Составляющие пожара и взрыва - Домашний мастер Dach-Master.ru
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Составляющие пожара и взрыва

Общие сведения о горении и взрыве

Лекция

Аварии на взрывопожароопасных объектах

Пожары и взрывы являются самыми распространенными чрезвычайными событиями в современном индустриальном обществе. Наиболее часто и, как правило, с тяжелыми социальными и экономическими последствиями происходят пожары на пожароопасных и пожаро- и взрывоопасных объектах экономики (ОЭ).

В России имеется свыше 8 тысяч пожаро- и взрывоопасных ОЭ. Наиболее часто аварии со взрывами и пожарами происходят на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, а также складах боеприпасов. Они приводят к серьезным последствиям: разрушению промышленных и жилых зданий, поражению производственного персонала и населения, значительным материальным потерям.

На предприятиях, производящих порох, ракетное твердое топливо, взрывчатые вещества, пиротехнические средства и составы, а также продукцию на их основе, возможны еще более масштабные происшествия с массовым поражением работников предприятий и населения близлежащих населенных пунктов, разрушением промышленных объектов, складов и арсеналов. Материальный ущерб от пожаров и взрывов исчисляется десятками миллиардов рублей.

Пожароопасность сегодня возрастает, так как в промышленности, строительстве и быту применяется множество легковоспламеняющихся веществ и материалов. Используются в огромных количествах нефть и нефтепродукты, природный газ. В производстве сохраняются и внедряются сложные и энергоемкие технологии, обладающие высокой потенциальной пожароопасностью. Все это требует повышенного внимания к противопожарной защите, осторожности, высокой технологической дисциплины. Многие предприятия и иные ОЭ имеют свои специфические требования по обеспечению пожарной безопасности.

Общие сведения о горении и взрыве

Горение – это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света. Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника загорания. Окислителями могут быть кислород, хлор, фтор, бром, йод, окиси азота и другие. Кроме того, необходимо, чтобы горючее вещество было нагрето до определенной температуры и находилось в определенном количественном соотношении с окислителем, а источник загорания имел определенную энергию.

По степени горючести вещества делятся на горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые).

К горючим относятся такие вещества, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления.

К трудногорючим относятся такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия источника зажигания.

Негорючими являются вещества, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных источников зажигания (импульсов).

Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Большинство горючих веществ независимо от агрегатного состояния при нагревании образует газообразные продукты, которые при смешении с воздухом, содержащим определенное количество кислорода, образуют горючую среду. Горючая среда может образоваться при тонкодисперсном распылении твердых и жидких веществ.

Горючие газы (ГГ) – вещества, способные образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 50 °С. К горючим газам относятся индивидуальные вещества: аммиак, ацетилен, бутадиен, бутан, бутилацетат, водород, винилхлорид, изобутан, изобутилен, метан, окись углерода, пропан, пропилен, сероводород, формальдегид, а также пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Следует отметить, что многие вещества, образующие с воздухом взрывоопасную смесь, одновременно являются и токсичными, что определяет их двойную опасность: аммиак, дихлорэтан, метил хлористый, метилмеркаптан, метилтрихлорсилан, окись углерода, окись этилена, сероводород, сероуглерод, толуол, этилмеркаптан, этил хлористый и др.

Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) – вещества с температурой вспышки не выше 61 °С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом), способные воспламеняться от кратковременного (не более 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламени спички, искры, тлеющей сигареты и т.д.) и самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. К таким жидкостям относятся индивидуальные вещества: ацетон, бензол, гексан, гептан, диметилфорамид, дифтордихлорметан, изопентан, изопропилбензол, ксилол, метиловый спирт, сероуглерод, стирол, уксусная кислота, хлорбензол, циклогексан, этилацетат, этилбензол, этиловый спирт, а также смеси и технические продукты: бензин, дизельное топливо, керосин, уайтспирт, растворители.

Горючие жидкости (ГЖ) – вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61 °С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом). К горючим жидкостям относятся следующие индивидуальные вещества: анилин, гексадекан, гексиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, а также смеси и технические продукты, например, масла: трансформаторное, вазелиновое, касторовое.

Горючие пыли (ГП) – твердые вещества, находящиеся в мелкодисперсном состоянии (частицы размером менее 850 мкм). Осевшая на стенах, потолке, поверхностях оборудования пыль (аэрогель) пожароопасна. Горючая пыль, у которой нижний концентрационный предел воспламенения не превышает 65 г/м3, находящаяся в воздухе (аэрозоль), способна образовывать с ним взрывчатые смеси: мука древесная, пробковая; пыль угольная, эпоксидная, сахарная, крахмальная, мучная, серная и др.

Наибольшая скорость горения наблюдается в чистом кислороде. При уменьшении содержания кислорода в воздухе горение прекращается. Горение при достаточной и надмерной концентрации окислителя называется полным, а при его нехватке – неполным. Выделяют три основных вида самоускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и цепочно-тепловой. Тепловой механизм связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры. Цепное ускорение реакции связано с катализом превращений, которое осуществляют промежуточные продукты превращений. Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по комбинированному (цепочно-тепловому) механизму.

Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов:

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

Возгорание – возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания.

Самовоспламенение – самовозгорание, сопровождается появлением пламени.

В случае неконтролируемого процесса горения, сопровождающегося уничтожением материальных ценностей и создающем опасность для жизни людей, говорят о пожаре.

В соответствии с правилами пожарной безопасности в РФ ППБ–01–93 пожары делятся на 5 классов:

Класс А – пожары твердых веществ, в основном органического происхождения, горение которых сопровождается тлением (древесина, текстиль, бумага, уголь) и не сопровождается тлением (пластмасса);

Класс В – пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ, нерастворимых в воде (бензин, эфир, нефтепродукты), растворимых в воде (спирт, метанол, глицерин);

Класс С – пожары газов;

Класс Д – пожары металлов и их сплавов;

Класс Е – пожары, связанные с горением электрических установок.

Пожары по своим масштабам и интенсивности подразделяются на следующие виды:

Отдельный пожар — пожар, возникший в отдельном здании или сооружении. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами возможно без средств защиты от теплового излучения.

