§ 15. Показники пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів

Показники пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів визначають з метою отримання вихідних даних для розробки та створення системи забезпечення пожежовибухобезпеки. Вони використовуються для аналізу пожежної небезпеки; для класифікації небезпечних вантажів; для вибору категорії приміщень та будівель згідно з вимогами норм технологічного проектування, а також з метою здійснення технічного нагляду за виготовленням матеріалів і виробів та їх наступного використання.

Оцінка пожежної небезпеки складається у визначенні комплексу показників, вибір яких залежить від агрегатного стану речовини (матеріалу) та умов їх використання.

Номенклатура показників та їх застосування для характеристики пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів наведені в табл. 2.2 за ГОСТ 12.1.044-89 (знаком «+» позначається застосування, знаком «-» незастосування показника

Таблиця 2.2 - Номенклатура та застосування показників пожежовибухонебезпеки

Показник	Агрегатний стан речовин і матеріалів
	гази	рідини	тверді	пил
Група горючості	+	+	+	+
Температура спалаху	‑	+	‑	‑
Температура спалахування	‑	+	+	+
Температура самоспалахування	+	+	+	+
Концентраційні межі
поширення полум'я (спалахування)	+	+	‑	+
Температурні межі
поширення полум'я (спалахування)	‑	+	‑	‑
Температура тління	‑	‑	+	+
Умови теплового самозаймання	‑	‑	+	+
Мінімальна енергія запалювання	+	+	‑	+
Кисневий індекс	‑	‑	+	-
Здатність вибухати й горіти
при взаємодії з водою, киснем
повітря та іншими речовинами	+	+	+	+
Нормальна швидкість поширення
полум'я	+	+	‑	‑
Швидкість вигоряння	‑	+	‑	‑
Коефіцієнт димоутворення	‑	‑	+	‑
Індекс поширення полум'я	‑	‑	+	‑
Показник токсичності продуктів
горіння	‑	‑	+	‑
Мінімальний вибухонебезпечний
вміст кисню	+	+	‑	+
Мінімальна концентрація
флегматизатора	+	+	‑	‑
Максимальний тиск вибуху	+	+	‑	+
Швидкість зростання тиску вибуху	+	+	‑	+

Значення даних показників повинні включатися до стандартів і технічних умов на речовини та матеріали, а також наводитися в паспортах виробів. Число показників, яке необхідне і достатнє для характеристики пожежовибухонебезпеки в умовах виробництва, перероблення, транспортування й зберігання, визначається розробниками систем забезпечення поже-жовибухобезпеки об'єктів, а також розробниками стандартів і технічних умов на речовини та матеріали.

Пожежовибухонебезпека речовин та матеріалів — це сукупність властивостей, які характеризують їх здатність до виникнення й поширення горіння.

Як нам уже відомо, наслідком горіння, залежно від його швидкості й умов проходження, може бути пожежа (дифузійне горіння) або вибух (дефлаг-раційне горіння попередньо перемішаної суміші пального з окисником).

Наведемо коротку характеристику та визначення показників пожежовибухонебезпеки .

ГРУПА ГОРЮЧОСТІ - класифікаційна характеристика речовин (матеріалів) за горючістю, що визначається встановленими умовами випробувань.

За горючістю речовини та матеріали поділяються на три групи (будівельні матеріали - на дві):

негорючі (неспалимі) - під впливом вогню або високої температури не спалахують, не тліють і не обвуглюються. Деякі негорючі речовини можуть бути пожежовибухонебезпечними, наприклад, окисники або речовини, що виділяють горючі продукти при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним;

важкогорючі (важкоспалимі) - під впливом вогню або високої температури спалахують, чи тліють, чи обвуглюються та продовжують горіти, чи тліти, чи обвуглюватись при наявності джерела, запалювання, а після його видалення горіння чи тління припиняється;

горючі (спалимі) - під впливом вогню або високої температури спалахують, чи тліють, чи обвуглюються та продовжують горіти, чи тліти, чи обвуглюватись після видалення джерела запалювання.

Суть експериментального методу визначення горючості полягає в створенні температурних умов, що сприяють горінню, та оцінці поведінки досліджуваних речовин та матеріалів у цих умовах.

