Пожароопасность материалов и веществ

Горение - это быстропротекающая химическая реакция окисления, которая сопровождается выделением теплоты и света. Для возникновения и протекания процесса горения необходимы: горючее вещество, окислитель в достаточном для поддержания горения количестве и источник зажигания.

Источниками зажигания могут быть: горящие или нагретые тела; электрические разряды; открытое пламя; тепловые проявления химических реакций, микробиологических процессов и механических воздействий; искры от ударов и трения; ударные волны и др. Окислителями могут быть кислород, хлор, фтор, бром, йод, окислы азота и др.

Воздействие источника зажигания на горючее вещество в присутствии кислорода воздуха приводит к возникновению горения. В зоне реакции появляется пламя - светящееся пространство, в котором сгорают реагирующие вещества. В процессе реакции горения сгорание веществ может быть полным и неполным. В любом случае образуются продукты горения: при полном сгорании - продукты, не способные к дальнейшему горению (углекислый газ, пары воды и др.), при неполном - продукты, способные к дальнейшему горению (сажа, угарный газ, сероводород, аммиак, альдегиды и др.).

Концентрацию горючего вещества и окислителя, при которой происходит полное сгорание веществ, называют стехиометрической. В условиях пожара чаще всего полного сгорания веществ в воздухе не происходит, о чем свидетельствует наличие дыма. Все реакции горения веществ относятся к экзотермическим, т.е. сопровождающимся выделением теплоты.

Процесс возникновения горения подразделяется на следующие виды: вспышку, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв и детонацию.

Вспышка представляет собой быстрое сгорание горючей смеси, которое не сопровождается образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновения горения под воздействием источника зажигания.

Самовозгорание - это явление резкого роста скорости экзотермической реакции в веществе, приводящее к возникновению его горения при отсутствии источника зажигания. Самовозгорание может быть тепловым, микробиологическим и химическим.

Воспламенение и самовоспламенение - это возгорание и самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. В производственных условиях могут самовозгораться древесные опилки, металлическая и угольная пыль, уголь, промасленная ветошь и др. Самовоспламениться могут бензин, керосин.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества (взрывное горение), которое сопровождается выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

Пожарная и взрывная опасность веществ и материалов определяется: группой горючести, температурой вспышки, температурой самовоспламенения, минимальной энергией зажигания, нижним и верхним пределом воспламенения, давлением взрыва, дисперсностью, летучестью и т.д.

Горючесть - способность веществ и материалов к горению под воздействием источника зажигания. По горючести вещества и материалы во всех агрегатных состояниях подразделяются на три группы:

- негорючие (несгораемые) - вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе нормального состава при температуре до 900°С (к ним относятся естественные и искусственные материалы - огнеупоры, асбест, кварц, стекло, слюда, динас и другие);

- трудногорючие (трудносгораемые) - вещества и материалы, способные гореть в воздухе нормального состава под действием источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления (пластмассы, древесина и ткани, пропитанные антипиренами, строительные бетонные конструкции с органическими наполнителями и др.);

- горючие (сгораемые) - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть в воздухе нормального состава после его удаления (бензин, керосин, ткани, пластмассы, каучук, древесина, этиловый спирт, ацетон и др.).

Температура вспышки - наименьшая температура горючего вещества, при которой образовавшиеся над его поверхностью пары и газы способны вспыхивать в воздухе от источника зажигания, однако скорость образования паров или газов еще не достаточная для поддержания устойчивого горения.

Температура воспламенения - наименьшая температура горючего вещества, при которой образовавшиеся над его поверхностью пары и газы вспыхивают в воздухе от источника зажигания и продолжают гореть, т.к. скорость образования паров или газов достаточная для поддержания устойчивого пламенного горения.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, приводящее к пламенному горению. Температура самовоспламенения газов и паров горючих жидкостей находится в пределах 250 - 700°С, для твердых веществ, например цинка, магния, алюминия - 450 - 800°С, а для дерева, каменного угля, торфа-250-450°С.

Основными показателями пожарной и взрывной опасности газов являются два показателя: 1) нижний (НВП) и верхний (ВПВ) концентрационные пределы воспламенения (взрываемости), выраженные в объемной доле компонента в смеси (%) или в массовых концентрациях (мг/м³) и 2) температура самовоспламенения.

Область значений между НВП и ВПВ называют областью воспламенения. Областью воспламенения называется область концентраций горючего вещества в воздухе, в пределах которой возможно воспламенение от внешнего источника зажигания и распространение пламени на весь объем. Для аммиака, например, эта область равна 15 - 28%, для ацетилена - 2 - 81%, для водорода - 4 - 75%, для метана - 5 - 15%, для угарного газа - 12 - 74%, для этилена - 3 - 32%.

Основными показателями пожарной и взрытой опасности жидкостей являются два показателя: 1) температура вспышки и 2) Температура воспламенения. Согласно ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования» жидкости в зависимости от температуры вспышки делятся на два класса: 1) легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) с температурой вспышки в закрытом тигле не выше 61 °С и 2) горючие жидкости (ГЖ) с температурой вспышки в закрытом тигле выше 61 °С. По температуре вспышки устанавливаются безопасные способы хранения, транспортирования и применения жидкостей. Ацетон имеет температуру вспышки -18°С, разные сорта бензина от -39°С до -17°С, керосина +40°С, этилового спирта +14°С.

Основными показателями пожарной и взрывной опасности твердых веществ являются два показателя: 1) группа горючести и 2) температура воспламенения. Температура воспламенения, например, для дерева равна 255°С, для резины - 270°С, для гетинакса - 285°С