2.1. Пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов

Взрыво- и пожароопасные свойства веществ зависят от их агрегатного со-стояния (газообразные, жидкие, твердые), физико-химических свойств, условий хра-нения и применения.

Газы.

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газов, являются: концентрационные пределы воспламенения; энергия зажи-гания; температура горения; нормальная скорость распространения пламени и др.Горение смеси газа с воздухом возможно в определенных пределах, назы-ваемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и макси-мальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, назы-ваются соответственно нижним и верхним концентрационными пределами воспла-менения.Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электриче-ского разряда, воспламеняющей данную газовоздушную смесь. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Наименьшее значение энергии зажигания газовоздушных смесей составляет десятые доли МДж. Энергия зажигания является одной из основных характеристик взрываопасных сред при решении во-просов обеспечения взрывобезопасности электрооборудования и разработке меро-приятий по предупреждению образования статического электричества.

Температура горения – это температура продуктов химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зависит от природы горючего газа и кон-центрации его в смеси. Наибольшая температура горения для большинства газов составляет 1600 – 2000 Нормальной скоростью распространения пламени называется скорость,

с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями смеси относительно несгоревшей. Численно нормальная скорость распространения пламени равна количеству (объему) горючей смеси ( ), выгорающей на единице площади в единицу времени. Нормальная скорость распространения пламени зависит от природы газа и концентрации его в смеси. Для большинства горючих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3 – 0,8 м/с.Нормальная скорость распространения пламени является одной из важней-ших физико-химических характеристик,

определяющих свойства горючей смеси и определяющих скорость сгорания и соответственно время взрыва. Чем больше нор-мальная скорость пламени, тем меньше время взрыва и тем более жесткие его па-раметры.

Жидкости.

Горение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей проис-ходят только в паровой фазе. Скорость испарения и количество паров над жидко-стью зависит от природы жидкости и ее температуры. При определенной температу-ре и давлении над жидкостью может образоваться определенное количество пара. Этот пар называется насыщенным. В состоянии насыщения число испаряющихся молекул равно числу конденсирующихся и концентрация пара остается постоянной.Горение паров в воздухе, так же как и газов, возможно в определенном диа-пазоне концентраций. Так как максимально возможное содержание пара в воздухе не может быть больше, чем в состоянии насыщения, то концентрационные пределы воспламенения могут быть выражены через температуру. Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам воспламенения, называются температурными пределами воспламенения (нижним и верхним соответственно).Таким образом, для воспламенения и горения жидкостей необходимо, чтобы жидкость была нагрета до температуры, не меньшей, чем нижний температурный предел воспламенения. После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жид-костей характеризуются температурой вспышками и температурой воспламенения.Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, спо-собная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого го-рения жидкости не возникает.По температуре вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ), температура вспышки которых не превышает 45оС (спирты, ацетон, бензин и др.) и горючие (ГЖ), температура вспышки которых более 45 оС (масла, мазуты, гли-церин

и др.).Температурой воспламенения жидкости называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 оС выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 оС.Паровоздушные смеси, так же как и газовоздушные, являются взрывоопас-ными. Их взрывоопасность характеризуется параметрами,

определяющими взрыво-опасность газовоздушных смесей, – энергией зажигания, температурой горения, нормальной скоростью распространения пламени и др.Твердые вещества. Пожарная опасность твердых горючих веществ и ма-териалов характеризуется: теплотворной способностью 1 кг вещества, темпе-ратурой горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и скоростью распространения горения по поверхности материалов.

Пыли.

Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей определяются концентра-циями пылевоздушной смеси, наличия источника зажигания с достаточной тепловой энергией, размера пылинок и др.Мелкие частицы твердых горючих веществ размером см могут долгое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, образуя дисперсную систему – аэровзвесь. Для воспламенения аэровзвеси необходимо чтобы концен-трация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспла-менения. Верхний концентрационный предел воспламенения пылевоздушной смеси в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфя-ной пыли – 2200 г/м3, сахарной пудры – 13500 г/м3).Тепловая энергия источника зажигания для воспламенения пылевоздушной смеси должна быть порядка нескольких МДж и более.В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламе-нения пыли подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные. К взрывоопасным относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки), а пожароопасным – пыли с нижним пределом воспламе-нения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом (фосфор, сернистые металлы и др.), водой (натрий, калий, карбит кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная кислота + дре-весные опилки и т.д.).Пожарная опасность негорючих веществ и материалов определяется темпе-ратурой,

при которой они обрабатываются, возможностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением.