Пожароопасные свойства материалов и веществ

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АВТОНОМНОЙ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

Республиканское высшее учебное заведение

Крымский  инженерно – педагогический университет 

Факультет информатики 
 
 
 

Реферат по предмету Охрана труда

На тему: 
 
 
 

«Пожароопасные  свойства материалов и веществ» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Симферополь, 2010 г.

1. Введение:

        Пожары – быстроразвивающиеся  процессы горения, при которых пламя  уничтожает всё, что встречается  на его пути. Основными документами, регулирующими пожарную безопасность, являются Закон Украины “О пожарной безопасности”, “Правила пожарной безопасности в Украине”, ГОСТ 12.1004-91, ГОСТ 12.1044-89, ГОСТ 19433-88, СТ СЭВ 383-87 и др.

        Причинами пожаров  могут быть нарушения регламентов  технологических процессов, небрежное  и невнимательное обращение с  огнём и электронагревательными приборами, несоблюдение инструкций (норм) пожарной безопасности, самонагревание и самовозгорание легкоокисляемых веществ и материалов из-за неправильного хранения и размещения горючих веществ и материалов и т.д.

        Возникший в 99% по вине человека пожар является, своего рода, стихийным не контролируемым человеком  процессом, развивающимся по геометрической прогрессии. Любое промедление в  его подавлении грозит непредсказуемыми последствиями.

        Неорганизованные  процессы горения веществ, приводящие к потере материальных ценностей, травматизму  и гибели людей, называют пожарами. В огне пожара на открытом воздухе  температура достигает 700-900⁰С, в закрытых помещениях до 1200-1300⁰С.

        По происхождению  пожары делятся на: экзогенные, возникающие  от внешнего теплового источника (открытого  взрыва, короткого замыкания); эндогенные, возникающие от самонагревания, самовозгорания (угля, зерновых).

        Горение веществ  может происходить в твёрдом, жидком или газообразном (пароподобном) состоянии.

        Пожары имеют социально-экономическое  значение, так как, во- первых, приводят к гибели людей (социальный фактор); во-вторых, существенно влияют на экономические показатели (ущерб от пожаров настолько велик, что сказывается на бюджете страны); в-третьих, наносят ущерб природе, оказывая влияние на экологическое равновесие в природе.

         Пожары сопровождаются  опасными и вредными явлениями,  которые необходимо учитывать  при проектировании и строительстве  зданий и сооружений. С точки  зрения пожарной безопасности  очень важно принять правильное  планировочное решение, предложить  защиту строительных конструкций,  предусмотреть необходимые пути  эвакуации и обеспечить их  безопасность, спроектировать автоматические  средства тушения пожаров.

2. Горение

     Почти во всех производствах применяются  вещества, способные воспламеняться и гореть, а в некоторых случаях - образовывать с воздухом взрывоопасные  смеси.

     Горение – быстропротекающая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла и (обычно) света.

     Химическая  реакция горения всегда является сложной и состоит из ряда элементарных химических превращений. Химическое превращение  при горении протекает одновременно с физическими процессами: переносом  тепла и массы. Поэтому скорость горения всегда определяется как  условиями тепло- и массопередачи, так и скоростью протекания химических превращений.

     Для возникновения горения необходимо наличие: горючего вещества, окислителя и импульса. Импульсом может быть: открытый огонь, искра (электрическая, статическая или от удара металлических  предметов, молния, нагрев вещества выше температуры его самовоспламенения  и др.).

     Горючие вещества бывают в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном (возможно и 4-ое состояние вещества - плазма).

     При горении твердых материалов горючее  вещество и воздух не перемешаны, имеют  поверхность раздела, и горение  протекает в так называемом диффузионном режиме, т.е. скорость реакции определяется скоростью подвода (отвода) продуктов реакции (лимитирующая стадия - диффузия).

     Если  молекулы кислорода хорошо перемешаны с горючим веществом - горение  определяется кинетикой химической реакции (обмен электронами), а режим - кинетическим. Горение такой смеси  может происходить в виде взрыва.