Сплошной пожар — одновременное интенсивное горение преобладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройки (90% зданий и сооружений). Продвижение людей и техники через участок сплошного пожара невозможно без средств защиты от теплового излучения.

Огневой шторм — особая ферма распространяющегося сплошного пожара, характерными признаками которого являются: приток свежего воздуха, со всех сторон со скоростью не менее 50 км/час по направлению к границам огневого шторма. (Охватывает 90% зданий).

Массовый пожар — совокупность отдельных и сплошных пожаров, охвативших более 25% зданий.

Пожары характеризуются следующими параметрами:

Продолжительность пожара — время с момента его возникновения до полного прекращения горения.

Температура внутреннего пожара — среднеобъемная температура газовой среды в помещении.

Температура открытого пожара — температура пламени.

Площадь пожара — площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость.

Зона горения — часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению и их горение.

Зона теплового воздействия — часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нем людей без специальной тепловой защиты.

Зона задымления — часть пространства, примыкающего к зоне горения и заполнения дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений.

Фронт сплошного пожара — граница сплошного пожара, по которой огонь распространяется с наибольшей скоростью.

Скорость распространения сплошного пожара — скорость его перемещения.

Распространение пожара — процесс распространения зоны горения по поверхности материалов за счет теплопроводности, тепловой радиации и конвенции. Основную роль в распространении пожара играет тепловая радиация племени. Тепло в окружающую среду передается за счет теплопроводности, конвенции и излучения.

Взрыв – быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации.

Взрывчатыми веществами называются неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под воздействием определенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу.

Классическими примерами взрывчатых веществ являются химические соединения (гексоген, тротил и др.) и механические смеси (аммиачно-селитренные и нитроглицериновые). Различают инициирующие, бризантные и метательные твердые взрывчатые вещества.

Инициирующие ВВ обладают наибольшей чувствительностью к внешним воздействиям. Развитие процесса детонации в них происходит за очень малый промежуток времени, почти мгновенно, и поэтому они способны детонировать в очень малых количествах от таких простых начальных импульсов, как искра и луч пламени, возбуждая взрывчатое превращение в других менее чувствительных веществах. Инициирующие ВВ применяются для снаряжения капсюлей детонаторов и электродетонаторов.

Бризантные ВВ получили свое название от французского слова «briser», что значит дробить, разламывать. Они не детонируют от таких простых начальных импульсов, как искра и луч пламени. Для возбуждения в них детонации необходим начальный импульс в виде взрыва небольшого количества инициирующего ВВ. Бризантные ВВ являются основными веществами, применяемыми для снаряжения боеприпасов (снарядов, мин, бомб) и производства взрывных работ, как для военных, так и для народнохозяйственных целей.

Метательные ВВ характеризуются тем, что их дробящее действие проявляется в незначительной степени по сравнению с действием в виде отбрасывания и разбрасывания окружающей среды. Они легко воспламеняются от удара, трения, искры, прострела пулей. На взрывных работах применяются очень редко, находят применение в различных боеприпасах и в огнепроводных шнурах.

Характеристики взрывчатых веществ:

— чувствительность к внешним воздействиям (удар, свет, накол);

— теплота превращения при взрыве;

— бризантность (мощность), которая зависит от скорости детонации;

Горючие смеси образуются из горючих газов и пыли при любой температуре, в то время как твердые вещества и жидкости могут образовать горючие смеси только при определенных температурах.

В производственных условиях может иметь место образование смесей горючих газов или паров в любых количественных соотношениях. Однако взрывоопасными эти смеси могут быть только тогда, когда концентрация горючего газа или пара находится между границами воспламеняемых концентраций.

Горючие пыли по степени взрыво- и пожароопасности делятся на четыре класса.

1-й класс – наиболее взрывоопасные – аэрозоли, имеющие нижний концентрационный предел воспламенения (взрываемости) (НКПВ) до 15 г/м3 (сера, нафталин, канифоль, пыль мельничная, торфяная, эбонитовая).

2-й класс – взрывоопасные – аэрозоли, имеющие величину НКПВ от 15 до 65 г/м3 (алюминиевый порошок, лигнин, пыль мучная, сенная, сланцевая).

3-й класс – наиболее пожароопасные – аэрогели, имеющие величину НКПВ больше 65 г/м3 и температуру самовоспламенения до 250 °С (табачная, элеваторная пыль).

4-й класс – пожароопасные – аэрогели, имеющие величину НКПВ больше 65 г/м3 и температуру самовоспламенения больше 250 °С (древесные опилки, цинковая пыль).

Наибольшую опасность по взрыву представляет взвешенная в воздухе пыль. Однако и осевшая на конструкциях пыль представляет опасность не только с точки зрения возникновения пожара, но и вторичного взрыва, вызываемого в результате взвихривания пыли при первичном взрыве.

Минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли.

Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин «верхний предел воспламенения» к пылям не применяется.

6.3. Пожары и взрывы

Созидательная деятельность человека направлена на получение энергии, ее накопление и последующее использование. При этом возможны случаи неконтролируемого выхода энергии с переходом более высокого энергетического потенциала на низший уровень.

Этот процесс обусловлен физико-химическими превращениями в веществе – потенциальном носителе энергии. В этом случае часть энергии способна реализоваться в виде взрывов, пожаров и механических воздействий.

Очевидно, что степень опасности промышленных и иных техногенных объектов зависит от количества потенциальной энергии, способной реализоваться в виде взрывов и (или) пожаров. Согласно положениям Федерального закона от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» к категории опасных производственных объектов относятся объекты, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества следующих видов:

  • а) воспламеняющиеся вещества – газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися и температура кипения которых при нормальном давлении составляет 20“С или ниже;
  • б) окисляющие вещества – вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и (или) способствующие воспламенению других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции;
  • в) горючие вещества – жидкости, газы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления;
  • г) взрывчатые вещества – вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов;
  • д) токсичные вещества – вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели;
  • е) высокотоксичные вещества – вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели;
  • ж) вещества, представляющие опасность для окружающей среды, – вещества, характеризующиеся в водной среде показателями острой токсичности.
Читать еще:  Качаем все группы мышц дома

В соответствии с определением Федерального закона от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ «О пожарной безопасности» пожаром называется неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

В физико-химической основе пожара лежит процесс горения.

