Пожары и взрывы

10.1. Краткая характеристика

и классификация пожарои взрывоопасных объектов

Созидательная деятельность человека направлена на получение энергии, ее накопление и последующее использование. При этом возможны случаи неконтролируемого выхода энергии с переходом более высокого энергетического потенциала на низший уровень. Этот процесс обусловлен фиэикохимическими превращениями в веществе — потенциальном носителе энергии. В этом случае часть энергии способна реализоваться в виде взрывов, пожаров и механических воздействий.

Результат распределения энергии по видам характеризует степень опасности для человека и окружающей территории (далее — объекта безопасности), которая обусловлена негативным воздействием на объект безопасности и заключается в формировании опасных факторов, часть из которых могут быть поражающими. Объекты, на которых могут возникать опасные явления со взрывами и пожарами, относят к классу взрывопожароопасных.

Потенциальными объектами аварий, связанных со взрывом, являются хранилища и склады вэрыво- и пожароопасных веществ. Сюда относятся нефтесклады и нефтебаэы, склады ракетного топлива, артиллерийских боеприпасов, склады инженерных боеприпасов, склады взрывчатых веществ (ВВ) и т. д.

Особую опасность представляют групповые пожары резервуарных парков нефтебаз, расположенных в городах. Развитие градостроительства привело к тому, что в России около 500 нефтебаз оказались в черте городской застройки. Из них 321 находятся в промышленных районах или зонах городов, 119 — в промышленно-жилых районах и 54 — в жилых районах или пентре города, причем 20 —рядом с железнодорожными вокзалами. Производственные фонды нефтебаз, расположенных в городах, сильно изношены, 90 из них построены еще до 1917 г.

По взрывной, взрмвопожарной и пожарной опасности все промышленные производства подразделяются на б категорий, А, 15, В, Г, д, Е:

Е’ А — нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия, склады нефтепродуктов и т. д. (наиболее опасные);

Е’ Б цехи приготовления и транспортировки угольной пыли, древесной муки,

сахарной пудры, выбойные и размольные отделения мельниц и др.;

Е’ В - лесопильные, деревообрабатывающие, столярные, мебельные, лесотарные и другие предпрйятия.

Производства категорий Г,,д, Е первые три.

Очевидно, что степень опасности перечисленных объектов зависит от количества потенциальной энергии, способной реализоваться в виде взрывов и (или) пожаров. В связи с этим федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов (далее ОПО), принятым Государственной Думой 20 июня 1997 г., определены две категории ОПО, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся и транспортируются следуюшие опасные вещества:

Е’ восиламеняющиеся вещества — газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися и температура кипения которых при нормальном давлении составляет 20 °С и ниже;

Е’ окисляющие вещества — вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и (или) способствующие воспламенению других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции;

же возгораться

удаления;

О взрывчатые вещества вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов.

другую категорию ОПО представляют объекты, использующие оборудование под давлением более 0,07 МПа или с температурой воды более 115 °С. Такими объектами могут быть не только промышленные предприятия, но также транспортные средства со взрывоопасным грузом, некоторые объекты соцкультбыта. В соответствии с федеральным законом 40 промышленной безопасности опасных производственных объектов>) определены предельные нормы опасных веществ, наличие которых на взрывопожароопасном объекте является основанием для обязательной разработки декларации промышленной безопасности (табл. 10.1).

не представляют такой серьезной опасности, как

— жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, от источника зажигания и самостоятельно гореть после

его10.2. Классификация и краткая характеристика пожаров

и взрывов как причин ЧС

10.2.1. Виды пожаров

В соответствии с федеральным законом 40 пожарНой безопасности пожаром

называется некоитролируемое горение, iтрРiч}iняющее материальный ущерб, вред

жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

В физико-химической основе пожара лежит процесс горения.

