Особенности горения лвж и гж жидкостей. Пожар класса «B» — горение жидких веществ

Взрыво- и пожароопасность веществ зависит от их агрегат­ного состояния (газообразные, жидкие, твердые), физико-хими­ческих свойств, условий хранения и применения.

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газов являются концентрационные пределы воспламенения, энергия зажигания, температура горения, нор­мальная скорость распространения пламени и др.

Горение смеси газа с воздухом возможно в определен­ных пределах, называемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и максимальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, называются соответственно нижним и верхним концентрационными предела­ми воспламенения.

Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электрического разряда, воспламеняющей данную газовоз­душную смесь. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Энергия зажигания являет­ся одной из основных характеристик взрывоопасных сред при решении вопросов обеспечения взрывобезопасности электрообору­дования и разработке мероприятий по предупреждению образова­ния статического электричества.

Температура горения - это температура продукта химиче­ской реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зави­сит от природы горючего газа и концентрации его смеси. Наи­большая температура горения для большинства горючих газов составляет 1600-2000 °С.

Нормальной скоростью распространения пламени называет­ся скорость, с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями смеси относительно несгорев­шей. Численно нормальная скорость пламени равна количеству (объему) горючей смеси, выгорающей на единице площади пламе­ни в единицу времени. Нормальная скорость пламени зависит от природы газа и концентрации его смеси. Для большинства горю­чих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3-0,8 м/с.

Нормальная скорость пламени является одной из основных физико-химических характеристик, определяющих свойства сме­си, и определяющих скорость сгорания и соответственно время взрыва. Чем больше нормальная скорость пламени, тем меньше время взрыва и тем более жесткие его параметры.

Горение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей происходит только в паровой фазе . Горение паров в воздухе, также как и газов, возможно и в определенном диапазоне концентраций. Так как Максимально возможное содержание пара в воздухе не может быть больше, чем в состоянии насыщения, то концентрационные пределы воспламенения могут быть выражены через температуру. Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрацион­ным пределам воспламенения, называется температурными пре­делами воспламенения (нижним и верхним соответственно).

Таким образом, для воспламенения и горения жидкости не­обходимо, чтобы жидкость была нагрета до температуры, не меньшей, чем нижний температурный предел воспламенения. После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспла­менения.

Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образу­ется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого горения жидкости не возникает.

По температуре вспышки жидкости делятся на легковос­пламеняющиеся (ЛВЖ),. температура вспышки которых не пре­вышает 45 °С (спирты, ацетон, бензин и др.) и горючие (ГЖ), температура вспышки которых более 45 °С (масла, мазуты, гли­церин и др.).

Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность ис­парения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для ЛВЖ темпе­ратура воспламенения обычно на 1-5 °С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 °С.

Паровоздушные смеси, также как и газовоздушные, явля­ются взрывоопасными. Их взрывоопасность характеризуется па­раметрами, определяющими взрывоопасность газовоздушных сме­сей, - энергией зажигания, температурой горения, нормальной скоростью распространения пламени и др.

Пожарная опасность твердых горючих веществ и материа­лов характеризуется теплотворной способностью 1 кг вещества, температурами горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения горения по поверхности материалов.

Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей определяются концентрациями пылевоздушной смеси, наличия источника за­жигания с достаточной тепловой энергией, размера пылинок и др.

Мелкие частицы твердых горючих веществ размеров 10~5-10~7 см могут долгое время находиться в воздухе во взвешен­ном состоянии, образуя дисперсную систему - аэровзвесь. Для воспламенения аэровзвеси необходимо, чтобы концентрация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспламенения. Верхний концентрационный предел воспламене­ния пылевоздушной смеси в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфяной пыли - 2200 г/м3, сахарной пудры - 1350 г/м3).

Тепловая энергия источника зажигания для воспламенения пылевоздушной смеси должна быть порядка нескольких МДж и более.

В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные. К взрывоопасным относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль се­ры, сахара, муки), а пожароопасным - пыли с нижним пределом воспламенения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют; и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с возду­хом (фосфор, сернистые металлы и др.). водой (натрий, калий, карбид кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная ки­слота + древесные опилки и т.д.).

Пожарная опасность негорючих веществ и материалов опре­деляется температурой, при которой они обрабатываются, воз­можностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением.

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости отличаются по такой характеристике, как температура вспышки. Температура вспышки – это температура жидкости, при которой пары над поверхностью жидкости могут вспыхнуть от воздействия открытого источника огня. Легковоспламеняющиеся жидкости имеют температуру вспышки не выше 61оС, горючие жидкости – выше 61оС.