Горение – это сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучением. В основе этого процесса лежат быстротекущие химические реакции окисления в атмосфере кислорода воздуха. Особенностями горения на пожаре, в отличие от других видов горения, являются склонность к самопроизвольному распространению огня, сравнительно невысокая степень полноты сгорания, интенсивное выделение дыма, содержащего продукты полного и неполного окисления.

Все пожары можно классифицировать но внешним признакам горения, месту возникновения и времени прибытия пожарных подразделений.

По внешним признакам горения пожары делятся:

  • • на наружные (возникающие на объектах, расположенных вне зданий и сооружений);
  • • внутренние (возникающие в зданиях и сооружения);
  • • одновременно наружные и внутренние;
  • • открытые (явный процесс горения, развивающийся в открытых проемах) и скрытые (в замкнутых помещениях без окон и остекления).

По масштабам и интенсивности пожары подразделяются на следующие виды.

Отдельный пожар – пожар, возникающий в отдельном здании или сооружении. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами возможно без средств защиты от теплового излучения.

Сплошной пожар – одновременное интенсивное горение преобладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройки. Передвижение людей и техники через участок сплошного пожара невозможно без средств защиты от теплового излучения.

Огневой шторм – это особая фаза распространяющегося сплошного пожара, характерными признаками которого являются наличие восходящего потока продуктов сгорания и прогретого воздуха, а также приток свежего воздуха со всех сторон со скоростью не менее 50 км/ч по направлению к границам огневого шторма.

Массовый пожар – совокупность отдельных и сплошных пожаров.

Пожары характеризуются рядом параметров:

  • продолжительность пожара – время с момента его возникновения до полного прекращения горения;
  • площадь пожара – площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость;
  • зона горения – часть пространства, в котором происходит подготовка горючих 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 невозможно пребывание людей без специальной тепловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов, водяных завес и т.п.);
  • зона задымления – часть пространства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовыми газами в концентрациях, угрожающих жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений.

Наиболее сложные и губительные пожары случаются на пожароопасных объектах, а также на объектах, на которых при пожарах образуются вторичные факторы поражения и имеет место массовое скопление людей. В частности, к таким сложным пожарам относятся:

  • • пожары и выбросы горючей жидкости в резервуарах нефти и нефтепродуктов;
  • • пожары и выбросы газовых и нефтяных фонтанов;
  • • пожары на складах каучука, резинотехнических изделий, предприятий резинотехнической промышленности;
  • • пожары на складах лесоматериалов, деревообрабатывающей промышленности;
  • • пожары на складах и хранилищах химикатов;
  • • пожары на технологических установках предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности;
  • • пожары в жилых домах и учреждениях соцкультбыта, возведенных из дерева.

Последствия пожаров обусловлены действием их поражающих факторов. Основными из них являются следующие.

  • 1. Непосредственное воздействие огня на горящий предмет (горение).
  • 2. Дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет излучения. В результате происходят сгорание предметов и объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и других конструктивных деталей сооружений. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 500–600°С наблюдаются расслоение кирпича, трещины и разрушение материала.
  • 3. Воздействие токсичных продуктов горения. При пожаре в современных зданиях, при строительстве которых применялись полимерные и синтетические материалы, человек испытывает воздействие токсичных продуктов горения. Хотя в продуктах горения содержится 50–100 видов химических соединений, оказывающих токсическое воздействие, причиной гибели людей на пожарах является отравление оксидом углерода. Оксид углерода опасен тем, что он реагирует с гемоглобином крови в 200–300 раз активнее, чем кислород, вследствие чего красные кровяные тельца утрачивают способность снабжать органы кислородом. В 50–80% случаев гибель людей на пожарах вызывается отравлением оксидом углерода и недостатком кислорода.

Вторичными последствиями пожаров могут быть взрывы, утечка ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду. Большой ущерб не затронутым пожаром помещениям и хранящимся в них предметам может нанести вода, используемая для тушения пожара. Тяжелые социальные и экономические последствия пожара – это прекращение выполнения объектом, разрушенным пожаром, своих хозяйственных или иных функций.

При пожаре в квартире необходимо:

  • • вызвать пожарную охрану по телефону «01» (единый номер вызова экстренных служб с мобильных телефонов – «112»);
  • • если загорелся бытовой электроприбор, первым делом обесточить его. Горящий телевизор сразу вынести из помещения, поскольку при горении выделяются токсические вещества. Накрыть телевизор плотной материей для прекращения поступления кислорода;
  • • закрыть все окна, форточки и двери;
  • • в сильно задымленном помещении перемещаться ползком или пригнувшись;
  • • если потушить своими силами пожар не удается, покинуть помещение, взяв с собой деньги и документы;
  • • если путь к входной двери отрезан, спасаться через балкон; открывать дверь на балкон осторожно и сразу же после выхода на балкон плотно закрыть ее;
  • • постараться перейти на нижний этаж через балконный люк или смежный балкон;
  • • не спускаться по веревкам, простыням или водопроводным трубам или прыгать вниз;
  • • в задымленном подъезде двигаться к выходу, держась за стены;
  • • защитить нос и рот мокрым шарфом или платком.

При пожаре во дворе рекомендуется:

  • • немедленно позвонить в пожарную охрану;
  • • вместе с соседями постараться локализировать очаг пожара, не дать огню перекинуться на деревянные строения и автомобили;
  • • при отсутствии владельцев автомобилей переместить автомобили на безопасное расстояние и поливать их водой, чтобы избежать взрыва баков с горючим;
  • • использовать для тушения поливочные шланги, ведра с водой, песок, огнетушители;
  • • увести детей от огня;
  • • освободить дороги для проезда пожарных машин;
  • • попросить соседей закрыть окна и форточки, убрать с балконов белье.