ТЕМПЕРАТУРА СПАЛАХУ - це найменша температура речовини, за якої згідно з встановленими умовами випробування над її поверхнею утворюється пара, що здатна викликати спалах у повітрі під впливом джерела запалювання, але швидкість утворення пари недостатня для підтримання стійкого горіння.

СПАЛАХ - короткочасне інтенсивне згоряння обмеженого об'єму газо-пароповітряної суміші над поверхнею горючої речовини або пилоповітряної суміші, що супроводжується короткочасним видимим випромінюванням, але без ударної хвилі та стійкого горіння.

Значення температури спалаху використовується для характеристики пожежної небезпеки рідин, при цьому можна використовувати як експериментальні, так і розрахункові значення температури спалаху. Суть експериментального методу визначення даного показника міститься в нагріванні певної маси речовини з встановленою швидкістю, періодичному запаленні парів, що виділяються, й встановлення факту наявності або відсутності спалаху при фіксованій температурі.

Розрахунок температури спалаху можна виконати за методом, що вміщується в ГОСТ 12.1.044-89, або спрощено за формулою Елея:

(2.8)

де Ткип - температура кипіння, °С;

К = 4n_C + п_H + 4п_S + - 2 (n_C, п_H , п_S, , - число атомів вуглецю, водню, сірки, азоту й кисню в молекулі рідини, що досліджується).

Приклади значень показників температури спалаху: ацетон -мінус 17,8 °С, бензол - мінус 11 °С, метанол +11 °С, газойль + 40 °С.

ТЕМПЕРАТУРА СПАЛАХУВАННЯ - найменша температура матеріалу (речовини), за якої згідно з встановленими умовами випробування матеріал (речовина) виділяє горючі пару та гази з такою швидкістю, що під час впливу на них джерела запалювання спостерігається спалахування.

СПАЛАХУВАННЯ - це початок полуменевого горіння під впливом джерела запалювання.

Значення температури спалахування використовується при визначенні групи горючості речовини, оцінці пожежної небезпеки устаткування й технологічних процесів, пов'язаних з переробкою горючих речовин, при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки.

Допускається використовувати експериментальні та розрахункові значення температури спалахування. Суть експериментального методу міститься в нагріванні певної маси речовини із заданою швидкістю, періодичному запалюванні пари, що виділяється, й встановленні факту наявності або відсутності спалахування при фіксованій температурі.

Якщо відома залежність тиску насиченої пари від температури, то температуру спалахування індивідуальних рідин в °С, що складаються з атомів С, Н, О, N, можна обчислити за формулою В.І. Блінова:

(2.9)

де А_Б - константа, що дорівнює 453 кПа·см³·см^-1·К (для фосфороорганічних речовин рекомендується приймати А_Б = 1333 кПа·см²см^-1·К);

Р_сп - парціальний тиск пари речовини, що досліджується, при температурі спалахування, кПа;

D_O - коефіцієнт дифузії пари в повітрі, cм²·c^-1;

β - стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції горіння, обчислюється за формулою

(2.10)

де т_с, m_s, т_н, т_х, т_о, т_Р ‑ число атомів відповідно вуглецю, сірки, водню, галоїду, кисню та фосфору в молекулі рідини.

Для деяких індивідуальних речовин температуру спалахування Т_сп можна визначити за формулою

(2.11)

де T_кип ‑ температура кипіння;

a_j - - емпіричні коефіцієнти, що відображають вид зв'язку і в молекулі речовини;

l_j - кількість зв'язків виду в молекулі.

Значення коефіцієнтів a_j в формулі (2.11) залежно від виду зв'язків в молекулах наведені в табл. 2.3.

Таблиця 2.3 ‑ Види зв’язків та значення коефіцієнтів

Вид зв'язку	uj, °С	Вид зв'язку	а/, °С
С - С	0,027	С - О	- 0,826
С- Н	-2,118	N- Н	- 0,261
С - О	-0,111	О - Н	8,216
С = С	- 8,980	С •-= С	- 2,069
С - N	- 5,876

Середня квадратична похибка розрахунку температури спалахування за формулою (2.11) складає 5 °С.