Виды ЛВЖ и ГЖ

Легковоспламеняющиеся жидкости бывают трех разрядов: особо опасные (первый разряд), постоянно опасные (второй разряд), опасные при повышенной температуре воздуха (третий разряд). Температура вспышки особо опасных ЛВЖ -13оС. Характерной особенностью особо опасных ЛВЖ является необходимость определенных условий их транспортировки, т.к. при нарушении герметичности сосуда хранения, пары жидкости могут быстро распространиться и воспламениться на расстоянии от емкости. К таким жидкостям относятся ацетон, некоторые сорта бензина, эфир, петролейный эфир, диэтиловый эфир, гексан, изопентан, циклогексан.

ЛВЖ второго разряда имеют температуру вспышки от -13 до +23оС. Такие жидкости имеют способность воспламеняться при комнатной температуре в случае соединения их паров с воздухом. Это такие жидкости, как этиловый спирт, бензол, метилацетат, этилацетат, этилбензол, октан, толуол, изооктан, низшие спирты, диоксоланы и диоксаны

ЛВЖ третьего разряда – это легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки от +23 до +60оС. Такие жидкости воспламеняются только при условии наличия в непосредственной близости источника огня. К ним относятся следующие жидкости: скипидар, сольвент, уайт-спирт, ксилол, циклогексанон, амилацетат, бутилацетат, хлорбензол.

Горючие жидкости имеют свойство самостоятельного горения при температуре вспышки выше 61оС. К горючим жидкостям относятся мазут, масла (вазелиновое, касторовое), дизельное топливо, глицерин, этиленгликоль, гексиловый спирт, гексадекан, анилин. Такие жидкости могут храниться в открытых емкостях и резервуарах (например, в бочках), в том числе на открытом воздухе. При работе с легковоспламеняющимися и горючими жидкости следует помнить о необходимости соблюдения противопожарных правил хранения, транспортировки и использования.

Горением называют сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся химическим превышением и сопровождающийся выделением большого количества теплоты и лучистой энергии.

Для возникновения и развития процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник воспламенения, инициирующий реакцию между горючим и окислителем. Горение отличается многообразием видов и особенностей. В зависимости от агрегатного состояния горючих веществ горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении компоненты горючей смеси находятся в одинаковом агрегатном состоянии (чаще в газообразном). Причём если реагирующие компоненты перемешаны, то происходит горение предварительно перемешанной смеси, которое иногда называют кинетическим (поскольку скорость горения в этом случае зависит только от кинетики химических превращений). Если газообразные компоненты не перемешаны, то происходит диффузное горение (например, при поступлении потока горючих паров в воздух). Процесс горения лимитируется диффузией окислителя. Горение, характеризующееся наличием раздела фаз в горючей системе (например, горение жидкости и твёрдых материалов), является гетерогенным. Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени, и в зависимости от этого фактора оно может быть дефлаграционным (в пределах нескольких м/с), взрывным (десятки и сотни м/с) и детонационным (тысячи м/с). Кроме того, горение бывает ламинарным (послойное распространение фронта пламени по свежей горючей смеси) и турбулентным (перемешивание слоёв потока с повышенной скоростью выгорания).

Как правило, пожары характеризуются гетерогенным диффузным горением, а скорость горения зависит от диффузии кислорода воздуха в среде. Возникновение и развитие пожаров существенно зависит от степени пожарной опасности веществ. Одним из критериев пожарной опасности твёрдых, жидких и газообразных веществ является температура самовоспламенения, т.е. способность вещества самовоспламеняться.

Для зарождения эндогенного пожара необходимо наличие вещества, способного быстро окислятся при низких температурах, в результате чего может произойти самовозгорание. Это свойство вещества получило название химической активности к самовозгоранию. В результате окисления и накопления тепла самонагревание переходит в воспламенение.

Воспламенение - это качественно новый и отличный от самонагревания процесс, отличающийся большими скоростями окисления, выделением теплоты и излучением света. Самонагревание и самовоспламенение зарождается отдельными небольшими гнёздами, в связи с чем, обнаружить его очень трудно.

Самовозгорание происходит вследствие накопления тепла внутри вещества и не зависит от воздействия внешнего источника тепла.

Все вещества по их опасности в отношении самовозгорания можно разделить на четыре группы:

* вещества, способные самовозгораться при контакте с воздухом при обычной температуре (растительные масла, олифа, масляные краски, грунтовки, бурые и каменные угли, белый фосфор, алюминиевая и магниевая пудра, сажа и т.д.);

* вещества, способные самовозгораться при повышенных температурах окружающего воздуха (50°С и выше) и в результате внешнего нагрева до температур, близких к температурам их воспламенения и самовоспламенения (пленки нитролаков пироксилиновые и нитроглицериновые пороха, растительные полувысыхающие масла и приготовленные из них олифы, скипидар и т.д.);

* вещества, контакт которых с водой вызывает процесс горения (щелочные металлы, карбиды щелочных металлов, карбид кальция, алюминия и т.д.);

* вещества, вызывающие самовозгорание горючих веществ при контакте с ними (азотная, магниевая, хлорноватистая, хлористая и другие кислоты, их ангидриды и соли; перекиси натрия, калия, водорода и др.; газы - окислители - кислород, хлор и др.).

