Горение и свойства веществ, характеризующие их пожарную опасность
Основные понятия
Горением называется быстропротекающее химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением большого количества теплоты и ярким свечением (пламенем).
В обычных условиях горение представляет собой процесс интенсивного окисления или соединения горючего вещества с кислородом воздуха. Водород и некоторые металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь - в парах серы, магний - в диоксиде углерода и т. д. Сжатый ацетилен, хлористый азот, озон и некоторые другие могут взрываться и без кислорода.
Горение бывает полное и неполное. Полное - протекает при достаточном количестве кислорода и заканчивается образованием веществ, не способных к дальнейшему горению. Если кислорода недостаточно, то происходит неполное горение, сопровождающееся образованием горючих и токсических продуктов - окиси углерода, спиртов, альдегидов и пр.
В зависимости от скорости распространения пламени различают дефлаграционное (нормальное) горение, взрыв и детонацию. При дефлаграционном горении скорость распространения пламени составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров в секунду.
Когда горение происходит в замкнутом пространстве или выход газа затруднен, последующие слои горючей смеси нагреваются не только путем теплопроводности, но и за счет, повышения давления вследствие их адиабатического сжатия. Это способствует увеличению скорости распространения пламени и может привести к взрыву.
Взрыв - это быстрое превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу. Скорость пламени при взрыве достигает сотни метров в секунду.
При дальнейшем ускорении распространения пламени весь объем горючей смеси за счет адиабатического сжатия может подвергаться нагреванию до температуры горения. Такое горение называется детонацией. Скорость распространения пламени при этом превышает скорость звука (тысячи метров в секунду).
Если реагирующие вещества находятся в одинаковом агрегатном состоянии, то горение называют гомогенным, а если в различных и имеется граница раздела фаз в горючей системе, то - гетерогенным.
Пожары обычно характеризуются гетерогенным диффузионным горением, которое ограничивается диффузией кислорода воздуха в очаг горения. При пожарах в замкнутых объемах могут возникать условия, приводящие к взрывам и детонации.
Сертификат пожарной безопасности - так называемый пожарный сертификат . Данный документ подтверждает соответствие продукции установленным нормам пожарной безопасности. По результатам протокола испытаний представленных образцов продукции оформляется сертификат пожарной безопасности. Требования и методы сертификационных испытаний описаны в соответствующих ГОСТах или техническом регламенте на те или иные товары.
Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Он характеризуется: образованием открытого огня и искр; повышенной температурой воздуха, предметов и т. п., токсичных продуктов горения и дыма; пониженной концентрацией кислорода; повреждением зданий, сооружений и установок; возникновением взрывов. Все это относится к опасным и вредным факторам, воздействующим на людей.
Показатели пожаро - и взрывоопасности веществ
Пожаро- и взрывоопасность веществ, т. е. сравнительная вероятность их горения в равных условиях, определяется их свойствами: горючесть и температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения.
По горючести все вещества подразделяются на
- негорючие,
- трудногорючие,
- горючие.
Негорючие вещества - это те, которые не способны гореть в воздухе нормального состава при температуре до 200oС.
Трудногорючие вещества могут загораться под действием источника зажигания в воздухе нормального состава, но не способны гореть самостоятельно. Негорючие и трудногорючие вещества представляют опасность лишь как источники токсических и горючих газов. Некоторые из них при разложении могут выделять большое количество теплоты.
Горючие вещества способны загораться от источника зажигания в воздухе нормального состава и продолжать гореть после его удаления. Они, в свою очередь, подразделяются на
- легковоспламеняющиеся - способны воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламени спички, искры и т. п.),
- средней воспламеняемости - от длительного воздействия источника зажигания с низкой энергией,
- трудновоспламеняющиеся - только под действием мощного источника зажигания.
Горючие жидкости обычно более пожароопасны, чем твердые горючие вещества, так как они легче воспламеняются, интенсивнее горят, образуют взрывоопасные паровоздушные смеси и плохо поддаются тушению водой.
Температурой вспышки называется наименьшая температура, при которой образующиеся над поверхностью горючего вещества пары и газы вспыхивают на воздухе от источника зажигания, но не образуют устойчивого горения из-за малой скорости их образования.
Температурой воспламенения называется температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие газы и пары с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.
Температурой самовоспламенения
называется наименьшая температура, при которой резко увеличивается скорость экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением.
Пожарная защита промышленных объектов
Причины пожаров и взрывов на производстве
Если в технологическом процессе применяют горючие вещества и существует возможность их контакта с воздухом, то опасность пожара и взрыва может возникнуть как внутри аппаратуры, так и вне ее, в помещении и на открытых площадках. Так, большую опасность представляют аппараты, емкости и резервуары с горючими жидкостями, так как они не бывают заполнены до предела и в пространстве над уровнем жидкости образуется паровоздушная взрывоопасная смесь. Опасны в пожарном отношении малярные участки и цехи предприятий, где в качестве растворителей используют легковоспламеняющиеся жидкости.