Температуру спалахування аліфатичних спиртів й складних ефірів обчислюють за формулою

(2.12)

де К - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює 6·10^-4 для спиртів і 7·10^-4 для складних ефірів.

Середня квадратична похибка розрахунку складає 2 °С для спиртів та 4 °С для складних ефірів.

ТЕМПЕРАТУРА САМОСПАЛАХУВАННЯ - найменша температура навколишнього середовища, за якої за встановленими умовами випробування спостерігається самоспалахування матеріалу (речовини).

САМОСПАЛАХУВАННЯ - це самозаймання, що супроводжується появою полум'я, або різке збільшення швидкості екзотермічних об'ємних реакцій, що супроводжується полуменевим горінням та (або) вибухом.

Значення температури самоспалахування використовується при визначенні групи вибухонебезпечної суміші для вибору типу вибухозахищеного електроустаткування, при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибу-хобезпеки технологічних процесів, а також при розробці стандартів або технічних умов на речовини та матеріали.

Визначення температури самоспалахування здійснюється за допомогою методу, суть якого полягає у введенні певної маси речовини в нагрітий об'єм й оцінці результатів випробувань. Змінюючи температуру випробувань, знаходять її мінімальне значення, при якому має місце самоспалахування речовини (рис. 2.10).

Залежність температури самоспалахування Т_с від вмісту горючої суміші показана на рис. 2.11. З наведеного графіка видно, що залежність Т_с від складу має характер параболи, мінімум якої близький до стехіометричної концентрації пального.

Залежність Тс від тиску характеризується графіком (рис. 2.12), згідно з яким Т_с з підвищенням тиску знижується, тобто небезпека пожежі або вибуху збільшується.

Рис. 2.10. Схема приладу для визначення температурних показників

пожежної небезпеки твердих речовин і матеріалів:

1 - скляні циліндри; 2 - спіральні електронагрівачі; 3 - теплоізоляція; 4 - стальний екран; 5 - тримач зразка; 6 - сталевий контейнер; 7 - газовий пальник; 8 - кривошипний механізм; 9-10 - термопари; 11 - ежектор

Рис. 2.11. Залежність температури самоспалахування (Те) Рис. 2.12. Залежність температури само спалахування

від вмісту горючого компонента сумішей з повітрям оцтової кислоти

(С₂Н₄О₃) та ізопропанолу (С₃НдО) від тиску

Цю важливу обставину слід враховувати при розробці технологій виробництв, пов'язаних з можливістю виникнення вибухонебезпечних сумішей за підвищеним тиском.

Стандартна температура самоспалахування рідин визначається рівномірним нагріванням сумішей горючих газів або пари з повітрям за відсутністю зовнішнього джерела запалювання (рис. 2.13).

Приклади стандартних температур самоспалахування: метан +537 °С, ацетон + 465 °С, дизельне паливо +250 °С.

Стандартна температура самоспалахування не є мінімальною температурою, за якої спостерігається самоспалахування суміші. Найменші величини отримують при проведенні досліду в сферичній скляній колбі.

Гранично допустима температура безпечного нагрівання поверхонь технологічного та іншого устаткування й трубопроводів не повинна перевищувати 80% величини стандартної температури самоспалахування речовин, які можуть потрапити на нагріту поверхню при нормальній роботі або у разі аварії.

1 - крильчатка вентилятора; 2 - спіральний нагрівай; 3 - реакційна посудина;

4 - оглядове дзеркало; 5 - термостат; 6-8 - термопари

Рисунок 2.13 ‑ Схема приладу СТС-2 для вимірювання стандартної

температури самоспалахування рідин

Температуру самоспалахування твердих речовин не можна використовувати для визначення граничних температур безпечного нагрівання устаткування. У цьому випадку розглядаються умови теплового самозаймання.

За температурою самоспалахування вибухонебезпечні суміші газів і парів поділяють на такі групи за ГОСТ 12.1.011-78:

Т1 > 450 °С (наприклад, метан, аміак, бензол, етан, пропан);

Т2 300-450 °С (наприклад, бутан, бензин, ацетилен);

Т3 200-300 °С (наприклад, гексан, гептан, нафта, газойль);

Т4 135-200 °С (наприклад, діоксан);

Т5 100-135 °С (наприклад, сірковуглець);

Т6 85-100 °С.