Гореiяiе - это сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучением. В основе этого процесса лежат быстротекущие

химические реакции окисления в атмосфере кислорода воздуха. Особенностями горения на пожаре, в отличие от других видов горения, являются склонность к самопроизвольному распространению огня, сравнительно невысокая степень полноты сгорания, интенсивное выделение дыма, содержащего продукты полного и неполного окисления.

Все пожары можно классифицировать по внешним признакам горения. месту возникновения и времени прибытия пожарных подразделений. По внешним признакам горения пожары делятся на наружные, внутренние, одновременно наружные и внутренние, открытые и скрытые.

К наружным относятся пожары, у которых признаки горения (пламя, дым) можно установить визуально.

К внутренним относятся пожары, которые возникают и развиваются внутри здания. Они могут быть открытыми и скрытыми.

Признаки горения при открытых пожарах можно установить во время осмотра помещений.

При скрытых пожарах горение протекает в пустотах строительных конструкций, вентиляционных каналах и ш ахтах, внутри торфяной залежи, штабелей торфа и т. д. При этом признаки горения обнаруживаются по выходу дыма через щели, изменению цвета штукатурки, нагретости плоскостей конструкций, при вскрытии или разборке штабелей и конструкций.

Наиболее сложными являются пожары одновременно наружные и внутренние, открытые и скрытые. С изменением обстановки изменяется вид пожара. Так, при развитии пожара в здании скрытое внутреннее горение может перейти в открытое внутреннее, а внутреннее — в наружное и наоборот.

Пожары могут возникать в зданиях, сооружениях, на открытых площадках складов и на сгораемых массивах (лесные, степные, торфяные и пожары на хлебных полях).

По времени прибытия первых пожарных подразделений пожары подразделяются на запущенные и незапущенные. К запущенным относятся пожары, которые до прибытия первых пожарных подразделений получили значительное развитие (например, из-за позднего обнаружения возгорания или оповещения пожарной охраны). для тушения запущенных пожаров, как правило, оказывается недостаточно сил и средств первых пожарных подразделений. Незапущенные пожары в большинстве случаев ликвидируются силами и средствами первого iтрибывшего подразделения, населением или рабочими объекта.

По масштабам и интенсивности пожары подразделяются на следующие виды:

Отдельный пожар — это пожар, возникающий в отдельном здании или сооружении. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами возможно без средств защиты от теплового излучения.

Сплошной пожар — одновременное интенсивное горение преобладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройки. Передвижение людейтехники через участок сплошного пожара невозможно без средств защиты от теплового излучения.

Огневой шторм — это особая фаза распространяющегося сплошного пожара, характерными признаками которого являются наличие восходящего потока продуктов сгорания и нагретого воздуха, а также приток свежего воздуха со всех сторон со скоростью не менее 50 км/ч по направлению к границам огневого

шторма.

Массовый пожар представляет собой совокупность отдельных и сплошных пожар ов.

Пожары характеризуются рядом параметров, в том числе следующими:

продолжительность пожара — время с момента его возникновения до полного прекращения горения;

площадь пожара — площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость;

I зона горения — часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и собственно горение;

зона теплового воздействия — часть пространства, примыкающая к зоне горе- ния, в которой тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов и конструкций п где невозможно пребывание людей без специальной тепловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов, водяных завес и т. п.);

Щ зона задымленмя — часть пространства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовыми газами в концентрациях, угрожающих жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений.

Некоторые параметры пожара характеризуют динамику его распространения.

Распространение пожара — процесс распространения зоны горения по поверхности материалов за счет теплопроводности, тепловой радиации и конвекции. Основную роль в распространении пожара играет тепловая радиация пламени. Тепло в окружающую среду передается за счет:

теплопроводности;

Щ конвекции;

Щ излучения.

Пожар в основном распространяется в сторону своего фронта. Фронт сплошного пожара — это граница сплошного пожара, по которой огонь распространяется с наибольшей скоростью.

Еще одна группа параметров, характеризующих пожар, — температурная. Температура внутреннего пожара — это среднеобъемная температура газовой среды в помещении. Температура открытого пожара — температура пламени. Температура внутренних пожаров, как правило, ниже, чем открытых. Наиболее сложные и губительные пожары случаются на пожароопасных объектах, а также объектах, на которых при пожарах образуются вторичные факторы поражения и имеет место массовое скопление людей, В частности, к таким сложным пожарам относятся:

Щ пожары и выбросы горючей жидкости в резервуарах нефти и нефтепродук

предприятий рези

о пожары на складах лесоматериалов, деревообрабатывающей промышленности:

о пожары на складах и хранилищах химикатов;

о пожары на технологических установках предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности;

о пожары в жилых домах и учреждениях соцкультбыта, возведенных из дерева.

Последствия пожаров обусловлены действием их поражающих факторов. Основпт -т1’л,г тгп тIтщт ап Ттагт’тга

о дистанционное воздействие на предметы и объекты высоких температур за счет излучения. В результате происходит сгорание предметов и объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и других конструктивных деталей сооружений. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 5ОО—600 °С наблюдается расслоение кирпича, трещины и разрушение материала;

о воздействие токсичных продуктов горения. При пожаре в современных зданиях, при строительстве которых применялись полимерные и синтетические материалы, человек испытывает воздействие токсичных продуктов горения. Хотя в продуктах горения содержится 50—1ОО видов химических соединений, оказывающих токсическое воздействие, причиной гибели людей на пожарах является отравление оксчдом угзiерода. Оксид углерода опасен тем, что он реагирует с гемоглобином крови в 200—ЗОО раз активнее, чем кислород, вследствие чего красные кровяные тельца утрачивают способность снабжать организм кислородом. В 50—80% случаев гибель людей на пожарах вызывается отравлением оксидом углерода и недостатком кислорода.

Вторичными после дствилми пожаров могут быть взрывы, утечка ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду. Большой ущерб не затронутым пожаром помещениям и хранящимся в них предметам может нанести вода, используемая для тушения пожара. Тяжелые социальные и экономические последствия пожара — это прекращение выполнения объектом, разрушенным пожаром, своих хозяйственных или иных функций.

о

о пожары и выбросы газовых и нефтяных фонтанов;

пожары на складах каучука, резинотехнических изделий, нотехнической промышленности;

о непосредственное действие огня на горящий предмет (горение); 10.2.2. Классификация взрывов

Взрыв — это процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, занный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводягцим к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить рабо- ту (ГОСТ Р22.О.8.—96).

Взрывы? вызывающие тяжелые аварии и человеческие жертвы, часто происходят на промышленных предприятиях. Взрываются котлы в котельных, газы, аппараты, продукция и полуфабрикаты на химических предприятиях, пары бензина и других компонентов на нефтеперегонных заводах, мучная пыль на мельничных комбинатах и зерновых элеваторах, сахарная пудра на сахарно-рафинадных заводах, древесная пыль и лакокрасочньге пары на деревообрабатывающих комбинатах, газовые конденсатьг при утечке из газопроводов и т. д. Случаются взрывы при перевозке взрывчатых веществ транспортом (например, 4 октября 1988 г. на стандии Свердловск-Сортировочная Свердловской железной дороги взорвались два вагона, в которых находились 47,9 т тротила и 41 т гексогена).

Особенно подвержены взрывам с тяжелыми последствиями шахты и рудники, где взрываются угольная пыль и рудничный газ. Наиболее частой причиной взрыва является искра, в том числе в результате накопления статического электричества. Причиной взрыва может стать халатиость и недисциплинированность работников ОПО (взрыв ваюнов на станции Сверддовск-Сортировочная произошел из-за халат- ности железнодорожного диспетчера, грубо наруiдившего правила производства маневренных работ и обращения с вагонами, содержащими разрядньгй опасный груз).

При авариях, связанных со взрывами, происходят сильные разрушения, а зачастую — большие людские потери. Разрушения являются следствием бризаiйiгного (разрушительного) действия продуктов взрыва и воздушной ударной волны. Характер и размеры зоны разрушений зависят от мощности взрыва и параметров ударной волны — избыточного давления на фронте волны и длительности действия давления. Разрушения от ударной волны вызываются как фазой сжатия, так и фазой разрежения, причем последняя может стать определяющей для целостности некоторых конструкций.

Аварии, связанные со взрывами, часто сопровождаются пожарами. Иногда взрыв может привести к незначительным разрушениям, но вызванный им пожар может иметь катастрофические последствия: более мощные взрывы и более сильные разрушения.

Взрыв приводит к образованию сильно каг-ретого газа (плазмьг) с очень высоким давлением, который при моментальном расширении оказывает ударное механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела. Взрыв в твердой среде сопровождается ее разрушением и дроблением, в воздушной или водной среде вызывает образование воздушной или гидравлической ударных волн, которые разрушают помещенные в них объекты. Взрывы происходят за счет освобождения химической энергии (главным образом взрывчатых веществ), внутри- ядерной энергии (ядерный взрыв), электромагнитной энергии (искровой разряд, лазерная искра и др.), механической энергии (при падении метеоритов наповерхность Земли и др.), энергии сжатых газов (при превыении давлением предела прочности сосуда баллона, трубопровода и г. п.).

На взрывоопасных объектах возможны следующие виды взрывов:

неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени в ограниченном пространстве (взрывные процессы);

образование облаков тоiтливовоздушньтх смесей или других газообразных, пьглевоздушных веществ, вызванное их бьстрыми взрывными превращения- ми (объемный взрыв);

Сi взрывы трубопроводов, сосудов, находящихся под высоким давлением или содержащих перегретую жидкость (прежде всего резервуаров со сжиженным углеводородным газом).

Основными поражающими факторами взрыва являются:

воздушная ударная волна (при дефлаграционном взрыве — волна сжатия) — избыточное давление в ее фронте (передней границе);

осколки.

В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, технологического оборудования, транспортных средств, элементов коммуникаций и других объектов, гибнут или получают ранения люди. Вторичными последствиями взрывов являются поражение людей, находящихся внутри объектов, обломками обруiленных конструкций зданий и сооружений, их погребение под обломками. При взрывах люди получают термические и механические повреждения, черепно-мозговые травмы, венвые переломы и упiибъi, комбинированные повреждения.

для предотвращения взрывоопасных ситуаций на предприятии принимается комплекс мер, которые зависят от вида выпускаемой продукции. Многие меры являются специфическими, характерными только для одного или нескольких видов производства. Но существуют меры, соблюдать которые необходимо на любых химических производствах.

В первую очередь, все взрывоопасные производства, хранилища, базы, склады, где хранятся взрывчатые вещества, необходимо по возможности размещать в незаселенных или малозаселенных районах. Если это невозможно, строить их необходимо на безопасных расстояниях от населенных пунктов (табл. 10.2). Причинами аварий на химических производствах могут быть прекращение подачи электроэнергии, снижение подачи пара и воды в магистральных трубопроводах, в результате чего нарушается технологический режим и создаются чрезвычайнё опасные аварийные ситуации.

Надежносгь обеспечения электроэнергией взрывоопасных производств достигается установкой автономных источников электроснабжеяия систем защиты производства и аварийного освещения. В качестве дополнительного источника электроэнергии используются генераторы с двигателями внутреннего сгорания, паровые турбины и аккумуляторные батареи с соответствующей аппаратурой, преобразующей постоянный ток в переменный.

На протяженных трубопроводах через каждые 100 км рекомендуется располагать аварийные бригады. Они должны быть оснащены специально оборудованными автомашинами, укомплектованными набором средств, обеспечивающих возможность быстро проникать в загазованную зону и принимать необходимые меры предупреждения, локализации и ликвидации аварий.

10.3. Взрывы конденсированных взрывчатых веществ, газо-, парои пылевоздушных смесей

Пожары и взрывы представляют собой явления, в результате которых исходное вещество переходит в качественно новое состояние. Схожесть этих процессов заключается в преобразовании энергии межмолекулярных и ме)катомных связей в энергии меньшего уровня, принимающие форму тепловой и кинетической, и образовании веществ, плотность которых гораздо меньше первоначальной.

Процессы, лежащие в основе пожаров, только химические, а в основе взрывов — и химические, обусловленные реакцией окисления, и физические. При этом для пожаров характерны только диффузионные реакции, а для взрывов газопаровоздушных (ГПВС) и пылевоздуiвных смесей (ПЛВС) — только кинетяческие. Обычно под горением понимается самоускоряющееся быстрое химическое превращение, сопровождающееся интенсивным выделением тепла и света. Это определение не универсально. Существует целый класс химических реакций, протекающих с так называемым холодным пламенем и умеренной скоростью. Однако холодное пламя возникает лишь в особых условиях и интересует нас лишь постольку, поскольку возможен его переход в обычное горячее пламя. Соответственно, пламенем (горячим) называется газообразная среда, в которой интенсивная химическая реакция приводит к свечению, выделению тепла и саморазогреву.

Горение — это быстрое окисление кислородом (содержащимся в воздухе или чистым) горючих веществ — угля, жидких нефтяных продуктов, газообразных углеводородов и т. д. Однако химические превращения, соответствующие горению, не ограничиваются процессами соединения с кислородом. В горючихсмесях различают горючее и окислитель. Окислителем при горении могут быть также оксиды азота, галокды, озон. Кроме того, известны процессы горения, в которых участвует только один исходный продукт, способный к быстрому распаду, например, ацетилен (С2Н2), взрывчатые вещества, пороха.

Конденсированные взрывчатые вещества. Конденсированными взрывчатыми веществами (КВВ) являются химические соединения или смеси, находящиеся в твердом или жидком состоянии, которые под влиянием определенных внешних условий способны к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые, расширяясь, производят механическую работу. Такое химическое превращение ВВ принято называть взрывчатым превращением.

Взрывчатое превращение в зависимости от свойств взрывчатого вещества и вида воздействия на него может протекать в виде взрыва или горения. Взрыв распространяется по взрывчатому веществу с большой переменной скоростью, измеряемой сотнями или тысячами метров в секунду. Процесс взрывчатого превращения, обусловленный прохождением ударной волны по взрывчатому веществу и протекающий с постоянной (для данного вещества при данном его состоянии) сверхзвуковой скоростью, называется деточа цией. В случае снижения качеств ВВ (увлажнение, слеживание) или недостаточного начального импульса детонация может перейти в горение или совсем затухнуть — такая детонация называется неполной. Горечие КВВ — это процесс взрывчатого превращения, обусловленный передачей энергии от одного слоя взрывчатого вещества к другому путем теплопроводности и излучения тепла газообразными продуктами. Процесс горения ВВ (за исключением инициирующих веществ) протекает сравнительно медленно, со скоростями, не превышающими нескольких метров в секунду. Скорость горения в значительной степени зависит от внешних условий, и в первую очередь от давления в окружающем пространстве: с увеличением давления скорость горения возрастает, при этом в некоторых случаях горение может перейти во взрыв. Горение бризантных ВВ в замкнутом обьеме, как правило, переходит в детонацию.

Возбуждение взрывчатого превращения ВВ называется инициировачмем. для возбуждения взрывчатого превращения ВВ требуется сообщить ему с определенной интенсивностью необходимое количество энергии (начальный импульс), которая может быть передана одним из следующих способов:

механическим (удар, накол, трение);

тепловым (искра, пламя, нагревание);

Еi электрическим (нагревание, искровой разряд);

химическим (реакции с интенсивным выделением тепла);

Еi взрывом другого заряда ВВ (взрыв капсюля-детонатора или соседнего заряда). Все ВВ, применяемые в производстве, делятся на три основные группы: инициирующие, бризантные, метательные (пороха) (табл. 10.3). В этой таблице приведена существующая классификация ВВ, которая является условной, так как поведение указанных веществ зависит от условий, в которых

