранию вещества. Температуру самонагревания учитывают при определении условий безопасного хранении. Температура самонагревания также характеризует склонность веществ к самовозгоранию.

Температура самонагревания является наименьшей температурой вещества, нагревание до которой может потенциально представлять пожарную опасность.

Концентрационные пределы воспламенения является важной характеристикой горючих систем, определяемая минимальной / нижний предел / максимальной / верхний предел/ концентрацией в воздухе горючих веществ, способных воспламениться от источника зажигания с последующим распространением пламени на любое расстояние от источника зажигания

Температурными пределами воспламенения называют такие темпе­ратуры горючего вещества, при которых его насыщенные пары образуют концентрации, равные соответственно ВКН и НКП.

НКП =(Рнтп/Ратм)100%;

ВКП =(Рвтп/Ратм)100%.

Где Р нтп - давления насыщенных паров на нижнем температурном пределе

Р втп - давления насыщенных паров на верхнем температурном пределе.

 

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Волокнистые материалы, являющиеся исходным сырьем для тканей, обладают, хотя и в различной степени, способностью воспламеняться и гореть.

Волокна растительного происхождения /хлопок, лён, пенька и др./ легко воспламеняются и хорошо горят.

Наибольшую пожарную опасность имеет хлопковое волокно. Его средняя плотность 0.015 г/см, а объем пор достигает 90%.

В начале нагрева температура вещества повышается медленно, как тепло расходуется на разложение волокна. Продолжение теплового воздействия на волокно приводит к повышению температуры газовой смеси и как только достигается температура окисления, очень быстро происходит реакция с выделением тепла. При этом тепло уже не успевает обводиться в окружающую среду, температура смеси увеличивается. При достижении температура самовоспламенения нагрев резко убыстряется за счет внутренних тепловых процессов, пока не появится пламя.

Техническое разложение волокна заметно уже при темп. 95⁰С. Признак разложения - желтый цвет. При температуре. 110-115⁰С волокно приобретает темно- коричневый цвет.

Температура самовоспламенения хлопкового волокна 430-470⁰С, что значительно выше чем температура самовоспламенения у хлопка-, сырца / 150-225 ⁰С /.

Пожарная опасность хлопкового волокна исключительно велика: если оно загорается, то тушить его практически невозможно. Это объясняется обилием кислорода в волокне и наличием воздушных пустот, что обеспечивает его горение без доступа воздуха. Например, кипа волокна брошенная в воду, продолжает гореть несколько суток под водой. Горение волокна бурно развивается после разрушения металлической обвязки кип, что происходит при ее нагреве до 500⁰С.

Волокна животного происхождения / шерсть, натуральный шелк/ загора­ются с трудом и могут гореть только при постоянном контакте с други­ми источниками огня.

Растительные волокна более опасны в пожарном отношении, чем волокна животного происхождения, но последние облада­ют свойством дольше удерживать в себе поглощаемую теплоту.

Волокна растительного происхождения на первоначальной стадии механической переработки /в процессах трепания и чесания/ выделяют много легковоспламеняющейся пыли, что значительно повышает пожарную опасность, в особенности при использовании пневматических устройств для транспортировки волокна.

В текстильной промышленности в значительном количестве перера­батываются химические волокна. Было принято считать, что сырье для производства капронового шелка и сам шелк не являются горючими. Однако это мнение было опровергнуто. Сырье для капронового шелка-капролактам, получаемый из фенола или бензола, и сам шелк, способны интенсивно гореть с выделением большого количества тепла.

Штапельное волокно имеет тот же химический состав, что и целлюлоза /C₆Н₁₀О₅/, но вследствие различия их структуры, штапельное волокно менее устойчиво, чем целлюлоза к действию высоких тем­ператур и при 125 – 130⁰С склонно к самовозгоранию.

Суровые ткани, поступающие для отделки в красильне - отделочное производство способны воспламеняться и гореть. Некоторые красители: кубовые, сернистые, прямые пожароопасны в условиях сушки.

Первичная обработка

При первичной обработке (на наждачных машинах - при переработке хлопка, на стригальных - при переработке льна) выделяется много пыли и пуха.