Важнейшей характеристикой твердых сыпучих материалов является степень их возгораемости.

Все материалы, независимо от области применения делятся на три группы:

* Несгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются.

* Трудносгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня, а после удаления источника огня горение и тление прекращается.

* Сгораемые материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

Некоторые химические вещества, горючие и смазочные материалы в определенных концентрациях и условиях способны не только к возгоранию от источников тепла, но и к взрыву.

Пожарная опасность веществ (газообразных, жидких, твердых) определяется рядом показателей, характеристика и количество которых зависят от агрегатного состояния данного вещества.

Критериями пожарной опасности твердых, жидких и газообразных веществ являются: температура вспышки, температура воспламенения и самовоспламенения, индекс распространения пламени, кислородный индекс, коэффициент дымообразования, показатель токсичности продуктов горения и т.д.

Одним из критериев пожарной опасности горючих жидкостей является температура вспышки.

Температурой вспышки паров горючей жидкости называется та минимальная температура жидкости, при которой в условиях нормального давления жидкость выделяет над своей свободной поверхностью пары в количестве, достаточном для образования с окружающим воздухом смеси, вспыхивающей при поднесении к ней открытого огня.

К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относятся жидкости, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61°? в закрытом тигле и 66°С в открытом тигле.

К горючим жидкостям (ГЖ) относятся жидкости, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61°? в закрытом тигле и 66°С в открытом тигле.

Температурой воспламенения называют ту минимальную температуру, при которой нагреваемая в определённых условиях жидкость загорается при поднесении к ней пламени и горит в течение (не менее) 5с. Температура воспламенения опаснее, чем температура вспышки, так как пары и жидкость при воспламенении продолжают гореть после удаления пламени.

При строительных работах, особенно при приготовлении мастик, покрасочных работах, необходимо чётко знать степень возгораемости находящихся поблизости материалов и конструкций, правильно организовать контроль по предупреждению пожаров и обеспечить необходимым количеством средств тушения.

В зависимости от вида горючего материала пожары подразделяются на классы: А, В, С и Д (рис. 4.2.1.).

Пожары сопровождаются опасными и вредными явлениями, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве зданий и сооружений, ведении работ. С точки зрения пожарной безопасности очень важно принять правильное планировочное решение, предложить защиту строительных конструкций, предусмотреть необходимые пути эвакуации.

Взрыв - это разновидность горения и характеризуется чрезвычайно быстрыми процессами физико- химических превращений горючих веществ с образованием огромных количеств тепловой энергии, практически, без рассеивания тепла в окружающую среду.

Различают два концентрационных предела взрываемости веществ.

Минимальная концентрация газа, пара или пыли в смеси с воздухом, способная к воспламенению или взрыву называется нижним пределом воспламенения (НП).

Наибольшая концентрация газов или паров в воздухе, при которой ещё возможно воспламенение или взрыв (в дальнейшем с повышением концентрации воспламенение или взрыв считаются невозможными) н азывается верхним пределом воспламенения (ВП).

Взрыв от горения отличается ещё большей скоростью распространения огня. Так, скорость распространения пламени во взрывчатой смеси, находящейся в закрытой трубе, 2000 - 3000 м/с. Сгорание смеси с такой скоростью называется детонацией . Возникновение детонации объясняется сжатием, нагревом и движением несгоревшей смеси перед фронтом пламени, что приводит к ускорению распространения пламени и возникновению в смеси ударной волны. Образующиеся при взрыве газовоздушной смеси воздушные ударные волны обладают большим запасом энергии и распространяются на значительные расстояния. Во время движения они разрушают сооружения и могут стать причиной несчастных случаев. Оценка опасности воздушных ударных волн для людей и различных сооружений производится по двум основным параметрам - давлению во фронте ударной волны?Р и сжатию ф. Под фазой сжатия понимается время действия избыточного давления в волне. При ф? 11 мс безопасным для людей считается давление 0,9-113 Па. Расчёты безопасных расстояний для людей при потенциальной угрозе взрыва ведутся только по давлению во фронте ударной волны, так как при взрывах всегда ф во много раз больше 11 мс

Легковоспламе­няющиеся жидкости - это жидкости, выделяющие пары при температуре 61°С и ниже, например этиловый эфир, бензин, ацетон, спирт.

Горючие жидкости - это жидкости, температура вспышки которых превышает 61°С. Тяжелые нефтепродукты, такие как дизельное топливо и мазут, считаются горючими жидкостями. Диапазон температур вспышки этих жидкостей 61°С и выше. К горючим жидкостям относятся также неко­торые кислоты, растительные и смазочные масла, температура вспышки которых превышает 61°С.

Характеристики горючести .