они находятся, я способов иняциированяя. Так, например, аммиачная селитра, используемая в качестве сельскохозяйственного удобрения и даже не относи- мая некоторыми специалистами к числу ВВ, проявляет себя как весьма сильное взрывчатое вещество, о чем свидетельствуют данные об авариях. Так в г. Людвигсгафен (Германия) в 1921 г. на территории компании ВАЗЕ произошел гигант

ский взрыв аммиачной селитры массой 4500 т, в результате пострадало более

2000 человек, в том числе погиб 561 человек.

Взрывчатые вещества в зависимости от их природы и состояния обладают определенными взрывчатыми характеристиками. Наиболее важными из них являются:

Ел чувствительность к внешним воздействиям;

Ел энергия (теплота) взрывчатого вещества;

З скорость детонадии;

Е! бризантность;

З фугасность (работоспособность). Как видно из таблицы, из-за высокой начальной плотности конденсированных ВВ при их детонации развиваются колоссальные давления — до 39 ГНа.

Пылевоздушньие смеси и особенности их горения. Некоторые промыiаленньие производства сопровождаются образованием ПЛЕС. Практически все взрывы ПЛВС происходят в ограниченном пространстве, тогда как взрывы ГПВС могут происходить как в ограниченном, так и в неограниченном пространстве. Пылевоздушную смесь иногда называют пылевым облаком, а взрыв ПЛIЗС — взрывом пылевого облака. Опыт ликвидации ЧС на взрывопожароопасных производствах позволяет сделать вывод о возможности таких взрывов в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль), при обращении с красителями, серой, сахаром, другими порошкообразными пищевыми продуктами, в производстве пластмасс, лекарственных препаратов, на установках дробления топлива (угольная пыль), в текстильном производстве.

Механизм взрыва пыли аналогичен процессу окисления перемеаiанных ГПВС, когда окислителем выступает кислород воздуха. При этом процесс окисления протекает на поверхности твердых частиц пыли. Интенсивность горения ПЛВС зависит от размера частиц и содержания кислорода в системе. Мелкодисперсная пыль обладает большей активностью, более низкой температурой самовосиламенения и широким интервалом между нижним и верхним концентрационными пределами взрываемости. Если концентрация пыли в определенном объеме недостаточна (то есть расстояние между отдельными частицами, находящимися во взвешенном состоянии, велико), то перенос пламени от частицы к частице невозможев, и, значит, взрыв не произойдет. Чрезмерно большое количество пыли также препятствует взрыву, так как в этом случае слишком мало кислорода для сгорания пыли. Уровень опасности пыли, так же, как и ГПВС, характеризуется следующими основными показателями:

щ концентрационными пределами воспламенения;

объемной плотностью энерговыделения;

максимальным давлением, возникающим при воспламенении;

Е скоростью распространения пламени;

i временем нарастания давления при взрыве;

максимально допустимым содержанием кислорода в смеси пыли с воздухом, при котором пыль не воспламеняется.

Взрывоопасные ПЛВС могут возникать спонтанно, например, при встряхивании осевшей пыли. В замкнутом объеме технологического аппарата начавшееся горе- ние и распространение пламени в ПЛВС приводит к быстро нарастающему повышению давления, что может вызвать разрыв аппарата, а затем и взрыв в помещении. Так как в условиях производства довольно сложно создать высокие концентрации пыли, то возможности взрывов ПЛВС оценивают по нижнему концентрационному пределу распространения пламени и смеси.

Под максимальным давлением взрыва ПЛВС понимается наибольшее давление, возникающее при дефлаграционном горении в замкнутом объеме при начальном атмосферном давлении. Максимальное давление взрывов различных ПЛВС составляет от 700 до 1200 кПа, то есть может превышать атмосферное давление в 7—12 раз.

