Полум'я та малокалорійних теплових джерел

Найменування речовини (виробу), що горить, або пожежонебезпечної операції	Температура полум'я (тління або нагріву), °С	Тривалість горіння (тління), хв
Легкозаймисті й горючі рідини		‑
Деревина та лісопиломатеріали		‑
Природні та зріджені гази		‑
Газове зварювання металу		‑
Газове різання металу		‑
Тліюча цигарка	320 - 410	2 - 2,5
Тліюча сигарета	420 - 460	26 -30
Сірник, що горить	620 - 640	0,33

Відкрите полум'я небезпечне не тільки при безпосередньому контакті з горючим середовищем, але й при його опромінюванні.

У побуті відкритий вогонь використовується для опалення, нагрівання, приготування їжі та, в окремих випадках, для освітлення.

На промислових підприємствах у багатьох випадках відкритий вогонь застосовується згідно з умовами технологічного процесу: вогневі печі та топки, факели для спалювання газів, паяльні лампи, газові різаки та інше. Слід особливо зазначити, що відкритий вогонь має достатню температуру та запас теплової енергії, які спроможні викликати горіння усіх видів горючих речовин і матеріалів. Тому головним захистом від даних джерел запалювання є ізоляція від можливого зіткнення з ними горючих речовин.

Технологічні процеси, швидкість проходження яких визначається швидкістю підведення чи відведення тепла, називаються тепловими процесами, апарати, які при цьому використовуються, - теплообмінними. До теплових процесів слід відносити: нагрівання, охолодження, випаровування та конденсацію. Перші два процеси відбуваються без зміни агрегатного стану речовин, два інших - зі зміною агрегатного стану.

Застосування теплових явищ у своїй більшості супроводжується хімічними перетворюваннями та фізичними змінами речовин. Прискорення багатьох хімічних реакцій здійснюється шляхом нагрівання реагуючих речовин. Нагрівання здійснюється в процесах переганяння, випаровування, плавлення, зменшення в'язкості, ректифікації, сушіння.

У теплових процесах взаємодіють не менше двох середовищ (з різними температурами), які називають теплоносіями. Більш нагріте середовище іменують гарячим теплоносієм, або нагрівальним агентом, а менш нагріте середовище - холодним теплоносієм чи охолоджувальним агентом.

Теплоносії, що застосовуються для нагрівання, можна розділити таким чином:

безпосередні теплові джерела (полум'я, топкові гази, електричний струм);

проміжні теплоносії (водяна пара, гаряча вода, нагріте повітря);

високотемпературні теплоносії (органічні рідини, розплавлені солі, рідкі метали, мінеральні масла тощо);

нагріті продукти виробництва, які відводяться з апаратів з достатньо високою температурою.

З метою охолодження речовин до температури 10-30 °С найчастіше використовують воду та повітря як найдоступніші та дешеві охолоджувальні агенти. Охолодження до більш низьких температур проводиться шляхом застосування льоду та спеціальних холодильних агентів, які являють собою пари низькокиплячих рідин, зріджені гази та холодильні розсоли. Багато з охолоджувальних агентів є горючими речовинами, що характеризуються по-жежонебезпечністю.

При визначенні пожежної небезпеки технологічних процесів нагрівання горючих речовин обов'язково необхідно враховувати:

пожежовибухонебезпечні властивості речовин, які піддаються нагріванню;

величину їхньої робочої температури;

спосіб нагрівання.

Нагрівання горючих речовин здійснюється головним чином водяною парою, гарячими продуктами виробництва, полум'ям та топковими газами, високотемпературними теплоносіями.

До апаратів вогневої дії слід віднести факельні установки для спалювання газових викидів. Недоліки в проектуванні та конструкції факельних установок можуть призвести до теплового впливу факелу полум'я на розташовані поблизу будівлі, споруди та апарати з горючими газами і рідинами, а також до розповсюдження газу на прилеглі території при раптовому згасанні полум'я. Загальнозаводські та загально цехові факели є менш небезпечними, ніж розташовані безпосередньо на апаратах, бо мають більшу висоту вертикального ствола та розміщені на значній відстані від вибухо- та поже-жонебезпечних будівель та споруд. Слід відзначити, що побічні продукти та відходи виробництва вигідніше утилізувати, ніж спалювати у факельному устаткуванні.

Газоподібні продукти горіння, які виникають при горінні твердих, рідких та газоподібних речовин і мають велику температуру 800-1200 °С, здатні нагріти поверхню стінок апаратів вище за температуру самозаймання речовин, що обертаються у виробництві, а це може призвести до виникнення пожежі. Особливо це стосується металевих вихлопних труб топок та двигунів внутрішнього згоряння.