Если горит человек, необходимо:

  • • остановить горящего человека, мечущегося в панике, грозным окриком или повалив его на землю;
  • • погасить на нем одежду водой, снегом или накинув на него плотную материю (не закрывая голову). Если под рукой ничего нет, катать его по земле, пытаясь сбить пламя;
  • • потушив огонь, вынести пострадавшего на свежий воздух, разрезать тлеющую одежду и снять ее, стараясь не повредить обожженную поверхность тела;
  • • наложить на пораженные места повязку из бинта или чистой ткани. При обширных ожогах завернуть пострадавшего в чистую простыню, срочно вызвать скорую помощь или доставить его в ближайший медпункт на носилках. Для уменьшения боли дать таблетку обезболивающего средства;
  • • если одежда загорелась на вас, постараться быстро сбросить ее;
  • • если рядом есть лужа или сугроб – нырнуть туда. Если их нет, упасть на землю и кататься, пока не собьется пламя.

Пожары в быту и на транспорте по статистике являются самыми распространенными среди техногенных опасных и чрезвычайных ситуаций. К сожалению, причины возникновения неконтролируемых процессов горения чаще всего связаны с деятельностью человека: халатное, попустительское отношением к огню (непотушенный огонь, сигарета, свечи), неосмотрительность в работе с огнем и горючими веществами, неправильное применение горючих веществ (петарды, розжиг). Соблюдение элементарных правил безопасности при любых взаимодействиях с огнем помогут человеку свести к минимуму опасности возникновения пожаров и взрывов.

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, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу.

На взрывоопасных объектах возможны следующие виды взрывов:

  • • неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени в ограниченном пространстве (взрывные процессы);
  • • образование облаков топливовоздушных смесей или других газообразных, пылевоздушных веществ, вызванное их быстрыми взрывными превращениями (объемный взрыв);
  • • взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким давлением или содержащих перегретую жидкость (прежде всего резервуаров со сжиженным углеводородным газом).

Основными поражающими факторами взрыва являются:

  • • воздушная ударная волна (при дефлаграционном взрыве – волна сжатия) – избыточное давление в ее фронте (передней границе);
  • • осколки.

В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, технологического оборудования, транспортных средств, элементов коммуникаций и других объектов, гибнут или получают ранения люди. Вторичными последствиями взрывов являются поражение людей, находящихся внутри объектов, обломками обрушенных конструкций зданий и сооружений, их погребение под обломками. При взрывах люди получают термические и механические повреждения, черепно-мозговые травмы, множественные переломы и ушибы, комбинированные повреждения.

КЛАССИФИКАЦИЯ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРОВ И ВЗРЫВОВ КАК ИСТОЧНИКОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

ПОЖАРЫ И ВЗРЫВЫ

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЖАРО- И ВЗРЫВООПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ

Созидательная деятельность человека направлена на получение энергии, ее накопление и последующее использование. При этом возможен случай неконтролируемого выхода энергии с переходом более высокого энергетического потенциала на низший уровень. Этот процесс обусловлен физико-химическими превращениями в веществе — потенциальном носителе энергии. В этом случае часть энергии способна реализоваться в виде взрывов, пожаров и меха­нических воздействий.

Результат распределения энергии по видам характеризует сте­пень опасности для человека и окружающей территории (далее объекта безопасности), которая обусловлена негативным воздей­ствием на объект безопасности и заключается в формировании опасных факторов, часть из которых может быть поражающими Объекты, на которых могут возникать опасные явления со взрыва­ми и пожарами, относят к классу взрывопожароопасных.

Очевидно, что степень опасности вышеуказанных объектов за­висит от количества потенциальной энергии, способной реализо­ваться в виде взрывов и (или) пожаров. В связи с этим Федераль­ным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов (далее ОПО)», принятым Государ­ственной Думой 20 июня 1997 года, определены две категории ОПО

К первой категории относятся ОПО, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся и транс­портируются следующие опасные вещества:

а) воспламеняющие вещества — газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися, и температура кипения которых при нормальном давлении состав­ляет 20°С или ниже;

б) окисляющие вещества — вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и (или) способствующие воспламене­нию других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции;

в) горючие вещества — жидкости, газы, пыли, способные само­возгораться, а также возгораться от источника зажигания и само­стоятельно гореть после его удаления;

г) взрывчатые вещества — вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое саморас­пространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов.

При этом для пожароопасных объектов характерны только под­группы а), б) и в). К пожароопасным объектам относятся объекты нефтяной, газовой, химической, металлургической, лесной, дере­вообрабатывающей, текстильной, хлебопродуктовой промышлен­ности и др. Кроме этих объектов к пожароопасным могут быть отнесены некоторые объекты жилого, социального и культурного назначения. Статистика подтверждает, что в России около 70% пожаров возникает в непроизводственной сфере, жилых домах и общественных зданиях.

Другую категорию ОПО представляют объекты, использующие оборудование под давлением более 0,07 МПа или с температурой воды более 115°С. Такими объектами могут быть не только про­мышленные предприятия, но также транспортные средства со взры­воопасным грузом, некоторые объекты соцкультбыта. В частно­сти, к взрывоопасным объектам относятся предприятия оборонной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, газовой, хлебопродуктовой, текстильной и фармацевтической промышлен­ности, склады взрывчатых, легковоспламеняющихся и горючих веществ, сжиженных газов. Оценка пожаровзрывоопасностн ве­ществ и материалов осуществляется по показателям, основной пе­речень которых представлен в табл.1, приложение 3, а их опреде­ления -в табл.2, приложение 3.

Читать еще:  Как долго хранить цветы в вазе

В соответствии с Федеральным Законом «О промышленной бе­зопасности опасных производственных объектов» определены пре­дельные нормы опасных веществ, наличие которых на взрывопо-жароопасном объекте является основанием для обязательной разработки декларации промышленной безопасности, виды кото­рых указаны в табл. 1.12. Этот документ разрабатывается в соответ­ствии с постановлением Правительства №675 от 1 июля 1995 г. «О декларации безопасности промышленного объекта Российской Фе­дерации», совместным приказом МЧСРоссии №222/59 от 4.04.96 г. и Госгортехнадзора России №559/125 от 7.08.96 г., постановлением №66 Госгортехнадзора’России от 7.09.99 г.

Декларирование осуществляется в целях обеспечения контроля за соблюдением мер безопасности, оценки достаточности и эффек­тивности мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвы­чайных ситуаций на промышленном объекте.

