4 Вибухова та пожежна небезпека матеріалів і речовин

 

У звичайних умовах горіння є процесом окислення або з’єднання горючої речовини із киснем повітря, який супроводжується виділенням тепла і світла. Проте деякі речовини, наприклад, стислий ацетилен, озон, вибухові речовини, можуть вибухати і без кисню повітря із утворенням тепла і полум'я. Тобто, горіння може бути не тільки реакцією окислення, але і реакцією розпаду.

Відомо також, що водень і багато металів можуть горіти в атмосфері хлору, мідь - в парах сірки, магній - в двоокису вуглеця.

Пил горючих речовин  небезпечний.  Пил, який осів на устаткуванні або виступаючих частинах конструкцій будівель,  може тліти і горіти, а той, що знаходиться в повітрі, здатний утворювати вибухонебезпечну суміш.

Будь-який пил адсорбує гази і, у тому числі, складові повітря. З часом в шарі повітря, адсорбованому порошинками, підвищується вміст кисню, що полегшує процес окислення і запалювання пилу.

Швидкість реакції горіння зростає із збільшенням питомої поверхні пилу. Так 500 г вугілля згоряє на повітрі протягом декількох хвилин.

500 г пилу того самого складу і в тих самих умовах може вибухнути, тобто згоріти за долі секунди.

Тому при визначенні ступеня небезпеки пилу, що знаходиться у виробничому приміщенні передусім необхідно враховувати здатність пилу утворювати із повітрям вибухонебезпечні суміші, а також чутливість таких сумішей до різних джерел запалювання.

Нижні концентраційні межі запалювання пилоповітряних сумішей коливаються для більшості речовин від 2,5 до 30 г/м3. Такі концентрації пилу можуть спостерігатися тільки всередині хімічних апаратів або в дуже сильно запорошеному приміщенні.  При таких концентрація предмети на відстані 1-2 м вже не розрізняються.

Для запобігання  вибуху пилоповітряних сумішей або зменшення руйнуючої дії такого вибуху на апаратах ( бункерах, млинах, сепараторах) встановлюються розривні мембрани, а також пристрої для подачі в пилопроводи інертних газів (двоокису вуглецю або водяної пари).

Самозаймання

 Деякі тверді речовини, наприклад вугілля, здатні на своїй поверхні адсорбувати повітря.  В пористій речовині з розвиненою    поверхнею  в адсорбованому шарі повітря,  яке збагачене киснем, швидкість окислювальної реакції  зростає. Якщо тепловіддача в зовнішнє середовище відстає від теплоутворення, то в цій речовині різко підвищується температура , окислювальний процес прискорюється і вона може спалахнути сама собою.

Самозайманням називається явище різкого зростання швидкості окислювальної реакції в  речовині,  підвищенні її температури аж до  виникнення горіння  за відсутності джерел запалювання.

Чим нижча температура, при якій відбувається процес самозаймання, тим речовина більш небезпечна.  Такі процеси можуть починатися вже при температурах 10-20оС.

Речовини, схильні до самозаймання, діляться на 4 групи:

I - речовини рослинного походження.

Часто це недосушені продукти рослинництва (сіно, солома), в яких при температурі 60-70оС відбуваються біологічні процеси, що переходять до хімічних  процесів окислення, які закінчуються самозайманням.

II - торф і викопне вугілля.

III - масла і жири.

Найбільш небезпечне льняне масло. Особливо небезпечними є тканини (спецодяг), обтиральні матеріали, на які потрапили рослинні масла. Через велику поверхню волокон тканини, на якій тонким шаром розподілено масло, різко прискорюється реакція окислення, яка супроводжується виділенням тепла. Через малу теплопровідність тканин процес нагрівання починається вже при 10-15  0С і через 3-4 год. може закінчитися самозайманням .

IV - хімічні речовини і суміші.

Вони діляться на 3 підгрупи:

а - речовини,  які спалахують при контакті із повітрям: білий фосфор, цинкова і алюмінієва пудра, деревне вугілля;

б - речовини, які спалахують при взаємодії із водою: лужні метали, карбід кальцію і т. ін. При взаємодії із водою утворюються горючі гази, які самозаймаються за рахунок теплоти реакції;

в - окислювачі, які викликають запалювання при змішуванні із ними органічних речовин. До них належать: кисень, азотна кислота, марганцевокислий калій, селітри, хлорне вапно.