Причины пожаров на производстве. Основные мероприятия по пожарной профилактике.

Предприятия машиностроительной промышленности нередко отличаются повышенной пожарной опасностью, так как их характеризует сложность производственных установок, значительное количество легковоспламеняю­щихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых сгораемых материалов, большое количество емкостей и аппаратов, в которых находятся пожароопас­ные продукты под давлением; разветвленная сеть тру­бопроводов с запорно-пусковой и регулирующей арма­турой; большая оснащенность электроустановками.

Основной причиной по­жаров на машиностроительных предприятиях является нарушение технологического режима. Это связано с большим разнообразием и сложностью технологических процессов. Они, как правило, помимо операций механической обработки материалов и изде­лий включают процессы очистки и обезжиривания, суш­ки и окраски, связанные с использованием веществ, об­ладающих высокой пожарной опасностью. Многие предприятия применяют огневые стенды и другие опе­рации с наличием открытого огня. Сложность противо­пожарной защиты современных машиностроительных предприятий усугубляется их гигантскими размерами, большой плотностью застройки, увеличением вместимо­сти товарно-материальных складов, применением в строительстве облегченных конструкций из металла и полимерных материалов, обладающих низкой огнестой­костью. Анализ зарегистрированных крупных пожаров на машиностроительных предприятиях показал, что при пожарах на этих предприятиях создается сложная обста­новка для пожаротушения, поэтому требуется разработ­ка комплекса мероприятий по противопожарной за­щите. Этот комплекс включает мероприятия профилак­тического характера и устройство систем пожаротуше­ния и взрывозащиты. Они рекомендуются ведомственными документами.

Стандартами воз­можная частота пожаров и взрывов допускается такой, чтобы вероятность их возникновения в течение года не превышала 10^-6 или чтобы вероятность воздействия опасных факторов на людей в течение года не превыша­ла 10^-6 на человека.

Мероприятия по пожарной профилактике разделяют­ся на организационные, технические, режимные и экс­плуатационные.

Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин и внутризаводского транспорта, правильное содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж рабочих и служащих, организацию добровольных пожарных дружин, пожарно-технических комиссий, издание приказов по вопросам усиления пожарной безопасности и т. д.

К техническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании зда­ний, при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения, правильное разме­щение оборудования.

Мероприятия режимного характера - это запреще­ние курения в неустановленных местах, производства сварочных и других огневых работ в пожароопасных помещениях и т. д.

Эксплуатационными мероприятиями являются свое­временные профилактические осмотры, ремонты и ис­пытания технологического оборудования.

 

Общие сведения о процессе горения

 

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света. Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя (обычно кислород воздуха) и источника загорания (импульса). Окислителем может быть не только кислород, но и хлор, фтор, бром, йод, окислы азота и т. д.

В зависимости от свойств горючей смеси горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении исходные вещества имеют одинаковое агрегат­ное состояние (например, горение газов). Горение твер­дых и жидких горючих веществ является гетерогенным.

Горение дифференцируется также по скорости рас­пространения пламени и в зависимости от этого пара­метра может быть дефлаграционным (порядка десятка метров в секунду), взрывным (порядка сотни метров в секунду) и детонационным (порядка тысячи метров в секунду). Пожарам свойственно дефлаграционное горе­ние.

В зависимости от соотношения горючего и окислите­ля различают процессы горения бедных и богатых горю­чих смесей. Бедными называются смеси, содержащие в избытке окислитель. Их горение лимитируется содержа­нием горючего компонента. К богатым относятся сме­си с содержанием горючего выше стехиометрического соотношения компонентов. Горение таких смесей лими­тируется содержанием окислителя. Возникновение го­рения связано с обязательным самоускорением реак­ции в системе. Существуют три основных вида само­ускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и комбинированной—цепочно-тепловой; Тепло­вой механизм ускорения связан с экзотермичностью про­цесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры при условии акку­муляции теплоты в реагирующей системе.

Цепное ускорение реакции связано с катализом хи­мических превращений, осуществляемым промежуточ­ными продуктами превращений, обладающими особой химической активностью и называемыми активными центрами. В соответствии с цепной теорией химический процесс происходит не путем непосредственного взаимо­действия исходных молекул, а с помощью осколков, об­разующихся при распаде этих молекул (радикалы, ато­марные частицы).

Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по комбинированному цепочно-тепловому меха­низму. Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов.

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не со­провождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения под воздействи­ем источника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся по­явлением пламени.