НИЖНЯ (ВЕРХНЯ) КОНЦЕНТРАЦІЙНА МЕЖА ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ'Я (відповідно НКМП та ВКМП) - мінімальний (максимальний) вміст горючої речовини в однорідній суміші з окиснювальним середовищем, за якого можливе поширення полум'я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання.

Значення концентраційних меж поширення полум'я включаються до стандартів, технічних умов на гази, легкозаймисті індивідуальні рідини й азеотропні суміші рідин, на тверді речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні пилоповітряні суміші, при цьому для пилу визначається тільки нижня концентраційна межа. Відсутність верхньої межі пояснюється тим, що утворення пилозависей з такими великими концентраціями практично не досягається. Значення концентраційних меж застосовуються також при визначенні категорії приміщення за вибухопожежною та пожежною небезпекою; при розрахунку вибухобезпечних концентрацій газів, парів й пилу всередині технологічного устаткування й трубопроводів при проектуванні вентиляційних систем, а також при розрахунку гранично допустимих вибухобезпечних концентрацій, парів й пилу в повітрі робочої зони з потенційним джерелом запалювання, при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки об'єкта.

Суть методу визначення концентраційних меж поширення полум'я полягає в запалюванні газо-, паро- та пилоповітряної суміші заданої концентрації досліджуваної речовини в об'ємі реакційної посудини й встановленні факту наявності або відсутності поширення полум'я. Змінюючи концентрацію пального у суміші, встановлюють її мінімальні та максимальні значення, за яких має місце поширення полум'я (рис. 2.14). Можна використовувати експериментальні та розрахункові значення концентраційних меж поширення полум'я.

Схема установки для вимірювання нижніх концентраційних меж поширення полум'я наведена на рис. 2.15.

Рис. 2.14. Схема установки «Предел-2» для вимірювання концентраційних меж поширення полум'я:

1 - реакційна посудина; 2 - отвір для продування; 3 - верхня кришка; 4 - оглядове дзеркало; 5 - термопари; 6 - ртутний манометр; 7 - трубопроводи; 8-12 - клапани; 13 - випарювач; 14 - вакуумний насос; 15 - електроди запалювання; 16 - трубчатий електронагрівач; 17 -пакет сіток; 18 - кінцевий вимикач; 19 - нижня кришка; 20 - коромисло; 21 - гвинт; 22 -високовольтне джерело живлення

Рис. 2.15. Схема установки для вимірювання НКМП аерозависей:

1 - реакційна посудина; 2 - розпилювач; 3 - електромагнітний клапан; 4 -клапан; 5 - манометр; 6 - клапан; 7 - ресивер; 8 - блок керування; 9 - джерело запалювання

Схематично концентраційні межі поширення полум'я показані на рис. 2.16.

Розглянемо деякі спрощені методи розрахунку нижніх концентраційних меж поширення полум'я.

Рис. 2.16. Схема концентраційних меж поширення полум'я

Розрахунок НКМП¹ для газів та пари:

1. Метод базується на тому, що гранична температура вуглеводневих газів й парів є однаковою для будь-яких речовин й дорівнює 1300 °С.

Оскільки

(2.13)

то можна записати

(2.14)

де Т_г ‑ температура горіння;

Q_ЗГ ‑ нижча молярна теплота згоряння;

ΣCp_jG_i - сума добутку теплоємностей продуктів горіння на їх вміст (в молярних частках).

З наведеної формули вираз для НКМП (% об.):

(2.15)

де п і т - експериментальні константи, що визначаються за довідковою літературою (див. книгу: Пожарная безопасность. Взрывобезопасность. Справ, изд. / Под редакцией А.Н. Баратова. - М.: Химия, 1987. - 272 с.)

2. Приблизний метод:

(2.16)

де С_ст – стехіометричний вміст.

3. Правило Ле Шательє (НКМП для сумішей горючих речовин)

(2.17)

де g_i - вміст і-го горючого компонента суміші (Σg_i = 100), % об.;

c_i - НКМП і-го компонента суміші, % об.