Причиной взрыва или пожара может послужить наличие в помещении горючей пыли и волокон.
Различают тепловые, химические и микробиологические источники зажигания - импульсы. Наиболее распространен тепловой импульс, которым обладают: открытое пламя, искра, электрические дуги, нагретые поверхности и др.
Для воспламенения горючей смеси газов и паров с воздухом достаточно нагреть до температуры воспламенения всего 0,5...1 мм3 этой смеси. От открытого пламени почти всегда зажигается горючая смесь.
Искрой обычно называют точечный источник воспламенения. Искры могут образовываться при трении, ударе или вызываться электрическим разрядом. К источникам их образования относятся операции механической обработки (шлифование), а также заточка инструмента и т. п.
Источники открытого огня - технологические нагреватели печи, аппараты и процессы газовой сварки и резки, установки для сжигания отходов и т. п.
Пожары могут возникнуть от электроустановок, в которых присутствуют нагревающиеся проводники электрического тока и горючее вещество (изоляция этих проводников). При коротких замыканиях электрические проводники быстро разогреваются до высоких температур.
Во избежание возникновения пожаров курить разрешается только в специально отведенных местах.
Химический импульс обусловлен тем, что температура повышается за счет экзотермических химических реакций взаимодействия тех или иных веществ, а микробиологический - связан с жизнедеятельностью микроорганизмов, влияющих на увеличение температуры. Их отличительная особенность заключается в том, что процессы, обусловливающие эти импульсы, начинаются при обычных температурах и приводят к самовозгоранию.
Особую опасность представляют промасленные специальная одежда и обтирочные материалы, сложенные в кучи. При условии плохого теплоотвода нагревание, начавшееся при нормальной температуре, через 3...4 ч может закончиться самовозгоранием.
Классификация помещений по степени пожарной опасности и взрывоопасности
Предусматриваемые при проектировании зданий и установок противопожарные мероприятия зависят прежде всего от пожарной или взрывной опасности размещенных в них производств и отдельных помещений. Помещения и здания в целом делятся по степени пожаро- или взрывоопасности на пять категорий в соответствии с ОНТП-24.
- Категория А - это помещения, в которых применяются легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров 28oС и ниже или горючие газы в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасную смесь с воздухом, при взрыве которой создастся давление более 5 кПа (например, склады бензина).
- Категория Б - это помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль, а также легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров более 28oС в таком количестве, что образуемая ими с воздухом смесь при взрыве может создать давление более 5 кПа (цеха приготовления сенной муки, выбойные и размольные отделения мельниц и крупорушек, мазутное хозяйство электростанций и котельных).
- Категория В - это помещения, в которых обрабатывают или хранят твердые горючие вещества, в том числе выделяющие пыль или волокна, неспособные создавать взрывоопасные смеси с воздухом, а также горючие жидкости (лесопильные, столярные и комбикормовые цехи; цехи первичной сухой обработки льна, хлопка; кормокухни, зерноочистительные отделения мельниц; закрытые склады угля, склады топливно-смазочных материалов без бензина; электрические РУ или подстанции с трансформаторами).
- Категория Г - это помещения, в которых сжигают топливо, в том числе газ, или обрабатывают несгораемые вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии (котельные, кузницы, машинные залы дизельных электростанций).
- Категория Д - это помещения, в которых негорючие вещества находятся в практически холодном состоянии (насосные оросительные станции; теплицы, кроме отапливаемых газом, цехи по переработке овощей, молока, рыбы, мяса).
Категории производств по пожарной опасности в большой степени определяют требования к конструктивным и планировочным решениям зданий и сооружений, а также другим вопросам обеспечения пожаро- и взрывобезопасности. Они отвечают нормам технологического проектирования или специальным перечням, утверждаемым министерствами (ведомствами). Руководством при этом могут служить "Указания по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности" (СН 463-74) и "Методика категорирования производств химической промышленности по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности".
Условия возникновения пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются степенью их огнестойкости (способность здания или сооружения в целом сопротивляться разрушению при пожаре). Здания и сооружения по степени огнестойкости подразделяются на пять степеней (I, II, III, IV и V). Степень огнестойкости здания (сооружения) зависит от возгораемости и огнестойкости основных строительных конструкций и от распространения огня по этим конструкциям.
По возгораемости строительные конструкции подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые конструкции выполнены из несгораемых материалов, трудносгораемые - из трудносгораемых или из сгораемых, защищенных от огня и высоких температур несгораемыми материалами (например, противопожарная дверь, выполненная из дерева и покрытая листовым асбестом и кровельной сталью).
Огнестойкость строительных конструкций характеризуется их пределом огнестойкости, под которым понимают время в часах, по истечении которого они теряют несущую или ограждающую способность, т. е. не могут выполнять свои обычные эксплуатационные функции.
Потеря несущей способности означает обрушение конструкции.