Горят и взрываются при смешивании с воздухом не сами горючие жид­кости, а их пары. При соприкосновении с воздухом начинается испарение этих жидкостей, скорость которого увеличивается при их нагревании. Для снижения опасности пожара их следует хранить в закрытых емкостях. При использовании жидкостей надо следить, чтобы воздействие воздуха на них было, по возможности, минимальным.

Взрывы воспламеняющихся паров наиболее часто происходят в огра­ниченном пространстве, таком как контейнер, танк. Сила взрыва зависит от концентрации и природы пара, количества паро-воздушной смеси и типа емкости, в которой находится смесь.

Температура вспышки - это общепринятый и наиболее важный фактор, определяющий опасность, которую представляет горючая жидкость.

Скорости горения и распространения пламени горючих жидкостей не­сколько отличаются друг от друга. Скорость выгорания бензина составляет 15,2-30,5, керосина 12,7-20,3 см толщины слоя в час. Например, слой бензи­на толщиной 1,27 см выгорит через 2,5-5 мин.

Продукты сгорания .

При сгорании горючих жидкостей кроме обычных продуктов сгорания образуются некоторые специфические, свойственные именно этим жидко­стям продукты сгорания. Жидкие углеводороды горят обычно оранжевым пламенем и выделяют густые облака черного дыма. Спирты горят чистым голубым пламенем, выделяя небольшое количество дыма. Горение некото­рых эфиров сопровождается бурным кипением на поверхности жидкости, тушение их представляет значительную трудность. При горении нефтепро­дуктов, жиров, масел и многих других веществ образуется акролеин - силь­но раздражающий токсичный газ.

Тушение .

При возникновении пожара следует быстро перекрыть источник по­ступления горючей жидкости. Тем самым будет приостановлено поступле­ние горючего вещества к огню, а люди занятые борьбой с огнем, смогут воспользоваться одним из ниже перечисленных способов тушения пожара.

Охлаждение. Необходимо охлаждать емкости и районы, находящиеся под воздействием пожара, с помощью распыленной или компактной струи воды из водо-пожарной магистрали.

Тушение. Используют слой пены, закрывающий горящую жидкость и препятствующий поступлению ее паров к огню. Кроме того, к районам, где происходит горение, может подаваться пар или углекислый газ. Отключе­нием вентиляции уменьшают поступление кислорода к пожару.

Замедление распространения пламени. На поверхность горения нужно подавать огнетушащий порошок.

При тушении пожаров, связанных с горением воспламеняющихся жид­костей, следует руководствоваться следующим:

1. При небольшом растекании горящей жидкости необходимо исполь­зовать порошковые или пенные огнетушители либо распыленную струю воды.

2. При значительном растекании горящей жидкости надо применять порошковые огнетушители пенные или распыленные струи воды. Защиту оборудования, находящегося под воздействием огня, следует осуществлять с помощью струи воды.

3. При растекании горящей жидкости по поверхности воды, необходимо, прежде всего, ее ограничить. Если это сделать удалось, нужно создать слой пены, покрывающий огонь. Кроме того, можно пользоваться распы­ленной струей воды,

4. Для предотвращения выхода продуктов сгорания из смотровых и мерительных лючков необходимо использовать пену, порошок, высоко- или среднекратную пену, распыленную струю воды, подаваемую горизон­тально, поперек отверстия, пока его нельзя будет закрыть.

5. Для борьбы с пожарами в грузовых танках следует применять, па­лубную систему пенотушения и (или) систему углекислотного тушения или систему паротушения, если они имеются. Для тяжелых масел можно ис­пользовать распыленную воду.

6. Для тушения пожара на камбузе надо применять углекислотные или порошковые огнетушители.

7. Если горит оборудование, работающее на жидком топливе, необхо­димо применять пену или распыленную воду.

Краски и паки

Хранение и использование большинства красок, лаков и эмалей, кроме тех, которые имеют водяную основу, связано с высокой пожарной опасностью. Масла, содержащиеся в масляных красках, сами по себе не являются легковоспламеняющимися жидкостями. Но в состав этих красок обычно входят воспламеняющиеся растворители, температура вспышки которых может составлять всего 32°С. Все остальные компонен­ты многих красок также являются горючими. То же относится к эмалям и масляным лакам.

Даже после высыхания большинство красок и лаков продолжает оста­ваться горючими, хотя воспламеняемость их значительно снижается при испарении растворителей. Воспламеняемость сухой краски фактически за­висит от воспламеняемости ее основы.

Характеристики горючести и продукты сгорания .

Жидкая краска горит очень интенсивно, при этом выделяется большое количество густого черного дыма. Горящая краска может растекаться, так что пожар, связанный с горением красок, напоминает горение масел. В свя­зи с образованием плотного дыма и выделением токсичных паров при ту­шении горящей краски в закрытом помещении, следует пользоваться дыха­тельными аппаратами.

