3.2. Пределы воспламенения (Взрывоопасные пределы)

Газообразная смесь углеводорода и воздуха не воспламенится и не станет гореть, если данная смесь не входит в диапазон концентрации углеводорода в воздухе, известный как «диапазон воспламенения».

Нижний предел данного диапазона известен как LEL (Lower Explosive Limit – нижний взрывоопасный предел). Также используют обозначение LFL (Lower Flammable Limit – нижний предел воспламенения). Данный уровень означает, что концентрация углеводорода недостаточна для начала и поддержания горения. Смесь «слишком бедная/постная».

Верхний предел данного диапазона известен как UEL (Upper Explosive Limit – верхний взрывоопасный предел). Также используют обозначение UFL (Upper Flammable Limit – верхний предел воспламенения). Данный уровень означает, что концентрация углеводорода избыточна для начала и поддержания горения. Смесь «слишком обогащенная».

При концентрации между этими двумя пределами смесь легко воспламеняется и при возгорании может привести к пожару или взрыву.

	Combustion intensity – интенсивность горения. OM: Optimal mixture HC gas/ Air – оптимальная смесь газообразного углеводорода с воздухом
	Volume percentage of gas in air – процентное содержание газа в воздухе. Flammable area – область воспламенения.

Примеры пределов воспламенения

Газ	Пределы воспламенения %-ное содержание углеводорода в воздухе
Бензин Бутан Метан Пропан Аммиак Метанол Угарный газ Водород Ацетилен	0,7-8,0 1,5-10,0 5,0-15,0 2,0-11,0 15,0-22,0 5,0-37,0 12,0-74,0 4,0-76,0 2,5-82,0

Раздел 4

ТЕМА: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОЖАРА. ЗОНЫ

ПОЖАРА, ИХ ПАРАМЕТРЫ И

ОПАСНОСТИ.

Пространство, в котором развивается пожар, условно делят на три зоны:

А) зону горения;

Б) зону теплового воздействия;

В) зону задымления.

А) ЗОНА ГОРЕНИЯ, ЕЕ ПАРАМЕТРЫ:

- объем и высота;

- площадь пожара;

- удельная горючая нагрузка помещения;

- массовая скорость выгорания;

- скорость распространения огня по поверхности горючих материалов

(наибольшая в МКО судна, до 8-10 м/мин.);

- температура в зоне горения.

Б) ЗОНА ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОЖАРА – это часть пространства, окружающая зону горения. В этой зоне тепловое воздействие пожара приводит к заметному изменению свойств и состояния материалов конструкций и делает невозможным пребывание в ней людей без специальной тепловой защиты. Нижняя температурная граница зоны теплового воздействия определяется значениями 60…80 °С. Размеры зоны теплового воздействия зависят от вида пожара, размеров зоны горения, удельной теплоты пожара, температуры пламени, способов и условий передачи тепла.

Процесс переноса энергии в форме теплоты называется теплообменом.

При возникновении пожара теплота передается всем прилегающим областям. Вверх теплота распространяется за секунды, в стороны – за минуты, а вниз – за часы.

Распространение теплоты можно разделить на 3 процесса:

• теплопроводность;

• теплопередачу излучением (лучистый теплообмен);

• конвекцию (тепловой поток).

Теплопроводность

Теплопроводность – это процесс, при котором теплота передается от одной молекулы к другой. Чем ближе молекулы расположены друг к другу, тем выше теплопроводность материала.

Металл = хорошая теплопроводность.

Газ = плохая теплопроводность.

Большинство судовых конструкций выполнено из металла, обладающего высокой теплопроводностью, что способствует передаче большого количества теплоты и распространению пожара с одной палубы на другую, из одного отсека в другой.

Теплопередача излучением (лучистый теплообмен)

Теплопередача излучением – это процесс испускания тепловых волн. Тепловые волны от пожара выделяются и передаются аналогично лучам света во всех направлениях.

Выделяемую теплоту могут поглощать встречающиеся на пути тепловых волн судовые конструкции, предметы и материалы. При поглощении теплоты температура этих тел увеличивается. В некоторых случаях горючие материалы могут поглотить такое большое количество теплоты, что это приведет к их воспламенению.

Твердые вещества могут воспламениться при значительной теплопередаче излучением, а газы – нет.