Значну пожежну небезпеку становить вихід нагрітих газів через зіпсовані1 кладки топок, димових каналів та при проходженні вихлопних труб двигунів внутрішнього згоряння. Максимально допустима температура поверхні труб (кожухів) не повинна перевищувати 80% температури самозаймання горючих речовин, що використовуються у виробництві.

Джерелом запалювання є також іскри, які виникають у топках та при роботі двигунів. Вони являють собою розжарені частинки пального або окалини у газовому потоці, які виникають внаслідок неповного згоряння чи механічного винесення горючих речовин та продуктів корозії. Температура такої частинки досить висока, але запас теплової енергії є невеликим, тому що іскра має малу масу. Іскри здатні запалити тільки речовини, які достатньо підготовлені для горіння. До таких речовин належать газо- та пароповітряні суміші, осілий пил, волокнисті матеріали.

Пожежна небезпека іскор пічних труб, котелень, труб тепловозів, інших машин, багать значною мірою визначається їх розміром й температурою. Встановлено, що іскра діаметром 2 мм пожежонебезпечна, якщо має температуру близько 1000 °С, діаметром 3 мм - 800 °С, діаметром 5 мм - 600 °С.

Іскри середніх розмірів 3,5 мм охолоджуються до пожежобезпечного стану протягом 5 с.

Топки можуть «іскрити» при конструктивних недоліках: у разі застосування не того сорту палива, на яке розрахована піч; неповного згоряння палива, коли подача повітря недостатня або подача палива є надмірною; недостатнього розпилення рідкого пального, а також при порушенні строків очищення печей.

Іскри та нагар при роботі дизельних та карбюраторних двигунів виникають через неправильне регулювання системи подавання пального й елек-трозапалювання; при тривалій роботі двигуна з перевантаженнями; коли пальне забруднене змащувальними мастилами.

До джерел відкритого вогню належить і полум'я сірників, необережне поводження з якими може призвести до пожежі.

Багато речовин можуть займатися від таких «малокалорійних» джерел запалювання, як тліючі недопалки. Контакт незагашеного недопалка з твердими та волокнистими речовинами або пилом призводить до утворення осередку тління, який при достатньому доступі повітря та за умов, які сприяють акумуляції тепла, що виділяється, викликає процес горіння.

Тліюча сигарета за наявності оптимальних умов запалює стружки й деревину через 1—1,5 та 2—3 год (полум'я з'являється, коли температура досягає 450—500 °С); паперові відходи, сіно, солому — через 0,25—1 год (залежно від їх щільності); бавовняні тканини — через 0,5—1 год (залежно від об'ємної маси тканини).

Кількість таких пожеж може бути значною. Наприклад, у Сполучених Штатах Америки щорічно виникає близько 230 тис. пожеж, викликаних незагашеними недопалками. На цих пожежах за рік гине близько 1,6 тис. чоловік.

Необережне поводження з вогнем, як уже відмічалося раніше, є основною причиною пожеж і в Україні.

§ 19. Тепловий прояв електричної енергії

Велика кількість пожеж виникає внаслідок несправностей та порушень правил експлуатації електротехнічних, електронагрівальних приладів, пристроїв та устаткування. В більшості випадків такі пожежі виникають як результат коротких замикань в електричних ланцюгах; перегріву та займання речовин і матеріалів, розташованих у безпосередній близькості від нагрітого електроустаткування; струмових перевантажень проводів та електричних машин; великих перехідних опорів тощо. У світі частка таких пожеж складає 20-25% та має тенденцію до зростання. Схожа ситуація спостерігається і в нашій країні.

КОРОТКЕ ЗАМИКАННЯ - це такий аварійний режим в електроустаткуванні, коли через досить малий опір виникає з'єднання різнополярних провідників, що перебувають під напругою.

При короткому замиканні у місцях з'єднання проводів опір практично дорівнює нулю, внаслідок чого величина струму в провідниках і струмопровідних частинах апаратів й машин досягає дуже великих значень, у багато разів більших за номінальні значення для різноманітних марок проводів, кабелів, струмопровідних частин машин, апаратів й може досягати сотень і навіть тисяч ампер. У таких випадках можливий не тільки перегрів, але й займання ізоляції, розплавлення струмопровідних частин, жил кабелів та проводів.

Температура електричної дуги в зоні короткого замикання складає 2000-4000 оС

Для порівняння звернемо увагу на деякі температурні характеристики основних матеріалів оболонки та ізоляції кабелів, наведені у табл. 3.3.

