Мета роботи. 1. Ознайомитись з методикою оцінки пожежної небезпеки речовин

Основні положення

Багато речовин і матеріалів є пожежо- і вибухонебезпечними. Для оцінки їхньої пожежної і вибухової небезпеки використовуються спеціальні показники, що називаються показниками пожежовибухонебезпеки.

До них, зокрема, належать: група горючості, температура спалаху, температура загоряння, температура самозагоряння, нижня та верхня концентраційні межі, загоряння, температурні межі загоряння.

За горючістю речовини і матеріали поділяються на три групи: негорючі, не здатні до горіння на повітрі; важкогорючі, здатні загорятися на повітрі від джерела запалювання, але не здатні самостійно горіти після його видалення; горючі, здатні самозагоратися, а також загорятися від джерела запалювання і самостійно горіти після його видалення.

Температура спалаху – це сама низька температура сконденсованої речовини, за якої в умовах спеціальних випробувань над її поверхнею утворюється пара або гази, що здатні спалахувати в повітрі від джерела запалювання; стійке горіння при цьому не виникає.

Температура загоряння – найменша температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань речовина виділяє горючі гази і пари з таксою швидкістю, що після їхнього запалювання з'являється стійке полум’яне горіння.

Температура самозагоряння – сама низька температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань різко збільшується швидкість екзотермічних реакцій, які закінчуються полум'яним горінням.

Нижня (верхня) концентраційна границя загоряння - це мінімальний (максимальній) вміст горючої речовини у суміші «горюча речовина - окислювальне середовище», при якому можливе розповсюдження полум’я на будь-яку відстань від джерела запалювання.

Температурні границі розповсюдження полум'я – такі температури речовини, при яких її насичені пари утворюють в окислювальному середовищі концентрації, рівні відповідно нижній (нижня температурна межа) і верхній (верхня температурна межа) концентраційним межам загоряння.

Застосовність того чи іншого показника щодо конкретної речовини залежить від того, в якому агрегатному стані знаходиться дана речовина -рідкому, газоподібному, твердому або пилоподібному (табл. 2.1).

Таблиця 8.1 –Застосовність показників пожежовибухонебезпеки

Примітка. Знак «+» означає, що показник застосовується, знак "-" – що показник не застосовується.

Наведені у табл. 8.1 шість показників пожежовибухонебезпеки встановлені ГОСТ 12.1.044-89 «Пожарная опасность веществ и материалов. Номенклатура и методы их определения». Всього згаданий стандарт встановлює 20 показників пожежовибухонебезпеки.

З табл. 8.1 витікає, що показник «температура спалаху» застосовується тільки для рідин.

Визначення температури спалаху рідин

Над вільною поверхнею рідини завжди присутня її пара, концентрація якої залежить від виду рідини, її температури і ряду інших факторів. При низьких температурах інтенсивність випаровування рідини невелика, і кількість пари рідини у повітрі недостатня для того, щоб відбулося її загоряння від джерела запалювання. З підвищенням температури рідини інтенсивність пароутворення зростає, і над її поверхнею утворюється підвищена концентрація пари, яка, досягнувши певної насиченості, може загорітись від джерела запалювання. Якщо при цьому згорає тільки утворена парова фаза рідини, після чого полум’я згасає, то вважається, що температура рідини досягла температури спалаху.

Температуру спалаху (°С) можна орієнтовно визначити за емпіричною
формулою

,

де t_к - температура кипіння рідини, °С.

Точне значення температури спалаху знаходять експериментальним шляхом, використовуючи спеціально призначені для нього прилади і апарати.

Спалимі рідини за величиною температури спалаху прийнято поділяти на 5 класів:

1-й клас – рідини с температурою спалаху t_с < -13 °С (в закритому тиглі);

2-й клас – рідини с температурою спалаху t_с = -13…28 °С;

3-й клас – рідини с температурою спалаху t_с = 29…61 °С;

4-й клас – рідини с температурою спалаху t_с = 62…120 °С;

5-й клас – рідини с температурою спалаху t_с > 120 °С.

Перші 3 класи рідин відносять до легкозаймистих (ЛЗР). Характерною особливістю для ЛЗР є те, що вони навіть при звичайних температурах у виробничих приміщеннях можуть утворювати вибухонебезпечні пароповітряні суміші.

4-й і 5-й класи рідин належать до горючих (ГР). Пароповітряні суміші з концентраціями в межах поширення полум’я для ГР можуть мати місце при температурах, нехарактерних для виробничих приміщень.

Значення температури спалаху застосовують при визначенні категорії приміщення за вибуховою і пожежною небезпекою.

Згідно з ОНТП 24-86 всі виробничі приміщення поділені на 5 категорій: А, Б, В, Г, Д.

Виробниче приміщення відносять до тої або іншої категорії в залежності від характеристик речовин та матеріалів, які знаходяться у даному приміщенні, і їх кількості (табл. 8.2).