Сильное тепловое излучение может затруднить приближение к пожару, поэтому пожарные должны работать в защитной одежде, а воздействие теплоты необходимо снижать, пользуясь защитным экраном, который можно создать подачей распыленной струи воды или водяной завесы.

Конвекция (тепловой поток).

Конвективный теплообмен – это перенос теплоты при движении нагретого воздуха и газов. Конвекция – это процесс, при котором тёплые или нагретые молекулы приходят в движение. Тёплые молекулы легче холодных и поэтому поднимаются вверх, а их место занимают холодные – создаётся конвективный теплообмен.

При распространении горячего воздуха и нагретых газов по судовым помещениям переносится значительное количество теплоты от очага пожара. Поэтому следует избегать возникновения тепловых потоков в вентиляционных трубах и т.п. При обнаружении пожара надо быстро закрыть все отверстия, двери и люки, ведущие в район пожара.

В) ЗОНА ЗАДЫМЛЕНИЯ – это часть объема помещения (помещений), заполненная дымовыми газами в концентрации, создающей угрозу для жизни и здоровья людей и/или затрудняющей действия аварийных партий. Дым представляет собой смесь с воздухом газообразных и твёрдых продуктов сгорания и теплового разложения.

Параметры зоны задымления:

1. Состав дыма. Этот параметр зависит от горящего материала и условий горения.

Дым - это видимый признак пожара, который ухудшает видимость в районе пожара и над ним, раздражает глаза, нос, горло, лёгкие человека. При пожарах на судах в состав дыма могут входить: азот, кислород, окись углерода, углекислый газ, пары воды и свободный углерод в виде мельчайших твердых частиц, а также пары других химических соединений. При горении некоторых веществ (пластмасс, фторопласта, пенополиуретана и др.) в составе дыма могут быть токсичные окислы азота, сернистый газ, сероводород, фосген, цианистый водород и др.

Пожар на судне всегда сопровождается сильным задымлением как аварийного, так и, зачастую, смежных с ним помещений. Это затрудняет поиск зоны горения и действия по борьбе с пожаром. В начальной стадии пожара зона задымления располагается в верхней части объёма, затем она расширяется вниз и может занять весь объём, расположенный выше плоскости основания очага пожара.

2. Концентрация дыма. При определенных концентрациях составляющие дымовых газов оказывают токсическое воздействие на организм человека. Продукты сгорания и теплового разложения могут также отрицательно воздействовать на материалы и оборудование, находящиеся в зоне задымления.

Токсическое воздействие газов на организм человека различно. Некоторые из них представляют серьезную угрозу жизни человека. Например, окись (оксид) углерода СО (продукт неполного сгорания) способен оказывать следующее воздействие: при вдыхании смеси воздуха с СО эритроциты крови захватывают окись углерода и уже не могут переносить кислород, в результате чего организм испытывает кислородное голодание. Несколько вдохов воздуха, в котором содержание СО составляет более 1% приводят к потере сознания. Если человек будет дышать таким воздухом в течение нескольких минут, он погибнет. Представляет опасность и двуокись (диоксид) углерода СО₂ (продукт полного сгорания). Избыточная концентрация СО₂ в воздухе уменьшает поступление кислорода в легкие, дыхание человека становится учащенным, он «задыхается». Пребывание людей в помещениях, где концентрация СО₂ составляет 3…5%, резко ухудшает их мыслительные способности, а при концентрации 6…10% они теряют сознание.

Кроме того, при горении, например, пластмасс или изоляции кабелей выделяются пары синильной кислоты. Пребывание человека свыше 5 минут в атмосфере, содержащей 1% паров этой кислоты, опасно для жизни.

При взрывах и пожарах в аккумуляторных помещениях выделяется хлористый водород, который оказывает раздражающее действие на глаза и дыхательные пути людей.

Не следует забывать и о том, что после заполнения помещения – как дымом, так и огнегасителями – в его объеме происходит понижение концентрации кислорода, что также является опасным фактором для человека. Снижение концентрации О₂ во вдыхаемом воздухе до 15% приводит к нарушению мышечной деятельности, до 10…14% - к появлению ощущения усталости и потере ясности сознания. Если концентрация кислорода в воздухе становится менее 10% - происходит потеря сознания.

Таким образом, дым, совместно с токсичными газами, является одной из главных опасностей для людей при судовых пожарах. До 80…90% случаев гибели людей при пожарах происходит именно из-за отравления токсичными газами.

Р А З Д Е Л 5

ТЕМА: ПРИЧИНЫ И ОСОБЕННОСТИ ПОЖАРОВ НА СУДАХ

ПРИЧИНЫ ПОЖАРОВ НА СУДАХ.

1. Нарушение установленного режима курения.

2. Самовозгорание. (судовые материалы: ветошь, пакля, парусина, постельные при-

надлежности; грузы: уголь, кормовая мука, хлопок и т.п.).

3. Неисправность электрических цепей и оборудования.

4. Разряды атмосферного и статического электричества (средство защиты – заземле-

ние).

5. Воспламенение горючих жидкостей и газов. (топливо, смазочные материалы, лако-

красочные материалы, растворители и т.п.).

6. Нарушение правил производства работ с применением открытого огня.

7. Нарушения противопожарного режима в машинных помещениях.

8. Нарушение правил перевозки опасных грузов.

Особенности судовых пожаров.

Для пожаров на судах характерно быстрое распространение огня по судну, вызванное тем, что судовые помещения насыщены горючими веществами, а также происходящим интенсивным нагревом изоляции и отделочных материалов, закрепленных на металлических конструкциях.

Значительное влияние на более быстрое развитие судовых пожаров оказывают также возможные вторичные короткие замыкания судовых трасс, взрывы баллонов со сжатыми газами и паров топлива, способствующие возникновению новых очагов горения.

В закрытых помещениях пожары распространяются медленнее, чем в открытых.

При разгерметизации горящих помещений (например, при открытии дверей, люков, горловин, иллюминаторов) возникают конвективные потоки раскаленных газов и внутрь помещений поступает свежий воздух, что интенсифицирует процесс горения. Следует отметить, что внутри замкнутого объема горящего помещения значения температуры не одинаковы. Наибольшее значение наблюдается в зоне горения: в жилых и служебных помещениях температура может достигать 800...900°С, а в топливных цистернах – 1100…1300°С. Кроме того, образующийся при горении дым заполняет не только аварийное помещение, но и смежные с ним. Это затрудняет поиск и определение места очага пожара и действия по борьбе с ним.

Вообще, для судов, как правило, характерны:

- наличие большого количества электрооборудования;

- большое количество воздуховодов, скрытых пространств (под зашивкой), по которым огонь может легко распространяться;

- наличие топлива и ГСМ под давлением и при высокой температуре.

Следовательно, можно назвать определенные особенности, которые свойственны пожарам на судах:

- быстрое распространение огня по судну – из аварийного помещения в смежные;

- угроза взрывов;

- быстрое заполнение аварийного и смежных с ним помещений дымом и токсичными газами;

- быстрое повышение температуры в аварийном помещении;

- существование ограничений подхода к очагу пожара;

- возможное снижение остойчивости судна при тушении пожара водой;

- при пожаре на судне, находящемся в море: необходимость экипажу рассчитывать при тушении пожара только на собственные силы и средства (которые, очевидно, ограничены).

Все это требует от экипажа при борьбе с судовыми пожарами высокой организации, грамотных и решительных действий, выдержки, самообладания и мужества.

Если пожар будет атакован на раннем этапе развития, с применением эффективных огнетушащих средств, существует возможность не допустить его выхода за пределы того помещения, в котором он возник. Однако если взять пожар под контроль не удается, может образоваться большое количество теплоты, которая способна распространяться далеко за пределы площади пожара, образуя новые очаги возгорания. Стальные переборки и палубы способны только приостановить или задержать распространение теплоты.

По внешним признакам различают пожары:

- наружные и внутренние;

- открытые и скрытые;

- комбинированные.

Наружный пожар – это пожар на верхней палубе, на открытых частях надстройки или в помещениях, которые не могут быть загерметизированы.

Внутренний пожар – это пожар во внутренних загерметизированных помещениях.

Открытый пожар – это такой пожар, при котором хорошо заметны пламя и дым.

Скрытый пожар – это пожар, внешние признаки которого заключаются только в наличии дыма. Такой пожар представляет наибольшую опасность.

Комбинированный пожар – это пожар, который можно охарактеризовать сразу по нескольким признакам.