Суть процесу горіння

Горіння — складний фізико-хімічний процес взаємодії го­рючої речовини і окислювача, який супроводжується виділен­ням теплоти і випромінюванням світлової енергії. Щоб вини­кло горіння, необхідно джерело займання, горюча речовина і не менше ніж 14% кисню у повітрі. Горіння неможливе, якщо відсутня одна з вище вказаних умов. Вся система попереджен­ня і ліквідації пожеж ґрунтується на тому, щоб не допустити одночасного впливу цих трьох факторів.

Окислювачами в процесі горіння можуть бути кисень, хлор, бром та деякі інші речовини, такі як, азотна кислота, бертоле­това сіль і пероксид натрію.

Під горючою речовиною розуміють будь-яку тверду, рідку чи газоподібну речовину, яка має можливість окислюватись з виді­ленням теплоти і випромінюванням світла.

Джерелом запалювання може бути: по­лум'я, іскри, випромінювання або теплота від хімічної реакції, механічного удару, від короткого замикання електроустанов­ки, тертя чи різкого стиснення газової су­міші.

Як відомо, горіння супроводжується виділенням тепла і випромінюванням світ­ла. Розрізняють такі види процесу горін­ня: вибух, спалах, займання, тління, самозаймання, горіння.

Вибух — це швидке перетворення речовини в газо- чи пило- подібний стан з виділенням великої кількості тепла (рис. 3.53). Характерною ознакою вибуху є миттєве зростання температу­ри і тиску газу на місці, де він стався. Об'єм речовини збільшу­ється в сотні, тисячі разів.

Детонація — це горіння, яке поширюється зі швидкістю кілька тисяч метрів за секунду. Виникнення детонації поясню­ється стисненням, нагріванням та переміщенням суміші, яке не згоріла, перед фронтом полум'я, що призводить до приско­рення поширення полум'я і виникнення в суміші ударної хвилі.

Спалах — це швидке згорання пальної суміші без утворення стиснення газів, яке не переходить у стійке горіння.

Запалювання — це загорання речовини з появою полум'я. Загоряється тільки частина речовини. Запалювання здійсню­ється від джерела загоряння.

Тління — це горіння речовини без явного утворення полум'я. Як правило, при тлінні утворюється багато диму.

Самозаймання — початок горіння без впливу джерела за­палювання. Залежно від внутрішнього імпульсу процеси само­займання поділяються на теплові, мікробіологічні тахімічні.

Теплове самозаймання — виникає при зовнішньому нагріванні речовини на певній відстані. При цьому речовина розкладається, абсорбує і в результаті дії процесів оксидування самонагрівається. При температурі близько 100°С дерев'яна тирса, ДВП та деякі інші речовини схильні до самозаймання. Захист від теплового са­мозаймання — запобігання нагріву матеріалів від джерел тепла.

Мікробіологічне самозаймання відбувається в результаті са­монагрівання, що спричинене життєдіяльністю мікроорганізмів в масі речовини. До мікробіологічного самозаймання схильні ре­човини рослинного походження: сіно, зерно, тирса, торф.

Хімічне самозаймання виникає внаслідок дії на речовину повітря, води, а також при взаємодії речовин. Наприклад, само­займаються промаслені матеріали (ганчір'я, дерев'яна тирса, навіть металеві ошурки). Внаслідок оксидування масел киснем повітря відбувається самонагрівання, що може призвести до са­мозаймання. До речовин, що здатні самозайматися при дії на них води відносяться калій, натрій, цезій, карбіди кальцію та лужних металів та інші. Ці речовини при взаємодії з водою виді­ляють горючі гази, які нагріваючись за рахунок теплоти реакції, самозаймаються. До речовин, що призводять до самозаймання при взаємодії з ними належать газоподібні, рідкі та тверді окис­лювачі. Наприклад, стиснутий кисень викликає самозаймання мінеральних мастил, які не самозаймаються на повітрі.

Відповідно до Держстандарту оцінку пожежовибухонебезпечності усіх речовин та матеріалів проводять залежно від агре­гатного стану: газ, рідина, тверда речовина. Тому і показники їхньої пожежовибухонебезпечності будуть різні.

3. Пожежонебезпечні властивості матеріалів і речовин.

Горючість (спалимість) — це здатність речовини або мате­ріалу до горіння.

За показником горючості всі речо­вини та матеріали поділяються на негорючі, важкогорючі та горючі.

Негорючі — речовини та мате­ріали не здатні до горіння на пові­трі нормального складу. Це неор­ганічні матеріали, метали, гіпсові конструкції.

Важкогорючі — це речовини не здатні до займання в повітрі від джерела запалювання, однак після його вилучення не здатні до самостійного горіння. До них належать матеріали, які містять горючі та негорючі складові частини. Наприклад, асфальтобе­тон, фіброліт.