Потеря ограждающей способности - прогрев конструкции при пожаре до температур, превышение которых может вызвать самовоспламенение веществ, находящихся в смежных помещениях, или образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые могут проникать продукты горения в соседние помещения.
Пределы огнестойкости конструкций устанавливают опытным путем.
Для этого образец конструкции, выполненный в натуральную величину, помещают в специальную печь и одновременно воздействуют на нее с необходимой нагрузкой.
Время от начала испытания до появления одного из признаков потери несущей или ограждающей способности и считается пределом огнестойкости. Предельным прогревом конструкции является повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем больше чем на 140oС или в какой-либо точке поверхности выше чем на 180oС по сравнению с температурой конструкции до испытания, или больше чем на 220oС независимо от температуры конструкции до испытания.
Наименьшим пределом огнестойкости обладают незащищенные металлические конструкции, а наибольшим - железобетонные.
Требуемая степень огнестойкости производственных зданий промышленных предприятий зависит от пожарной опасности размещаемых в них производств, площади этажа между противопожарными стенами и этажности здания. Требуемая степень огнестойкости должна соответствовать фактической степени огнестойкости, которая определяется по таблицам СНиП П-2-80 , содержащим сведения о пределах огнестойкости строительных конструкций и пределах распространения по ним огня.
Например, основные части зданий I и II степени огнестойкости являются несгораемыми и различаются только пределами огнестойкости строительных конструкций. В зданиях I степени распространение огня по основным строительным конструкциям не допускается совсем, а в зданиях II степени максимальный предел распространения огня, составляющий 40 см, допускается только для внутренних несущих стен (перегородок). Основные части зданий V степени являются сгораемыми.
Пределы огнестойкости и распространения огня для них не нормируются.
Глава двадцатая
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
20.1. Причины возникновения пожаров в производственных помещениях и меры их предупреждения.
Причинами возникновения пожаров могут быть нарушение технологических процессов и неисправность оборудования, в частности несвоевременный ремонт оборудования, нарушение технологических инструкций, введение в технологию производства материалов без учета их пожароопасных свойств, образование значительных электростатических зарядов. Пожары возможны в результате нарушения правил технической эксплуатации электроустановок, например перегрузок электрических сетей и коротких замыканий в них, недопустимых сопротивлений в местах соединения и контактов проводников, искрения, применения электрооборудования не соответствующего классу пожарной зоны.
Причинами пожаров могут быть, кроме того, неисправные отопительные приборы и печи, оставление их без соответствующего надзора, а также неосторожное обращение с огнем, в частности разведение костров вблизи сгораемых материалов и строений, отогревание замерзших трубопроводов открытым пламенем (факелом, паяльной лампой и т. п.).
Наиболее пожароопасными являются технологические процессы, связанные с проведением огневых работ (сварка и резка металла, паяние), а также окрасочные работы с применением нитролаков, нитроэмалей и красок, промывка и обезжиривание изделий с применением ЛВЖ и ГЖ.
Места проведения сварочных и других огневых работ могут быть постоянными в специальных помещениях, мастерских или на открытых площадках или временными, когда огневые работы производятся непосредственно в строящихся или эксплуатируемых зданиях, сооружениях или на территории предприятия (например, при ремонте или монтаже производственного оборудования).
При выполнении сварочных и других огневых работ необходимо соблюдать меры пожарной безопасности, предписываемые Правилами пожарной безопасности при проведении сварочных и огневых работ на объектах народного хозяйства, утвержденных ГУПО МВД СССР 29 декабря 1972 г.
На производство временных огневых работ необходимо получить разрешение от лица, ответственного за пожарную безопасность объекта. Разрешение на проведение огневых работ в пожаро- и взрывоопасных помещениях выдает главный инженер предприятия. Условия проведения этих работ согласовываются с пожарной охраной предприятия.
К сварочным и другим огневым работам допускаются обученные рабочие, прошедшие успешно проверку знаний правил пожарной безопасности, которым выдается специальный талон по технике пожарной безопасности, прилагаемый к квалификационному удостоверению.
Места проведения огневых работ и места установки сварочных аппаратов, баллонов с газом необходимо очистить от сгораемых материалов и обеспечить их средствами первичного пожаротушения. Необходимо принять меры против разлета искр и попадания их на сгораемые конструкции, нижерасположенные производственные площадки и этажи.
В пожаро- и взрывоопасных производствах огневые работы допускается производить только после тщательной уборки взрывоопасной и пожароопасной продукции, очистки помещения и аппаратуры от взрывоопасных пылей и веществ, горючих и легковоспламеняющихся жидкостей и их паров. Помещение в процессе проведения огневых работ следует непрерывно вентилировать и установить контроль за состоянием воздушной среды с помощью газоанализаторов.