Розрахунок НКМП для аерозолей

(2.18)

Прийнято вважати, що горючі пари й гази з нижньою концентраційною межею поширення полум'я до 10% по об'єму повітря й зависі з НКМП до 15 г-м~3 являють особливу вибухонебезпеку.

Приклади концентраційних меж поширення полум'я (в % по об'єму в повітрі): ацетон - 2,6 та 12,8; ацетилен 2,5 та 81,1; водень - 4,1 та 74,2; бутан - 1,9 та 8,5; бензин - 0,96 та 4,96; метан - 5,3 та 14.

ТЕМПЕРАТУРНІ МЕЖІ ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ'Я - температури матеріалу (речовини), за яких його (її) насичена пара утворює в окиснювальному середовищі концентрації, що дорівнюють нижній та верхній концентраційним межам поширення полум'я.

Значення температурних меж поширення полум'я використовується під час розробки заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки об'єктів, при розрахунку пожежовибухобезпечних температурних режимів роботи технологічного устаткування, при оцінці аварійних ситуацій, пов'язаних з розливом горючих рідин, для розрахунку концентраційних меж поширення полум'я, для введення до стандартів, технічних умов на горючі рідини.

Метод визначення температурних меж поширення полум'я полягає в термостатуванні досліджуваної рідини за заданою температурою в закритій реакційній посудині, що вміщує повітря, випробуванні на запалювання пароповітряної суміші й встановленні факту наявності або відсутності поширення полум'я. Змінюючи температуру проведення випробувань, визначають такі її значення (мінімальне та максимальне), за якими насичена пара утворює з повітрям суміш, здатну спалахувати від джерела запалювання та поширювати полум'я в об'ємі реакційної посудини.

Безпечною з точки зору ймовірності самоспалахування газоповітряної суміші прийнято вважати температуру на 10 °С меншу за нижню або на 15 °С вищу за верхню температурну межу поширення полум'я для даної речовини.

Приклади температурних меж поширення полум'я:

дизельне паливо ‑ + 27 та +69 °С; легка нафта - мінус 21 та мінус 8 °С.

ТЕМПЕРАТУРА ТЛІННЯ - температура матеріалу (речовини), за якої відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних реакцій окиснення матеріалу (речовини), що призводить до його (її) тління.

Згадаємо, що тління - це безполуменеве горіння твердого матеріалу (речовини) при відносно низьких температурах (400-600 °С), яке часто супроводжується виділенням диму.

Значення температури тління використовують під час експертиз причин пожеж, для вибору вибухозахищеного електроустаткування й розробки заходів щодо забезпечення пожежної безпеки технологічних процесів, а також для оцінки пожежної небезпеки полімерних матеріалів й розробки рецептур матеріалів, не схильних до тління.

Суть методу визначення температури тління полягає в термостатуванні досліджуваного матеріалу (речовини) в реакційній посудині при обдуванні повітрям та візуальній оцінці результатів випробувань. Змінюючи температуру випробувань, знаходять її мінімальне значення, за яким спостерігається ефект тління матеріалу (речовини).

УМОВИ ТЕПЛОВОГО САМОЗАЙМАННЯ - експериментально встановлена сукупність факторів, які визначають залежність між температурою навколишнього середовища, масою матеріалу (речовини) та часом до моменту його (її) самозаймання за встановленими умовами випробування.

Результати оцінки умов теплового самозаймання слід використовувати при виборі безпечних умов зберігання й перероблення самозаймистих речовин і матеріалів.

МІНІМАЛЬНА ЕНЕРГІЯ ЗАПАЛЮВАННЯ - найменше значення енергії джерела запалювання, за якого можливе спалахування суміші горючої речовини в повітрі за встановленими умовами випробування.

Значення мінімальної енергії запалювання використовують при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпечних умов переробки горючих речовин та електростатичної іскробезпеки технологічних процесів.

Метод визначення мінімальної енергії запалювання полягає в запалюванні із заданою ймовірністю газо-, паро- або пилоповітряної суміші різної концентрації електричним розрядом різної енергії й виявленні мінімального значення енергії запалювання після оброблення експериментальних даних.