Пожары красок часто сопровождаются взрывами. Поскольку краски обычно хранятся в плотно закрытых банках или барабанах вместимостью до 150-190 л, пожар в районе их хранения может легко вызвать нагревание барабанов, в результате чего эти емкости могут разорваться. Краски, со­держащиеся в барабанах, при наличии источников воспламенения мгно­венно воспламеняются и при наличии кислорода в воздухе взрываются.

Тушение .

Поскольку жидкие краски содержат растворители с низкой температу­рой вспышки, для тушения горящих красок вода не всегда эффективна. Для тушения пожара, связанного с горением большого количества краски, не­обходимо применять пену. Воду можно использовать, чтобы охладить ок­ружающие поверхности. При загорании небольших количеств краски или лака можно употреблять пенные, углекислотные или порошковые огнету­шители. Для тушения сухой краски можно пользоваться водой.

1.3 Пожары класса "С"

Газы

Любой газ, который способен гореть при нормальном содержании кислорода в воздухе (около 21 %), следует считать горючим газом. Воспла­меняющиеся газы и пары горючих жидкостей способны гореть только то­гда, когда их концентрация в воздухе находится в пределах диапазона го­рючести, а смесь (горючий газ + кислород воздуха) подогрет до температу­ры воспламенения.

В газах молекулы не связаны друг с другом, а находятся в свободном движении. Вследствие этого газообразное вещество не имеет собственной формы, а принимает форму той емкости, в которую оно заключено.

Как правило, горючие газы хранят и перевозят на судах в одном из следующих трех состояний: сжатом; сжиженном; криогенном.

Сжатый газ - это газ, который при нормальных температуре и давле­нии (+20°С; 740 мм.рт.с) полностью находится в газообразном состоянии в емкости под давлением

Сжиженный газ - это газ, который при нормальных температурах частично находится в жидком, а частично в газообразном состоянии в ем­кости под давлением.

Криогенный газ - это газ, который сжижен в емкости при температуре значительно ниже нормальной и при низких и средних давлениях.

Основные опасности .

Опасности, которые представляет газ, находящийся в емкости, отли­чаются от тех, которые возникают при выходе газа из нее. Остановимся на каждой из них в отдельности, хотя они могут существовать одновременно.

Опасности ограниченного объема. При нагревании газа в ограниченном объеме (баллон, цистерна, танк и др.) его давление возрастает. При нали­чии большого количества теплоты давление может повыситься настолько, что станет причиной разрыва емкости и утечки газа. Кроме того, при со­прикосновении с огнем может уменьшиться прочность материала емкости, что также может привести к разрыву емкости.

Взрыв может произойти при отсутствии предохранительных устройств или в случае, если они не сработают. Причиной взрыва также может быть быстрое повышение давления в емкости, когда предохранительный клапан не в состоянии обеспечить снижение давления с такой скоростью, которая предотвратила бы создание давления, способного вызвать взрыв. Танки и баллоны могут, кроме того, взрываться при снижении их прочности в ре­зультате соприкосновения пламени с их поверхностью. Орошение поверх­ности емкости водой позволяет предупредить бурный рост давления, но не гарантирует предотвращения взрыва, особенно если пламя воздействует и на стенки емкости.

Разрыв емкости. Разрывы емкостей, содержащих сжиженные воспла­меняющиеся газы, под воздействием пожаров нередки. Этот тип разруше­ния называется взрывом расширяющихся паров кипящей жидкости. При этом, как правило, разрушается верхняя часть емкости, где она соприкаса­ется с газом.

Большинство взрывов происходит, когда емкость заполнена жидко­стью от половины до примерно трех четвертей высоты. Небольшая ем­кость, не имеющая изоляции, может взорваться через несколько минут, а очень большая емкость, даже если она не охлаждается водой, лишь через несколько часов. Неизолированные емкости, в которых находится сжижен­ный газ, можно защитить от взрыва, орошая их водой. На верхней части емкости, где находятся пары, должна поддерживаться водяная пленка.

Опасности, связанные с выходом газа из ограниченного объема. Эти опасности зависят от свойств газа и места их выхода из емкости.

Токсичные или ядовитые газы опасны для жизни. Если они выходят наружу вблизи пожара, они преграждают доступ к огню людям, которые ведут борьбу с огнем, или вынуждают их пользоваться дыхательными ап­паратами.

Кислород и другие газы-окислители не являются горючими, но они могут вызывать воспламенение горючих веществ при температуре ниже обычных.

Попадание газа на кожу вызывает обморожение, которое может иметь серьезные последствия при длительном воздействии. Кроме того, при воз­действии низких температур многие материалы, такие как углеродистая сталь и пластмассы, становятся хрупкими и разрушаются.

