Вибухо- та пожежобезпечність газоповітряних сумішей.

Лекція № 5

Тема:

Техніка безпеки під час роботи з газоподібними речовинами.

Фізіологічна дія промислових та побутових газів.

Вибухо- та пожежобезпечність газоповітряних сумішей.

ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ (ВВ), індивідуальні хімічні сполуки або суміші, здатні під впливом зовнішнього імпульсу (удару, тепла, і т. д.) до хімічної реакції, що саморозповсюджується з великою швидкістю (км/с), з утворенням газоподібних продуктів і виділенням тепла.

ВИБУХ, звільнення великої кількості енергії в обмеженому об'ємі за короткий проміжок часу. Вибух приводить до утворення сильно нагрітого газу з дуже високим тиском, який при розширенні надає механічну дію (тиск, руйнування) на навколишні тіла. У твердому середовищі супроводжується її руйнуванням і діленням. Вибухи відбуваються за рахунок звільнення хімічної енергії (головним чином вибухових речовин), внутрішнбоядерної енергії (ядерний вибух), електромагнітної енергії (іскровий розряд, лазерна іскра і ін.), механічної енергії (при падінні метеоритів на поверхню Землі, виверженні вулканів і ін.). Проектовані вибухи здійснюються в основному промисловими вибуховими речовинами і лежать в основі багатьох технологічних процесів.

При отруєнні газами поступово людина починає відчувати ознаки кисневого голодування — слабкість, задуха.

Метан. Крім того, не володіючи загальноотруйною дією, метан проте має слабкі наркотичні властивості, тому людина перестає його відчувати. І це може викликати небезпечні наслідки.

Наркотична дія яскравіша виражено у гомологів метану — пропану і бутану, які часто використовуються як побутові гази, особливо в балонних установках. Ці вуглеводні проникають в організм і через шкірний покрив. В цьому випадку людина непритомніє швидше, а опам'ятовується довше, ніж при дії природного газу.

У промислових газах (коксівний, доменний), з якими студенти і учні можуть мати контакт під час екскурсій або виробничої практики, найбільш отруйним компонентом є оксид вуглецю (II), який утворює дуже стійке з'єднання з гемоглобіном — переносником кисню. Якщо об'ємна частка СО в повітрі досягає 5 %, виникає явне отруєння, а при 10 % робота можлива тільки в протигазі.

Вуглеводні жирного і ароматичного ряду і їх гомологи у вигляді газів і пари, а також СО відповідно до термінології промислової санітарії прийнято називати нереагуючими, оскільки в організмі вони практично не змінюються. Ця перша група речовин проникає в органи дихання і поступає в кров, дифундуючи через високорозвинуту поверхню легеневих альвеол.

Друга група речовин — реагуючі гази типу аміаку, хлороводню, хлору, оксидів азоту і сірки і інших з'єднань, що володіють високою хімічною активністю. Механізм надходження їх в організм інший: вони взаємодіють з компонентами крові. Тому дія речовин другої групи незрівнянно вища, ніж першої. Але висока хімічна активність «кислих» газів, наприклад оксиду сірки (IV), веде до того, що об'ємна частка їх в повітрі приміщень з обштукатуреними стінами швидко падає.

Крім того, якщо гази першої групи і деякі мало розчинні у воді гази другої, поступають через легені, то багато представників реагуючих газів розчиняються у волозі слизистих оболонок верхніх дихальних шляхів.

Найбільш небезпечні вдихувані отрути, оскільки цьому сприяє інтенсивність циркуляції крові і велика поверхня легеневих альвеол.

При попаданні отрути через рот можливість поразки відносно нижче, оскільки поверхня шлунково-кишкового тракту в сотні разів менше, ніж легеневих альвеол. Крім того, що поступили в кров через шлунково-кишкові кишкові стінки отруйні з'єднання потрапляють в першу чергу в печінку, де або затримуються, або знешкоджуються.