Самовозгорание - явление резкого увеличения ско­рости экзотермических реакций, приводящее к возник­новению горения вещества (материала, смеси) при от­сутствии источника зажигания. Сущность и различия процессов возгорания и самовозгорания пояснены ни­же.

Самовоспламенение - самовозгорание, сопровож­дающееся появлением пламени.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое (взрывча­тое) превращение, сопровождающееся выделением энер­гии и образованием сжатых газов, способных произво­дить механическую работу. Возникновение горения ве­щества или материала может произойти при температу­ре окружающей среды ниже температуры самовоспла­менения. Эта возможность обусловливается склон­ностью веществ или материалов к окислению и условия­ми аккумуляции в них теплоты, выделяющейся при окислении, что может вызвать самовозгорание. Таким образом, возникновение горения веществ и материалов при воздействии тепловых импульсов с температурой выше температуры воспламенения (или самовозгора­ния) характеризуется как возгорание, а возникновение горения при температурах ниже температуры самовос­пламенения относится к процессу самовозгорания. В за­висимости от импульса процессы самовозгорания под­разделяют на тепловые, микробиологические и химиче­ские.

При оценке пожарной опасности веществ и материа­лов необходимо учитывать их агрегатное состояние. По­скольку горение, как правило, происходит в газовой среде, то в качестве показателей пожарной опасности необходимо учитывать условия, при которых образуется достаточное для горения количество газообразных го­рючих продуктов. Основными показателями пожарной опасности, определяющими критические условия возник­новения и развития процесса горения, являются тем­пература самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.

Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзо­термических реакций, заканчивающееся возникновени­ем пламенного горения. Минимальная концентрация го­рючих газов и паров в воздухе, при которой они спо­собны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения;

максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, назы­вается верхним концентрационным пределом воспламе­нения. Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним преде­лами воспламенения, называется областью воспламене­ния.

Концентрационные пределы воспламенения не посто­янны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают мощность источ­ника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.

Изменение пределов воспламенения с повышением температуры может быть оценено по следующему пра­вилу: при повышении температуры на каждые 100° ве­личины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8—10%, а верхних пределов воспламенения увеличи­ваются на 12—15%.

Используя это свойство, можно концентрационные пре­делы воспламенения насыщенных паров выразить че­рез температуру жидкости, при которой они образуются.

Способностью образовывать с воздухом воспламе­няющиеся с большой скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та минимальная концентра­ция пыли в воздухе, при которой происходит ее заго­рание, называется нижним пределом воспламенения пы­ли. Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин "верхний предел воспламенения" к пыли не применяется.

К показателям пожарной опасности, характеризую­щим критические условия образования достаточного для горения газообразных горючих продуктов испарения или разложения конденсированных веществ и материалов, относятся температуры вспышки и воспламенения, а также температурные пределы воспламенения.

Температурой вспышки, называется самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура го­рючего вещества, при которой над поверхностью обра­зуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Пользу­ясь этой характеристикой, все горючие жидкости по пожарной опасности можно разделить на два класса: к первому относятся жидкости с температурой вспышки до 61° С (бензин, этиловый спирт, ацетон, серный эфир, нитроэмали и т. д.), они называются легковоспламеняю­щимися жидкостями (ЛВЖ); ко второму—жидкости с температурой вспышки выше 61° С (масло, мазут, фор­малин и др.), они называются горючими жидкостями (ГЖ).

Температура воспламенения - температура горюче­го вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температурные пределы воспламенения - температу­ры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.

Пожароопасность веществ характеризуется линейной (выраженной в см / с) и массовой (г / с) скоростями го­рения (распространения пламени) и выгорания (г/м²с или см/с), а также предельным содержанием кислорода, при котором еще возможно горение. Для обычных горю­чих веществ (углеводородов и их производных) это предельное содержание кислорода составляет 12—14%, для веществ с высоким значением верхнего предела вос­пламенения (водород, сероуглерод, окись этилена и др.) предельное содержание кислорода составляет 5% и ниже.

Помимо перечисленных параметров для оценки по­жарной опасности важно знать степень горючести (сго­раемости) веществ. В зависимости от этой характеристи­ки вещества и материалы делят на горючие (сгорае­мые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые).

К горючим относятся такие вещества и материалы, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления. К трудногорю­чим относят такие вещества, которые не способны рас­пространять пламя и горят лишь в месте воздействия импульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточ­но мощных импульсов.