В залежності від того, до якої категорії за вибухопожежною і пожежною небезпекою віднесені виробничі приміщення, які знаходяться в будинку, і яка їхня площа, самі будівлі поділяються на категорії за вибуховою і пожежною небезпекою.

Точне віднесення приміщень і будинків до тої чи іншої категорії виключно важливе, тому що прийнята категорія в значному ступені визначає вимоги до конструкції будинку, його планування, до організації пожежної охорони і її технічного оснащення.

Таблиця 8.2 – Категорії приміщень за вибуховою і пожежною небезпекою (за ОНТП 24-86)

В залежності від того, до якої категорії за вибухоїшжежною і пожежною небезпекою віднесені виробничі іфиміщсння, які знаходяться в будинку, і яка їхня площа, самі будинки поділяються на категорії за вибуховою і пожежною небезпекою.

Точне віднесення приміщень і будинків до тої чи іншої категорії виключно важливе, тому що прийнята категорія в значному ступені визначає вимоги до конструкції будинку, його планування, до організації пожежної охорони і її технічного оснащення.

Прилади для визначення температури спалаху

Експериментальні методи визначення температури спалаху базуються на застосуванні спеціальних приладів, які мають резервуари - тиглі. Тиглі можугь бути відкритими і закритими. Крім тиглів у склад приладів входять нагрівальні ванни і термометри.

В даній лабораторній роботі використовується прилад ПВНЭ (рис. 8.1).

Він складається з латунного стакана 4, в який заливають досліджувану рідину. Тигель закривають кришкою, на якій змонтовані мішалка 3 з гнучкою передачею 7, запалювальна лампочка 5 і механізм відкривання заслінки 8. У кришці є отвір, в який вставляється термометр 6: Тигель поміщено у нагрівальну ванну 1, яка обладнана нагрівальною спіраллю 2 і вивідними клемами, які знаходяться на корпусі. У середині корпус заповнений теплоізоляційним матеріалом.

Прилад підключають до мережі напругою 220 В через лабораторний автотрансформатор (ЛАТР), який дозволяє плавно регулювати швидкість нагрівання досліджуваної рідини.

Порядок виконання дослідження

1. З’ясувати назву горючої рідини, яка буде досліджуватися.

2. Визначити орієнтовне значення температури спалаху горючої рідини за формулою (8.1). Температуру кипіння рідини прийняти за табл. Д.18.

Знайдену таким чином температуру спалаху в подальшому розглядати як очікувану.

3. Визначити температуру спалаху досліджуваної рідини
експериментально.

3.1. Якщо тигель не заповнений досліджуваною рідиною, промити його розчинником, просушити і наповнити досліджуваною рідиною до мітки на його внутрішній поверхні.

3.2. Закрити тигель кришкою, встановити у нагрівальну ванну. Вставити в отвір на кришці термометр.

3.3. Включити прилад у мережу 220 В через ЛАТР. Виставити на ЛАТРі напругу 150 В. Для рівномірного нагріву рідину перемішувати за допомогою мішалки.

3.4. Визначити атмосферний тиск

3.5. При температурі на 20°С нижчій очікуваної температури спалаху запалити запалювальну лампочку. Відрегулювати полум'я так, щоб воно нагадувало кулю діаметром 3...4 мм.

3.6. При температурі на 17°С нижчій очікуваної температури спалаху почати випробування по визначенню температури спалаху.

Випробування на спалах ігооводига іфи підвищенні температури на кожний 1 °С для продуктів з температурою спалаху до 140 °С і на кожні 2 °С дня продуктів з температурою спалаху вище 140 °С.

В момент втпюбування на спалах перемішування рідини прштинига, відкрига заслінку і опустити полум'я лампощси в атмосферу парів, які знаходяться над поверхнею досліджуваної рідини. Полум'я опустиш за 0,3 с, залишити його в нижньому положенні на 1 с, потім підняти у верхнє положення.

3.7. За температуру спалаху слід іфийняти показання термометра в момент появлення полум'я над поверхнею досліджуваної рідини. Не слід приймати за спалах ореол, що іноді оточує полум'я перед тим, як воно викличе фактичний спалах.

3.8. За результат дослідження прийняти середнє арифметичне трьох послідовних експериментів. Після кожного експерименту тигель з рідиною витягати з нагрівальної ватяні, охолоджувати, а потім проводити наступні експерименти.

3.9. Вирахувати з точністю до цілих значення температури спалаху досліджуваної рідини з поправкою на атмосферний тиск за формулою

t_cп= t_в+0,0332(760-Р),

де t_в – значення температури спалаху, показане термометром, °С; Р –атмосферний тиск в момент дослідження, мм рт. ст.

Результати записати в табл. 8.2.

4. Зробити висновки, вказавши до якої категорії за ОНТП 24-86 може бути віднесене приміщення, в якому знаходиться у обігу досліджувана рідина.

Таблиця 8.2 – Результати визначення температури спалаху