Особенности физического взрыва. Физические взрывы, как правило, связывают со взрывами сосудов от давления паров и газов. Их основной причиной является не химическая реакция, а физический процесс, обусловленный высвобождением внутренней энергии сжатого или сжиженного газа. Сила таких взрывов зависит от внутреннего давления, а разрушения вызывают ударная волна от расширяющегося газа или осколки разорвавiпегося сосуда. Физический взрыв может произойти в случае, например, падения переносного баллона с газом под давлением и срыва вентиля, понижающего давление. давление сжиженного газа редко превылiает 40 бар (критическое давление большинства обычных сжиженных газов).

К физическим взрывам относится также явление так называемой физической де- тона ции. Оно возникает при смешении горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно превьшiает температуру кипения другой (например, при выливании расплавленного металла в воду). физическаядетонация сопровождается возникновением ударной волны с избыточным давлением в жидкой фазе, достигающим в некоторых случаях более 1000 атм. Этот процесс наблюдается в производстве при взаимодействии, например, расплавленного алюминия с водой (при аварии на атомном реакторе), контакте с водой расплавленной стали (в литейном цехе) или расплаве солей (Ыа2СО3 и Ыа25) — при производстве бумаги.

Взрыв вулкана Каракатау в 1883 г. — пример физической детонации, так как он возник в результате взаимодействия расплавленной лавы с водой. Гул взрыва был слышен на расстоянии 5000 км в течение четырех часов после события.

Многие жидкости хранятся или используются в условиях, когда давление их паров значительно превышает атмосферное. К числу таких жидкостей относятся сжиженные горючие газы (например, пропан, бутан), сжиженные хладагенты — аммиак или фреон (хранимые при комнатной температуре), метан, который должен храниться при пониженной температуре, перегретая вода в паровых котлах. Если емкость с перегретой жидкостью повреждается, то происходит истечение пара в окружающее пространство и быстрое частичное испарение жидкости. При быстрых расширении и истечении пара в окружающей среде генерируются взрывные волны.

нарушение целостности корпуса из-за поломки какого-либо узла, повреждения или коррозии при неправильной эксплуатации;

i перегрев сосуда из-за нарушений в электрообогреве или режиме работы топочного устройства. В этом случае давление внутри сосуда повышается, а прочность корпуса понижается до состояния, при котором происходит его повреждение. Реальные взрывы сосудов будут менее интенсивными, чем расчетные, так как пластичность материала обусловливает более медленный разрыв сосуда;

превышение допустимого давления. Например, крупный паровой котел общего назначения может взорваться, если внутреннее давление повысится на

10—15 кПа. Повышение давления может произойти вследствие утечки пара

в топку, вызванной повреждением трубы или водяного коллектора. Эти быстро протекающие аварийные процессы делают невозможным сброс избыточного давления в котле.

Взрывы газовых емкостей с последующим горением в атмосфере имеют те же причины, что и физические взрывы. Основноё различие заключается в образовании в данном случае о?чечного шара, размер которого зависит от количества выброшенного в атмосферу газообразного горючего. Оно, в свою очередь, зависит от физического состояния, в котором находится газ в емкости. Количество газообразного горючего намного меньше, чем сжиженного, содержащегося в той же емкости.

Таким образом, пожары являются результатом химических экзотермических реакций, а взрывы — физических превращений, они образуют зоны, в которых действуют опасные факторы. Определить параметры опасных зон для интересую-

Причинами взрывов сосудов с газами и парами под давлением являются: щего объекта — значит оценить опасность. Учесть эту опасность, удалить объект из опасной зоны, уменьшить ее размеры либо повысить защитные свойства объ-

— значит решить проблему его безопасности.

Контрольные вопросы

дайте определение пожара. Как классифицируются пожары?

Назовите опасные факторы при пожаре.

Назовите правила поведения во время пожара.

Что такое взрыв? Перечислите поражающие факторы взрыва.

Какими бывают взрывы в зависимости от среды, в которой они происходят?