КИСНЄВИЙ ІНДЕКС - мінімальний вміст кисню в киснево-азотній суміші, за якого можливе полуменеве горіння матеріалу (речовини) за встановленими умовами випробування.

Суть методу визначення кисневого індексу полягає у визначенні мінімальної концентрації кисню в потоці киснево-азотної суміші, за якої спостерігається самостійне горіння вертикально розташованого зразка, який запалюють зверху.

Даний показник використовується при розробці полімерних композицій зниженої горючості й контролі горючості полімерних матеріалів, тканин, целюлозно-паперових виробів та інших матеріалів. Кисневий індекс вводять до стандартів або технічних умов на тверді матеріали (речовини).

КИСЕНЬ - безбарвний газ, що не має запаху. У вигляді рідини являє злегка блакитну рідину. Сильний окисник. Кисень негорючий, однак є основним газом, що підтримує горіння речовин. В атмосфері, збагаченій киснем, звичайні горючі речовини становляться більш пожежонебезпечними: легше загоряються, мають нижчу температуру самоспалахування, ширшу зону спалахування пари як результат значного зростання верхньої концентраційної межі поширення полум'я, велику швидкість вигоряння й повноту згоряння.

Багато негорючих речовин у кисні стають горючими. Джерелом кисню може бути ряд рідинних та твердих окисників, наприклад, переоксиди водню натрію та барію, хлорати, перхлорати, хлорна кислота, марганцевокислий калій, персульфати, хромати та біхромати, селітри тощо.

Кисень сильніше окиснює в стисненому вигляді. Масла й жири в атмосфері стисненого кисню самозаймаються. При попаданні масла всередину вентиля або редуктора балона зі стисненим киснем, як правило, відбувається вибух. Рідинний кисень надзвичайно небезпечний при контакті з органічними речовинами, оскільки утворює з ними вибухові суміші.

ЗДАТНІСТЬ ВИБУХАТИ Й ГОРІТИ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ З ВОДОЮ, КИСНЕМ ПОВІТРЯ Й ІНШИМИ РЕЧОВИНАМИ (взаємний контакт речовин) - це якісний показник, що характеризує високу пожежну небезпеку деяких речовин.

Дані про здатність речовин вибухати й горіти при взаємному контакті включаються до стандартів, технічних умов на речовини, крім того, цей показник використовується при визначенні категорій приміщень за вибухопожежною та пожежною небезпекою, при виборі безпечних умов проведення технологічних процесів, умов сумісного зберігання й транспортування речовин і матеріалів, при виборі або призначенні засобів пожежогасіння.

Метод визначення здатності вибухати й горіти при взаємному контакті речовин полягає в механічному змішуванні досліджуваних речовин у заданій пропорції й оцінці результатів випробувань.

НОРМАЛЬНА ШВИДКІСТЬ ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ'Я - швидкість переміщення фронту полум'я відносно незгорілого газу в напрямку, перпендикулярному до його поверхні.

Значення нормальної швидкості поширення полум'я слід використовувати у розрахунках швидкості зростання тиску вибуху газо- та пароповітряних сумішей в закритому, негерметичному устаткуванні й приміщеннях, критичного (гасячого) діаметра при розробці й створенні вогнеперешкоджувачів, площі легкоскиданих конструкцій, запобіжних мембран та інших подібних пристроїв; при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Нормальну швидкість поширення полум'я визначають за допомогою методу, суть якого полягає в приготуванні горючої суміші певного складу всередині реакційної посудини, запалюванні суміші в центрі точковий джерелом, реєстрації зміни тиску за часом в посудині й обробці експериментальної залежності «тиск-час» з використанням математичної моделі процесу горіння газу в замкненій посудині й процедури оптимізації. Математична модель дозволяє отримати залежність «тиск-час», оптимізація якої за аналогічною експериментальною залежністю дає в результаті зміну нормальної швидкості в процесі розвитку вибуху для конкретного випробування.

ШВИДКІСТЬ ВИГОРЯННЯ - кількість рідини, що згоряє в одиницю часу з одиниці площі. Швидкість вигоряння характеризує інтенсивність горіння рідини.