Перед сваркой металлических сосудов (цистерны, баки и т. п.), в которых находились жидкое топливо, ЛВЖ, ГЖ или горючие газы, их необходимо очистить от остатков жидкости с последующей промывкой горячей водой с каустической содой, затем пропарить, просушить и провентилировать, после чего провести лабораторный анализ воздушной среды в них. Во всех случаях эти сосуды должны быть отключены от коммуникации заглушками. Сварку следует производить при открытых люках, лазах, пробках и при действующей переносной вентиляции. Запрещается приступать к работе при неисправной сварочной аппаратуре, производить работы на свежеокрашенных конструкциях и изделиях, пользоваться промасленной спецодеждой и рукавицами, хранить в сварочных кабинах одежду, горючие жидкости и другие легкосгораемые предметы и материалы.
Не следует допускать касания электропроводов к баллонам со сжатым, сжиженным или растворенным газом.
При газосварочных работах переносные ацетиленовые аппараты для работы следует устанавливать на открытых площадках или в хорошо вентилируемых помещениях и не ближе 10 м от места сварочных работ, открытого огня или сильно нагретых предметов и мест забора воздуха компрессорами или вентиляторами.
Во избежание искрения и возможной вспышки раскупорка барабанов с карбидом кальция производится латунными зубилом и молотком. Запаянные барабаны открываются специальным ножом. Место разреза смазывается толстым слоем солидола. Вскрытые барабаны с карбидом кальция следует закрывать от попадания в них воды крышками с отогнутыми краями, что предотвращает выделение ацетилена.
Пользование бензиновыми или керосиновыми паяльными лампами сопряжено с опасностью разрыва баллона и вытекания горючего во время работы с огнем. Поэтому при работе с паяльной лампой необходимо выполнять требования пожарной безопасности:
заправлять лампу горючим и разжигать ее следует в специально отведенном для этого месте. При заправке лампы горючим не допускать разлива его. Не допускается заполнять лампу горючим более чем на 3/4 объема ее резервуара.
Для разжигания паяльной лампы не следует подогревать ее горелку жидкостью, накачиваемой из резервуара. В этом случае струя горючего воспламеняется и огонь может распространиться на значительное расстояние от лампы. Кроме того, горючее, пролитое и воспламенившееся на самом резервуаре, создает угрозу взрыва. Не следует открывать воздушный винт и наливную пробку, когда лампа горит или еще не остыла.
Постоянные электросварочные работы проводят в специальных, отведенных для этого вентилируемых помещениях, сооружениях из несгораемых материалов. Место для проведения работ ограждается сплошной перегородкой из несгораемого материала высотой не менее 2,5 м. Пол в помещении должен быть несгораемый.
Установка для ручной электросварки оборудуется выключателем, плавкими предохранителями или автоматом в цепи питания, а также амперметром или шкалой на регуляторе сварочного тока. Это необходимо для предотвращения перегрузки проводов и обмоток сварочного агрегата. Меры электробезопасности при электрической сварке изложены в § 15.5.
Большую пожарную опасность представляют работы, выполняемые в цехах и на участках окраски и пропитки изоляции с использованием материалов, содержащих ЛВЖ и ГЖ.
Во время окраски деталей и изделий необходимо быстро удалять из зоны работы образующиеся пожаро- и взрывоопасные смеси. Для этого предусматривается вытяжная вентиляция камер окраски с устройством водяной завесы, ограничивающей поступление горючих смесей в вентиляционную систему.
Окрасочные и сушильные камеры оборудуются устройствами автоматического пожаротушения.
Краскозаготовительные отделения следует размещать в изолированном помещении, оборудованном вентиляцией и имеющем отдельный выход наружу.
Применяемые для окраски и пропитки лаки, краски и растворители следует хранить в раздаточной кладовой цеха в металлической герметичной посуде или в заводской упаковке в количествах, не превышающих суточной потребности. Кладовая оборудуется у наружной стены здания.
Ванны для окраски и пропитки изделий способом погружения оборудуются местной вытяжной вентиляцией (бортовыми отсосами). Если объем ванны превышает 0,5 м 3 , то она устанавливается в отдельной вентилируемой камере. На случай пожара предусматривается слив жидкости из ванны в специальный резервуар по трубопроводу.
В процессе окраски методом пневматического распыления возможна электростатическая зарядка аппаратуры, что представляет опасность искрения при разрядах на землю. От искровых разрядов возможно воспламенение пожаро- и взрывоопасных смесей, поэтому во избежание накопления электрических зарядов аппаратуру для распыления краски заземляют.
Растворители, применяемые для промывки кистей, шлангов и другого оборудования, следует хранить в раздаточной кладовой в количестве не более сменной потребности. Распылители и шланги, поступающие в кладовую после окончания работы, должны быть очищены от остатков краски и лака. Кисти, щетки, краскораспылители, тряпки после работы надо хранить в закрытой посуде под вытяжкой или в вентилируемых закрытых шкафах.
Краска, оседающая в процессе работы на стенках воздуховодов, камер и другого оборудования, удаляется регулярно по мере ее накопления. Собранные отходы краски надо немедленно удалять из цеха, поскольку они пожароопасны.