Выходящие из емкости воспламеняющиеся газы представляют опас­ность взрыва и пожара или того и другого одновременно. Выходящий газ при скоплении и смешивании с воздухом в ограниченном пространстве взрывается. Газ будет гореть, не взрываясь, при скоплении газовоздушной смеси в количестве, недостаточном для взрыва, или при очень быстром воспламенении, или если он находится в неограниченном пространстве и может рассеиваться. При вытекании горючего газа на открытой палубе может произойти пожар. Но при вытекании очень большого количества га­зов в окружающий воздух, судовая надстройка может настолько ограни­чить его рассеивание, что произойдет взрыв. Этот тип взрыва называется взрывом на открытом воздухе. Так взрываются сжиженные не криогенные газы, водород и этилен.

Тушение .

Пожары, связанные с загоранием воспламеняющихся га­зов можно тушить с помощью огнетушащих порошков или компактных струй воды. Для некоторых видов газов следует применять углекислый газ и хладоны. При пожарах, вызванных возгоранием горючих газов, большую опасность для людей, ведущих борьбу с огнем, представляет высокая тем­пература. Кроме того, существует опасность, что газ будет продолжать вы­ходить и после тушения пожара, что может вызвать возобновление пожара и взрыв. Порошок и струя воды создают надежный тепловой экран, в то время как углекислый газ и хладоны не могут создать барьера для теплово­го излучения, образующегося при горении газа.

Рекомендуется дать газу возможность гореть до тех пор, пока его по­ток можно будет перекрыть у источника. Не следует делать попыток поту­шить пожар, если это не приведет к прекращению потока газа. До тех пор, пока поток газа к пожару нельзя остановить, усилия людей, ведущих борь­бу с пожаром, следует направить на защиту окружающих горючих мате­риалов, которые могут воспламениться под воздействием пламени или вы­сокой температуры, развивающейся во время пожара. В этих целях обычно используют компактные или распыленные струи воды. Как только прекра­тится поступление газа из емкости, пламя должно потухнуть. Но если по­жар был потушен до окончания истечения газа, необходимо следить за пре­дупреждением возгорания выходящего газа.

Пожар, связанный с горением сжиженных воспламеняющихся газов, таких как сжиженные нефтяной и природный газы, может быть взят под контроль и потушен посредством создания плотного слоя пены на поверх­ности растекшегося горючего вещества.

1.4 Пожары класса "D"

Металлы

Принято считать, что металлы не воспламеняются. Но в ряде случаев они могут способствовать усилению пожара и пожарной опасности. Искры от чугуна и стали могут воспламенить находящиеся вблизи горючие мате­риалы. Размельченные металлы могут легко воспламениться при высоких температурах. Некоторые металлы, особенно в размельченном виде, при определенных условиях склонны к самовоспламенению. Щелочные метал­лы, такие как натрий, калий и литий, бурно реагируют с водой, выделяя водород, при этом образуется теплота, достаточная для воспламенения во­дорода. Большинство металлов в форме порошка могут воспламениться подобно облаку пыли; при этом возможен сильный взрыв. Кроме того, ме­таллы могут стать причиной травм людей, ведущих борьбу с пожаром, в виде ожогов, увечий и отравлений токсичными парами.

Многие металлы, например кадмий, под воздействием высокой темпе­ратуры, возникающей во время пожара, выделяют ядовитые пары. При ту­шении любых пожаров, связанных с горением металлов, всегда следует пользоваться дыхательными аппаратами.

Характеристики некоторых металлов .

Это легкий серебристо-белый металл, мягкий, легкоплавкий (плотность 0,862 г/см 3 , температура плавления 63.6°С). Калий относится к группе щелочных металлов. На воздухе быстро окисляется: 4К + О 2 = 2 К 2 О. В контакте с водой реакция проходит бурно, со взрывом: 2К + 2 H 2 O = 2 КОН + Н 2 . Реакция протекает с выделением значительного количества тепла, которого достаточно для поджигания выделяющегося водорода.

Алюминий.

Это легкий металл, хорошо проводящий электричество. В обычной форме он не представляет никакой опасности в случае возникновения по­жара. Его температура плавления 660°С. Это достаточно низкая темпера­тура, так что при пожаре может произойти разрушение незащищенных элементов конструкций, изготовленных из алюминия. Алюминиевые стружки и опилки горят, а с алюминиевым порошком связана опасность сильного взрыва. Алюминий не может самовоспламеняться и считается не­токсичным.

Чугун и сталь.

Эти металлы не считаются горючими. В составе крупных изделий они не горят. Но стальная «шерсть» или порошок могут воспламениться, а по­рошкообразный чугун под воздействием высокой температуры или пламе­ни - взорваться. Чугун плавится при 1535°С, а обычная конструкционная сталь при 1430°С.

Это блестящий белый металл, мягкий, тягучий, способный де­формироваться в холодном состоянии. Он используется как основа в легких сплавах для придания им прочности и пластичности. Температура плавле­ния магния 650° С. Порошок и хлопья магния легко воспламеняются, но в твердом состоянии его надо нагреть до температуры превышающей его температуру плавления, прежде чем он воспламенится. Затем он горит очень сильно, сверкающим белым пламенем. При нагревании магний бурно реагирует с водой и всеми видами влаги.