     Причинами взрывов и пожаров могут быть не только халатное и небрежное обращение  с открытым огнем, но и ошибки в  проектировании, нарушение технологического процесса, неисправность, перегрузка или  неправильное устройство электрических сетей, производственного оборудования, разряды статического электричества, неисправность установок и систем.

3. Показатели пожароопасности веществ

     Пожароопасность веществ и материалов – совокупность их свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения может быть пожар и взрыв.

     Перечень  показателей, характеризующих пожаро- взрывоопасность веществ приведен в табл. 1.

     Таблица 1

     Показатели  взрыво- пожароопасности веществ разных агрегатных состояний

     Температура вспышки (Т_всп) - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть в воздухе при поднесении к ним внешнего источника зажигания (пламени или нагретого до высокой температуры тела). Устойчивое горение при этом не устанавливается вследствие малой скорости испарения горючей жидкости. Температура вспышки показывает, при какой температуре вещество подготовлено к воспламенению и становится огнеопасным в открытом сосуде.

     В зависимости от температуры вспышки  горючие жидкости подразделяются на:

• легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с температурой вспышки не свыше 61 °С (в закрытом тигле) или не свыше 66 °С (в открытом тигле);
• горючее (ГЖ) с температурой вспышки паров выше, соответственно, 61 и 66°С.

     ЛВЖ в свою очередь делятся на три  разряда:

     а) особо опасные ЛВЖ - имеющие температуру  вспышки от -18°C и ниже в закрытом тигле или - 13°С и ниже в открытом;

     б) постоянно опасные ЛВЖ - имеющие  температуру вспышки выше -18°С до +23°С в закрытом тигле или выше -13°С до +27°С - в открытом;

     в) опасные при повышенной температуре ЛВЖ. К данному разряду относятся жидкости с температурой вспышки более +23°С до +61°С включительно (в закрытом тигле) или более +27°С до +66°С - в открытом.

     Температура воспламенения (Т_воспл) - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается способность воспламениться при поднесении внешнего источника воспламенения.

     Разница между температурой вспышки и  воспламенения для ЛВЖ составляет 1-2°С, для ГЖ - до 10-15°С и более.

     Горение сопровождается выделением тепла, продуктов  сгорания и свечением.

     Для устойчивого горения необходимо, чтобы теплообразование при этом процессе было больше теплоотдачи в  окружающую среду. Если в результате горения образуются газы, то горение  сопровождается пламенем.

     Процесс воспламенения горючих газов  и жидкостей без поднесения к  ним открытого огня, а только под  влиянием внешнего воздействия тепла  называется самовоспламенением.

     Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением.

     Взрыв - процесс чрезвычайно быстрого, под влиянием внешнего источника воспламенения, химического превращения вещества, сопровождающегося выделением газов и большого количества тепла, нагревающего эти газы до высокой температуры, в результате чего газы совершают работу.

     Взрывная  способность горючих газов, паров  и пыли в воздухе сохраняется  в определенных интервалах их концентраций. Существуют нижние и верхние концентрационные и температурные пределы распространения  пламени.

     Нижний (верхний) концентрационные пределы распространения  пламени - минимально (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

     Невозможность воспламенения горючей смеси  при концентрации ниже НКПРП объясняется  малым количеством горючего вещества и избытком воздуха. Чем меньше коэффициент  избытка воздуха, тем больше скорость горения и выше давление паров  при взрыве.

     Верхний концентрационный предел распространения  пламени характеризуется избытком горючего и малым количеством  воздуха.

     Чем ниже нижний концентрационный предел и больше концентрационная область  распространения пламени, тем большую  пожарную опасность они представляют.

     В первом случае взрыв не происходит из-за недостатка горючего вещества, во втором - из-за недостатка воздуха (кислорода), необходимого для окисления горючего вещества.

     Температурные пределы воспламенения паров в воздухе определяются температурами вещества, при которых его насыщенные пары образуют концентрации, соответствующие нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения.

4. Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

     В соответствии с общесоюзными нормами  технологического проектирования все  производственные здания и помещения  по взрывопожарной опасности подразделяются на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д (табл. 2).

     Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности 

5. Заключение

       Можно выделить несколько основных свойств  пожаров:

       Высокая температура пламени, достигающая  в наиболее горячей части 1200-1400⁰С, передача тепла теплоизлучением, конвекции. Например, при пожаре в помещении с закрытой дверью около 40% тепла передаётся посредством излучения пламени на стены, 5% - через проёмы наружу и 50-55% уносится конвективными потоками также наружу через верхнюю часть окон.

       Излучение пламени вызывает ожоги и болевые  ощущения у людей, находящихся в  зоне пожара. Минимальное расстояние от очага пожара, на котором может  находиться человек, м: R=1,6H, где H – средняя высота факела пламени. Эту формулу нужно знать и в случае необходимости уметь применить. Люди в возбуждённом состоянии могут не заметить, что обожглись, или заметить это слишком поздно.

       Наличие дыма резко снижает видимость  внутри зданий и сооружений. Задымление создаёт угрозу для жизни людей, затрудняет спасение пострадавших.

       Наличие токсичных газов в дыме (оксид  углерода, оксид азота, сернистый  газ, фосген) может привести к отравлению и смерти.

       Температура дыма также представляет собой большую  опасность для жизни людей. Этот факт часто не учитывают. Так, при  температуре вдыхаемого дыма 60⁰С (при отсутствии токсичных веществ) может наступить смерть.

       В случае пожара, до прибытия пожарных команд, руководитель производства обязан определить минимальное расстояние от очага  пожара, на котором могут находиться люди; выставить охрану, которая  должна не пускать в опасную зону людей; организовать правильное тушение (в основном с наветренной стороны); установить контроль над близлежащими зданиями и оценить возможность  их загорания от пожара с учётом интенсивности горения и метеорологических условий; выявить места, где может произойти взрыв, и принять соответствующие меры.

       Горением  называют сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся  самоускоряющимся химическим превышением и сопровождающийся выделением большого количества теплоты и лучистой энергии.

       Для возникновения и развития процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник воспламенения, инициирующий реакцию между горючим  и окислителем. Горение отличается многообразием видов и особенностей. В зависимости от агрегатного  состояния горючих веществ горение  может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении компоненты горючей смеси находятся в одинаковом агрегатном состоянии (чаще в газообразном). Причём если реагирующие компоненты перемешаны, то происходит горение предварительно перемешанной смеси, которое иногда называют кинетическим (поскольку скорость горения в этом случае зависит только от кинетики химических превращений). Если газообразные компоненты не перемешаны, то происходит диффузное горение (например, при поступлении потока горючих паров в воздух). Процесс горения лимитируется диффузией окислителя. Горение, характеризующееся наличием раздела фаз в горючей системе (например, горение жидкости и твёрдых материалов), является гетерогенным. Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени, и в зависимости от этого фактора оно может быть дефлаграционным (в пределах нескольких м/с), взрывным (десятки и сотни м/с) и детонационным (тысячи м/с). Кроме того, горение бывает ламинарным (послойное распространение фронта пламени по свежей горючей смеси) и турбулентным (перемешивание слоёв потока с повышенной скоростью выгорания).

       Как правило, пожары характеризуются гетерогенным диффузным горением, а скорость горения  зависит от диффузии кислорода воздуха  в среде. Возникновение и развитие пожаров существенно зависит  от степени пожарной опасности веществ. Одним из критериев пожарной опасности твёрдых, жидких и газообразных веществ является температура самовоспламенения, т.е. способность вещества самовоспламеняться.

       Для зарождения эндогенного пожара необходимо наличие вещества, способного быстро окислятся при низких температурах, в результате чего может произойти  самовозгорание. Это свойство вещества получило название химической активности к самовозгоранию. В результате окисления  и накопления тепла самонагревание переходит в воспламенение.

       Воспламенение – это качественно новый и  отличный от самонагревания процесс, отличающийся большими скоростями окисления, выделением теплоты и излучением света. Самонагревание и самовоспламенение зарождается  отдельными небольшими гнёздами, в  связи с чем, обнаружить его очень  трудно.

