Характеристики взрывопожароопасности материалов и веществ.

По горючести все вещества и материалы подразделяю: на три группы:

негорючие - вещества и материалы, не способные к горению на воздухе;

трудно горючие - вещества и материалы, способней возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные гореть самостоятельно после удаления источник, зажигания;

горючие - вещества и материалы, способные возгораться от источника зажигания или самовозгораться на воздухе и продолжать самостоятельное горение.

Горючесть строительных материалов определяется их испытанием в специальных печах. Материалы относят к негорючим, если во время испытаний:

прирост температуры в печи не превышает 50 °С;

образец теряет не более 50 % массы;

пламенное горение образца продолжается менее 10 с.

Если не выполняется хотя бы одно из этих требовании строительные материалы относят к горючим.

В группе горючих веществ выделяют легковоспламеняющиеся вещества и материалы. К ним относят жидкое с температурой вспышки не выше 61 °С, способные воспламеняться от кратковременного действия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и др.).

Вспышкой называют быстрое сгорание горючей смеси над поверхностью вещества, не переходящее в устойчивое горение, а температурой вспышки ~ самую низкую температуру вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания. Температура вспышки является показателем взрывоопасности горючих жидкостей и твердых веществ.

По температуре вспышки различают легковоспламеняющиеся вещества, у которых температура вспышки ниже 61 °С, и горючие с температурой вспышки выше 61 °С. Например: ацетон, бензин, керосин, имеющие температуру вспышки соответственно -50, -17 и +28 °С, относят к ЛВЖ, а смазочные масла (Т_всп > 180 °С) - к горючим.

Показатели горючести веществ и материалов используют при определении категорий помещений по взрывопожарной опасности в соответствии с нормами технологического проектирования /6.4/, а также взрывоопасных и пожароопасных зон для выбора и эксплуатации электрооборудования /6.5/.

Способность газов и паров гореть и взрываться зависит от их концентрации в воздухе. Различают нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) - наименьшую концентрацию горючего в смеси с окислителем в проц. по объему, которая уже способна воспламеняться от внешнего источника зажигания и распространять пламя на весь объем. Смесь с НКПР называют бедной горючей смесью. При меньшей концентрации горючего смесь не воспламеняется. Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПР) - наибольшая концентрация горючего в смеси с окислителем, которая еще способна воспламеняться. Это богатая горючая смесь. При большей концентрации горючего в смеси уже недостаточно окислителя для процесса химического превращения вещества. Самыми опасными являются средние концентрации между нижним и верхним пределами распространения пламени. Чем шире диапазон, тем опаснее вещество. Например, пределы распространения пламени метановоздушной смеси составляют 5-15 % по объему, а для водородно-воздушных смесей - 4, 5-75 %. С повышением температуры смесей концентрационные пределы расширяются. Уменьшение давления ниже атмосферного сужает область воспламенения. Концентрационные пределы распространения пламени и температуры вспышки для индивидуальных веществ определяют экспериментально. Они являются справочными величинами (табл. 6.2). Для многокомпонентных смесей пределы определяют расчетом:

Таблица 6.2

Показатели взрывопожароопасности некоторых веществ и материалов /6.2; 6.6/

Вещество	Пожаро-опасность	Формула	М	T_всп, °С	Т_с.в., °С	НКПР %	ВКПР %	W_min, мДж	P_max, кПа	Н_т, МДж/кг	r_п.г., кг/м³	Р_н, кПа
Аммиак	ГГ	NH₃	17, 03	-		15, 0	28, 0			18, 29	0, 706	-
Ацетилен	ВГ	C₂H₂	26, 04	-		2, 5	81, 0	0, 011		49, 96	1, 079	-
Ацетон	ЛВЖ	C₃H₆O	58, 80	-18		1, 43	13, 0	0, 41		31, 36	2, 408	24, 35
Бутан	ГГ	C₄H₁₀	58, 12	-69		1, 80	8, 5	0, 25		44, 14	2, 410	-
Водород	ГГ	H₂	2, 0	-		4, 09		0, 017		120, 8	0, 083	-
Метан	ГГ	CH₄	16, 04	-181		5, 28	14, 1	0, 28		50, 0	0, 655	-
Метиловый спирт	ЛВЖ	CH₄O	32, 04			0, 70	35, 5	0, 14		23, 84	1, 328	12, 69
Окись углерода	ГГ	CO	28, 01	-		12, 5	74, 0	8, 0		10, 10	1, 161	-
Пропан	ГГ	C₃H₈	44, 1	-		2, 31	9, 4	0, 25		46, 35	1, 828	-
Сероуглерод	ЛВЖ	CS₂	76, 13	-43		1, 33	50, 0	0, 009		14, 02	3, 156	39, 49
Толуол	ЛВЖ	C₇H₈	92, 14			1, 25	6, 8	0, 26		40, 94	3, 820	2, 9
Этиловый спирт	ЛВЖ	C₂H₆O	46, 07			3, 61	17, 8	0, 246		30, 50	1, 910	5, 76
Уайт спирит	ЛВЖ	C_{10, 5}H₂₁	147, 3	33-36		0, 7	5, 6	0, 33			6, 107	0, 37