Таблиця 3.3 ‑ Дані термічного аналізу конструктивних матеріалів кабелів

Матеріал	Показник
Температура початку розкладу матеріалу, °С	Температура займання, °С	Температура самозаймання, °С
Оболонка кабелю (гума)		300-360	500-540
Ізоляція жил кабелю (гума)		300-360	500-540

У разі оплавлення металевих деталей електричних машин та апаратів утворюється велика кількість іскор, здатних запалити речовини й матеріали, що розташовані поряд, або бути причиною вибуху.

Величина сили струму при короткому замиканні залежить від потужності джерел, що живлять електричний ланцюг, віддаленості устаткування від місць короткого замикання (тобто від опору ланцюга), виду короткого замикання, його тривалості. Зі зростанням потужності електроустаткування збільшується й сила струму, а при віддаленні місця короткого замикання від джерел живлення величина струму зменшується за рахунок збільшення опору елементів електричного ланцюга.

Виникненню короткого замикання передує, в більшості випадків, поява й збільшення струмів утікання.

Температуру провідника (tap), °С, що нагрівається струмом короткого замикання, обчислюють за формулою

(3.1)

де t_п - початкова температура провідника, °С;

І_к.з. ‑ струм короткого замикання, А;

R - опір провідника, Ом;

τ_{к.з .}‑ тривалість короткого замикання, с;

С_пр - теплоємність провідника, Дж·кг^-1·К^-1;

m_пр - маса провідника, кг.

Займистість кабелю та провідника з ізоляцією залежить від значення кратності струму короткого замикання I_к.з, тобто від значення співвідношення I_к.з до тривалого допустимого струму кабелю або проводу.

Якщо ця кратність більша 2,5, але менша 18 - для кабелю та 21 - для проводу, то відбувається займання полівінілхлоридної ізоляції.

Крім термічного ефекту та механічної напруги конструкцій, які можуть викликати пошкодження устаткування, при короткому замиканні виникає різке падіння напруги в електричних ланцюгах, яке може частково чи повністю порушити енергопостачання споживачів.

Якщо падіння напруги у мережі порівняно невелике і джерела живлення не відімкнулися апаратами захисту, то електродвигуни продовжуватимуть працювати, але з меншою частотою обертання. При великому зниженні напруги момент обертання може стати недостатнім для того, щоб крутити вал електродвигуна, і він зупиниться.

На деяких виробництвах зменшення частоти обертання електродвигунів або їх зупинення здатні призвести до порушення всього технологічного процесу, пошкодження продукції, виникнення пожежі та вибуху. Так, на нафтопереробних заводах, заводах синтетичного каучуку та інших підприємствах є багато процесів, пов'язаних з інтенсивним охолодженням проміжного або кінцевого продукту. Зупинення електродвигунів насосів чи зменшення частоти їх обертання здатне призвести до припинення чи зменшення подавання холодоагенту у теплообмінні апарати. Внаслідок цього температура і тиск усередині установки різко підвищуються, що може викликати пожежу або вибух.

ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ - це такий аварійний режим, за якого у провідниках електричних мереж виникає струм, що тривалий час перевищує нормативне значення. Основними причинами перевантаження є ввімкнення в електричну мережу споживачів підвищеної потужності, а також невідповідність площі поперечного перерізу жил проводів робочим струмам.

У процесі експлуатації електричних мереж, машин та апаратів частина електричної енергії перетворюється у теплову. При цьому кількість останньої буде тим більшою, чим більші величина та час протікання струму, а також опір електричного ланцюга. Нагрівання завдяки виділенню теплової енергії струмопровідними частинами електричних пристроїв та жил проводів і кабелів негативно відбивається на режимі їх роботи, особливо якщо при цьому не забезпечується відведення тепла.

При підвищенні температури у металах струмопровідних жил прискорюються процеси окиснення. Виникаючі при цьому оксиди мають значно більший опір, ніж чисті метали. При появі оксиду у місцях з'єднання проводів опір контакту збільшується, що викликає підвищення тепловиділення. Під час зростання температури це може призвести до повного зруйнування контакту.

Ще небезпечнішим є перегрівання проводів, які мають горючу ізоляцію. Перегрівання проводів значно прискорює процес старіння ізоляції. Наприклад, строк служби ізоляції електродвигунів при температурі 100 °С складає 10-15 років, а підвищення температури до 150 °С скорочує цей строк до декількох місяців. Старіння ізоляції супроводжується зміною її захисних та механічних якостей. Вона стає крихкою, здатною ламатися та тріскатися, що може призвести до її пробою чи оголення проводів. Коли ізоляція горюча, може виникнути пожежа, а у вибухонебезпечному середовищі статися вибух.