Горючі — матеріали, які здатні до самозаймання, а також за­ймання від джерела запалювання і самостійного горіння після його вилучення. До них належать всі органічні матеріали. В свою чергу го­рючі матеріали поділяються на легкозаймисті, тобто такі, які займаються від джерела запалювання незначної енергії без по­переднього нагрівання та важкозаймисті, які займаються від порівняно потужного джерела запалювання.

Температура спалаху — найнижча температура горючої ре­човини, при якій над її поверхнею утворюються пари або гази, здатні спалахнути від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще недостатня для стійкого горіння. За температу­рою спалаху розрізняють:

· легкозаймисті рідини (ЛЗР) — рідини, які мають темпе­ратуру спалаху, що не перевищує 61°С у закритому тиглі (бен­зин, ацетон, етиловий спирт);

· горючі рідини (ГР) — рідини, які мають температуру спа­лаху понад 61°С у відкритому тиглі (мінеральні мастила, ма­зут, формалін).

Займання — початок горіння під дією джерела запалюван­ня.

Температура займання — найменша температура речови­ни, при якій вона виділяє горючі пари і гази з такою швидкіс­тю, що після їх запалення виникає стійке горіння.

Температура спалахування — найнижча температура речо­вини, при якій вона виділяє горючі пари і гази з такою швид­кістю, що після їх запалення виникає стійке горіння.

Температура спалаху — найнижча температура речовини, при якій відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних реакцій, що призводить до виникнення полум'янистого горіння. Температури спалаху та спалахування належать до показників пожежовибухонебезпечності лише рідин та твердих речовин.

Температура у вогнищі пожежі досягає 700-900°С. Особливістю пожеж, що розпочинаються у приміщенні з закритими дверима та вікнами, є порівняно повільний розвиток горіння протягом перших 30-40 хвилин через недостатню кількість повітря в зоні горіння.

На розвиток пожежі у приміщен­нях та спорудах значно впливає здатність окремих будівельних еле­ментів чинити опір впливу теплоти, тобто їх вогнестійкість.

Вогнестійкість — це здатність конструкцій, матеріалів затриму­вати поширення вогню, виражена в годинах. Усі будови і споруди за вогнестійкістю поділяються на 5 ступенів. Ступінь вогнестійкості залежить від вогнетривкості та займистості будівельних конструкцій, а також від межі по­ширення вогню по цих конструкціях.

У будівлях 1-го ступеню вогнестійкості всі конструктивні еле­менти неспалимі, з високою межею вогнестійкості (1,5-3 години),

2-го ступеню — також негорючі, але з меншою межею вогне­стійкості (0,5-2,5 год.)

3-го ступеню — будови, які мають основні несучі конструк­ції негорючі, а ненесучі (міжповерхові й перекриття на гори­щі) — важкогорючі (0,25-2 год.)

4-го ступеню — будови, які мають всі конструкції важко спалимі (0,25-0,5 год.)

5-го ступеню — всі конструкції горючі.

Багато неорганічних матеріалів хоч і не горять, але мають порівняно невелику термічну стійкість. Наприклад, вапняки і мармур руйнуються при температурі 300-400°С, а шифер і аз­боцементні вироби при температурі 300°С втрачають воду, ста­ють крихкими, а при температурі 600°С при попаданні на них води — розтріскуються.

Межа вогнестійкості — це час (у годинах) від початку вог­невого стандартного випробування зразків до виникнення од­ного з граничних станів елементів та конструкцій (втрата не­сучої та теплоізолюючої спроможності, щільності).

Межа поширення вогню — максимальний розмір пошко­джень, яким вважається обвуглення або вигорання мате­ріалу, що визначається візуально, а також оплавлюванням тер­мопластичних матеріалів.

Запобігання виникненню в горючому середовищі джерела за­палювання досягається:

· використанням устаткування та при­строїв при роботі яких не виникає джерел запалювання;

· вико­ристання електроустаткування, що відповідає за виконанням класу вибухонебезпечної суміші;

· обмеження щодо сумісного зберігання речовин та матеріалів;

· використання устаткуван­ня, що задовольняє вимогам електростатичної іскробезпеки;

· влаштуванням блискавкозахисту;

· організацією автоматичного контролю параметрів, що визначають джерела запалювання;

· заземленням устаткування, видовжених металоконструкцій;

· використання при роботі з легко займистими речовинами ін­струментів, що виключають іскроутворення; ліквідацією умов для самоспалахування речовин і матеріалів.

Вражаючі фактори, що діють на людей у зоні пожежі: висо­ка температура і чадний газ.