Подготовку поверхностей деталей к окраске необходимо механизировать с помощью агрегатов обезжиривания с негорючими моющими растворами, например МЛ-51, МЛ-52.
Окрашенные изделия помещают в сушильную камеру только после стекания лишнего лакокрасочного материала. Вблизи сушилки не должны находиться какие-либо сгораемые материалы или предметы. В процессе сушки окрашенных деталей и изделий необходимо соблюдать правильный режим, не допускать работу сушильной печи с неисправными электронагревателями и терморегуляторами.
Запрещается очистка рабочих мест и инструмента с помощью ЛВЖ и ГЖ и с применением скребков, от которых при работе может возникнуть искрение, приводящее к вспышке паров этих жидкостей.
В деревообрабатывающих цехах особую пожарную опасность представляют отходы производства - стружка и пыль. Поэтому необходима систематическая очистка помещения и оборудования от древесной пыли, стружки и других отходов- не реже 1 раза в смену. Поскольку помещения деревообрабатывающих цехов относятся к пожароопасным зонам класса П-II, электрооборудование, применяемое в них, должно быть закрытого типа или в пыленепроницаемом исполнении.
Очистка строительных конструкций и светильников от пыли должна производиться не реже 1 раза в неделю.
Трубы парового обогрева сушильных камер должны быть гладкими, что облегчает очистку их от пыли.
Клееварки оборудуются в отдельных помещениях или специально отведенном месте. Они должны иметь паровой подогрев или подогрев закрытыми электронагревателями.
Для хранения лесоматериалов в цехе отводится специальная площадка. Их запасы не должны превышать односменной потребности.
Значительную пожарную опасность представляют промышленные печи, применяемые при обработке металлов и работающие на жидком топливе. Во избежание взрыва от скопившихся газов печи, работающие на жидком и газовом топливе, перед розжигом должны быть провентилированы механической вентиляцией.
Согласно Правилам техники безопасности и производственной санитарии при термической обработке металлов для печей, работающих на мазуте, необходимо обеспечить надлежащее хранение запасов топлива с соблюдением всех противопожарных мер: соответствующего расположения резервуаров с топливом и расходных напорных баков, наличия предохранительных устройств на случай пожара (спуск горючего в подземный аварийный резервуар, перекрытие подачи топлива), наличия первичных средств пожаротушения и др.
При обслуживании печи, работающей на газовом топливе, необходимо выполнять требования Правил безопасности в газовом хозяйстве (утверждены Госгортехнадзором СССР 26.06.1979 г.). Так, в частности:
а) газовые горелки допускается зажигать, предварительно включив вытяжную вентиляцию;
б) если в процессе зажигания произошло потухание горелок, то перед повторным зажиганием топка и дымоходы должны быть провентилированы (во избежание взрыва образовавшейся газовоздушной смеси);
в) при прекращении подачи газа должны быть немедленно перекрыты краны на вводе газопровода и у печей. Это исключает возможное последующее поступление газа при отсутствии его сгорания у горелок.
Предприятия машиностроительной промышленности нередко отличаются повышенной пожарной опасностью, так как их характеризует сложность производственных установок, значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых сгораемых материалов, большое количество емкостей и аппаратов, в которых находятся пожароопасные продукты под давлением; разветвленная сеть трубопроводов с запорно-пусковой и регулирующей арматурой; большая оснащенность электроустановками.
Основной причиной пожаров на машиностроительных предприятиях является нарушение технологического режима. Это связано с большим разнообразием и сложностью технологических процессов. Они, как правило, помимо операций механической обработки материалов и изделий включают процессы очистки и обезжиривания, сушки и окраски, связанные с использованием веществ, обладающих высокой пожарной опасностью. Многие предприятия применяют огневые стенды и другие операции с наличием открытого огня. Сложность противопожарной защиты современных машиностроительных предприятий усугубляется их гигантскими размерами, большой плотностью застройки, увеличением вместимости товарно-материальных складов, применением в строительстве облегченных конструкций из металла и полимерных материалов, обладающих низкой огнестойкостью. Анализ зарегистрированных крупных пожаров на машиностроительных предприятиях показал, что при пожарах на этих предприятиях создается сложная обстановка для пожаротушения, поэтому требуется разработка комплекса мероприятий по противопожарной защите. Этот комплекс включает мероприятия профилактического характера и устройство систем пожаротушения и взрывозащиты. Они рекомендуются ведомственными документами.
Стандартами возможная частота пожаров и взрывов допускается такой, чтобы вероятность их возникновения в течение года не превышала 10 -6 или чтобы вероятность воздействия опасных факторов на людей в течение года не превышала 10 -6 на человека.
Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на организационные, технические, режимные и эксплуатационные.
Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин и внутризаводского транспорта, правильное содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж рабочих и служащих, организацию добровольных пожарных дружин, пожарно-технических комиссий, издание приказов по вопросам усиления пожарной безопасности и т. д.
К техническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании зданий, при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения, правильное размещение оборудования.