В случае плохой работы вытяжной вентиляции пыль оседает на машинах, осветительной арматуре. Загорание пыли и пуха возможно при искрении, вследствие нагрева подшипников, а также от неисправности электрообо­рудования и осветительной сети.

Опаливание.

Опаливанию подвергают перед отбелкой или крашением х/б, льняные, шерстяные ткани гребенного прядения, шелковые ткани.

Опаливание производят на плитных, цилиндрических, газовых опаливающих машинах.

На плитных и цилиндрических опаливающих машинах причиной пожара может стать внезапный останов движущейся ткани из-за неисправ­ности транспортирующего механизма. Необходимо систематически следить за его исправностью, своевременно очищать воздуховоды от пыли.

Газовые опаливающие машины опасны еще и потому, что в процессе опаливания может выделяться окись углерода СО, которая ядовита и созда­ет пожароопасные условия. Смесь СО /32% / в воздухе при горении создает температуру до 2100⁰С, а СО / 70% / до 2950 ⁰С.

Ткань, выходящая из опаливающих машин имеет температуру 40⁰С. Без ограждения машин происходит теплоизлучение, температура в помещении доходит до 28 - 30⁰ С. Воспламенение ткани может вызвать быстрое распространение огня.

После прохождения черед опаливающую машину на поверхности ткани могут оставаться искры, для гашения которых необходимо устраивать водяные искрогасительные камеры или плюсовки или пропиточные машины.

Рекомендуется применять углекислотные огнетушители и оснащать помещения пожарными гидрантами. На газовых опаливающих машинах применяется газ метан СН₄. На каждом подводящем газопроводе нужно иметь водяной затвор и быстро-, действующие краны для прекращения подачи газа к установкам. Необходимо еженедельно проверять газопроводы на утечку газа при помощи газомера.

Отбельный отдел

Отбелке подвергаются х/б ткани льняные, ткани из искусственного и натурального шелка. Операции отбельного цеха не представляют собой, пожарной опасности, за исключением приготовления гипохлорита натрия. Перекись водорода также обладает свойством вспыхивать при взаимо­действии с многими органическими веществами. Хранить перекись водорода надо в темном изолированном несгораемом помещении, отдельно от легковоспламеняющихся жидкостей.

Кислоты используют почти во всех переходах красильно-отделочного производства.

Сушка

Сушка в сушильных барабанах производится при нагреве цилиндров паром выше 100 ⁰С.

В зрельниках обработка тканей протекает при нагреве плит до 90-I00 ⁰C. Пряжу /бобины, мотки / сушат в камерных сушилках нагретым воздухом при температуре 65-110⁰С. Поэтому сушку относят к пожароопасным процессам.

Конвективные сушилки имеют от 3-х до 4-х сушильных секций, снаб­женных калориферами, приточными вентиляторами. Сушилки также имеют вытяжную вентиляцию.

Термообработка тканей происходит при еще более высоких температурax.

Сушильная аппаратура содержит электродвигатели, пусковые и блокировочные устройства, осветительную сеть. Для предотвращения пожаров и взрывов при эксплуатации сушильного оборудования необходимо:

- подводку электропроводов к светильникам осуществлять с наружной стороны,

- очищать все вентиляционное оборудование от пыли,

- проводить систематическую очистку сушильных камер светильники должны быть пыленепроницаемыми,

- электродвигатели должны быть закрытого типа, исключающие возможность искрения,

- смазку расположенных внутри сушильных камер роликовых подщипли ков рекомендуется производить маслом с температурой вспышки бо­лее 220-250⁰С.

Общие причины пожаров.

Электрические сети

Неправильный подбор сечения проводов и максимальной эксплуатации электрических сетей, т.е. включение дополнительных нагрузок. Например, при протекании тока по проводам несоответствующего сечения или при включении дополнительной нагрузки может разрушиться или воспламениться изоляция. Предельная температура изоляции из резины- 55^оС, из х/б ткани - 95 ^оС, из асбеста- 115⁰С. Разрушение изоляции вызывает короткое замыкание, плавление проводов, попадание частиц расплавленного металла на пух – возгорание.

