Поняття пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів

У свою чергу, у групі горючих речовин та матеріалів виділяють легкозаймисті речовини та матеріали – це речовини та матеріали, що здатні займатися від короткочасної (до 30 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 вибухонебезпеки приміщень та вибухонебезпечних і пожежонебезпечних зон в приміщеннях і поза ними, включають:

tсп – 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 недостатня для стійкого горіння, тобто має місце тільки спалах – швидке згоряння горючої суміші, що не супроводжується утворенням стиснутих газів;

tзайм – 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 займання використовується при визначенні групи горючості речовин, при оцінці пожежної небезпеки устаткування та технологічних процесів, пов'язаних із переробкою горючих речовин, при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки.

tсзайм – 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 сумішей 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 tсп і tзайм на сотні градусів.

НКМПП та ВКМПП – відповідно нижня і верхня концентраційні межі поширення полум'я – це мінімальна та максимальна об'ємна (масова) частка горючої речовини у сумінй з даним окислювачем, при яких можливе займання (самозаймання) суміші від джерела запалювання з наступним поширенням полум'я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання.

Суміші, що містять горючу речовину нижче НКМПП чи вище ВКМПП, горіти не можуть: у першому випадку – за недостатньої кількості горючої речовини, а в другому – окислювача. Наявність зон негорючих концентрацій речовин та матеріалів надає можливість вибрати такі умови їх зберігання, транспортування та використання, за яких виключається можливість виникнення пожежі чи вибуху. Горючі пари й гази з НКМПП до 10% по об'єму повітря становлять особливу вибухонебезпеку.

Значну вибухову та пожежну небезпеку становлять різноманітні горючі пилоподібні речовини, особливо в завислому стані. Залежно від значення НКМ поширення полум'я пил поділяється на вибухо-та пожежонебезпечний. При значенні НКМПП менше 65 г/м3 пил є вибухонебезпечним (пил сірки, борошна, цукру), а при більших значеннях НКМПП – пожежонебезпечним (пил деревини, тютюну).

КМПП включаються до стандартів, технічних умов на гази, легкозаймисті рідини та тверді речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні газо-, паро- та пилоповітряні суміші, при цьому для пилу встановлюється тільки НКМПП, тому що великі концентрації пило-завису майже не можуть бути досягнуті у відкритому просторі, а за будь-яких концентрацій пилу згоряє тільки та його частина, яка забезпечена окислювачем. Значення концентраційних меж застосовуються при визначенні категорії приміщення та класу зон за вибухопожежною та пожежною небезпекою при розрахунку гранично допустимих вибухобезпечних концентрацій газів, парів і пилу в повітрі робочої зони з потенційним джерелом запалювання, при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки.

tHKM і tBKM – відповідно нижня і верхня температурні межі поширення полум'я – температури матеріалу (речовини), за яких його (її) насичена пара чи горючі леткі утворюють в окислювальному середовищі концентрації, що дорівнюють нижній та верхній концентраційним межам поширення полум'я.

Значення ТМПП використовуються під час розробки заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки об'єктів при розрахунку пожежовибухобезпечних режимів роботи технологічного устаткування, при оцінці аварійних ситуацій, пов'язаних з розливом горючих рідин, для розрахунку КМПП тощо. Безпечною, з точки зору ймовірності самозаймання газоповітряної суміші, прийнято вважати температуру на 10 °С меншу за нижню або на 15°С вищу за верхню температурну межу поширення полум'я для даної речовини.

Наявність показників пожежонебезпечних властивостей речовин різного агрегатного стану пов'язана з особливостями їх горіння.

Тверді горючі речовини у більшості випадків самі по собі у твердому стані не горять, а горять горючі леткі продукти їх розпаду під дією високих температур у суміші з повітрям – полуменеве горіння. Таким чином, горіння твердих речовин у більшості випадків пов'язане з переходом їх горючої складової в інший агрегатний стан – газовий. І тільки тверді горючі речовини з високим вмістом горючих речовин (антрацит, графіт і т. ін.) можуть горіти у твердому агрегатному стані – майже без полум'я. Тому тверді горючі речовини, в цілому більш інертні щодо можливого займання.

Для твердих речовин, в цілому, величини tзайм і tсзайм коливаються в межах (2... 510) °С.