Мероприятия режимного характера - это запрещение курения в неустановленных местах, производства сварочных и других огневых работ в пожароопасных помещениях и т. д.
Эксплуатационными мероприятиями являются своевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического оборудования.
Общие сведения о процессе горения
Горение -это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света. Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя (обычно кислород воздуха) и источника загорания (импульса). Окислителем может быть не только кислород, но и хлор, фтор, бром, йод, окислы азота и т. д.
В зависимости от свойств горючей смеси горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении исходные вещества имеют одинаковое агрегатное состояние (например, горение газов). Горение твердых и жидких горючих веществ является гетерогенным.
Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени и в зависимости от этого параметра может быть дефлаграционным (порядка десятка метров в секунду), взрывным (порядка сотни метров в секунду) и детонационным (порядка тысячи метров в секунду). Пожарам свойственно дефлаграционное горение.
В зависимости от соотношения горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедными называются смеси, содержащие в избытке окислитель. Их горение лимитируется содержанием горючего компонента. К богатым относятся смеси с содержанием горючего выше стехиометрического соотношения компонентов. Горение таких смесей лимитируется содержанием окислителя. Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Существуют три основных вида самоускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и комбинированной-цепочно-тепловой; Тепловой механизм ускорения связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры при условии аккумуляции теплоты в реагирующей системе.
Цепное ускорение реакции связано с катализом химических превращений, осуществляемым промежуточными продуктами превращений, обладающими особой химической активностью и называемыми активными центрами. В соответствии с цепной теорией химический процесс происходит не путем непосредственного взаимодействия исходных молекул, а с помощью осколков, образующихся при распаде этих молекул (радикалы, атомарные частицы).
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 (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания. Сущность и различия процессов возгорания и самовозгорания пояснены ниже.
Самовоспламенение - самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу. Возникновение горения вещества или материала может произойти при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения. Эта возможность обусловливается склонностью веществ или материалов к окислению и условиями аккумуляции в них теплоты, выделяющейся при окислении, что может вызвать самовозгорание. Таким образом, возникновение горения веществ и материалов при воздействии тепловых импульсов с температурой выше температуры воспламенения (или самовозгорания) характеризуется как возгорание, а возникновение горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относится к процессу самовозгорания. В зависимости от импульса процессы самовозгорания подразделяют на тепловые, микробиологические и химические.
При оценке пожарной опасности веществ и материалов необходимо учитывать их агрегатное состояние. Поскольку горение, как правило, происходит в газовой среде, то в качестве показателей пожарной опасности необходимо учитывать условия, при которых образуется достаточное для горения количество газообразных горючих продуктов. Основными показателями пожарной опасности, определяющими критические условия возникновения и развития процесса горения, являются температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.
Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения. Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения;
максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним пределами воспламенения, называется областью воспламенения.
Концентрационные пределы воспламенения не постоянны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают мощность источника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.
Изменение пределов воспламенения с повышением температуры может быть оценено по следующему правилу: при повышении температуры на каждые 100° величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8-10%, а верхних пределов воспламенения увеличиваются на 12-15%.
Используя это свойство, можно концентрационные пределы воспламенения насыщенных паров выразить через температуру жидкости, при которой они образуются.
Способностью образовывать с воздухом воспламеняющиеся с большой скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та 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 пыли не применяется.
К показателям пожарной опасности, характеризующим критические условия образования достаточного для горения газообразных горючих продуктов испарения или разложения конденсированных веществ и материалов, относятся температуры вспышки и воспламенения, а также температурные пределы воспламенения.
Температурой вспышки, называется самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Пользуясь этой характеристикой, все горючие жидкости по пожарной опасности можно разделить на два класса: к первому относятся жидкости с температурой вспышки до 61° С (бензин, этиловый спирт, ацетон, серный эфир, нитроэмали и т. д.), они называются легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ); ко второму-жидкости с температурой вспышки выше 61° С (масло, мазут, формалин и др.), они называются горючими жидкостями (ГЖ).
Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.
Температурные пределы воспламенения - температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.
Пожароопасность веществ характеризуется линейной (выраженной в см / с) и массовой (г / с) скоростями горения (распространения пламени) и выгорания (г/м 2 с или см/с), а также предельным содержанием кислорода, при котором еще возможно горение. Для обычных горючих веществ (углеводородов и их производных) это предельное содержание кислорода составляет 12-14%, для веществ с высоким значением верхнего предела воспламенения (водород, сероуглерод, окись этилена и др.) предельное содержание кислорода составляет 5% и ниже.
Помимо перечисленных параметров для оценки пожарной опасности важно знать степень горючести (сгораемости) веществ. В зависимости от этой характеристики вещества и материалы делят на горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые).
К горючим относятся такие вещества и материалы, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления. К трудногорючим относят такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия импульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных импульсов.