Необходимо систематически проверять сопротивление изоляции, которая быстро разрушается в помещениях с парами щелочных растворов и кислот, особенно азотной.

 

Светильники

Пожарная опасность электрических ламп накаливания характеризуется высокой температурой нагрева. При 127 в. и мощности 150 Вт температура нагрева достигает 150-175 ⁰С, а при мощности 500 Вт - 220-230⁰С. У светильников из люминесцентных ламп нагреваются дроссели, что может вызвать возгорание заливочной массы дросселя.

Не попускается:

- подвешивать светильники с помощью проводов,

- допускать контакта ламп накаливания с возгораемыми конструкциями и материалами,

- нагрева дросселей люминесцентных ламп выше 75⁰С.

Предохранители:

Причиной пожара может служить применение некалиброванных вставок или жучков, которые при нарушении нормальной эксплуатации не могут выполнять роль автомата и обесточить сеть. Плавкие предохранители должны быть. строго рассчитаны на допустимую токи.

Электродвигатели

Пожарная опасность электродвигателей может возникнуть при высокое температуре нагрева корпусов или отдельных частей, а также при искрении токосъемных устройств. В запыленных цехах, при повышенной влажности, высокой температуре, при работе в агрессивных средах следует применять двигатели защищенного или закрытого типа, изоляция обмоток двигателей не должна пропускать влагу.

П усковая аппаратура.

К пусковой аппаратуре относятся рубильники, магнитные пускатели, выключатели. Пожарная опасность заключается в появлении электрической дуги и искрении в момент включения и выключения, а также короткого замыкания проводов в местах их ввода в аппараты. Пусковая аппаратура должна закрываться кожухами.

Защитное заземление и зануление

Пожарная опасность возникает при повреждении изоляции и при неправильном конструировании.

Вентиляционные установки.

Причиной пожара могут служить неисправность электродвигателя, приводящего в движение вентилятор, неисправность вентилятора, что может вызвать искрообразование.

В воздуховодах при движении пыли с большой скоростью могут обра­зовываться электростатические заряды, при разрядке которых возможно загорание пыли.

В случае возникновении огня воздуховоды являются путями, через которые огонь быстро распространяется в другие помещения, чтобы огонь не мог распространиться по воздуховодам следует устраивать автоматические заслонки и задвижки.

Статическое электричество

Искры статического электричества могут воспламенить пыль, газы, пары горючих жидкостей. Наиболее опасными в пожарном отношении являются заряды статического электричества на приводных ремнях. Существуют следующие способы снятия статического электричества:

- прошивают ремни с внутренней стороны медной тонкой проволокой

- смазывают ремни с внутренней стороны раствором технического глицерина (50% воды, 50% технического глицерина). Гигроскопичность глицерина позволяет ремням долгое время оставаться влажными.

- чтобы пыль не воспламенялась необходимо корпуса, главные вала, воздуховоды заземлять. Матерчатые фильтры воздуховодов надо обшивать мелкой металлической сеткой и подсоединять к заземлителю.

Категория Г

Горючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии процесс обработки которых сопровождается выделением тепла, искр или пламени.

Категория Д - не пожароопасная

Вещества и материалы в холодном состоянии.

 

СРЕДСТВА ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

Вода и водяной пар.

Вода- наиболее распространенное средство тушения пожаров. Её используют в виде струи под давлением или тонко распыленной. При небольших очагах пожара сильные контактные струи сбивают пламя. Жидкие продукты, особенно не смешивающиеся с водой, эффективнее тушить распыленной cтpyeй. При этом происходит интенсивное парообразование и охлаждение горящей жидкости. При горении горючих веществ в небольших закрытых объемах вместо воды в зону горения подают водяной пар, лучше всего насыщенный.

При тушении волокнистых материалов для улучшения смачиваемости в воду добавляют поверхностно- активные вещества, типа сульфанатов. При добавлении смачивателя в количестве 0,2-2% расход воды уменьшается в 2 - 2, 5 раза при сокращении времени тушения.