Спалимі рідини. Характерним для процесу горіння цих рідин є те, що самі рідини не горять, а горить їх пара у суміші з повітрям. Якщо над поверхнею спалимої рідини концентрація пари буде менше НКМПП, то запалити таку рідину від зовнішнього джерела запалювання неможливо, не довівши температуру рідини до значення, більшого за tHKM. Таким чином, горіння рідин пов'язане з переходом їх з одного агрегатного стану (рідини) в інший (пару). У зв'язку з цим для оцінки вибухопожежонебезпечних властивостей спалимих рідин мають значення всі показники. За tсп спалимі рідини поділяються на 5 класів:

1. tсп <13 °С (в закритому тиглі) ;

2. tсп > -13-28°С;

3. tсп > 29-61°С;

4. tсп > 62-120 °С;

5. tсп > 120 °С.

Перші 3 класи рідин умовно відносять до легкозаймистих (ЛЗР). Характерною особливістю для ЛЗР є те, що більшість з них, навіть при звичайних температурах у виробничих приміщеннях, можуть утворювати пароповітряні суміші з концентраціями в межах поширення полум'я, тобто вибухонебезпечні пароповітряні суміші.

4-й і 5-й класи рідин за tcn належать до горючих (ГР). Пароповітряні суміші з концентраціями в межах поширення полум'я для ГР можуть мати місце при температурах, нехарактерних для виробничих приміщень.

Горючі гази горять в суміші з повітрям в концентраціях в межах НКМПП – ВКМПП, і такі суміші, гази, загалом, створюють без агрегатних переходів речовин. Тому горючі гази мають більшу готовність до горіння, ніж тверді горючі речовини і спалимі рідини, є більш небезпечними з точки зору вибухопожежної безпеки, а відповідні їх властивості характеризуються тільки трьома показниками – tсзайм, НКМПП і ВКМПП).

Пилоповітряні суміші – суміші з повітрям подрібнених до розмірів частинок до 850 мкм твердих горючих речовин. Процес горіння пилу, в цілому, подібний до процесу горіння твердих речовин. Але наявність великої питомої поверхні (відношення площі поверхні пилинок до їх маси) пилинок, яка контактує з окисником (повітрям), і здатність до швидкого їх прогріву по всій масі під дією джерела запалювання, роблять пил більш небезпечним з точки зору пожежної безпеки, ніж тверді речовини, з яких він створений. Для оцінки вибухопожежонебезпечних властивостей пилу використовують, в основному, показники tзайм і tсзайм і НКМПП).

За здатністю до загоряння і особливостями горіння пил поділяють на вибухонебезпечний і пожежонебезпечний.

До вибухонебезпечного належить пил з НКМПП до 65 г/м3. При цьому виділяють особливо вибухонебезпечний пил з НКМПП до 15 г/м3 і вибухонебезпечний – НКМПП становить 15... 65 г/м3.

До пожежонебезпечного належить пил з НКМПП більше 65 г/м3. При цьому пил з tсзайм до 250°С належить до особливо пожежонебезпечного, а при tсзайм > 250°С – до пожежонебезпечного.

Розрізняють також нижню (НТМ) та верхню (ВТМ) температурні межі поширення полум'я газів та парів в повітрі. НТМ та ВТМ – це такі температури речовини, за яких їх насичені пари утворюють в даному окислювальному середовищі концентрації, рівні відповідно НКМ та ВКМ.

Температурні межі поширення полум'я використовують зокрема для вибору температурних умов зберігання рідин у тарі, за яких концентрація насичених парів буде безпечною з точки зору пожежовибухонебезпеки. Існують і інші показники для оцінки пожежної та вибухової небезпеки речовин та матеріалів, які визначаються за стандартними методиками.

 

 

Жидецький В. Ц. Основи охорони праці. – Львів, Афіша, 2002. – 320 с.

Положення про розробку інструкцій з охорони праці від 7 квітня 1998 р. № 226/2666.

Типове Положення про службу охорони праці: Затверджено наказом Державного комітету України з нагляду за охороною праці від 15. 11. 2004 р. № 255. // Охорона праці. – 2006. – № 1.

Чарва Ю. О., Баб’як О. С. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник. – К. : Атіка, 2001. – 304 с.

Яким Р. С. Безпека життєдіяльності людини: Навч. посібник. – Львів: Бескид-Біт, 2005. – 308 с.

Ярошевська В. М. Безпека життєдіяльності: Підручник. – К. : ВД “Професіонал”. 2004. – 560 с.