Текст для учебника-9. Тема Обеспечение пожарной безопасности объектов защиты Лекция Система обеспечения пожарной безопасности
 Скачать 2.11 Mb.
|
|
Тема 2. Классификация веществ, материалов, технологических сред по пожарной опасности Лекция 2.1. Классификация веществ и материалов по пожарной опасности Показатели пожарной опасности веществ и материалов При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают: газы – вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 0 C и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа; жидкости – вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых меньше 50 °С; твердые вещества и материалы – индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т. п.); пыли – диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм; 30 аэрозоли – системы, состоящие из твердых и жидких мелких частиц (с размером менее 850 мкм), диспергированных (распыленных) в газовой фазе. Перечень показателей, необходимых для оценки пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов (за исключением строительных, текстильных и кожевенных материалов) в зависимости от их агрегатного состояния, приведен в таблице 2.1. Методы определения показателей пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов, приведенных в таблице 2.1, устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности. В настоящее время основным таким нормативным документом является ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) «Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» (ред. от 01.04.2000) в части, касающейся определения горючести веществ и материалов, температуры воспламенения паров легковоспламеняющихся и особо опасных легковоспламеняющихся жидкостей. Таблица 2.1 Перечень показателей, необходимых для оценки пожарной опасности веществ и материалов в зависимости от их агрегатного состояния Показатель пожарной опасности Вещества и материалы в различном агрегатном состоянии Пыл и газообразн ые жид кие твер дые Безопасный экспериментальный максимальный зазор, мм + + - + Группа воспламеняемости - - + - Группа горючести + + + + 31 Показатель пожарной опасности Вещества и материалы в различном агрегатном состоянии Пыл и газообразн ые жид кие твер дые Излучающая способность пламени + + + + Индекс пожаровзрывоопаснос ти, Па/м*с - - - + Кислородный индекс, объемные проценты - - + - Концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) в газах и парах, объемные проценты, пылях, кг/м 3 + + - + Концентрационный предел диффузионного горения газовых смесей в воздухе, объемные проценты + + - - Критическая поверхностная плотность теплового потока, Вт/м 2 - + + - Максимальная скорость распространения пламени вдоль поверхности горючей жидкости, м/с - + - - Максимальное давление взрыва, Па + + - + Минимальная флегматизирующая концентрация газообразного флегматизатора, объемные проценты + + - + 32 Показатель пожарной опасности Вещества и материалы в различном агрегатном состоянии Пыл и газообразн ые жид кие твер дые Минимальная энергия зажигания, Дж + + - + Минимальное взрывоопасное содержание кислорода, объемные проценты + + - + Низшая рабочая теплота сгорания, кДж/кг + + + - Нормальная скорость распространения пламени, м/с + + - - Скорость выгорания, кг/с*м 2 - + - - Потребление кислорода на единицу массы горючего, кг/кг - + + - Предельная скорость срыва диффузионного факела, м/с + + - - Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с + + - + Способность гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами + + + + Способность к воспламенению при адиабатическом сжатии + + - - Способность к самовозгоранию - - + + Способность к + + + + 33 Показатель пожарной опасности Вещества и материалы в различном агрегатном состоянии Пыл и газообразн ые жид кие твер дые экзотермическому разложению Температура воспламенения, градус Цельсия - + + + Температура вспышки, градус Цельсия - + - - Температура самовоспламенения, градус Цельсия + + + + Температура тления, градус Цельсия - - + + Температурные пределы распространения пламени (воспламенения), градус Цельсия - + - - Удельная теплота сгорания, Дж/кг + + + + Примечания: 1. Знак + обозначает, что показатель необходимо применять. 2. Знак - обозначает, что показатель не применяется. Показатели пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов используются для установления требований к применению веществ и материалов и расчета пожарного риска. Число показателей, необходимых и достаточных для характеристики пожаровзрывоопасности веществ и материалов в условиях производства, переработки, транспортирования и хранения, определяет разработчик системы обеспечения пожаровзрывобезопасности объекта или разработчик стандарта и технических условий на вещество (материал). 34 Рассмотрим характеристики отдельных показателей пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов. Температура вспышки – наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. Вспышка – быстрое сгорание газопаровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, сопровождающееся кратковременным видимым свечением. Значение температуры вспышки следует применять: – для характеристики пожарной опасности жидкости, включая эти данные в стандарты и технические условия на вещества; – при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; – при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности и взрывобезопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010. Температура воспламенения – наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение. Воспламенение – пламенное горение вещества, инициированное источником зажигания и продолжающееся после его удаления. Значение температуры воспламенения следует применять при определении группы горючести вещества, оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 35 12.1.010, а также необходимо включать в стандарты и технические условия на жидкости. Температура самовоспламенения – наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества. Самовоспламенение – резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций, сопровождающееся пламенным горением и/или взрывом. Значение температуры самовоспламенения следует применять при определении группы взрывоопасной смеси по ГОСТ 12.1.011 для выбора типа взрывозащищенного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010, а также необходимо включать в стандарты или технические условия на вещества и материалы. Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени – минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Значения концентрационных пределов распространения пламени необходимо включать в стандарты или технические условия на газы, легковоспламеняющиеся индивидуальные жидкости и азеотропные смеси жидкостей, на твердые вещества, способные образовывать взрывоопасные пылевоздушные смеси (для пылей определяют только нижний концентрационный предел). Значения концентрационных пределов следует применять: – при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; 36 – при расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей внутри технологического оборудования и трубопроводов, при проектировании вентиляционных систем, а также при расчете предельно допустимых взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.010; – при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004. Температурные пределы распространения пламени – такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени. Значения температурных пределов распространения пламени следует применять: – при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010; – при расчете пожаровзрывобезопасных температурных режимов работы технологического оборудования; – при оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей, для расчета концентрационных пределов распространения пламени, а также необходимо включать в стандарты или технические условия на горючие жидкости. Температура тления – температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций окисления, заканчивающихся возникновением тления. Тление – беспламенное горение твердого вещества (материала) при сравнительно низких температурах (400–600 °С), часто сопровождающееся выделением дыма. 37 Значение температуры тления следует применять при экспертизах причин пожаров, выборе взрывозащищенного электрооборудования и разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов, оценке пожарной опасности полимерных материалов и разработке рецептур материалов, не склонных к тлению. Условия теплового самовозгорания – экспериментально выявленная зависимость между температурой окружающей среды, количеством вещества (материала) и временем до момента его самовозгорания. Самовозгорание – резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага горения. Результаты оценки условий теплового самовозгорания следует применять при выборе безопасных условий хранения и переработки самовозгорающихся веществ в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004. Минимальная энергия зажигания – наименьшая энергия электрического разряда, способная воспламенить наиболее легко воспламеняющуюся смесь горючего вещества с воздухом. Значение минимальной энергии зажигания следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасных условий переработки горючих веществ и обеспечения электростатической искробезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.010 и ГОСТ 12.1.018. Кислородный индекс – минимальное содержание кислорода в кислородно-азотной смеси, при котором возможно свечеобразное горение материала в условиях специальных испытаний. Значение кислородного индекса следует применять при разработке полимерных композиций пониженной горючести и контроле горючести полимерных материалов, тканей, целлюлозно-бумажных изделий и других материалов. Кислородный индекс необходимо включать в стандарты или технические условия на твердые вещества (материалы). 38 Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами – это качественный показатель, характеризующий особую пожарную опасность некоторых веществ. Данные о способности веществ взрываться и гореть при взаимном контакте необходимо включать в стандарты или технические условия на вещества, а также следует применять: – при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; – при выборе безопасных условий проведения технологических процессов и условий совместного хранения и транспортирования веществ и материалов; – при выборе или назначении средств пожаротушения. Нормальная скорость распространения пламени – скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности. Значение нормальной скорости распространения пламени следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010, а также в расчетах: – скорости нарастания давления взрыва газо- и паровоздушных смесей в закрытом, негерметичном оборудовании и помещениях; – критического (гасящего) диаметра при разработке и создании огнепреградителей; – площади легкосбрасываемых конструкций, предохранительных мембран и других разгерметизирующих устройств. Скорость выгорания – количество жидкости, сгорающей в единицу времени с единицы площади. Скорость выгорания характеризует интенсивность горения жидкости. 