Пожар на объектах железнодорожного транспорта может возникнуть из-за неправильного устройства и неисправности котельных, отопительных приборов, нарушения режимов топки печей, отсутствия искрогасителей, оставления печей без присмотра и других человеческих факторов.
Причинами пожаров являются также неисправность производственного оборудования и нарушение технологических процессов (например, нарушение герметизации оборудования, выделяющего пыль и газы); неосторожное обращение с огнем (курение, оставление без присмотра нагревательных приборов, определение утечки газа с помощью открытого огня и др.); неправильное устройство и неисправность вентиляционных систем; самовоспламенение и самовозгорание веществ. Пожар может произойти в результате короткого замыкания, перегрузки электрических сетей, искрения электрической дуги, статического электричества, удара молнии и вследствие других причин.
Опасные факторы пожара.
Опасные факторы пожара (ОФП) - факторы пожара, воздействие которых приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.
Глава 2. Классификация пожаров и опасных факторов пожара.
Статья 8. Классификация пожаров
Пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:
1) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);
2) пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);
3) пожары газов (С);
4) пожары металлов (D);
5) пожары горючих веществ и материалов эл.установок, находящихся под напряжением (Е);
6) пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F).
Статья 9. Опасные факторы пожара
1. К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:
1) пламя и искры;
2) тепловой поток;
3) повышенная температура окружающей среды;
4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;
5) пониженная концентрация кислорода;
6) снижение видимости в дыму.
2. К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:
1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;
5) воздействие огнетушащих веществ.
Источники зажигания и горючие среды.
Статья 2. Основные понятия
6) горючая среда - среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания;
Горючая среда представляет собой всю обстановку цеха (вагона). Она может быть более или менее горючей в зависимости от содержимого этой среды. В пожарной охране существует понятие группы горючести веществ и материалов. По горючести все вещества и материалы подразделяются на 3 группы:
Негорючие - не способны к горению в воздухе, но тем не менее могут быть пожароопасными в виде окислителей или веществ, выделяющих горючие продукты при взаимодействии с водой (например, негорючий карбид кальция даже при контакте с влагой воздуха выделяет взрывоопасный газ ацетилен);
Трудногорючие - способны возгораться от источника зажигания, но самостоятельно не горят, когда этот источник удаляют;
Горючие - самовозгораются, а также возгораются от источника зажигания и продолжают гореть после его удаления.
10) источник зажигания - средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения.
Условно источники зажигания можно разделить на 4 вида:
1. открытый огонь в виде тлеющей сигареты, зажженной спички, конфорки газовой плиты или керосинового примуса (фонаря, лампы);
2. тепло электронагревательных приборов;
3. проявления аварийной работы электрических приборов и аппаратов, как отчественного, так и зарубежного производства;
4. искры от сварочных аппаратов и самовозгорание веществ и материалов.
Развитие пожара.
Пожар - неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
Развитие пожара - увеличение зоны горения или зоны вероятности воздействия опасных факторов пожара на людей и имущество.
Развитие пожара и распространение опасных факторов пожара (ОФП), зависит от вида горючих веществ и материалов и площади горения, которая, обуславливается свойствами самих материалов, а также способом их размещения.
Исходя из особенностей объекта, количество участвующих в пожаре горючих и трудногорючих материалов, определяются места, где может возникнуть угроза пожара, и проводят расчет развития пожара.
Полученное значение критической продолжительности пожара используют для определения периода безопасного выхода людей из опасной зоны.
Поведение горючей среды при пожаре. В первые 10 минут от начала возгорания материала пламя распространяется линейно в разные его стороны (преимущественное направление вверх). Выделяется определенная температура, которая аккумулируется в помещении или в какой-то его части (преимущественно вверху). По мере возрастания температуры начинают возгораться другие вещества и материалы, попавшие в зону высокой температуры. Процессы возгорания горючих веществ и материалов происходят настолько хаотично, насколько хаотично расположена "горючая среда" в цехе. Соответственно и развитие пожара, его этапы могут отличаться по времени от приведенных во второй главе параметров.
Ни один пожар не похож на другой - в этом заключается вся сложность описания развития пожара. И никто не может сказать однозначно, что ждет нас в случае пожара в цехе (вагоне) (если только не провести натурные испытания и не сжечь цех (вагон), фиксируя при этом необходимые параметры). Однако общая тенденция развития пожара очевидна - современный цех может стать пылающим горном за считанные минуты.
О том, какими мерами можно исключить наиболее характерные источники зажигания, о конкретных требованиях нормативных документов мы поговорим с вами в следующей главе.
Профилактика пожаров.
Пожар невозможен ни при каких обстоятельствах, если исключается контакт источника зажигания с горючим материалом. Если потенциальный источник зажигания и горючую среду невозможно полностью исключить из технологического процесса, то данное оборудование или помещение, в котором оно размещено, должно быть надежно защищено автоматическими средствами.
