5.4. Характеристика пожежонебезпечності речовин

Особливості горіння різних речовин та матеріалів і вибір показ­ників, що характеризують їх пожежну й вибухову небезпеку, багато в чому зумовлюються їх агрегатним станом.

Ступінь пожежної небезпечності горючих рідин залежить від групи горючості, температур спалаху, спалахування, самоспалаху-вання, концентраційних та температурних меж поширення полум'я.

Нижня температурна межа (HTM) поширення полум'я (спала­хування) рідини дорівнює її температурі спалаху, яка прийнята за основу класифікації рідин за ступенем їх пожежної небезпечності. Рідини, що мають температуру спалаху до 6ГС, належать до легко­займистих (ЛЗР), а з температурою спалаху вище 6ГС - до горючих (ГР). Усі легкозаймисті рідини є вибухонебезпечними. Найбільш по-жежонебезпечними вважаються рідини, що мають температуру спа­лаху нижче 15°С та велику зону спалахування. Наприклад, темпера­тура спалаху сірковуглецю становить -50°С, зона його спалахування -від 1 до 50%.

Високою пожежонебезпечністю характеризуються також ЛЗР, у яких температура спалахування лише на кілька градусів переви­щує температуру спалаху.

Вибухонебезпечні газо- та пароповітряні суміші. Особлива поже-жонебезпечність горючих газів та парів ЛЗР зумовлена їх здатністю утворювати з повітрям вибухонебезпечні суміші. Відповідно до правил будови електроустановок (ПБЕ), правил виготовлення ви-бухозахисного та рудникового електрообладнання (ПВВРЕ) вибухо­небезпечними вважаються суміші з повітрям горючих газів і парів ЛЗР, що мають температуру спалаху 45°С та нижче, а також суміші горючих пилу та волокон з повітрям, які мають нижню межу спала­хування не вище 65 г/м³.

В основу класифікації вибухонебезпечних сумішей покладена їх здатність передавати за певних умов вибух через фланцеві зазори («щілинний захист») в оболонці електроустаткування. За довжиною критичного зазору, при якій із оболонки об'ємом 2,5 л частота пере­давання вибуху становить 50% від загальної кількості вибухів, ГОСТ 12.1.011-76* встановлює 4 категорії вибухонебезпечних сумішей (табл. 5.3). Небезпечність суміші зростає від категорії І до категорії ПС.

Залежно від температури самоспалахування вибухонебезпечні су­міші поділяють на шість груп (табл. 5.4).

Здатність суміші передавати вибух через щілинний захист і температуру самоспалахування використовують для отримання початкових даних при виборі вибухозахисного електроустаткування.

Про здатність до займання газоповітряних сумішей судять також за концентраційними межами поширення полум'я. Вибухонебезпечні властивості сумішей парів з повітрям не відрізняються від властиво­стей сумішей горючих газів з повітрям. Для перших у разі насичених сумішей можна концентраційні межі поширення полум'я насичених парів виражати через температуру рідини, при якій вони утворюють­ся (температурні межі поширення полум'я).

Таблиця 5.3

Класифікація вибухонебезпечних сумішей залеж­но від довжини зазору між плоскими поверхнями фланців оболонки (ГОСТ 12.1.011-78*)

Категорія вибухоне­безпечної суміші	І	ПА	IIB	ПС
Довжина зазору, мм	Понад 1,0	0,9 та більше	Більше 0,5, але менше 0,9	0,5 та менше

Таблиця 5.4

Класифікація газо- та пароповітряних сумішей залежно від темпера­тури самоспалахування (ГОСТ 12.1.011-78*)

Група вибухонебезпеч­ної суміші	ТІ	Т2	ТЗ	Т4	Т5	Т6
Температура самоспа­лахування, °С	Понад 450	Понад 300...450	Понад 200...300	Понад 135...200	Понад 100...135	Понад 85...100

Для попередження вибухів газоповітряних сумішей при транспор­туванні, зберіганні та застосуванні деяких газів необхідно врахову­вати їх несумісність внаслідок бурхливого взаємореагування. Напри­клад, несумісними з хлором є водень, окис азоту, етилен, вуглеводні, оксид вуглецю; з аміаком - усі галогени, галогеноводні, окисли хло­ру, із сірководнем - окис сірки.

Пожежо- та вибухонебезпечний пил. Пил може бути у двох ста­нах: завислий у повітрі (аерозоль) та такий, що осів на різних поверх­нях (аерогель). Пожежо- та вибухонебезпечні властивості пилу оці­нюють, головним чином, за температурою його самоспалахування ї_сс та нижніми концентраційними межами поширення полум'я НКМП. Верхні межі поширення полум'я аерозолів настільки великі, що практично недосяжні. Так, верхня концентраційна межа поширення полум'я цукрового пилу дорівнює 13 500 г/м³.