КЛАССИФИКАЦИЯ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРОВ И ВЗРЫВОВ КАК ИСТОЧНИКОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

В соответствии с Федеральным законом «О пожарной безопас­ности» пожаромназывается неконтролируемое горение, причиня­ющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, ин­тересам общества и государства.

В физико-химической основе пожара лежит процесс горения. Горение— это сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровожда­емый интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучени­ем. В основе этого процесса лежат быстротекущие химические ре­акции окисления в атмосфере кислорода воздуха. Особенностями горения на пожаре в отличие от других видов горения являются склонность к самопроизвольному распространению огня, сравни­тельно невысокая степень полноты сгорания, интенсивное выделе­ние дыма, содержащего продукты полного и неполного окисления.

Пожары по своим масштабам и интенсивности подразделяются на следующие виды.

Отдельный пожар — это пожар, возникший в отдельном здании или сооружении. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами возможно без средств защиты от теплового излучения.

Сплошной пожар — одновременное интенсивное горение преоб­ладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройки. Продвижение людей и техники через участок сплош­ного пожара невозможно без средств защиты от теплового излуче­ния.

Огневой шторм — это особая форма распространяющегося сплошного пожара, характерными признаками которого являют­ся наличие восходящего потока продуктов сгорания и нагретого воздуха, а также приток свежего воздуха со всех сторон со скорос­тью не менее 50 км/ч по направлению к границам огневого шторма.

Массовый пожар представляет собой совокупность отдельных и сплошных пожаров.

Интенсивность пожара во многом зависит от степени огнестой­кости объектов и конструкций, горючести стройматериалов. Стро­ительные и другие материалы по своему поведению в условиях высоких температур подразделяют на:

От состава этих материалов, их горючести и зависит огнестой­кость.

Огнестойкость зданий и сооружений — это их способность ока­зывать сопротивление воздействию высоких температур во време­ни при сохранении своих эксплуатационных свойств. Огнестой­кость зависит от пределов огнестойкости основных конструктивных частей зданий и сооружений.

Пожары характеризуются рядом параметров, в том числе:

продолжительностью пожара — временем с момента его возник­новения до полного прекращения горения;

площадью пожара — площадью проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость;

зоной горения — частью пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, раз­ложение) и их горение;

зоной теплового воздействия — частью пространства, примыка­ющего к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций и де­лает невозможным пребывание в нем людей без специальной теп­ловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов.

водяных завес и т.п.);

зоной задымления — частью пространства, примыкающего к зоне горения и заполненного дымовыми газами в концентрациях, со­здающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих дей­ствия пожарных подразделений.

Некоторые параметры пожара характеризуют динамику его рас­пространения,

Распространение пожара — процесс распространения зоны го­рения по поверхности материалов за счет теплопроводности, теп­ловой радиации и конвекции. Основную роль в распространении пожара играет тепловая радиация пламени. Тепло в окружающую среду передается за счет:

Пожар в основном распространяется в сторону своего фронта. Фронт сплошного пожара — это граница сплошного пожара, по которой огонь распространяется с наибольшей скоростью.

Еще одна группа параметров, характеризующих пожар — темпе­ратурная. Температура внутреннего пожара — это среднеобъемная температура газовой среды в помещении. Температура открытого пожара — температура пламени. Температура внутренних пожаров, как правило, ниже, чем открытых.

Наиболее сложные и губительные пожары случаются на пожа­роопасных объектах, а также объектах, на которых при пожарах образуются вторичные факторы поражения и имеет место массо­вое скопление людей. В частности, к таким сложным пожарам от­носятся:

пожары и выбросы горючей жидкости в резервуарах нефти и нефтепродуктов;

пожары и выбросы газовых и нефтяных фонтанов;

пожары на складах каучука, резинотехнических изделий, пред­приятий резинотехнической промышленности;

пожары на складах лесоматериалов, деревообрабатывающей промышленности;

пожары на складах и хранилищах химикатов;

пожары на технологических установках предприятий химичес­кой, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности;

пожары в жилых домах и учреждениях соцкультбыта, возведен­ных из дерева.

Последствия пожаров обусловлены действием их поражающих факторов. Основными из них являются:

непосредственное действие огня на горящий предмет (горение);

дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет излучения.

В результате происходит сгорание предметов и объектов, их обугливание, разруш ение, выход из строя. Уничтожаются все эле­менты зданий и конструкций, выполненные из сгораемых матери­алов. Действие высоких температур вызывает пережог, деформа­цию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и других конструктивных деталей сооружений. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длитель­ном нагревании до 500-600°С наблюдается расслоение кирпича трещинами и разрушение материала. При пожарах полностью или частично уничтожаются или выходят из строя технологическое обо­рудование и транспортные средства. Гибнут домашние и сель­скохозяйственные животные. Люди гибнут или получают терми­ческие повреждения различных степеней — ожоги тела, ожоги верхних дыхательных путей.

Вторичными последствиями пожаров могут быть взрывы, утеч­ка ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду. Боль­шой ущерб незатронутым пожаром помещениям и хранящимся в них предметам может нанести вода, используемая для тушения пожара.

Тяжелые социальные и экономические последствия пожара — это прекращение выполнения объектом, разрушенным пожаром, сво­их хозяйственных или иных функций.

Тяжелыми чрезвычайными техногенными событиями являются аварийные взрывы. Взрыв— это быстропротекающий процесс фи­зических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве обра­зуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуа­ции (ГОСТ Р22.0.05-94). По другому определению, взрыв — про­цесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связан­ный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления или удар­ной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу (ГОСТ Р22.0.08-96). Он при­водит к образованию сильно нагретого газа (плазмы) с очень вы­соким давлением, который при моментальном расширении оказы­вает ударное механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела. Взрыв в твердой среде сопровождается ее раз­рушением и дроблением, в воздушной или водной вызывает обра­зование воздушной или гидравлической ударных волн, которые оказывают разрушающее воздействие на помещенные в них объекты.

Взрывы происходят за счет освобождения химической энергии (главным образом взрывчатых веществ), внутриядерной энергии

(ядерный взрыв), электромагнитной энергии (искровой разряд, лазерная искра и др.), механической энергии (при падении метео­ритов на поверхность Земли и др.), энергии сжатых газов (при пре­вышении давления предела прочности сосуда — баллона, трубопро­вода и т.п.).