       Самовозгорание  происходит вследствие накопления тепла  внутри вещества и не зависит от воздействия внешнего источника  тепла.

       Все вещества по их опасности в отношении  самовозгорания можно разделить  на четыре группы:

       вещества, способные самовозгораться при  контакте с воздухом при обычной  температуре (растительные масла, олифа, масляные краски, грунтовки, бурые и  каменные угли, белый фосфор, алюминиевая  и магниевая пудра, сажа и т.д.);

       вещества, способные самовозгораться при  повышенных температурах окружающего  воздуха (50°С и выше) и в результате внешнего нагрева до температур, близких к температурам их воспламенения и самовоспламенения (пленки нитролаков пироксилиновые и нитроглицериновые пороха, растительные полувысыхающие масла и приготовленные из них олифы, скипидар и т.д.);

       вещества, контакт которых с водой вызывает процесс горения (щелочные металлы, карбиды щелочных металлов, карбид кальция, алюминия и т.д.);

       вещества, вызывающие самовозгорание горючих  веществ при контакте с ними (азотная, магниевая, хлорноватистая, хлористая  и другие кислоты, их ангидриды и  соли; перекиси натрия, калия, водорода и др.; газы – окислители – кислород, хлор и др.).

       Важнейшей характеристикой твердых сыпучих  материалов является степень их возгораемости.

       Все материалы, независимо от области применения делятся на три группы:

       Несгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры  не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются.

       Трудносгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня, а после удаления источника огня горение и тление прекращается.

       Сгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры  воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

       Некоторые химические вещества, горючие и смазочные  материалы в определенных концентрациях  и условиях способны не только к  возгоранию от источников тепла, но и  к взрыву.

       Пожарная  опасность веществ (газообразных, жидких, твердых) определяется рядом показателей, характеристика и количество которых  зависят от агрегатного состояния  данного вещества.

       Критериями  пожарной опасности твердых, жидких и газообразных веществ являются: температура вспышки, температура  воспламенения и самовоспламенения, индекс распространения пламени, кислородный  индекс, коэффициент дымообразования, показатель токсичности продуктов горения и т.д.

       Для отнесения строительных материалов к группе негорючих или горючих, испытания проводят согласно ДСТУ Б  В.2.7.19-95 (ГОСТ 30244 – 94) «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть».

       Метод I. Для испытания готовят пять образцов цилиндрической формы: диаметр (45 ± 0,2) мм, высота (50 ± 3) мм. Испытания проводят в печи при 835°С в течение 30 мин.

       Если  выполняются следующие действия:

        - прирост температуры в печи  не превышает 50°С;

        - потеря массы образца не более  50%;

        - продолжительность стойкого пламенного  горения не более 10 с,

       то  материал относится к негорючим. При невыполнении этого условия испытания продолжают по методу II данного стандарта для определения группы горючести материалов: Г1, Г2, Г3, Г4.

       Группу  горючих и трудногорючих твёрдых материалов определяют по ГОСТ 12.1.044-98, п. 4.3. на приборе ОТМ – “Керамический короб”. Испытатели подвергают образцы 150 х 60 х 30 в течение 5мин. Если выполняются условия (потеря массы ∆m < 60%, повышение температуры в камере ∆t < 60°С) материал считается трудногорючим.

       План:

1. Введение;
2. Горение;
3. Показатели пожароопасности веществ;
4. Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности;
5. Заключение;
6. Список литературы

Список  литературы:

1. В. Т. Медведев-«Инженерная экология: Учебник», 2002 г.
2. http://studentik.net/lekcii/lekcii-bgd/738-osnovy-pozharnojj-                                                                   bezopasnosti.-gorenie-i.html
3. Рябов И.В.-«Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности. Справочник», 1970 г.
4. http://www.globalteka.ru/books/doc_details/5148-----.html
5. http://www.mirknig.com/knigi/technika/1181176270-inzhenernaya-yekologiya-uchebnik.html