Это прочный белый металл, легче стали. Температура плавления 2000°С. Он входит в состав стальных сплавов, обеспечивая возмож­ность применения их при высоких рабочих температурах. В небольших из­делиях он легко воспламеняется, а его порошок - сильное взрывчатое вещество. Однако большие куски представляют малую пожарную опасность.

Титан не считается токсичным.

Тушение .

Тушение пожаров, связанных с горе­нием большинства металлов, представляет значительные трудности. Часто эти металлы бурно реагируют с водой, что приводит к распространению пожара и даже взрыву. Если горит небольшое количество металла в огра­ниченном пространстве, рекомендуется дать возможность ему выгореть до конца. Окружающие поверхности следует защитить, используя воду или другое подходящее огнетушащее вещество.

Для тушения пожаров металлов используют некоторые синтетические жидкости, но на судне их, как правило, нет. Определенного успеха при борьбе с такими пожарами позволяет добиться применение огнетушителей с универсальным огнетушащим порошком. Такие огнетушители обычно имеются на судах.

С разным успехом для тушения пожаров металлов употребляют песок, графит, различные порошки и соли. Но ни один из способов тушения нель­зя считать полностью эффективным для пожаров, связанных с горением любою металла.

Вода и огнетушащие вещества на водяной основе, такие как пена, не должны применяться для тушения пожаров горючих металлов. Вода может вызвать химическую реакцию, сопровождающуюся взрывом. Даже если химической реакции не происходит, капли воды, попадающие на поверх­ность расплавленного металла, будут разлагаться со взрывом и разбрызги­вать расплавленный металл. Но, в некоторых случаях, можно осторожно применять воду: например, при горении больших кусков магния можно по­давать воду на те участки, которые еще не охвачены огнем, для их охлаж­дения и предупреждения распространения пожара. Воду никогда не следует подавать на сами расплавленные металлы, ее нужно направлять на районы, находящиеся под угрозой распространения пожара.

Это связано с тем, что вода, попавшая на расплавленный металл, диссоциируется, выделяя водород и кислород 2H 2 O ® 2H 2 + O 2 . Водород в зо­не пожара сгорает со взрывом.

1.5 Пожары класса "Е"

Электрооборудование

Неисправности электрооборудования, которые могут стать причиной пожара .

1. Короткое замыкание.

Когда повреждается изоляция, разъединяющая два проводника, проис­ходит короткое замыкание, при котором сила тока велика. В сети возника­ет электрическая перегрузка и опасный перегрев. При этом возможен по­жар.

Это пробой электрическим током воздушного зазора в цепи. Такой за­зор может быть создан умышленно (включением выключателя) или случай­но (например, при ослаблении контакта на клемме). В обоих случаях при возникновении дуги происходит интенсивный нагрев и возможно разбра­сывание горячих искр и раскаленного металла, при попадании которых на горючие вещества возникает пожар.

Кроме того, в процессе эксплуатации судового электрооборудования могут быть другие причины возникновения пожара, такие как переходное сопротивление, перегрузки, а также пожары, вызванные нарушениями пра­вил технической эксплуатации электроустановок и агрегатов: оставление без надзора включенных электронагревательных приборов, контакт нагре­тых частей электроприводов к сгораемым предметам (ткани, бумага, древе­сина) и другие причины.

Опасности, связанные с пожарами электрооборудования .

1. Электрошок.

Электрошок может наступить в результате соприкосновения с предме­том, который находится под напряжением. Смертельной величиной силы токи, протекающего через человека, является 100 mA (0,1A). Людям, веду­щим борьбу с пожаром, угрожают две опасности: во-первых, передвигаясь в темноте или в дыму, они могут дотронуться до проводника, находящегося поя напряжением; во-вторых, струя воды или пена может стать проводни­ком электрического тока от находящегося под напряжением оборудования к людям, подающим воду или пену. Кроме того, опасность и сила электрошока возрастают, когда люди, тушащие пожар, стоят в воде.

Во время пожара электрооборудования значительная часть травм при­ходится на ожоги. Ожоги могут быть следствием непосредственного кон­такта с горячими проводниками или электрооборудованием, либо попада­ния на кожу искр, разлетающихся от них, либо воздействия электрической дуги.

3. Токсичные пары, выделяющиеся при горении изоляции.

Изоляция электрических кабелей обычно изготовляется из резины или пластмассы. При горении они выделяют токсичные пары, а поливинилхлорид, известный также под названием ПВХ, выделяет хлористый водород, воздействие которого на легкие может иметь очень серьезные последствия. Кроме того, считается, что это способствует интенсификации пожаров и увеличивает опасности, связанные с такими пожарами.

Тушение .