Ще менш небезпечні випадки попадання речовин підвищеної фізіологічної активності через шкіру. Епідерміс пропускає переважно жиророзчинні речовини і практично непроникний для електролітів. Головним показником шкідливості тут може вважатися летючість: чим вона вище, тим швидше очищається поверхня шкіри. Поразка може обмежитися невеликим роздратуванням при своєчасному вживанні відповідних заходів.

При вивченні хімії рідко використовується одне яке-небудь газоподібне з'єднання. Частіше в атмосфері хімічної лабораторії з'являється два-три, а то і більш газів, небайдужих організму. Як показали дослідження, більшість речовин володіють аддитивною дією, тобто фізіологічний ефект підсумовується, проте в деяких ситуаціях дія їх на організм взаємно посилюється. Рідше зустрічаються речовини-антагоністи, взаємний вплив яких ослабляє дії кожного окремо.

Вибухо- і пожежобезпечність газоповітряних сумішей

Змішування газів відбувається дуже швидко унаслідок дифузії, і утворюється гомогенна фаза. Реакції в цих умовах звичайно йдуть за ланцюговим механізмом із швидкістю вибуху при необхідних співвідношеннях компонентів. За ГОСТ 12.4.070–79 «Сигналізатори вибухонебезпечних концентрацій термохімічні. Загальні технічні умови».

Межами займання горючого газу в середовищі кисню або повітря називаються найбільша або найменша концентрація горючих і (або) вибухонебезпечних речовин в повітрі, в інтервалах яких може відбутися займання або вибух даної суміші від її зіткнення з джерелом займання. Гази і пари вважаються тим більше вибухонебезпечними, чим менше нижня межа і чим ширше інтервал між верхньою і нижньою межами. Це слід враховувати при складанні плану експерименту (табл.)

Вибухонебезпечні концентрації газів і парів

Зменшити ступінь ризику при роботі з газоповітряними сумішами можна, використовуючи деякі прийоми:

1. Необхідно забезпечувати якомога велику швидкість закінчення газу з резервуару або генератора. З цією метою газ для підпалу випускають тільки через капіляр або трубочку з відтягнутим кінцем.

2. Довжина сполучних трубок від резервуару газу до місця підпалу повинна бути в межах 0, 6—1, 5 м. При меншій довжині можливе проскакування полум'я в резервуар, при більшій — в шлангах створюються умови для утворення вибухонебезпечної суміші.

3. При користуванні воднем в неорганічному синтезі як відновником при високій температурі забезпечують постійний надлишок газу по відношенню до повітря: інтервал від верхньої межі до насичення — 25, 8%, а від нижнього — тільки 4% (табл.).

4. При роботі з газами, що дають вибухонебезпечні суміші з повітрям, використовувати відповідну апаратуру, забезпечену захисними екранами.

Особливої уваги вимагає робота з використанням чистого кисню. Відповідно до ГОСТ 12.2.052—81 «Устаткування, що працює з газоподібним киснем. Загальні вимоги безпеки».

Повинне бути виключене попадання горючих речовин, і особливо масляних і жирових забруднень, на кисневе устаткування. Кисневі прилади забарвлені в блакитний колір і мають напис «Кисень. Небезпечно!» чорною фарбою по блакитному фону або блакитний по будь-якому фону. Особи, що працюють з кисневими і іншими балонами із стисненими газами, повинні проходити періодичну (не рідше за один раз на рік) перевірку знань і одержувати інструктаж по безпечному обслуговуванню судин, що працюють під тиском.

Усередині хімічних лабораторій дозволяється розміщувати балони тільки з інертними газами (азот, вуглекислий газ, аргон, гелій). Інші встановлюють поза приміщенням, як і балони з пропан-бутановою сумішшю). Повністю витрачати газ з балона забороняється, інакше на газозарядній станції не можна буде зробити при необхідності аналіз залишку газу.

Таблиця 2. Забарвлення балонів для газів, надписи і відмітні смуги