4.1.2. Показники пожежевибухонебезпеки речовин матеріалів

Оцінка пожежевибухонебезпечності речовин та матеріалів полягає у визначенні ряду показників, характеристика яких залежить від їх агрегатного стану (відповідно до ГОСТ 12.1.044 – 89).

За горючістю речовини та матеріали поділяються на:

– негорючі, які не здатні горіти на повітрі (неорганічні матеріали, метали, гіпсові конструкції, азбест);

– важкогорючі, які можуть займатися на повітрі від джерела запалювання, однак після його вилучення не здатні самостійно горіти (наприклад асфальтобетон, фіброліт, деякі види пластмас, слабкі розчини спиртів);

– горючі, які здатні самозайматись, а також займатись від джерела запалювання і самостійно горіти після його вилучення (органічні сполуки, наприклад, гази (метан, етилен, ацетилен), рідини (спирти, ефіри, ацетон, бензин, гас), тверді речовини (дерево, пластмаси, каучук)).

Температура спалаху tсп – найнижча температура горючої речовини, при якій над її поверхнею утворюються пари або гази, здатні спалахнути від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще не достатня для стійкого горіння.

За температурою спалаху розрізняють:

– легкозаймисті рідини (ЛЗР), рідини, tсп  61 оС у закритому тиглі або tсп  66 оС у відкритому тиглі (бензен, ацетон, етиловий спирт);

– горючі рідини (ГР) – рідини, tсп >61 оС у закритому тиглі або tсп > 66 оС у відкритому тиглі (мінеральні мастила, мазут).

ЛЗР в свою чергу поділяються на три розряди:

I – особливо небезпечні ЛЗР з температурою спалаху tсп  -18oC в закритому тиглі; tсп  -13oC у відкритому тиглі;

II – постійно небезпечні ЛЗР: -18 oC < tсп < +23 oC в закритому тиглі, –13oC < tсп < +27 oC у відкритому тиглі;

III – ЛЗР небезпечні при підвищеній температурі повітря: 23 oC  tсп  61 oC в закритому тиглі, 27 oC  tсп  66 oC у відкритому тиглі.

За відсутності даних про температуру спалаху її можна наближено розрахувати, користуючись правилом Орманді і Гревена:

Тсп = Ткип·0,736 .                                                (4.1)

Температура спалахування (tс) – найнижча температура речовини, при якій вона виділяє горючі гази і пари з такою швидкістю, що після їх запалювання виникає стійке горіння. Між температурою спалаху і температурою спалахування завжди зберігається співвідношення: tсп < tс.

Температура самозаймання (tсз) – найнижча температура речовини, при якій відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних реакцій, що призводить до виникнення полум'янистого горіння. За температурою самоспалахування вибухонебезпечні суміші газів і пари рідини поділяються на шість температурних класів:

1 – tсз > 4500C;

2 – tсз 300…450oC;

3 – tсз 200…300oC;

4 – tсз 135…200oC;

5 – tсз 100…135oC;

6 – tсз 80…100oC.

Температура самонагрівання (tсн) – найнижча температура речовини, при якій самочинний процес її нагрівання не призводить до тління або полум'янистого горіння.

Дані про tсн використовують при виборі безпечних умов нагрівання речовини, розробці заходів щодо забезпечення пожежебезпеки технологічних процесів відповідно до вимог ГОСТ 12.1.004-91.

Безпечна температура довготривалого нагрівання речовини – температура, яка не перевищує 90% tсн.

НКМ і ВКМ виражаються в об’ємних відсотках (об.%) і є характеристиками газів і горючих рідин (таблиця 4.1).

Пожеже- та вибухонебезпечні властивості пилу характеризуються нижньою концентраційною межею займання (НКМЗ), вираженого у г/м3.

Залежно від НКМ аерозолі твердих речовин розподіляються так:

– особливо вибухонебезпечні – НКМ < 15 г/м3,

– вибухонебезпечні – НКМ = 15…65 г/м3 ,

– пожеженебезпечні – НКМ > 65 г/м3.

НКМ для пилу алюмінію дорівнює 10 г/м3, Mg – 25 г/м3, торф’яного пилу – 17,6 г/м3, залізного порошку – 100 г/м3, сірки – 2,3 г/м3.

Вибухонебезпека горючих газів, парів та пилу тим більша, чим меншою є НКМ і чим більший діапазон між НКМ та ВКМ, тобто чим більшою є область спалахування (вибуховості).

Таблиця 4.1 – Концентраційні та температурні межі поширення полум’я деяких речовин

Існують і інші показники для оцінки пожежної та вибухової небезпеки речовин та матеріалів, які визначаються за стандартними методиками:

– максимальний тиск вибуху – це найбільший тиск, що виникає внаслідок вибуху найбільш пожежовибухонебезпечної газо-, паро- або пилоповітряної суміші в замкнутому об'ємі при початковому тиску 0,1 МПа. Рмакс = 0,66 МПа для Al, Рмакс = 8,93 МПа для ацетону;

– мінімальна енергія запалювання – це найменше значення енергії іскри електричного розряду в мДж, що здатна запалити найбільш вибухонебезпечну суміш газів, пари рідини або пилу з повітрям. Звичайно енергія іскри електричного розряду дорівнює 2,5…7,5 мДж. Wmin = 0,25 мДж для алюмінію (А1), Wmin = 80 мДж для стануму (Sn), Wmin = 15 мДж для пилу полістиролу.