ВОДОЙ НЕЛЬЗЯ ТУШИТЬ электроустановки и электропроводку, находящеюся под напряжением, а также вещества способные вступать с водой в химические реакции.

Пена

Пена - это дисперсная система, состоящая из пузырьков газа /воздух или двуокидсь углерода/, заключенные в тонкие оболочки негорючей жидкости / растворы солей и кислот/. Чтобы образующаяся пена была устойчива во времени, в жидкость, из которой она образуется, вводят поверхностно-активные вещества.

Пены особенно эффективны при тушении ЛВЖ. Огнегасящий эффект пены основан на том, что она изолирует поверхность горячей жидкости от нагретого воздуха, а кроме того пена облагает определенным охлаждающим действием, за счет входящей в неё воды.

Существуют химические и воздушно- механические огнегасящие пены.

В состав химической пены входят: 80% диоксида углерода СО₂, 19,7% водного раствора сернокислого натрия Na₂SO₄, и 0,3% ПАВ.

В состав воздушно- механической пены входят: 90% воздуха и 10% вода с ПАВ.

Наибольшей стойкость облагает химическая пена /до 1 часа/. Менее стойкая воздушно- механическая / 20-40 мин/.

Негорючие/ инертные газы/

Диоксид углерода СО₂ и азот, которые используются в случаях, когда недопустимо применение воды и водо-пенных огнегасителей

Диоксид углерода в нормальных условиях- газ без запаха в 1,5 раза тяжелее воздуха, при избыточном давлении переходит в жидкое состояние - углекислоту.

Углекислоту подают через перфорированный трубопровод, при выходе она переохлаждается и образуется углекислый снег.

Азот широко поменяют для заполнения свободных объемов в сосудах над ЛВЖ.

При применении диоксида углерода и азота следует учитывать, что находясь в воздухе в больших концентрациях, они могут вызвать удушие.

Порошковые составы

Используются в тех случаях, когда применение других средств неэффективно. Порошковые составы ПС-Т и ПС-2 используют для тушения щелочных металлов. Эти составы на осно­ве кальцинированной соды. Составы типа СИ - на основе силикагеля применяют для тушения алюминийорганических кремнеорганических соединений. Огнегасительный порошок ПСВ на основе бикарбоната калия наиболее универсален и используется для многих металлоорганических соединений.

Огнетушители, как первичные средства тушения пожаров Наибольшее распространение получили ручные огнетушители пен­ные ОП, воздушно-пенные ОВП, углекислотные ОУ и УП-ХМ- двухбалонные

Пенные огнетушители нельзя применять для тушения пожаров электроустановок, так как пена хороший проводник тока.

ПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Все предприятия должны иметь наружный пожарный водопровод, который прокладывается по территории при­ятия, а также разветвленную по корпусам, цехам и объектам сеть внутреннего противопожарного водопровода.

В случае невозможности обеспечения подачи воды из водопровода, предусматривается также н наличие противопожарных водоёмов с неприкосновенным запасом воды нa 3 часа непрерывной paботы установок пожаротушения.

Источниками противопожарного водоснабжения являются пруды, озера, артезианские источники, городская водопроводная система.

ЭВАКУАЦИЯ

Во всех зданиях и сооружениях предусматривается безопасная эвакуация людей.

Эвакуационные пути не допускается прокладывать через помещения производствами категорий А, Б, В., а также через здания 1V и V степеней огнестойкости.

Производственные помещений должны иметь не менее двух эвакуационных выхода. Один выход допускается в помещениях производств категории А, Б, В при числе работающих до 5 человек, и для производств категории В с числом работоцих до 25 человек.

Ширина лестничных площадок и маршей принимается из расчета 0,6 м па 100 чел., но не менее 1 для проходов, 1,4м – для коридоров.

Допустимое время эвакуации из зданий и сооружений – 1,5 мин, с территории предприятия – 2,5 мин

Расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода на текстильных предприятиях устанавливается от 50-80 м в зависимости от степени огнестойкости зданий и категории производств.

 

ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРО- И ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