Значення даного показника використовують при розрахунках визначення тривалості горіння рідини в резервуарах, інтенсивності тепловиділення й температурного режиму пожежі, інтенсивності подачі вогнегасних речовин.

Метод визначення швидкості вигоряння полягає в запалюванні зразка рідини в реакційній посудині, фіксуванні втрати маси зразка за певний проміжок часу й математичній обробці експериментальних даних.

КОЕФІЦІЄНТ ДИМОУТВОРЕННЯ - показник, що характеризує оптичну густину диму, який утворюється під час горіння певної кількості матеріалу (речовини) за встановленими умовами випробування.

Цей коефіцієнт використовується для класифікації матеріалів за димотворною здатністю. Розрізняють три групи матеріалів за цим показником (табл. 2.4).

Таблиця 2.4 ‑ Групи матеріалів за димотворною здатністю

Групи матеріалів за димотворною здатністю	Коефіцієнт димоутворення, м2•кг-1
Мала	до 50 включно
Помірна	понад 50 до 500 включно
Висока	понад 500

Суть методу визначення коефіцієнта димоутворення полягає у визначенні оптичної густини диму, що утворюється при горінні або тлінні певної кількості випробуваного матеріалу (речовини), розподіленого в заданому об'ємі (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Схема установки для визначення коефіцієнта димоутворення матеріалів:

1 - димова камера; 2 - продувний вентилятор; 3 -освітлювальний пристрій; 4 - вентилятор перемішування; 5 - камера спалювання зразка; 6 - електронагрівальна панель; 7 - тримач зразка; 8 - фотоелемент; 9 - люксометр-потенціометр

ОПТИЧНА ГУСТИНА ДИМУ - десятковий логарифм відношення світлового потоку, що падає до світлового потоку, який пройшов крізь дим, віднесений до шляху проходження світла.

ІНДЕКС ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ'Я - показник, що характеризує здатність матеріалів (речовин) спалахувати, поширювати полум'я по поверхні та виділяти тепло за встановленими умовами випробування.

Значення індексу поширення полум'я слід використовувати для класифікації матеріалів (табл. 2.5).

Таблиця 2.5 ‑ Класифікація матеріалів за індексом поширення полум'я

Групи матеріалів	Значення індексу поширення полум'я
Не поширює полум'я по поверхні	0
Помірно поширює полум'я по поверхні	Вище 0 до 20 включно
Швидко поширює полум'я по поверхні	Вище 20

Метод визначення індексу поширення полум'я полягає в оцінці здатності матеріалу спалахувати, виділяти тепло й поширювати полум'я по поверхні під впливом зовнішнього теплового потоку.

ПОКАЗНИК ТОКСИЧНОСТІ ПРОДУКТІВ ГОРІННЯ - відношення кількості матеріалу (речовини) до одиниці об'єму замкненого простору, в якому газоподібні продукти горіння матеріалу (речовини) спричиняють до загибелі 50% піддослідних тварин.

Даний показник використовується для порівняльної оцінки полімерних матеріалів, а також вводиться до технічних умов й стандартів на облицювальні й теплоізоляційні матеріали.

Класифікація матеріалів за значенням показника токсичності продуктів горіння наведена в табл. 2.6.

Таблиця 2.6

Клас небезпеки матеріалів	, г·м-3, при тривалості експозиції, хв
	5	15	30	60
Надзвичайно небезпечні	До 25	До 17	До 13	До 10
Високонебезпечні	25-70	17-50	13-40	10-30
Помірнонебезпечні	70-210	50-150	40-120	30-90
Малонебезпечні	Понад 210	Понад 150	Понад 120	Понад 90

Суть методу визначення показника токсичності полягає в спалюванні досліджуваного матеріалу в камері згоряння при заданій густині теплового потоку та виявленні залежності летального ефекту газоподібних продуктів горіння від маси матеріалу» віднесеної до одиниці об'єму експозиційної камери (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Схема установки для визначення показника токсичності продуктів горіння матеріалів:

1 - камера згоряння; 2 - тримач зразка; 3 — електронагрівальна панель; 4 - заслінки; 5, 17 - перехідні рукава; 6 — стаціонарна секція експозиційної камери; 7 -рухома секція експозиційної камери; 8, 14 -штуцери; 9 — дверцята передкамери; 10 - клітка для піддослідних тварин; 11 - передкамера; 12 - запобіжна мембрана; 13 - вентилятор; 15 - гумова прокладка; 16 - клапан для продування; 18 - термометр

МІНІМАЛЬНА КОНЦЕНТРАЦІЯ ФЛЕГМАТИЗАТОРА - найменша концентрація флегматизатора в суміші з пальним та окисником, за якої суміш стає нездатною до горіння при будь-якому співвідношенні пального та окисника.

