Охрана труда

Рисунок 9.2 - Изменение температуры вещества в зависимости от условий его нагревания

 

Самопроизвольное повышение  температуры в процессе самонагревания может длиться до тех пор, пока скорость выделения теплоты превышает  скорость ее рассеяния. Если в какой-либо момент эти скорости уравниваются, то температура вещества достигнет некоторого максимума, а потом начнет падать (кривая 2).

Если же скорость выделения  теплоты остается все время выше от скорости теплоотведения, то температура  вещества беспрерывно повышается и достигает температуры t₂, при которой начинается спонтанное окисление продуктов распада вещества (кривая 3), что приводит к загоранию. Поскольку загорание возникает вследствие самонагревания, эту критическую температуру можно назвать температурой самовозгорания.

В зависимости от характера  возникновения процесс горения  называют загоранием или самовозгоранием. Разность между ними видно из рис. 9.3.

Для возникновения процесса горения необходимо одновременно наличие  воспламеняющегося вещества, окислителя и источника зажигания. На металлургическом предприятии, а особенно в доменном производстве все это - природный, коксовый и доменный газы, мазут, кокс, угольная пыль, конструкционные материалы транспортных галерей, изоляция кабельного хозяйства, металлизированные окатыши и другие вещества и материалы. На доменных, сталеплавильных, нагревательных печах источниками зажигания могут быть лучистое тепло, расплавленные чугун, сталь, шлаки и их капли, электрические искры и дуги при коротких замыканиях в электрических цепях, теплота и искры трения или удара и т.п..

 

А - загорание; Б - самовозгорание

Рисунок 9.3 - Схема возникновения процесса горения

9.3. Причины и классификация пожаров

Анализ показывает, что  основными причинами пожаров являются:

• неисправность тепловых агрегатов и нарушение правил безопасности при пользовании ими;
• неосторожное и халатное обращение с огнем;
• неисправность технологического оборудования;
• неисправность электрических установок- сетей, приборов, двигателей;
• взрывы газа и пылевоздушных смесей;

— разряды статического и атмосферного электричества. 
Пожары можно поделить на пять классов:

I класс. Пожары обычных твердых воспламеняющихся материалов, вследствие горения которых образовывается тлеющий пепел (бумага, дерево, резина и т.п.).

II класс. Пожары воспламеняющихся жидкостей (нефтепродуктов) и твердых веществ, которые при горении плавятся и горят как жидкости, не образовывая при сгорании пепла.

III класс. Пожары воспламеняющихся газов.

IV класс. Пожары включенного электрического оборудования.

V класс. Пожары металлов:

а) с низкой температурой плавления;

б) со средней температурой плавление;

в) тугоплавких металлов.

9.4 Классификация производств по взрыво- пожароопасности

Важнейшим показателем  взрыво - и пожароопасности газов и паров являются пределы воспламеняемости, которые определяются их концентрациями в воздухе, при которых они загораются от внешнего источника зажигания. Предельные концентрации в этой области являются верхним и нижним пределом воспламеняемости.

Пожарная опасность  воспламеняющихся жидкостей определяется температурными условиями. Нижней температурной  границей называют температуру жидкости, при которой концентрация насыщенных паров воздуха в запертом объеме достигает такой величины, при которой смесь способна заняться, если поднять к ней источник огня. Верхней температурной границей называют температуру жидкости, при которой смесь еще способна воспламеняться при привнесении к ней источника зажигания. Концентрация паров жидкости при нижней и верхней температурной границе отвечает нижней и верхней концентрационном пределе  воспламеняемости.

Опасность взрыва пылегазовоздушных  смесей характеризуется температурой самовоспламенения и нижней концентрационной границей зажигания, которые определяются экспериментально стандартными приборами. Особенность горения многих твердых веществ заключается в том, что при нагревании они частично раскладываются, образовывая парогазовую воспламеняющуюся систему. Эту часть воспламеняющиеся вещества приняты называть улетучивающими. Для объяснения процессов горения улетучивающих веществ приемлемыми есть закономерности, присущий горению газов и паров.

Пожарная и взрывная опасность производственных сооружений, домов и помещений обусловленная характером технологического процесса, который определяет вероятность возникновения и размеры пожара. В ПУЕ относительно пожарной и взрывной опасности классифицируются сооружения и помещение, а не производственные процессы.

Согласно СНиП 2.09.02-85 «Производственные  здания промышленных предприятий» производства и склады делятся по взрыво- и  пожароопасностью на пять категорий (табл. 9.1)

В соответствии с ПУЭ  производственные зоны в помещениях, где присутствуют различные вещества, относительно опасности пожара делятся на четыре класса:

П-I – жидкости с температурой вспышки свыше 61 ⁰С;

П-II –пыль с нижним концентрационным пределом воспламеняемости выше 65 г/м³ к объему воздуха;

П-IIа – твердые вещества таких же параметров;

П-III – зоны вне помещений, где есть жидкости или твердые вещества с температурой воспламенения свыше 61 ⁰С.