Особенно большая потенциальная опасность взрывов существу­ет на взрывоопасных объектах. В соответствии с Федеральным за­коном «О промышленной безопасности опасных производствен­ных объектов» к ним относятся объекты, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транс­портируются, уничтожаются взрывчатые вещества — вещества, ко­торые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов.

На взрывоопасных объектах возможны следующие виды взрывов:

неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени и в ограниченном пространстве (взрывные процессы);

образование облаков топливно-воздушных смесей или других газообразных, пылевоздушных веществ их быстрыми взрывными превращениями (объемный взрыв);

взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким дав­лением, или с перегретой жидкостью(прежде всего резервуаров со сжиженным углеводородным газом).

Основными поражающими факторами взрыва являются:

воздушная ударная волна, возникающая при ядерных взрывах, взрывах инициирующих и детонирующих веществ, при взрывных превращениях облаков топливно-воздушных смесей, взрывах ре­зервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением;

осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов технологического оборудования, строительных де­талей и т.д.

Основными параметрами поражающих факторов при этом вы­ступают:

воздушная ударная волна (при дефлаграционыом взрыве — вол­на сжатия) — избыточное давление в ее фронте;

осколочное поле — количество осколков, их кинетическая энер­гия и радиус разлета.

В результате действия поражающих факторов взрыва происхо­дит разрушение или повреждение зданий, сооружений. 1ехнологи-ческого оборудования, транспортных средств, элементов комму­никаций и других объектов, гибель или ранение людей. Вторичными последствиями взрывов являются поражение людей, находящихся внутри объектов, обломками обрушенных конструк­ций зданий и сооружений, их погребение под обломками. В результате взрывов могут возникнуть пожары, утечка опасных веществ из поврежденного оборудования. При взрывах люди получают тер­мические и механические повреждения. Характерны черепно-мозговые травмы, множественные переломы и ушибы, комбинирован­ные поражения

Составляющие пожара и взрыва

ЧАСТЬ 4. ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ГОРЕНИЯ, ПОЖАРАХ И ВЗРЫВАХ НА ПРОИЗВОДСТВЕ.

1.1 Основные понятия.

Горением называется быстро протекающее химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением больших количеств теплоты и обычно ярким свечением (пламенем).

В обычных условиях горение представляет собой процесс окисления, или соединения горючего вещества с кислородом, находящимся в свободном состоянии в воздухе или в химически связанном состоянии в различных химических соединениях. Однако известно, что некоторые вещества, например сжатый ацетилен, хлористый азот, озон и некоторые другие, могут взрываться и без кислорода с образованием теплоты и пламени. Следовательно, горение может явиться результатом не только реакции соединения, но и разложения. Известно также, что водород и некоторые металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь — в парах серы, магний – в диоксиде углерода и т. д.

С практической точки зрения наиболее важное значение имеет горение, возникающее при окислении горючего вещества кислородом воздуха. Для возникновения такого горения кроме горючею и окисления необходимо наличие импульса (источника зажигания), способного сообщать горючей системе необходимое начальное количество энергии.

Горение бывает полное и неполное. Полное горение протекает при достаточном количестве кислорода и продуктами реакции, в этом случае являются вода, диоксиды серы и углерода, азот, которые неспособны к дальнейшему окислению. Если кислорода недостаточно для окисления, происходит неполное горение, сопровождающееся образованием горючих и токсичных продуктов реакции (оксида углерода, спиртов, кетонов, альдегидов и др.).

Процесс горения можно себе представить следующим образом. При введении в холодную горючую смесь источника поджигания происходит быстрый разогрев смеси в ограниченном объеме до определенной температуры и ее поджигание. В этом объеме протекает экзотермическая реакция окисления горючего вещества кислородом, диффундирующим в очаг горения из воздуха. Благодаря теплопроводности горючей смеси теплота, выделяющаяся в процессе окисления, разогревает соседний слой, вызывая его сгорание, и т. д. При таком послойном сгорании горючей смеси происходит перемещение зоны горения; скорость этого перемещения определяет интенсивность процесса горения и является его важнейшей характеристикой.

В зависимости от скорости распространения пламени горение может происходить в форме дефлаграционного горения, взрыва и детонации. Следует подчеркнуть условность такого подразделения процессов горения.

Нормальной скоростью горения называется скорость перемещения пламени по неподвижной смеси вдоль нормали к ее поверхности. При дефлаграционном горении эта скорость, как правило, составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров в секунду. Например, нормальная скорость горения смеси метана (10,5%) с воздухом равна 37 см/с.

Медленное равномерное распространение горения устойчиво лишь в том случае, если оно не сопровождается повышением давления. Когда горение происходит в замкнутом пространстве или выход газа затруднен, продукты реакции не только нагревают прилегающий к фронту пламени слой несгоревшего газа путем теплопроводности, но и, расширяясь за счет высокой температуры, приводят несгоревший газ в движение. Неупорядоченное движение объемов газа в горящей смеси вызывает значительное увеличение поверхности фронта пламени, что приводит к взрыву. Взрыв (ГОСТ 12.1.010—76) — это быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу. Скорость распространения пламени при взрыве достигает сотен метров в секунду.

При дальнейшем ускорении распространения пламени усиливается сжатие несгоревшего газа перед фронтом пламени. Это сжатие распространяется по несгоревшему газу в виде последовательных слабых ударных волн. Каждая последующая ударная волна идет со скоростью, большей, чем предыдущая, и соответственно догоняет ее. На некотором расстоянии перед фронтом пламени совокупность ударных волн соединяется в одну мощную ударную волну. Возникновение такой волны приводит к сильному сжатию и разогреву газа. Когда температура в ударной волне станет достаточно высокой, возникает новый устойчивый режим распространения реакции — детонация, при которой передача теплоты от слоя к слою осуществляется не путем медленного процесса теплопроводности, а путем распространения ударной волны. Детонация — это горение, распространяющееся со скоростью, превышающей скорость звука (тысячи метров в секунду). Детонация характеризуется резким скачком давления в месте взрывчатого превращения (до 20—30 кПа). Детонация газовых смесей может происходить только при определенном минимально необходимом начальном давлении и определенной концентрации горючего вещества в смеси. Например, детонация ацетилено-воздушной смеси может иметь место только при объемном содержании ацетилена от 6,5 до 15%.