Температуру нагрівання жили електропроводу при виникненні перевантаження £ж, °С, обраховують за формулою

де *СЄр.н - нормативна температура середовища для прокладання проводу, приймається відповідно до Правил експлуатації електроустаткування, затверджених Держенергонаглядом, °С;

Іф - фактичний струм у провіднику, А;

*ж.н ~ нормативна температура жили електропроводу, °С;

/доп - допустимий струм у провіднику, А.

ПЕРЕХІДНИЙ ОПІР - опір, що є в місцях переходу струму з одного контакту на інший. Величина перехідного опору залежить від площини контакту, чистоти контактної поверхні та наявності плівки оксиду металу провідника, яка має відносно великий опір.

Причиною пожежі може стати перехідний опір, який виникає в місцях з'єднання проводів, електричних контактів машин, апаратів тощо. В цих місцях виділяється значна кількість тепла, здатна призвести до загоряння ізоляції, а також горючих речовин, що знаходяться поруч.

Перехідний опір буде меншим при збільшенні точок стикування контактів, тобто при обробці контактних поверхонь наждачним папером, при плоскій формі контактів, використанні щіток тощо. Саме тому для контактів слід використовувати м'які метали такі як срібло, мідь, алюміній. З'єднування електричних проводів слід здійснювати встановленими ПУЕ способами: зварюванням, паянням, опресуванням, за допомогою гвинтових та болтових з'єднань, але в ніякому разі не можна здійснювати з'єднування в так звану «скрутку».

РОЗРЯДИ СТАТИЧНОЇ ЕЛЕКТРИКИ виникають при деформації, подрібненні (розбризкуванні) речовин, відносному переміщенні двох тіл, що знаходяться в контакті, шарів рідких та сипких матеріалів, при інтенсивному перемішуванні, кристалізації, випаровуванні речовин.

Можливість накопичення небезпечної кількості статичної електрики визначається як інтенсивністю виникнення, так і умовами стікання зарядів.

Інтенсивність виникнення зарядів у технологічному устаткуванні визначається фізико-хімічними властивостями речовин, що переробляються, та матеріалів, з яких виготовлено устаткування, а також параметрами технологічного процесу.

Процес стікання зарядів визначається, головним чином, електричними властивостями речовин, що переробляються, навколишнім середовищем й матеріалами устаткування.

Іскрові розряди статичної електрики здатні запалити паро-, газо- та пилоповітряні суміші. Енергію іскри (Wi), Дж, яка здатна виникнути під дією напруги між пластиною й будь-яким заземленим предметом, обраховують за енергією, що запасена.

де С - ємність конденсатора, Ф; U - напруга, В,

Різницю потенціалів між зарядженим тілом та землею вимірюють електрометрами в реальних умовах виробництва.

Умовою електростатичної безпеки об'єкта є виконання співвідношення:

(3.4)

де W - максимальнаенергія розрядів, які можуть виникнути всередині об'єкта або з його поверхні, Дж;

k - коефіцієнт безпеки, що вибирається за умов допустимої (безпечної) ймовірності запалювання; у випадках неможливості визначення ймовірності запалювання приймають рівним 0,4;

W_min ‑ мінімальна енергія запалювання речовин і матеріалів.

Ступінь електризації поверхні речовини вважається безпечним, якщо виміряне максимальне значення поверхневої густини заряду, напруженості поля або потенціалу на будь-якій ділянці цієї поверхні не перевищує гранично допустимого значення для даної зарядженої речовини, навколишнього середовища й середовища, що може проникнути до об'єкта.

При заданих тиску й температурі гранично допустимим вважається таке максимальне значення густини заряду, напруженості поля або потенціалу, при яких ще виконується умова електростатичної іскробезпеки.

Реальну небезпеку являє «контактна» електризація людей, що працюють з рухомими діелектричними матеріалами. При доторканні людини до заземленого предмета можуть виникнути іскри з енергією від 2,5 до 7,5 МДж.

Мінімальна енергія запалювання для деяких речовин наведена в табл. 3.4.

Таблиця 3.4 ‑ Мінімальна енергія запалювання паро- й

газоповітряних сумішей при різних температурах, МДж

Найменування речовини	Температурні значення, °С
Аміак	6,800
Ацетилен	0,011
Ацетон	0,406	0,280	0,250	0,214	0,203	0,188
Водень	0,011	0,009	0,008	0,007	0,007	0,005
Діетиловий ефір	0,345	0,320	0,290	0,274	0,250	0,220
Ізоакриловий спирт	0,210
Метан	0,300	0,280	0,260	0,240	0,200	0,170
Нафтовий газ	0,260
Пропан	0,476	0,442	0,406	0,364	0,320	0,265
Розчинник 647			0,250
Етиловий спирт	0,250	0,220	0,200	0,180	0,160	0,140

Накопиченню високих потенціалів статичної електрики й формуванню іскрових розрядів сприяє відсутність або неефективність спеціальних заходів до захисту від статичної електрики, створення електроізоляційного шару відкладень на поверхні заземлення, порушення режиму роботи апаратів.