Температура самоспалахування аерогелю є значно нижчою, ніж аерозолю, оскільки висока концентрація горючої речовини в аерогелі сприяє акумулюванню тепла, а наявність відстані між порошинками в аерозолях збільшує тепловіддачу, тому швидкість тепловиділення в останніх може перевищувати швидкість їх тепловіддачі тільки при дуже високій температурі.

Вибухонебезпечність пилу багато в чому залежить від його дис­персності. Чим вища дисперсність пилу, тим більша його поверхня контакту з повітрям і тим вища небезпека вибуху. Наявність великої поверхні пилу зумовлює його високі адсорбційні можливості. Напри­клад, 50 см³ сажі можуть вміщувати 950 см³ адсорбованого повітря. Маючи велику поверхню, пил здатний нагромаджувати заряди ста­тичної електрики. Так, при транспортуванні вугільного пилу трубо­проводами зі швидкістю 2,25 м/с значення електричного потенціалу сягає 7 500 В. При розряді такої потужності можуть утворюватися іс­кри, що здатні викликати займання пилоповітряної суміші.

За пожежонебезпечністю пил залежно від його властивостей поді­ляють на дві групи та чотири класи (табл. 5.5).

Таблиця 5.5.

Класифікація пожежо- та вибухонебезпечного пилу

Група, критерій	Клас, критерій	Приклади
А. Вибухонебез­печний, НКМП < 65 г/м3	І. Найбільш вибухонебез­печний, НКМП < 15 г/м3	Порох, цукровий пил, нафталін, сірка
	II. Вибухонебезпечний, НКМП > 15...65 г/м3	Порошок алюмі­нію, пил борошна, пил сланцю
Б. Пожежонебез-печний, НКМП > 65 г/м3	III. Найбільш пожежоне-безпечний, £ < 250°С ' сс	Пил тютюновий, пил елеваторний
	IV. Пожежонебезпечний, £ >250°С сс	Пил деревний, ву­гільний, віскозний

Примітка: г_сс - температура самоспалахування.

До групи А належить вибухонебезпечний пил у стані аерозолю з нижньою концентраційною межею поширення полум'я (НКМ) не більше 65 г/м³. У тому числі пил, що має НКМ до 15 г/м³, належить до класу І - найбільш вибухонебезпечний, решта - до класу II - вибу­хонебезпечний.

До групи Б належить пил, що є пожежонебезпечним у стані аеро-гелю й який має НКМ, вищу за 65 г/м³. У тому числі пил, температу­ра самоспалахування якого не перевищує 250°С, належить до класу III - найбільш пожежонебезпечний, а пил, що самоспалахує при тем­пературі, вищій за 250°С, - до класу IV - пожежонебезпечний.

Для локалізації вибухів пилоповітряних сумішей рекомендуєть­ся застосовувати: у вентиляційних системах - гравійні фільтри та перекривальні клапани; в електроустаткуванні - щілинний за­хист; у приміщеннях - регулярне вологе прибирання.

Пожежну небезпечність твердих горючих речовин і матеріалів характеризують їх схильністю до займання, а також особливостями або характером горіння. Характеристиками пожежної небезпечно­сті твердих горючих речовин і матеріалів є група горючості, темпера­тури спалахування та самоспалахування. За горючістю ці речовини поділяються на горючі та важкогорючі. Температура спалахування лежить у інтервалі 50...580°С (мінімальна - у камфори, максимальна - у ксилоліту). Температура самоспалахування становить від ЗО...67-0°С (найменша - у білого фосфору, найбільша - у магнію).

Різні за хімічним складом матеріали та речовини горять неодна­ково. Прості речовини (сажа, вугілля, кокс, антрацит, що є хімічно чистим вуглецем) розжарюються або жевріють без іскор, полум'я і диму.

Горіння складних за хімічним складом твердих горючих речовин може протікати по-різному. Речовини, що здатні при нагріванні плавитися (пластмаси, каучук, жири та ін.), горять з утворенням розріджених смол і доволі часто утворюють токсичні продукти го­ріння: оксид вуглецю, хлористий водень, аміак, синильну кислоту, фосген та ін. Речовини, що здатні при нагріванні розкладатися, пере­творюються на пари та гази (деревина, бавовна, целулоїд та ін.), які згоряють. Таким чином, складні речовини самі не горять, а горять продукти їх розкладу.