Обозначения: М- молекулярная масса, Т_всп – температура вспышки, Т_с.п. – температура самовоспламенения, ГГ – горючий газ, ВГ – взрывчатый газ, ЛВЖ – легковоспламеняющаяся жидкость, W_min – минимальная энергия зажигания, P_max – максимальное давление взрыва, Н_т – теплота сгорания, r_п.г. – плотность пара при Р = 101 кПа и 20 °С, Р_н – давление насыщенного пара при 20 °С, вычислено по методике /6.2/.

НКПР(ВКПР) = 100/(а₁ /KIIP₁ + а₂/КПР₂ +.... + а_п/КТР_п),

где a₁, а₂, .... а_п - процентное содержание индивидуальных горючих веществ в горючей смеси; КПР₁, КПР₂, .... КПР_п - нижний или верхний пределы распространения пламени для соответствующих индивидуальных веществ.

Основным параметром, характеризующим пожарную опасность аэрозолей, является нижний концентрационный предел взрываемости, измеряемый в граммах на кубический метр горючей смеси. Верхний предел для аэровзвесей твердых веществ очень высок, поэтому его определяют редко. Область распространения пламени аэровзвесей зависит от крупности частиц, их влажности и содержания негорючих (инертных) веществ в составе пылей. НКП пылей размером менее 100 мкм с влажностью до 5 % колеблется в широких пределах. Например, дня алюминиевого порошка он составляет 58 г/м³, железного порошка - 100 г/м³, сахара - 8, 9 г/м³, серы - 2, 3 г/м³.

По степени взрывопожароопасности пыли делят на две группы и четыре класса. Пыли с НКПВ до 65 г/м относят к группе «А», в которой выделяют 2 класса. 1 класс - пыли с НКПВ менее 15 г/м³, 2 класс - пыли с НКПВ от 15 до 65 г/м. Пыли с пределом распространения пламени выше 65 г/м³ относят к группе «Б», в которой выделяют пыли с температурой самовоспламенения менее 250 °С (3 класс) и пыли с температурой самовоспламенения более 250 °С (4 класс).

На практике НКПР и ВКПР используют в технологических процессах, где обращаются горючие газы, жидкости и пыли. В таких процессах поддерживают концентрацию горючих веществ ниже нижнего или выше верхнего предела распространения пламени. В системах аварийной сигнализации и вентиляции датчики автоматического включения настраивают на содержание горючих веществ в атмосфере помещений, равное 0, 5*НКПР. Концентрационные пределы используют в расчетах вероятности образования горючей смеси в помещениях и определении категории помещений по пожаровзрывоопасности.

Жидкие, твердые и дисперсные горючие вещества характеризуются температурой воспламенения - наименьшей температурой вещества, при которой выделяются пары и газы с такой скоростью, что после их воспламенения от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура воспламенения - это наименьшая температура вещества, при которой происходит резкое ускорение экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением. Этот показатель применяют для обеспечения пожаровзрывобезопасности технологических процессов, классификации горючих веществ по группам взрывоопасных смесей, а также для выбора взрывозащищенного электрооборудования.

Для оценки пожароопасности и выбора безопасных температурных режимов ведения технологических процессов с применением горючих газов и жидкостей используют температурные пределы распространения пламени. Нижним температурным пределом, называют наименьшую температуру вещества, при которой его насыщенные пары образуют в окислительной среде концентрации, соответствующие нижнему концентрационному пределу. Верхним температурным пределом, является темпера тура вещества, при которой насыщенные пары образую: концентрации, равные верхнему концентрационному пределу распространения пламени.

Твердые и дисперсные материалы характеризуются температурой самонагревания - самой низкой температурой вещества, при которой возникает его самонагревание за счет внутренних экзотермических реакций. При наличии благоприятных условий накопления тепла в массе вещества самонагревание может перейти в тление (беспламенное горение) или пламенное горение. Твердые материалы характеризуются также и коэффициентом дымообразованная оптической плотности дыма, образующейся при пламенном горении или при тлении определенного количества вещества (материала) в заданных условиях. В зависимости от коэффициента дымообразования Дм твердые вещества классифицируют на три группы:

с малой дымообразующей способностью

Дм £ 50 м²/кг;

с умеренной дымообразующей способностью

50 < Д_м £ 500 м²/кг;

с высокой дымообразующей способностью

Дм > 500 м²/кг.

Показатели взрывопожароопасности некоторых веществ и материалов приведены в табл. 6.2.

⇐ Предыдущая 31 32 33 34 353637 38 39 40 Следующая ⇒