БЛИСКАВКА - це електричний розряд в атмосфері між зарядженою хмарою та землею (будівлями та спорудами) або між різнойменно зарядженими частинами хмари. Можливі також розряди між сусідніми хмарами. Довжина каналу блискавки може досягати декількох кілометрів.

Температура в каналі блискавки досягає 30 000 °С при силі струму 200 000 А та часу дії близько 100 мкс.

Блискавка може уражати будівлі та устаткування безпосередньо. Таке явище має назву прямого удару або безпосереднього впливу.

При прямому ударі блискавки можуть виникати пожежі, вибухи, механічні руйнування, перенапруга на проводах електричних мереж. Блискавка, а точніше її канал, має високу температуру й запас теплової енергії, які здатні нагріти горюче середовище до температури займання.

Особливо небезпечні прямі удари блискавки для будівель та надвірного устаткування, де може створюватися вибухонебезпечне середовище.

Блискавка може проплавляти металеві поверхні, перегрівати внутрішні стінки надвірного вибухонебезпечного устаткування або запалювати вибухонебезпечні суміші парів та газів, що виділяються через дихальні та запобіжні клапани тощо. До такого устаткування належать металеві та залізобетонні резервуари для зберігання нафтопродуктів, газгольдери та резервуари зі зрідженими горючими газами, більшість апаратів надвірного технологічного устаткування нафтопереробних, хімічних та інших об'єктів.

Середня кількість ударів блискавки на 1 км2 земної поверхні наведена згідно з ГОСТ 12.1.004-91 в табл. З.5.

Таблиця 3.5

Тривалість грозової діяльності за рік, год	20-40	40-60	60-80	80-100 та більше
Середня кількість ударів блискавки в рік на 1 км2

Середня тривалість грозової діяльності за рік в Україні складає від 40 до 100 год.

Небезпека вторинної дії блискавки полягає в іскрових розрядах, що виникають як результат індукційної та електромагнітної дії атмосферної електрики на виробниче устаткування, трубопроводи й будівельні конструкції. Енергія іскрового розряду перевищує 250 МДж та достатня для займання горючих речовин з мінімальною енергію запалювання до 0,25 Дж.

Занесення високого потенціалу в будівлю відбувається по металевих комунікаціях не тільки при їх прямому ураженні блискавкою, але й при розташуванні комунікацій в безпосередній близькості від блискавковідводу. При недотриманні безпечних відстаней між блискавковідводами та комунікаціями енергія можливих електричних іскрових розрядів досягає значень 100 Дж та більше, тобто достатня для займання горючих речовин.

ЕЛЕКТРИЧНІ ІСКРИ (КРАПЛІ МЕТАЛУ) утворюються при короткому замиканні електропроводки, електрозварюванні та при плавленні ниток розжарювання електричних ламп загального призначення. Розмір крапель металу при цьому досягає 3 мм (при стельовому зварюванні -4 мм). При короткому замиканні й електрозварюванні частинки вилітають у всіх напрямках, їх швидкість не перевищує 10 та 4 м-с-1 відповідно. Температура крапель залежить від виду металу й дорівнює температурі плавлення. Температура крапель алюмінію при короткому замиканні -2500 °С, температура зварних частинок й нікелевих частинок ламп розжарювання досягає 2100 °С. Розмір крапель при різці металу досягає 15-26 мм, швидкість - 1 м·с^-1, температура - 1500 °С. Температура дуги при зварюванні й різці досягає 4000 °С; природно, що дуга є джерелом запалювання всіх горючих речовин.

Зона розлітання частинок прн короткому замиканні залежить від висоти розміщення проводу, кута виліту й носить ймовірнісний характер. При висоті розташування проводу 10 м ймовірність попадання частинок на відстань 9 м, відповідно, складає 0,06; 7м- 0,45 та 5 м - 0,92. При висоті розташування проводу 3 м ймовірність попадання частинок на відстань 8 м складає 0,01; 6 м - 0,29 та 4 м - 0,96, а при висоті 1 м ймовірність розліту частинок на відстань 6 м складає 0,06; 5 м ‑ 0,24, 4 м- 0,66 та 3 м ‑ 0,99.