39 Значение скорости выгорания следует применять при расчетных определениях продолжительности горения жидкости в резервуарах, интенсивности тепловыделения и температурного режима пожара, интенсивности подачи огнетушащих веществ. Минимальная флегматизирующая концентрация – наименьшая концентрация флегматизатора в смеси с горючим и окислителем, при которой смесь становится неспособной к распространению пламени при любом соотношении горючего и окислителя. Значение минимальной флегматизирующей концентрации следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов методом флегматизации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода – такая концентрация кислорода в горючей смеси, состоящей из горючего вещества, воздуха и флегматизатора, меньше которой распространение пламени в смеси становится невозможным при любой концентрации горючего в смеси, разбавленной данным флегматизатором. Значение минимального взрывоопасного содержания кислорода следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010. Максимальное давление взрыва – наибольшее избыточное давление, возникающее при дефлаграционном сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси 101,3 кПа. Значение максимального давления взрыва следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования, при разработке мероприятий по обеспечению 40 пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010. Скорость нарастания давления взрыва – производная давления взрыва по времени на восходящем участке зависимости давления взрыва горючей смеси в замкнутом сосуде от времени. Значение скорости нарастания давления взрыва следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010. Классификация веществ и материалов по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности Классификация веществ и материалов по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности используется для установления требований пожарной безопасности при получении веществ и материалов, применении, хранении, транспортировании, переработке и утилизации. В соответствии с ФЗ-123 классификация веществ и материалов по пожарной опасности (по группам горючести) основывается на их свойствах и способности к образованию опасных факторов пожара или взрыва. Группа горючести – классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению. Горение – экзотермическая реакция, протекающая в условиях ее прогрессивного самоускорения. По горючести вещества и материалы подразделяются на следующие группы: 1) негорючие – вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе; негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом); 41 2) трудногорючие – вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления; 3) горючие – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Из горючих жидкостей выделяют группы легковоспламеняющихся и особо опасных легковоспламеняющихся жидкостей, воспламенение паров которых происходит при низких температурах, определенных нормативными документами по пожарной безопасности. По потенциальной опасности вызывать пожар, усиливать опасные факторы пожара, отравлять среду обитания (воздух, воду, почву, флору, фауну и т. д.), воздействовать на человека (через кожу, слизистые оболочки дыхательных путей) путем непосредственного контакта или на расстоянии как при нормальных условиях, так и при пожаре вещества и материалы делятся на разряды по ГОСТ 12.1.004-91. К безопасным относят негорючие вещества и материалы в негорючей упаковке, которые в условиях пожара не выделяют опасных (горючих, ядовитых, едких) продуктов разложения или окисления, не образуют взрывчатых или пожароопасных, ядовитых, едких, экзотермических смесей с другими веществами. К малоопасным относят такие горючие и трудногорючие вещества и материалы, которые не относятся к безопасным и на которые не распространяются требования ГОСТ 19433. К малоопасным относятся также негорючие вещества и материалы в горючей упаковке. Малоопасные вещества разделяют на следующие группы: а) жидкие вещества с температурой вспышки более 90 °С; б) твердые вещества и материалы, воспламеняющиеся от действия газовой горелки в течение 120 с и более; 42 в) вещества и материалы, которые в условиях специальных испытаний способны самонагреваться до температуры ниже 150 °С за время более 24 ч при температуре окружающей среды 140 °С; г) вещества и материалы, которые при взаимодействии с водой выделяют воспламеняющиеся газы с интенсивностью менее 0,5 дм 3 кг -1 ×ч -1 ; д) вещества и материалы ядовитые со среднесмертельной дозой при введении в желудок более 500 мг×кг -1 (если они жидкие) или более 2000 мг×кг -1 (если они твердые) или со среднесмертельной дозой при нанесении на кожу более 2500 мг×кг -1 или со среднесмертельной дозой при вдыхании более 20 мг×дм -3 ; е) вещества и материалы слабые едкие и (или) коррозионные со следующими показателями: время контакта, в течение которого возникает видимый некроз кожной ткани животных (белых крыс), – более 24 ч, скорость коррозии стальной (Ст3) и алюминиевой (А6) поверхности – менее 1 мм в год. К опасным относятся горючие и негорючие вещества и материалы, обладающие свойствами, проявление которых может привести к взрыву, пожару, гибели, травмированию, отравлению, облучению, заболеванию людей и животных, повреждению сооружений, транспортных средств. Опасные свойства могут проявляться как при нормальных условиях, так и при аварийных, как у веществ в чистом виде, так и при взаимодействии их с веществами и материалами других категорий по ГОСТ 19433. К особо опасным относятся такие опасные вещества и материалы, которые имеют несколько видов опасностей по ГОСТ 19433. |