 

 

Таблица 9.1 – Взрыво- и пожароопасные категории производства

 

Категория производства	Характеристика веществ и материалов, используемых в производстве
А Взрывопожаро- опасное	Взрывопожароопасные газы с нижним концентрационным пределом (воспламенением) 10% и менее от объема воздуха, жидкости с температурой вспышки до 28 0С включительно, если из этих газов и жидкостей могут образовываться взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема воздуха в помещении; вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или одно с другим.
Б Взрывопожаро- опасное	Воспламеняющиеся газы с нижним концентрационным пределом взрываемости более 10% объема воздуха; жидкости с температурой вспышки от 28 до 61 0С включительно, жидкости, нагреваемые в условиях производства до температуры воспламенения и выше, воспламеняющиеся пыль или волокна с нижним пределом взрываемости 65 мг/м3 и ниже, если из этих газов, жидкостей и пыли могут образовываться взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема воздуха в помещении.
В Пожароопас- ное	Жидкости с температурой вспышки  свыше 61 0С; воспламеняющиеся пыль или волокна с нижним пределом взрываемости свыше 65 мг/м3; твердые сгораемые вещества и материалы; вещества, способные при взаимодействии с водой, воздухом или одно с другим только гореть.
Г	Несгораемые материалы и вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламя; твердые вещества, жидкости и газы, которые сжигаются или утилизируются как топливо.
Д	Несгораемые вещества и материалы  в холодном состоянии.

 

Производственные зоны в помещениях относительно опасности  взрыва делятся на классы:

- к классу В-I относятся помещения, в которых могут образовываться смеси паров и газов не только при авариях, но и при нормальных непродолжительных режимах работы. В помещениях этого класса к конструкции и эксплуатации электрооборудования и электросетей требования должны быть особо высокие;

- к классу В-Iа относятся помещения, в которых взрывоопасные смеси паров и газов с высоким нижним концентрационным пределом воспламеняемости (15% и более) и в которых взрывоопасные концентрации могут возникнуть также на отдельных производственных участках, а также там, где есть небольшие количества огнеопасных газов и паров жидкости, работа с которыми проводится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами;

- классу В-Iг относятся наружные установки, в которых есть газы и пары, а также легко воспламеняющиеся жидкости, например емкости, газгольдеры, которые стоят отдельно;

- к классу В-II и В-IIа относятся помещения, опасные относительно взрыва пыли и горячих волокон. В помещениях класса В-II взрывоопасные смеси пыли и волокон могут образовываться не только при авариях, но и нормальных режимах работы. В помещениях класса В-IIа взрывоопасные смеси паров и газов могут образовываться только при авариях или неисправностях.

Взрывоопасной считается  зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали  от технологического оборудования, из которого возможно выделение газов  или паров легковоспламеняющихся  жидкостей, если объем взрывоопасной смеси равен или превышает 5% свободного объема помещения.

 

9.5 Классификация материалов и конструкций по пожарной безопасности и огнестойкости

 

Все жидкости, которые  могут гореть, делятся на два класса:

1 класс- жидкости с  температурой вспышки менее 45 ⁰С (бензин, спирт, эфир и т.п.);

II класс- жидкости с температурой вспышки свыше 45 ⁰С (смазки, мазут).

Первые относятся к  легковоспламеняющимся, вторые – к  воспламеняющимся жидкостям.

Относительно сгораемости  все материалы и конструкции  делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые (или то же  самое: невоспламеняющиеся, трудновоспламеняющиеся и воспламеняющиеся). К несгораемым принадлежат материалы, которые под действием огня или высокой температуры не загораются, не тлеют и не обугливаются (асбест, гранит, бетон). Трудносгораемые под действием огня или высокой температуры тлеют, обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня. Сгораемые материалы под действием огня или высокой температуры тлеют, загораются и продолжают гореть после изъятия источника огня.

Способность узлов, конструкций  домов и сооружений сохранять  свою прочность при высоких температурах в условиях пожара называется огнестойкостью, которая количественно характеризуется  границей огнестойкости. Кроме того, основные строительные конструкции характеризуются границами распространения огня по ним, которые определяются экспериментально или рассчитываются.

Границей огнестойкости  называется время в часах от начала испытания строительной конструкции  на огнестойкость к возникновению одной из таких признаков:

— образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий, сквозь  которые проходят продукты горения или пламя;

• повышение температуры на обратной относительно огня поверхности конструкции в среднем более чем на 140 ^оС или в любой точке этой поверхности более чем на 180 °С;
• потеря конструкцией несущей способности, т.е. обвал конструкции.

 

       Таблица  9.2 - Степени огнестойкости зданий и сооружений в зависимости от пределов огнестойкости и распространения огня по строительным конструкциям

 

Степень огне- стойкос- ти	Несущие стены, стены лестнич- ных кле- ток	Лестнич- ные пло- щадки, лестницы, балки и марши в лестнич- ных клет- ках	Внешние стены из навесных панелей	Внутрен- ние несу- щие сте- ны (пере- городки)	Плиты, настилы и  др. несущие  конструкции междуэтаж- ных перек- рытий и  крыши	Плиты, настилы и  др. несущие  конструкции полов
1	2	3	4	5	6	7
Пределы огнестойкости строительных конструкций, ч
I	2,5	1,0	0,5	0,5	1,0	0,5
II	2,0	1,0	0,25	0,25	0,75	0,25
III	2,0	1,0	0,25	0,25	0,75	Не нормируется
IV	0,5	0,25	0,25	0,25	0,25	То же
Пределы распространения пламени  по конструкциям, см
I	Не допускается			40	Не допускается
II	Не допускается			40
III	Не допускается			40	25	Не нормируется
IV	40	25	40	40	25	То же