ЕЛЕКТРИЧНІ ЛАМПИ РОЗЖАРЮВАННЯ ЗАГАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ становлять певну небезпеку з точки зору можливості контакту горючого середовища з колбою електричної лампи розжарювання, нагрітою вище температури самозаймання горючого середовища, а також, в окремих випадках, з виходом назовні розплавлених крапель металу нитки розжарювання. Температура нагрівання колби електричної лампи залежить від потужності лампи, її розмірів й розміщення у просторі.

Враховуючи поширеність та небезпеку пожеж, що виникають внаслідок теплового прояву електричного струму, розглянемо детальніше причини загорянь в електричному устаткуванні та установках.

Причини загорянь кабелів і проводів

Перегрів від короткого замикання між жилами кабелів, жилами кабелю та землею, який можливий внаслідок:

пробою ізоляції підвищеною напругою, в тому числі від перевантаження, викликаного блискавкою;

пробою ізоляції в місці механічного пошкодження в процесі експлуатації;

пробою ізоляції при виникненні мікротріщин внаслідок заводського дефекту;

пробою ізоляції від її старіння;

пробою ізоляції в місці локального зовнішнього чи внутрішнього перегрівання;

пробою ізоляції в місці локального підвищення вологості або агресивності середовища;

випадкового або навмисного з'єднання струмопровідних жил кабелів та проводів між собою чи з'єднання струмопровідних жил із землею.

Перегрів від струмового перевантаження, який може статися у таких випадках:

підключення споживача завищеної потужності;

появи значного струму витоку між струмопровідними проводами, між струмопровідними проводами та землею;

підвищення навколишньої температури на ділянці або в одному місці, погіршення тепловідводу чи вентиляції.

Перегрів у місцях перехідних опорів, який може виникнути при:

послабленні контактного тиску в місці з'єднання двох або більше струмопровідних жил, що призводить до значного підвищення перехідного опору;

окисненні в місцях з'єднання провідників електричного струму.

Причини виникнення загорянь в електронагрівальних приладах, апаратах, устаткуванні

Перегрів приладів, апаратів та устаткування від замикання електронагрівальних елементів внаслідок:

руйнування ізоляції від її старіння;

руйнування електроізоляційних елементів від зовнішньої механічної дії;

пробою електроізоляції конструктивних елементів підвищеною напругою живлення;

окиснення та послаблення контактного тиску в місцях підімкнення стру-мопровідних елементів, що викликає значне підвищення перехідного опору;

википання води чи іншої рідини, яка підлягає нагріванню, що призводить до деформації та зруйнування нагрівача;

нашарування струмопровідного забруднення між струмоведучими конструктивними елементами.

Загоряння від електронагрівальних приладів бувають у разі:

теплового опромінювання горючих речовин від поверхні електронагрівальних приладів;

попадання горючих речовин на нагріту поверхню електронагрівальних приладів, апаратів, устаткування;

недотримання безпечних відстаней від нагрітих поверхонь таких приладів до горючих матеріалів.

Причини, загоряння освітлювальної апаратури

Перегрів від електричного пробою, який може виникнути в разі:

зниження електроізоляційних якостей конструктивних елементів;

механічного зміщення струмопровідних елементів до взаємного зіткнення різними потенціалами;

послаблення контактного тиску та підвищення перехідного опору в місцях підімкнення проводів та джерел світла;

використання джерел світла завищеної потужності;

окиснення поверхонь, що контактують, і підвищення перехідного опору у місцях підімкнення джерел світла (ламп у цоколі, патроні, лампотримачі) до живильної напруги.

Перегрів в елементах пускорегулювальної апаратури люмінесцентних ламп та ламп типу ДРЛ внаслідок: '

електричного пробою конденсатора, що призводить до струмового пробою дроселя;

погіршення природного охолодження елементів конструкції освітлювача, зокрема дроселя, при сильному запиленні або неправильному встановленні;

«залипання» стартера, що спричиняє струмові перевантаження дроселя;

«залипання» стартера, яке спричиняє розплавлення електропроводів, перегрів цоколя лампи та лампотримача;

підвищеного розсіювання потужності у дроселі внаслідок послаблення кріплення магнітного осердя;

міжвиткового замикання у трансформаторі для безстартерних схем пуску та живлення.

Основні причини виникнення загорянь електродвигунів, генераторів та трансформаторів

Перегрів від коротких замикань в обмотках та на корпус, який виникає, коли має місце:

міжвитковий пробій ізоляції від старіння;

міжвитковий пробій в одній обмотці електроізоляції підвищеною напругою;

міжвитковий пробій ізоляції в місці виникнення мікротріщин при наявності заводського дефекту;

міжвитковий пробій ізоляції під впливом вологи або агресивного середовища;

міжвитковий пробій електроізоляції, що виникає внаслідок впливу локального зовнішнього чи внутрішнього перегріву;

міжвитковий пробій ізоляції при механічному пошкодженні;

пробій ізоляції обмоток на корпус підвищеною напругою;

пробій ізоляції обмоток на корпус у разі її старіння;

пробій ізоляції обмоток на корпус від механічного пошкодження електроізоляції;

пробій ізоляції обмоток на корпус під впливом вологи чи агресивного середовища;

пробій ізоляції обмоток на корпус від зовнішнього чи внутрішнього перегріву.