Читать еще:  Виноград калашниковых в поселке кинельском

Горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении все реагирующие вещества имеют одинаковое агрегатное состояние, например газообразное. Если при этом горючее вещество и окислитель не перемешаны, то происходит диффузионное горение, процесс горения в таком случае лимитируется диффузией окислителя в зону пламени. Если исходные вещества находятся в различных агрегатных состояниях, и имеется граница раздела фаз в горючей системе, то горение является гетерогенным. Гетерогенное горение, связанное с образованием потока горючих газообразных веществ, является одновременно и диффузионным.

Пожары обычно характеризуются гетерогенным диффузионным горением, которое лимитируется диффузией кислорода воздуха в очаг горения.

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

Пожар характеризуется образованием опасных факторов, воздействующих на людей, которыми являются: открытый огонь и искры; повышенная температура воздуха, предметов и т. п.; токсичные продукты горения; дым; пониженная концентрация кислорода; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; взрывы.

1.2 Показатели пожаро и взрывоопасности веществ.

Для оценки пожаро и взрывоопасности производств необходимо знать показатели пожаро и взрывоопасности веществ, используемых в производственных процессах.

Горючие вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. При определении пожаро и взрывоопасности веществ принято считать: газами вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 °С равно или выше 300 кПа; жидкостями вещества с температурой плавления не более 50 °С; твердыми веществами вещества с температурой плавления, превышающей 50 °С; пылями диспергированные (размельченные) твердые вещества с размером частиц менее 850 мкм.

Пожаро и взрывоопасность веществ, т. е. сравнительная вероятность их горения в равных условиях, определяется целым рядом их свойств (группой горючести, температурой самовоспламенения и вспышки, концентрационными — пределами воспламенения, дисперсностью, летучестью и др.).

Прежде всего определяют группу горючести данного вещества. По горючести все вещества подразделяются на негорючие, трудногорючие и горючие.

Негорючими считаются вещества, которые не способны гореть в воздухе нормального состава при температуре до 900 °С. Однако негорючие вещества могут быть пожароопасными, так как при нагревании они могут разлагаться с выделением токсичных и горючих газов (например, галогенопроизводные углеводородов) или выделять большое количество теплоты.

Трудногорючие вещества могут загораться под действием источника зажигания в воздухе нормального состава, но не способны к самостоятельному горению (например, бромметан, бромэтан, трифторбромметан и другие, содержащие не менее 50% связанного галоида).

Горючие вещества способны загораться от источника зажигания в воздухе нормального состава и продолжают гореть после его удаления. При этом следует иметь в виду, что некоторые металлы (алюминий, бериллий, никель, железо, .медь. цинк и др.) в компактном состоянии (в виде слитков или блоков) не способны гореть при температуре среды 900 °С и относятся к негорючим веществам. В тонкоизмельченном (порошкообразном) состоянии они способны к возгоранию при температуре ниже 900 °С и даже проявляют пирофорные свойства, т. е. способны в обычных условиях хранения самовозгораться при контакте с кислородом воздуха.

Горючие вещества в свою очередь подразделяются на три группы: легковоспламеняющиеся способные воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламени спички, искры, накаленного электропровода) ; вещества средней воспламеняемости способные воспламеняться от длительного воздействия источника зажигания с низкой энергией; трудно воспламеняющиеся способные воспламеняться только под действием мощного источника зажигания.

Понятие легко воспламеняемости прежде всего относится к горючим жидкостям. Горючие жидкости обычно более пожароопасны, чем твердые горючие вещества, так как они легче воспламеняются, интенсивнее горят, образуют взрывоопасные паро-воздушные смеси и плохо поддаются тушению водой.

К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относят горючие жидкости с температурой вспышки в закрытом тигле не выше 61 °С или в открытом тигле не выше 66 «С. Кроме того, ЛВЖ в свою очередь делят на три разряда (табл. 1).

11.3. Механизм возникновения и развития пожаров

11.3. Механизм возникновения и развития пожаров

Следует отличать пожар от возгорания.

Пожар – это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Горение под контролем человека не является пожаром, если оно не наносит ущерба.

Несанкционированное возгорание, начало горения может быть ликвидировано собственными силами с использованием первичных средств пожаротушения (огнетушителей, песка, пожарного водопровода). Однако руководителям ОУ необходимо понимать, что если горение усилилось и переросло в пожар, то привлекать к тушению пожара даже обученных сотрудников небезопасно, а школьников – недопустимо.

Горение – это экзотермическая реакция окисления вещества, сопровождающаяся по крайней мере одним из трех факторов: свечением, пламенем, появлением дыма; тление – беспламенное горение материала.

Самовозгорание – это возгорание в результате самоинициируемых экзотермических процессов; воспламенение – начало пламенного горения под воздействием источника зажигания. В отличие от возгорания воспламенение сопровождается только пламенным горением.

Горение возникает при наличии трех обязательных составляющих: горючего вещества, окислителя и источника зажигания.

Горючее вещество – это вещество, которое способно самостоятельно гореть после того, как будет удален внешний источник зажигания. Горючее вещество может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Горючими веществами являются большинство органических веществ, ряд газообразных неорганических соединений и веществ, многие металлы и т. д. Наибольшую взрывопожарную опасность представляют газы.

Для воспламенения горючей жидкости над ее поверхностью сначала должна образоваться паровоздушная смесь. Горение жидкостей возможно только в паровой фазе; при этом поверхность самой жидкости остается сравнительно холодной. Среди горючих жидкостей выделяют класс наиболее опасных – легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ). К ЛВЖ относятся бензин, ацетон, бензол, толуол, некоторые спирты, эфиры и т. п.

Существует ряд веществ (газообразных, жидких или в твердом состоянии), которые способны самовоспламеняться при контакте с воздухом без предварительного нагрева (при комнатной температуре). К ним относятся: белый фосфор, гидриды и металлоорганические соединения легких металлов и др.

