Вопрос 1. Горение и взрывоопасные свойства веществ

Пожар – неконтролируемый процесс горения вне специального очага, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей.

Основным явлением, характеризующим пожар, является процесс горения – сложное, быстро протекающее химическое взаимодействие горючих веществ с окислителем, сопровождающееся выделением большого количества тепла и ярким свечением (пламенем). Для возникновения горения требуется наличие горючего вещества, окислителя и источника загорания. Горение прекращается при нарушении какого-либо из указанных условий. Наиболее распространенный окислитель – кислород воздуха. Окислителями являются также хлор, фтор, бром, оксиды азота и т.д.

В зависимости от скорости процесс горения может происходить в виде собственно горения, взрыва или детонации.

Наибольшая скорость стационарного горения наблюдается в среде чистого кислорода, наименьшая – в воздухе (14-15% кислорода). Водород, этилен, ацетилен другие горючие вещества горят при содержании кислорода до 10%. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода (до 8%) горение переходит в тление, а затем совсем прекращается. Вещества горят тем быстрее, чем больше их удельная поверхность.

Процесс возникновения горения разделяется на несколько видов вспышка, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание.

Вспышкой называется мгновенное сгорание паров, газов, пыли и других веществ, не сопровождающееся образованием сжатых газов. Температура вспышки – самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но для последующего горения скорость их образования недостаточна.

Возгорание – это возникновение горения под воздействием источника зажигания. При появлении пламени процесс возгорания переходит в воспламенение. Минимальная температура, при которой возникает и продолжается горение, называется температурой воспламенения.

Самовоспламенение - процесс воспламенения твердых тел, жидких и газообразных веществ, нагретых внешним источником тепла без соприкосновения с открытом огнем до определенной температуры – температуры самовоспламенения.

Температура самовоспламенения зависит от соотношения между горючим компонентом смеси и воздуха. С увеличением объемом горючей смеси и давления температура самовоспламенения снижается. Температура самовоспламенения большинства горючих газов находится в пределах 400-700 (для дерева – 236-399 , угля – 400-500 , керосина 235-290 ).

Процесс резкого возрастания скорости экзотермических реакций, выделения теплоты, приводящий к горению горючих смесей в отсутствие источника зажигания, называется самовозгоранием.

Чем ниже температура, при которой происходит самовозгорание, тем вещество пожароопаснее. Существует несколько групп веществ и материалов, склонных к самовозгоранию: растительные вещества (опилки), в которых при температуре 60-70 происходят биологические процессы (процессы окисления); торф и ископаемые угли; масла и жиры, содержащие неопределенные органические соединения, способные легко окисляться.

Особую опасность предоставляют ткани (спецодежда), обтирочные материалы и другие пористые горючие материалы, на которых имеются масляные пятна. В связи с этим промасленную ветошь необходимо удалять из рабочих помещений, а спецодежду развешать так, чтобы обеспечить свободный доступ воздуха.

Верхний и нижний концентрационные пределы взрываемости (воспламенения) – максимальные и минимальные концентрации горючих газов, паров легковоспламеняющихся жидкостей, пыли, выше и ниже которых взрыв не произойдет даже при наличии источника зажигания. Эти приделы определяются опытном путем с помощью специальных приборов.

Разработана и действует классификация пылей по опасности воспламенения и взрыва в помещениях: I класс – взрывоопасные пыли и состоянии аэровзвеси с нижнем пределом воспламенения (взрыва) до 15г/мᶟ; II класс – те же пыли с нижним пределом воспламенения от 0,16 до 65г/мᶟ (древесная мука, сланцевая пыль), III класс – наиболее пожароопасные отложившиеся пыли с самовоспламенения до 250 (табачная, древесных углей т.п); IV класс - пожароопасные пыли с температурой самовоспламенения выше 250 (пыль углей зольностью 32-36%, древесных опилок и т.п). Пыли III и IV классов имеют нижние пределы взрываемости выше 65г/мᶟ.

Горючие жидкости делятся на два класса:

I класс – легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки менее 45 (бензин, спирт, керосин и др.);

II класс – горючие жидкости с температурой вспышки более 45 (масла, мазуты).

Вещества, способные к самовозгоранию, делятся на 4 группы:

I группа – влажное зерно, сено, опилки;

II группа – каменные и бурые угли, торф;

III группа – масла и жиры;

IV группа – химические вещества (пыль, алюминия, сажа).

Пыль горючих веществ способна тлеть и гореть, а во взвешенном состоянии – взрываться. Присутствие метана, пыли, различных жидких горючих веществ в воздухе обусловливает создание взрывчатых или воспламеняющихся смесей.