Если пожар распространился на ка­кое-либо электрооборудование, необходимо обесточить соответствующую цепь. Но независимо от того, обесточена цепь или нет, при тушении пожа­ра нужно использовать только вещества, не проводящие электрический ток, такие как огнетушащий порошок, углекислый газ или хладон. Люди, веду­щие борьбу с пожаром класса "Е", должны всегда считать, что электриче­ская цепь находится под напряжением. Применение воды ни в какой форме не допускается. В помещении, где горит электрооборудование, следует пользоваться дыхательными аппаратами, поскольку горящая изоляция вы­деляет токсичные пары.

За последнее десятилетие возрос резервуарный парк хранения нефти и нефтепродуктов, построено значитель­ное количество подземных железо­бетонных резервуаров объемом 10, 30 и 50 тыс. м 3 , металлических назем­ных резервуаров объемом 10 и 20 тыс. м 3 , появились конструкции резервуа­ров с понтонами и плавающими кры­шами объемом 50 тыс. м 3 , в Тюмен­ской области построены резервуары объемом 50 тыс. м на свайном осно­вании.

Развиваются и совершенствуются средства и тактика тушения пожаров нефти и нефтепродуктов.

Резервуарные парки разделяются на 2 группы.

Первая - сырьевые парки нефте­перерабатывающих и нефтехимичес­ких заводов; базы нефти и нефтепро­дуктов. Эта группа разделяется на 3 категории в зависимости от вмести­мости парка, тыс. м 3 .

Св. 100............................................ 1

20-100.................................... 2

До 20............................................... 3

Вторая группа - это резервуар­ные парки, которые входят в состав промышленных предприятий, объем которых составляет для подземных резервуаров с ЛВЖ 4000 (2000), для ГЖ 20 000 (10 000) м 3 . В скобках приведены цифры для наземных резер­вуаров.

Классификация резервуаров. По материалу: металлические, железобе­тонные. По расположению: наземные и подземные. По форме: цилиндри­ческие, вертикальные, цилиндрические горизонтальные, шаровые, прямо­угольные. По давлению в резервуаре: при давлении, равном атмосферному, резервуары оборудуют дыхательной аппаратурой, при давлении, выше ат­мосферного, т. е. 0,5 МПа,- предохра­нительными клапанами.

Резервуары в парках могут раз­мещаться группами или отдельно.

Для ДВЖ общая вместимость

группы резервуаров с плавающей крышей или понтонами составляет не более 120, а со стационарными крышами - до 80 тыс. м 3 .

Для ГЖ вместимость группы ре­зервуаров не превышает 120 000 м 3 .

Разрывы между наземными груп­пами - 40 м, подземными - 15 м. Проезды шириной 3,5 м с твердым покрытием.

Противопожарное водоснабжение должно обеспечивать расход воды на охлаждение наземных резервуаров (кроме резервуаров с плавающей крышей) на весь периметр согласно СНиПу.

Запас воды на тушение должен быть на 6 ч для наземных резервуаров и 3 ч для подземных.

Канализация в обваловании рас­считывается на суммарный расход: подтоварной воды, атмосферной воды и 50 % расчетного расхода на охлаж­дение резервуаров.

Особенности развития пожаров. Пожары в резервуарах обычно начи­наются со взрыва паровоздушной сме­си в газовом пространстве резервуа­ра и срыва крыши или вспышки «богатой» смеси без срыва крыши, но с нарушением целостности ее отдельных мест.

Сила взрыва, как правило, боль­шая у тех резервуаров, где имеется большое газовое пространство, запол­ненное смесью паров нефтепродукта с воздухом (низкий уровень жидко­сти).

В зависимости от силы взрыва в вертикальном металлическом резер­вуаре может наблюдаться обста­новка:

крыша срывается полностью, ее отбрасывает в сторону на расстояние 20-30 м. Жидкость горит на всей площади резервуара;

крыша несколько приподнимается, отрывается полностью или частично, затем задерживается в полупогружен­ном состоянии в горящей жидкости (рис. 12.11);

крыша деформируется и образует небольшие щели в местах крепления к стенке резервуара, а также в свар-

ных швах самой крыши. В этом случае горят пары ЛВЖ над образованными щелями. При пожаре в железобетон­ных заглубленных (подземных) ре­зервуарах от взрыва происходит раз­рушение кровли, в которой образу­ются отверстия больших размеров, затем в процессе пожара может про­изойти обрушение покрытия по всей площади резервуара из-за высокой температуры и невозможности охлаж­дения их несущих конструкций.

У цилиндрических горизонтальных, сферических резервуаров при взрыве чаще всего разрушается днище, в ре­зультате чего жидкость разливается на значительную площадь, создается угроза соседним резервуарам и соору­жениям.

Состояние резервуара и его обо­рудования после возникновения по­жара определяет способ тушения и

Главная » Полы » Особенности горения лвж и гж жидкостей. Пожар класса «B» — горение жидких веществ