Существует также группа веществ, при контакте которых с водой или водяными парами, находящимися в воздухе, начинается химическая реакция с выделением большого количества теплоты. Под действием теплоты происходит самовоспламенение. К этой группе относятся щелочные и щелочно-земельные металлы (литий, натрий, калий, кальций, стронций, уран и др.), гидриды, карбиды, фосфиды указанных металлов, низкомолекулярные металлоорганические соединения (триэтилалюминий, триизобутилалюминий, триэтилбор) и др.

Горение твердого вещества происходит в несколько стадий. При воздействии внешнего источника происходит прогрев поверхностного слоя твердого вещества, из него начинается выделение газообразных летучих продуктов. Этот процесс может сопровождаться или плавлением поверхностного слоя твердого вещества, или его возгонкой (образованием газов, минуя стадию плавления). При достижении определенной концентрации горючих газов в воздухе они воспламеняются и начинают сами воздействовать на поверхностный слой, вызывая его плавление и поступление в зону горения новых порций горючих газов и паров твердого вещества.

Например, при нагревании до 110 °C происходят высушивание древесины и незначительные испарения смолы. Слабое разложение начинается при 130 °C. Более заметное разложение древесины (изменение цвета) происходит при температуре 150 °C и выше. Образующиеся при 150–200 °C продукты разложения составляют в основном воду и углекислый газ, поэтому гореть не могут. При температуре выше 200 °C начинает разлагаться главная составная часть древесины – клетчатка. Газы, образующиеся при этих температурах, являются горючими, так как они содержат значительные количества окиси углерода, водорода, углеводородов и паров других органических веществ. Когда концентрация этих продуктов в воздухе станет достаточной, при определенных условиях произойдет их воспламенение.

Если горючее вещество при плавлении растекается, оно увеличивает очаг горения (например, каучук, резина, металлы и т. д.). В том случае, если вещество не плавится, кислород постепенно подходит к поверхности горючего и процесс приобретает форму гетерогенного горения (например, выжигание кокса). Процесс горения твердых веществ сложен и многообразен, он зависит от многих факторов (дисперсность твердого материала, его влажность, наличие пленки окислов на его поверхности и ее прочность, присутствие примесей и т. д.).

Более интенсивно (часто со взрывом) происходит возгорание мелкодисперсных металлических порошков и пылевидных горючих материалов (например, древесной пыли, сахарной пудры).

В качестве окислителя при пожаре наиболее часто выступает кислород, содержание которого в воздухе составляет около 21 %. Сильными окислителями являются перекись водорода, азотная и серная кислоты, фтор, бром, хлор и их газообразные соединения, хромовый ангидрид, перманганат калия, хлораты и другие соединения.

При взаимодействии с металлами, которые в расплавленном состоянии проявляют очень высокую активность, в роли окислителей выступают вода, двуокись углерода и другие кислородсодержащие соединения, которые в обычной практике считаются инертными.

Однако только наличия смеси горючего и окислителя недостаточно для начала процесса горения. Необходим еще источник зажигания: воздействие пламени, электрического разряда (искра или дуга), локального нагрева стенки сосуда или введение катализатора.

Механизм прекращения горения – это система факторов, приводящих к окончанию процесса (реакции) горения. Он может быть естественно обусловленным, когда реализуется без участия человека (самоликвидация горения, например, в природе). Знание механизма прекращения горения позволяет целенаправленно использовать его при тушении пожаров (см. раздел 11.5).

Опасные факторы пожара (ОФП) – это факторы, воздействие которых может привести к людскому и (или) материальному ущербу. ОФП подразделяются на первичные и вторичные. К первичным относятся:

повышенная температура окружающей среды; токсичные продукты горения и термического разложения; дым и плохая видимость; пониженная концентрация кислорода.

Наиболее опасными являются токсические продукты горения и термического разложения, представляющие собой раскаленную до 300–400 °C смесь высокотоксичных отравляющих веществ, парализующих органы дыхания человека за один-два вдоха. Статистика гибели людей на пожарах показывает, что более 70 % погибших были поражены именно этим ОФП. Предельно допустимая повышенная температура окружающей среды составляет для человека 70 °C.

Динамика нарастания температуры продуктов горения при пожаре в помещении на выходе из него на высоте роста человека имеет следующие примерные параметры:

в течение первой минуты – примерно до 160 °C;

в течение второй минуты – примерно до 350 °C.

Следовательно, предельная температура в помещении достигается примерно за 2 минуты, что необходимо учитывать при эвакуации учащихся.

Один из важнейших ОФП – уменьшение содержания кислорода в газовой среде горящего помещения. В чистом воздухе его содержание достигает 27 %. В горящем здании за счет интенсивно протекающего горения содержание кислорода значительно снижается; его опасное значение составляет примерно 17 %. То есть существует вероятность того, что человек на пожаре, защищенный, например, самоспасателем, может погибнуть не от токсических продуктов горения, а от недостатка кислорода в газовой среде горящего здания.

К вторичным ОФП можно отнести:

осколки, части разрушающихся механизмов, обрушение конструкций зданий и т. д.;

токсические вещества и материалы из разрушенных механизмов и агрегатов;

электрическое напряжение вследствие потери изоляции токове-дущими частями механизмов;

опасные факторы взрыва, возникающие в результате пожара; паника и растерянность.

В динамике развития пожара выделяют несколько основных фаз.

Первая фаза (до 10 мин.) – начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар примерно за 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. На этой фазе очень важно обеспечить изоляцию помещения от поступления наружного воздуха, так как в некоторых случаях в герметичном помещении наступает самозатухание пожара.

Вторая фаза – стадия объемного развития пожара, занимающая примерно 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.

Через 15–20 минут происходит разрушение остекления, резко увеличивается приток кислорода, максимальных значений достигают температура (до 800–900 °C) и скорость выгорания. Стабилизация пожара при максимальных его значениях происходит на 20–25 минутах и продолжается еще 20–30 минут. При этом выгорает основная масса горючих материалов.

Третья фаза – стадия затухания пожара, т. е. догорание в виде медленного тления, после которого пожар прекращается.

Технические системы пожарной безопасности (сигнализации и автоматического тушения пожара) срабатывают до достижения максимальной интенсивности горения, в начальной стадии пожара. Это позволяет иметь запас времени, чтобы организовать эвакуацию и иные мероприятия по защите людей и имущества.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector