МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА № 14

для позааудиторної самостійної роботи курсантів та учнів

підготовки молодших спеціалістів за спеціальністю 5.17020301 «Організація та техніка протипожежного захисту» галузі знань 1702 «Цивільна безпека»

кваліфікації 3119 «Технік з аварійно-рятувальних робіт»

Навчальні групи: 2МС- К, 2МС- У

Навчальна дисципліна: «Пожежна профілактика»

Тема № 2.4 Пожежна безпека підприємств деревообробної промисловості

Тема самостійної роботи: «Пожежна безпека процесів фарбування та сушіння деревини»

Кількість годин – 4 год.

Навчальна мета: ознайомитись із способами фарбування та сушіння деревини, їх пожежною небезпекою процесів сорбції, а також розглянути основні вимоги правил пожежної безпеки до процесів фарбування та сушіння деревини

План вивчення.

1. Пожежна небезпека процесів фарбування та сушіння деревини.

2. Забезпечення пожежної безпеки процесу фарбування деревини.

3. Забезпечення пожежної безпеки процесу сушіння деревини.

1. Методичні вказівки.

Процеси фарбування та сушіння деревини проводяться різними способами. Данні способи представляють собою значну пожежну небезпеку. Так пожежна небезпека процесів фарбування характеризується: великою кількістю лакофарбувальних матеріалів; можливістю утворення вибухонебезпечної суміші; наявністю джерел запалення; виникненням і швидким поширенням пожежі. У свою чергу пожежна небезпека процесів сушіння характеризуються наявністю в сушарках великої кількості пальних матеріалів, що знаходяться в нагрітому, підсушеному стані, що сприяє швидкому поширенню пожежі.

Під час розгляду начального матеріалу даної самостійної роботи Вам необхідно ознайомитись із видами процесів фарбування та сушіння, їх пожежною небезпекою та розглянути основні вимоги правил пожежної безпеки під час проведення даних процесів.

Впродовж опрацювання самостійної роботи необхідно законспектувати: види процесів фарбування і сушіння, та коротко їх відмінність, особливості пожежної небезпеки даних процесів та основні вимоги правил пожежної безпеки під час проведення процесів сорбції фарбування і сушіння деревини.

2. Після вивчення навчального матеріалу курсанти та учні повинні:

знати: пожежну небезпеку та основні вимоги правил пожежної безпеки до процесів фарбування та сушіння деревини.

уміти: оцінювати пожежну небезпеку процесів фарбування і сушіння деревини та визначати вимоги правил пожежної безпеки до їх проведення.

3. Орієнтовна карта роботи з літературою.

№ з/п	Навчальні питання	Необхідна література
1	Пожежна небезпека процесів фарбування та сушіння деревини	1. Клубань В.С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. – М. Стройиздат, 1987. – С. 187-195, 199-208.
2	Забезпечення пожежної безпеки процесу фарбування деревини	1. НАПБ А. 01.001-2004. Правила пожежної безпеки в Україні. – п.п. 8.2. 2. Клубань В.С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. – М. Стройиздат, 1987. – С. 195-199, 208-211.
3	Забезпечення пожежної безпеки процесу сушіння деревини	1. НАПБ А. 01.001-2004. Правила пожежної безпеки в Україні. – п.п. 7.7.23. 2. Клубань В.С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. – М. Стройиздат, 1987. – С. 199-210, 372-375.

4. Основні теоретичні відомості.

4.1. Пожежна небезпека процесів фарбування та сушіння деревини.

Процеси фарбування

Нанесення лакофарбувальних матеріалів (далі - ЛФМ) провадиться 9 різноманітними засобами:

1. Фарбування пензлем;

2. Наливом (на наливній машині);

3. Занурюванням у ванних (плакат);

4. Безповітряне розпилення;

5. Повітряним розпиленням (плакат);

6. Розпиленням в електричному полі високої напруги. (плакат);

7. Струминний облив із наступною витримкою в парах розчинника (плакат);

8. Електроосадження (електрофорез) - (водорозчинні ЛФМ);

9. Електрополімеризацією.

Повітряне розпилення лакофарбувальних матеріалів.

При фарбуванні повітряним розпиленням (пульверизацією) ЛФМ розпорошується за допомогою стиснутого повітря на дрібні частки, що направляються, на що офарблюється поверхню для покриття її рівним прошарком.

Є ручні й автоматизовані варіанти розпилення.

Гідності засобу складається в тому, що він дозволяє офарблювати поверхні самих різноманітних конфігурацій.

Недоліки:

1. Велика витрата ЛФМ через утворення туманна і неповного улучення фарби, на що офарблюється поверхню.

2. Велика пожежна небезпека цього процесу через можливість утворення горючої суміші парів розчинника з повітрям усередині фарбувальної камери, повітроводів і в прилягаючих помешканнях.

3. Підвищені ПДК по шкідливості середовища.

Промислові установки для здійснення фарбування цим засобом (мал. 1) мають: розпилювачі фарби (3), бак для надання фарби (2), масло, водовідбірник (1), розпилювальну камеру із системою відсмоктування парів(4), та сполучні труби й шланги.

Фарба (лак) і повітря до розпорошувачів подається по централізованій системі або від індивідуальних установок.

Мал. 1 Схема установки фарбування повітряним розпиленням.

Для створення нормальних санітарно-гігієнічних умов при фарбуванні і для видалення вогненебезпечних парів розчинників фарбування роблять у спеціальних фарбувальних камерах. Камери обладнуються вентиляційною установкою й фільтрами для уловлювання часток фарби й очищення повітря.

Безповітряне розпилення фарби

Безповітряне розпилення фарби - більш прогресивний засіб. Цей засіб застосовується для фарбування великогабаритних виробів, що не рекомендується помістити у фарбувальні камери.

Фарба знаходиться під високим тиском 4,5 - 25 атм і при температурі 60 - 100^ОС .

При виході її з пістолета в атмосферу (унаслідок перепаду тиску) різко підвищується пругкість парів розчинника, миттєво випаровується легко летуча частина ЛФМ, відбувається його роздрібнення.

Скорочується витрата розчинника і ЛФМ унаслідок зменшення утворення лакофарбового туману на 10-20% у порівнянні з повітряним. Цей засіб є менше пожежовибухонебезпечним (скорочується утворення барвистого туманне).

Недоліком є високий тиск, підвищена можливість виходу ЛФМ при ушкодженні устаткування й комунікацій , що підводять, а також підвищена температура.

Нанесення ЛФМ під високим тиском.

Останнім часом став широко застосовуватися засіб нанесення ЛФМ під високим тиском без нагрівання (механічне розпилення). При великих перепадах тиски 10-20 МПа при виході із сопла навіть холодного ЛФМ утвориться мілко дисперсний смолоскип. Скорочується втрати на зменшення утворення лакофарбового туману зменшується можливість утворення пожежовибухонебезпечних концентрацій.

Фарбування занурюванням і обливанням.

Засіб фарбування занурюванням знаходить застосування при конвеєрній технології, коли пофарбовані вироби відразу подають на сушіння. Вироби занурюють у ванну за допомогою піднімальних устроїв. Якщо обсяг ванної для занурювання перевищує 0,5м³, обладнується спеціальна фарбувальна камера з витяжною вентиляцією.

Недоліком засобу є наявність великої кількості ЛФМ в фарбувальної камері, наявність відкритої поверхні випару, наявність технологічних прорізів в фарбувальної камері.

Засіб обливання мало чим відрізняється від занурювання. Струминне обливання й обливання з наступною витримкою в парах розчинника полягає в тому, що виріб обливають фарбою і спрямовують у камеру або тунель, у якій знаходяться пари розчинника. Тут зайва фарба з виробу стікає, а та що залишилася рівномірно покриває його поверхня.

Фарбування в електричному полі високої напруги.

Суть засобу складається в тому, що при введенні струмінь що розпилена фарби в електричному полі високої напруги, частки її електризуються і притягають до позитивного електрода (або зарядженої деталі) і осаджуються, на що офарблюється поверхні рівномірним прошарком із мінімальними втратами.

При недостатньому повітрообміні може утворитися горюче середовище у зоні фарбування і вентиляційної системі;

Горюча суміш може зайнятися від іскор, що утворяться при порушенні установленої відстані (не менше 1 м) між що офарблюється поверхнею й розпорошувачами, а також у випадку раптового значного підвищення напруги в мережі.

Можливо іскріння в місцях приєднання електродів до трансформатора, що заземлює устрою, на пульті керування, а також в інших місцях, де можливо порушення ізоляції, пробій або замикання на корпусі.

Пожежна небезпека процесів фарбування характеризується:

• Великою кількістю лакофарбувальних матеріалів;

• Можливістю утворення вибухонебезпечної суміші (далі - ВНС);

• Наявністю джерел запалення;

• Виникненням і швидким поширенням пожежі.

Утворення ВНС має місце у всіх засобах фарбування й в устаткуванні: Фарбувальні камери, вентиляційних повітроводах, ємностях із ЛФМ і в помешканнях фарбувальних цехів.

Особлива небезпека складається і з того, що при розпиленні фарби проходе досить швидке випаровування розчинників з одночасним утворенням вибухонебезпечних пилоповітряних концентрацій фарби.

Причини утворення джерела запалювання у горючому середовищі наступні:

• Теплота самозаймання відкладень лаків і фарб, промаслених обтиральних матеріалів, відходів ЛФМ;

• Розряди статичної електрики;

• Теплість хімічної реакції при застосуванні речовин і матеріалів, несумісних по збереженню; теплість тертя підшипників вентиляторів, електродвигунів, інших механізмів, що обертаються з великою швидкістю, при порушенні мастила, перекосу валів і т.д., відкритий вогонь і ін.

Пожежа, як правило, одержує швидкий розвиток по поверхні устаткування фарбувальних камер, повітроводах, і ін. устаткуванні зі швидкістю до 1 м/с.

Плівка покриття з олійних фарб і емалів стає легкозаймистою при товщині 0,1 мм і більш, а нітроцелюлозних (НЦ) - ще при меншій товщині.

Швидкість поширення полум'я по плівці з НЦ лаку - 0,5 м/с.

Процеси сушіння

Сучасна прискорена потокова технологія використовує штучне сушіння лакофарбових покрить, що здійснюється такими способами:

• конвекційний;

• терморадіаційне;

• індукційний;

• хімічний.

Конвекційне сушіння.

Сушіння відбувається за рахунок нагрітого повітря.

Повітря підігрівається: гарячою водою, парою, чи газом електроенергією в спеціальних печах. Частина теплової енергії віддається пофарбованим виробам. Ступінь нагрівання виробу близька до температури навколишнього повітря.

Цей спосіб не економічний. Процес висихання починається з поверхні ЛК покриття, що утворює плівка перешкоджає зникненню розчинника. Цим самої погіршується і подовжується процес сушіння.

Терморадіаційне сушіння.

Процес висушування заснований на поглинанні пофарбованою поверхнею виробу теплових променів від нагрітого тіла. Як джерело можуть бути лампові рефлектори, панельні і трубчасті випромінювачі.

Процес сушіння інфрачервоними променями відбувається за рахунок передачі тепла фарбі від виробу, на поверхню якого нанесений ЛФМ.

Затвердіння плівки йде від виробу до зовнішнього шару. Потужність ламп від 300 до 1000 Вт.

У лампових випромінювачах виділювана енергія розподіляється:

інфрачервоні промені до 74%; t у камері = 100 - 110 ^оС.

світлові промені до 12%; t у камері = 350 - 380 ^оС.

різні енерговтрати - 13-14%, t у камері = 140 - 170 ^оС.

Через значні втрати енергії, а також через те, що світлі тони мають незначну поглинаємість, лампові сушильні установки є неефективними. Тому лампові випромінювачі частіше використовуються для сушіння темних покрить, тому що вони висушуються в 5 - 8 разів швидше чим у конвекційних сушарках.

У сучасних технологіях замість рефлекторних випромінювачів, знаходять широке застосування теплові панельні і трубчасті випромінювачі для великих стаціонарних промислових установок, а для переносних - трубчасті випромінювачі.

Як джерела випромінювання служать:

У панельних установках - випромінюючі стінки, виконані з кераміки, чи чавуна стали.

У трубчастих установках - порожні труби діаметром 15 - 20 мм із нержавіючої чи сталі інших матеріалів, розташованих паралельно друг до друга.

Внутрішні стінки випромінювачів нагріваються полум'ям чи газу електричними нагрівальними елементами. Температура випромінюючої поверхні ТЕНов може досягати 2000 ^оС..

Температура нагрівання стінок 350 - 360 ^оС., що відповідає інфрачервоному випромінюванню і довжиною хвиль від 3 до 5 мк.

Специфіка пожежної небезпеки терморадіаційоних сушильних камер полягає в тому, що вплив променистого тепла може привести до самозапалювання матеріалів, підданих сушінню, чи викликати процес самозаймання пальних відходів і пальних відкладень.

Перегрів і запалення пальних матеріалів може бути в результаті:

• застосування джерел випромінювання підвищеної потужності;

• зупинки конвеєра при не виключеному харчуванні нагрівачів;

• зменшеною відстанню між випромінювачами і матеріалами, що висушуються, (збільшення габаритних розмірів виробів).

Джерела запалення - іскріння в результаті нещільності приєднання проводу до електронагрівальних приладів; чи іскри коротке дугове замикання при руйнуванні кварцової колби високого тиску.

Індукційне сушіння.

Електричний струм, проходячи по обмотці, викликає індукційні (вихрові) струми, що створюють тепло в металевих масах.

Переваги: Індукційні струми дуже швидко віддають тепло виробу, завдяки чому цей спосіб по швидкості нагрівання і висушування перевершує всі інші способи.

Недоліки: Нерівномірність нагрівання виробу й обмеженість застосування (тільки для сталевих деталей).

Хімічне сушіння.

Сушіння в парах двухлористой сірки SCl₂.

Спосіб заснований на хімічній взаємодії насичених з'єднань, що містяться в смолах і оліях, із сіркою і хлором при омиванні пофарбованої поверхні парами двухлористой сірки.

Для прискорення процесу температуру підвищують до 65 - 90 ^оС.

Тонка плівка із синтетичних емалей при цій температурі двухлористой сірки висихає за 2 - 5 сек. Це в 100 разів швидше, ніж при конвекційному сушінні.

Недолік - потрібні герметичні кабіни.

Оцінка пожежної небезпеки процесів сушіння деревини:

Сушінням називається тепловий процес видалення вологи з матеріалів шляхом її випару і відводу утворюючих пар. Під вологою потрібно розуміти будь-як рідину (горючу і негорючу).

Сушіння лакофарбових покрить являє собою процес перетворення рідкого чи напівтвердого шару чи фарби лаку, нанесеного на виріб, у тверду захисну плівку.

Процеси сушіння підрозділяються:

• природні, у звичайному навколишньому середовищі при нормальній температурі від 24 годин і більш;

• штучні - процеси, що відбуваються при підвищеній температурі в спеціальних сушильних настановах-камерах.

Горючі речовини, що звертаються в сушарках:

Різні групи ЛФМ мають свої параметри - температура сушіння в ^оС і тривалість сушіння в годинник.

Бітумні лаки й емалі: t=200 ^оС і тривалість від 1 до 20 година.

Епоксидні емалі: t =18-180 ^оС і тривалість від 1 до 3 годин.

Виходячи з цього, пожежонебезпека процесів сушіння характеризуються наявністю в сушарках великої кількості пальних матеріалів, що знаходяться в нагрітому, підсушеному стані, що сприяє швидкому поширенню пожежі.

Статистикою пожеж підтверджується, що кількість пожеж відбувається на цих установках приблизно 1 за 6 років.

Підвищення температури в процесі сушіння може досягати 250 ^оС, що обумовлює швидке утворення небезпечних пароповітряних сумішей.

Вироби вважається висушеними, коли цілком випаровується з ЛФМ розчинники і розріджувачі. Для масляних і ін. покрить закінчення висихання визначається тривалим і складним хімічним процесом, у результаті взаємодії лаку і фарби з навколишнім середовищем. Виходячи з цього, горюче середовище в сушильних установках у різні періоди їхньої роботи, може характеризуватися різними даними. Це залежить від режиму роботи сушильної установки і від характеру й інтенсивності повітрообміну в самих сушильних камерах і в прилягаючих приміщеннях.

Небезпечні концентрації пар розчинників ЛФМ у камерах можуть мати місце при порушенні встановлених співвідношень між кратністю обміну повітря і кількістю пар, що виділяються, з виробу, що висушується, (при поломці вентилятора, чи засміченні систем витяжного видалення повітря та зменшення їх потужності і т.д.).

Сушарки, що працюють за принципом рециркуляції повітря, мають підвищену небезпеку утворення вибухонебезпечних концентрацій пари розчинників, тому що при повторному поверненні повітря в сушильну камеру він уже містить визначену кількість пар розчинника.