Глава 13. Система предотвращения пожаров
Статья 49. Способы исключения условий образования горючей среды
Исключение условий образования горючей среды должно обеспечиваться одним или несколькими из следующих способов:
применение негорючих веществ и материалов;
ограничение массы и (или) объема горючих веществ и материалов;
использование наиболее безопасных способов размещения горючих веществ и материалов, а также материалов, взаимодействие которых друг с другом приводит к образованию горючей среды;
изоляция горючей среды от источников зажигания (применение изолированных отсеков, камер, кабин);
поддержание безопасной концентрации в среде окислителя и (или) горючих веществ;
понижение концентрации окислителя в горючей среде в защищаемом объеме;
поддержание температуры и давления среды, при которых распространение пламени исключается;
механизация и автоматизация технологических процессов, связанных с обращением горючих веществ;
установка пожароопасного оборудования в отдельных помещениях или на открытых площадках;
применение устройств защиты производственного оборудования, исключающих выход горючих веществ в объем помещения, или устройств, исключающих образование в помещении горючей среды;
удаление из помещений, технологического оборудования и коммуникаций пожароопасных отходов производства, отложений пыли, пуха.
Статья 50. Способы исключения условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания
Исключение условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания должно достигаться одним или несколькими из следующих способов:
применение электрооборудования, соответствующего классу пожароопасной и (или) взрывоопасной зоны, категории и группе взрывоопасной смеси;
применение в конструкции быстродействующих средств защитного отключения электроустановок и других устройств, приводящих к появлению источников зажигания;
применение оборудования и режимов проведения технологического процесса, исключающих образование статического электричества;
устройство молниезащиты зданий, сооружений, строений и оборудования;
поддержание безопасной температуры нагрева веществ, материалов и поверхностей, которые контактируют с горючей средой;
применение способов и устройств ограничения энергии искрового разряда в горючей среде до безопасных значений;
применение искробезопасного инструмента при работе с легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами;
ликвидация условий для теплового, химического и (или) микробиологического самовозгорания обращающихся веществ, материалов и изделий;
исключение контакта с воздухом пирофорных веществ;
применение устройств, исключающих возможность распространения пламени из одного объема в смежный.
Безопасные значения параметров источников зажигания определяются условиями проведения технологического процесса на основании показателей пожарной опасности обращающихся в нем веществ и материалов, определенных в статье 11 федерального закона № 123-ФЗ.
ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ
Возникновение пожара на производстве может быть вследствие причин неэлектрического и электрического характера. К причинам неэлектрического характера относятся следующие:
Лесные пожары: причины и тушение
Пожар - это опасное явление, которое приводит к травматизму и гибели людей, к тяжелым экономическим и экологическим последствиям...
Обеспечение пожарной безопасности
Оценка рисков и последствий природных (лесных) пожаров на территории Воронежской области
Подбор комплектов и комплекса спасательной техники для ликвидации чрезвычайной ситуации, вызванной пожаром в жилом здании повышенной этажности
Закон N 69-ФЗ от 21.12.94, ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожар -- неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства». ГОСТ 12.2.046-91 «Пожар -- неконтролируемое горение...
Причины пожаров и взрывов - это совокупность условий...
Пожар и взрыв, их причины и последствия
Причинами возникновения пожаров чаще всего являются: неосторожное обращение с огнем, несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования и электрических устройств, самовозгорание веществ и материалов...
Пожар на предприятии наносит большой материальный ущерб народному хозяйству и очень часто сопровождается несчастными случаями с людьми. Основными причинами, способствующими возникновению и развитию пожара...
Природные пожары, особенности лесных и торфяных пожаров
Причинами возникновения пожаров являются неосторожное, обращение с огнем, нарушение правил пожарной безопасности, такое явление природы, как молния, самовозгорание сухой растительности и торфа. Известно...
Причины возникновения пожаров в жилых и общественных зданиях
На жилой сектор приходится от 70 до 80% от общего числа пожаров, происходящих ежегодно в Российской Федерации. Основное количество пожаров в жилье происходит по вине людей...
Причины пожаров в машиностроении и организационные меры пожарной безопасности
Возникновение пожара на производстве может быть вследствие причин неэлектрического и электрического характера. К причинам неэлектрического характера относятся следующие: 1) неправильное устройство котельных, печей...
Проблемы лесных пожаров на территории Приморского края
Чаще всего лесные пожары возникают вблизи населенных пунктов, в интенсивно используемых лесопарковых зонах, а также вдоль автомобильных и железных дорог, по берегам судоходных рек. В радиусе 5 км от жилой зоны возникает от 50 до 70% пожаров...
Производственная санитария. Заземление электроустановок. Эвакуация
Тысячелетняя практика жизнедеятельности человека свидетельствует о том, что ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсолютной безопасности. Следовательно, любая деятельность потенциально опасна...
Торф -- горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества...
Химические ожоги на производстве
Большинство химических веществ, которые вызывают ожоги - это сильные кислоты или их основания. Медицинская информация, размещенная на этикетках опасных химических веществ, информирует об их токсичности...