Значення цього показника використовується при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів методом флегматизації.

Визначення мінімальної концентрації флегматизатора здійснюється методом, який полягає у визначенні концентраційних меж поширення полум'я горючої речовини при розбавленні газо-, паро- та пилоповітряної суміші й отриманні «кривої флегматизації». Пік «кривої флегматизації» відповідає значенням мінімальної концентрації флегматизатора.

МІНІМАЛЬНИЙ ВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНИЙ ВМІСТ КИСНЮ - така концентрація кисню в горючій суміші, що складається з горючої речовини (матеріалу), повітря і флегматизатора, менше за якої поширення полум'я в суміші стає неможливим за будь-якої концентрації горючого матеріалу (речовини) в суміші, що розбавлена даним флегматизатором.

Даний показник використовується при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Метод визначення мінімального вибухонебезпечного вмісту кисню полягає у випробуванні на займистість газо-, паро- або пилоповітряної суміші різного складу, розбавленої даним флегматизатором, до виявлення мінімальної концентрації кисню та максимальної концентрації флегматизатора, за яких ще можливо поширення полум'я по суміші.

Приклади мінімальних концентрацій кисню, що являє небезпеку з точки зору утворення вибуху, в сумішах пожежонебезпечних речовин з інертними газами (флегматизаторами):

ацетилен з діоксидом вуглецю - 14,9%;

ацетилен з азотом - 11,9%;

метан з діоксидом вуглецю - 15,6%;

метан з азотом - 12,8%;

бензол з діоксидом вуглецю - 14,4%;

бензол з азотом - 11,5%.

МАКСИМАЛЬНИЙ ТИСК ВИБУХУ - найбільший надлишковий тиск, що виникає при дефлаграційному згорянні газо-, паро- або пилоповітряної суміші в замкненій посудині при початковому тиску суміші 101,3 кПа.

Значення максимального тиску вибуху використовується при визначенні категорій приміщень за вибухопожежною та пожежною небезпекою у відповідності з вимогами норм технологічного проектування, при розробці заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Максимальний тиск вибуху визначається шляхом запалювання газо-, паро- та пилоповітряної суміші заданого складу в об'ємі реакційної посудини й реєстрації тиску горючої суміші, що досягається при спалахуванні. Змінюючи концентрацію пального в суміші, виявляють максимальне значення тиску вибуху.

ШВИДКІСТЬ ЗРОСТАННЯ ТИСКУ ВИБУХУ - похідна тиску вибуху за часом на зростаючій ділянці залежності тиску вибуху горючої суміші в замкненій посудині.

Цей показник застосовується також при розробці заходів, спрямованих на забезпечення пожежовибухобезпеки технологічних процесів.

Суть методу визначення швидкості зростання тиску полягає в експериментальному визначенні максимального тиску вибуху горючої суміші в замкненій посудині (рис. 2.19), будуванні графіка зміни тиску від часу та у розрахунку середньої та максимальної швидкостей за відомими формулами.

Методи визначення та розрахунку показників пожежовибухонебезпеки речовин й матеріалів викладені в ГОСТ 12.1.044-89.

Рис. 2.19. Схема приладу для вимірювання максимального тиску вибуху

й швидкості зростання тиску при вибуху газів й пари:

1 - термостатований електронаг-рівач; 2 - вибухова камера; 3 - осцилограф; 4 - датчик тиску; 5 - потенціометр; 6 - термопара; 7 -джерело запалювання; 8 - змішувач; 9, 12 - крани; 10 - джерело живлення; 11 - манометр; 13 - вакуум-насос