Перегрів від струнового перевантаження, який може спостерігатися у таких випадках:

гальмування ротора у підшипниках від механічного спрацювання та відсутності змащення;

роботи трифазного електродвигуна на двох фазах;

роботи електродвигуна в разі зниженої живильної напруги при номінальному навантаженні на валу;

підвищеної напруги живлення;

тривалої безперервної роботи під максимальним навантаженням;

порушення охолодження;

завищення частоти реверсування електродвигунів;

порушення режиму пуску.

Перегрів від іскріння у контактних кільцях та колекторі, який можливий за умов:

забруднення, окиснення контактних кілець, колектора;

механічного спрацювання контактних кілець, колектора та щіток, що може призвести до послаблення контактного тиску;

механічного пошкодження контактних кілець, колектора та щіток;

порушення місць установлення струмознімальних елементів на колекторі;

перевантаження на валу (для електродвигунів);

струмового перевантаження в ланцюзі генератора.

Причини загорянь у розподільних пристроях, електричних апаратах пуску, перемикання, керування та захисту:

Перегрів обмотки електромагніту при міжвитковому замиканні через пробій ізоляції внаслідок:

її старіння;

підвищеної напруги;

виникнення мікротріщин як виробничого дефекту;

механічного пошкодження в процесі експлуатації;

локального зовнішнього перегріву від контактів, що іскрять;

підвищеної вологості або агресивності середовища.

Перегрів від струмового перевантаження в обмотці електромагніту, коли має місце:

підвищена напруга живлення обмотки електромагніту;

підвищена частота (кількість) вмикань-вимикань;

періодичне недотягнення рухомої частини осердя до замикання магнітної системи при механічних пошкодженнях конструктивних пристроїв;

тривалий розімкнутий стан магнітної системи при вмиканні під напругою обмотки.

Перегрів конструктивних елементів внаслідок:

окиснення в місцях підімкнення струмопровідних провідників та елементів, що призводить до значного підвищення перехідного опору;

послаблення контактного тиску в місцях підімкнення струмопровідних елементів;

іскріння робочих контактів при спрацюванні контактних поверхонь;

іскріння робочих контактів при окисненні контактних поверхонь;

іскріння робочих контактів у разі перекосів контактних поверхонь, що призводить до підвищення контактного опору в місцях контактування;

сильного іскріння нормальних робочих контактів при вилучених іскро-, дугогасниках;

іскріння в разі електричного пробою проводів на корпус.

Причини загоряння від запобіжників

нагрівання в місцях робочих контактів від зниження контактного тиску та зростання перехідного опору;

нагрівання у місцях робочих контактів від окиснення;

розбризкування частинок розплавленого металу плавкої вставки при руйнуванні корпусу запобіжника, викликаному застосуванням нестандартних плавких уставок («жучків»);

розбризкування частинок розплавленого металу нестандартних відкритих плавких уставок.

Значна кількість пожеж від теплового прояву електричного струму трапляється внаслідок використання саморобних електронагрівальних приладів, застосування «жучків», недотримання безпечних відстаней, експлуатації несправного електроустаткування, неправильного вибору його виконання (ступеня захисту) залежно від класів зон.

§ 20. Тепловий.прояв механічної енергії

Механічна енергія широко застосовується для різних потреб. Пожежоне-безпечне підвищення температури внаслідок перетворення механічної енергії у теплову спостерігається в разі:

ударів твердих тіл (з виникненням або без виникнення іскор);

поверхневого тертя тіл під час їх взаємного переміщення;

стиснення газів та пресування пластмас;

механічної обробки твердих матеріалів різальними інструментами.

Ступінь нагрівання тіл та можливість появи при цьому джерел запалювання залежить від умов переходу механічної енергії в теплову. Розглянемо найімовірні варіанти виникнення пожеж внаслідок теплового прояву механічної енергії.

Іскри, що виникають при ударах твердих тіл

Коли зіткнення деяких твердих тіл має достатню силу, то можуть висікатися іскри. В таких випадках іскра являє собою розпечену до світіння частинку металу або каміння. Розміри іскор (0,1-0,5 мм) від удару та тертя залежать від властивостей матеріалів, що взаємодіють, та енергетичних характеристик удару.

Від іскор при ударі у виробничих умовах займаються: ацетилен, етилен, водень. Такі іскри за певних умов здатні запалити метано-повітряні суміші.

Запалювальна здатність іскор від удару пропорційна наявності кисню у суміші, яку ці іскри можуть запалити. Чим більше кисню, тим інтенсивніше спалахне іскра і горючість суміші буде вищою.

Іскра, що летить, безпосередньо не запалює пилоповітряні суміші. Але коли вона попадає на осілий пил чи на волокнисті матеріали, то здатна викликати появу осередку тління. Цим пояснюється велика кількість спалахів та загорянь від механічних іскор у машинах на об'єктах, де є волокнисті матеріали або відкладення дрібного горючого пилу (розмельні цехи млинів та круп'яних заводів, сортувально-розпушувальні цехи текстильних фабрик, бавовняно-очисні заводи тощо).

Іскри, що виникають під час роботи ударними інструментами, досить часто викликають пожежонебезпечні ситуації. Зафіксовані випадки спалахів та вибухів у насосних і компресорних станціях, а також у виробничих приміщеннях вибухонебезпечних категорій в разі падіння інструменту, ударів ключів під час підтягування гайок.

Іскри, які виникають при ударах рухомих механізмів машин по їх нерухомих частинах

Досить часто трапляються випадки, коли ротор від центрового вентилятора стикається із стінками кожуха або пилчасті і ножеві барабани волокновідокремлювальних та тіпальних машин б'ються об нерухомі сталеві грати. При цьому спостерігається іскроутворення. Воно можливе також у разі неправильного регулювання зазорів, при деформуванні та вібрації валів, спрацюванні підшипників тощо. У таких випадках можливе не тільки виникнення іскор, але і поломка окремих частин машин і апаратів, що, у свою чергу, також може спричинити виникнення іскор.

Утворення іскор у разі потрапляння до машин.металу або каміння

Частіше такі іскри утворюються, коли разом з оброблюваними продуктами потрапляють шматки металу чи каміння до:

апаратів з мішалками для розчину чи хімічної обробки твердих речовин у розчинниках;

машин ударно-від центрової дії для подрібнення, розпушення та змішування твердих горючих речовин;

апаратів-змішувачів для перемішування та готування порошкових композицій;

апаратів відцентрової дії для перемішування газів та парів.

Виникнення загоряння внаслідок перегріву підшипників машин та апаратів

Найбільшу пожежну небезпеку становлять підшипники ковзання навантажених високооборотних валів. Погана якість змащення робочих площин, їх забруднення, перекіс валів, перевантаження машини та надмірне затягування підшипників - все це може бути причиною перегріву підшипників. Досить часто корпус підшипника забруднюється відкладеннями горючого пилу (від деревини, борошна, бавовни), що також створює умови його перегріву та виникнення пожежі.

Перегрів та загоряння від транспортерних стрічок та привідних пасів

Такі явища відбуваються, головним чином, внаслідок тривалого проковзування паса чи стрічки відносно шківа. Таке проковзування, що зветься буксуванням, виникає в разі невідповідності передавального зусилля натяганню гілок паса або стрічки, перевантаження агрегатів.

У випадку буксування майже вся енергія витрачається на тертя паса об шків, внаслідок чого виділяється значна кількість тепла. Найчастіше буксування транспортерних стрічок, стрічок елеваторів та пасових передач виникає через перевантаження чи слабке натягання паса.

В елеваторах буксування найчастіше виникає при завалі башмака, коли ківш елеватора не може пройти крізь товщу речовини, що транспортується. До перевантаження та буксування можуть також призвести защемлення стрічки, перекоси та інше.

Займання волокнистих матеріалів при намотуванні їх на вали

Такі випадки трапляються на прядильних фабриках, льонозаводах, а також у комбайнах під час збирання зернових культур. Волокнисті матеріали намотуються на вали біля підшипників. Таке намотування супроводжується поступовим ущільненням маси, а потім сильним її нагріванням при терті об стінки машини, обвугленням і, нарешті, займанням. Іноді загоряння виникає внаслідок намотування волокнистих матеріалів на вали транспортерів, що переміщають відходи та готову продукцію. На прядильних фабриках займання часто виникають при обриванні шнура або тасьми, за допомогою яких обертаються веретена прядильних машин.

Намотуванню волокнистих матеріалів на вали, що обертаються, сприяє:

наявність збільшеного зазору між валом та підшипником (при попаданні в цей зазор волокно заклинюється, стискується і починається процес намотування його на вал з усе сильнішим ущільненням шарів);

наявність оголених ділянок вала, з яким стикуються волокнисті матеріали;

використання вологої та забрудненої сировини.