- •Рецензенты:
- •Оглавление Введение
- •1.1.2. Понятие горения. Условия возникновения и прекращения горения
- •1.1.3. Описание горения с позиции электронной и молекулярно-кинетической теории строения материи
- •1.2. Классификация процессов горения. Пламя. Продукты горения
- •1.2.1. Классификация процессов горения
- •1.2.2. Пламя. Процессы, протекающие в пламени
- •1.2.3. Продукты горения. Дым
- •1.2.4. Расчет объема воздуха, необходимого для горения
- •1.2.5. Расчет объема продуктов горения
- •1.3. Тепловые эффекты и тепловой баланс процессов горения
- •1.3.1. Теплота горения
- •1.3.2. Температура горения и ее виды
- •Глава 2. Возникновение горения по механизму самовоспламенения и вынужденного воспламенения
- •2.1. Понятие самовоспламенения
- •2.2. Теории окисления горючего вещества кислородом
- •2.3. Теория самовоспламенения
- •2.4. Температура самовоспламенения. Снижение пожарной опасности веществ с помощью факторов, влияющих на температуру самовоспламенения
- •2.4.1. Влияние на температуру самовоспламенения объема реакционного сосуда
- •2.4.2. Влияние на температуру самовоспламенения формы реакционного сосуда
- •2.4.3. Влияние на температуру самовоспламенения состава горючей смеси, давления и степени измельчения
- •2.4.4. Влияние на температуру самовоспламенения катализаторов
- •2.5. Вынужденное воспламенение (зажигание) как вид возникновения горения
- •Глава 3. Возникновение горения по механизму самовозгорания
- •3.1. Сущность и классификация самовозгорания
- •3.2. Тепловое самовозгорание
- •Тепловое самовозгорание масел и жиров
- •Тепловое самовозгорание ископаемых углей и торфа
- •Тепловое самовозгорание сульфидов железа
- •Тепловое самовозгорание растительных веществ
- •3.3. Химическое самовозгорание
- •Химическое самовозгорание веществ при контакте с сильными окислителями
- •Химическое самовозгорание химически активных веществ на воздухе
- •3.4. Микробиологические самовозгорание
- •Растительные материалы
- •Глава 4. Горение газопаровоздушных смесей
- •4.1. Основные закономерности горения газопаровоздушных смесей
- •4.2. Концентрационные пределы распространения пламени (кпрп) газопаровоздушных смесей, снижение пожарной опасности веществ с помощью факторов, влияющих на кпрп
- •Факторы, влияющие на кпрп
- •Расчет кпрп
- •4.3. Распространение горения по газопаровоздушным смесям
- •Кинетическое горение газов и паров
- •Диффузионное горение газов и паров
- •Ламинарное диффузионное горение
- •Турбулентное диффузионное горение
- •4.4. Взрыв газопаровоздушной смеси
- •Факторы, влияющие на давление взрыва
- •Глава 5. Горение жидкостей
- •Значение испарения в горении жидкостей. Показатели пожаровзрывоопасности жидкостей
- •Процесс вынужденного воспламенения и горения жидкостей
- •5.3. Процесс выгорания жидкости. Пожары резервуаров
- •6.1.2. Процессы, протекающие при нагревании твердых горючих веществ и материалов
- •6.1.3. Воспламенение и горение древесины
- •6.1.4. Распространение горения по твердым горючим веществам и материалам
- •6.1.5. Развитие пожаров твердых горючих веществ в помещении
- •Стадии развития пожара в помещении
- •6.1.6. Газообмен на пожаре
- •6.1.7. Очаг пожара. Очаговые признаки
- •6.2. Особенности горения пылей
- •6.2.1. Свойства пылей, влияющие на их пожаровзрывоопасность
- •6.2.2. Показатели пожаровзрывоопасности пылей и способы обеспечения их пожаровзрывобезопасности
- •6.2.3. Механизм горения аэрозолей и аэрогелей
- •6.3. Особенности горения металлов
- •Глава 7. Оценка пожаровзрывоопасности веществ и материалов
- •7.1. Понятие и методика оценки пожаровзрывоопасности веществ и материалов
- •Алгоритм оценки пожаровзрывоопасности веществ и материалов
- •7.3. Классификация веществ по гост 12.1.044
- •Заключение
- •Библиографический список
- •1. Общие положения
- •2. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
7.3. Классификация веществ по гост 12.1.044
Вещества согласно ГОСТ 12.1.044 [7] классифицируются по горючести, дымообразованию, индексу распространения пламени, токсичности продуктов горения.
Классификация веществ по горючести
Группа горючести – классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению. Горение – экзотермическая реакция, протекающая в условиях ее прогрессивного самоускорения.
По горючести вещества и материалы подразделяют на три группы:
трудногорючие (трудносгораемые) – вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, не способные самостоятельно гореть после его удаления;
негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, не способные к горению в воздухе.
горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Горючие жидкости с температурой вспышки не более 61 °С в закрытом тигле или 66 °С в открытом тигле, зафлегматизированных смесей, не имеющих вспышку в закрытом тигле, относят к легковоспламеняющимся. Особо опасными называют легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С.
Сущность экспериментального метода определения горючести заключается в создании температурных условий, способствующих горению, и оценке поведения исследуемых веществ и материалов в этих условиях (см. прил.).
Необходимо учитывать, что трудногорючие вещества могут быть взрывоопасными: нитрит аммония NH4NO2 является трудногорючим, но одновременно - взрывчатым веществом. При незначительном нагревании нитрит аммония спокойно разлагается по уравнению: NH4NO2 → HNO3 + NH3. Выделяющий аммиак горит только в присутствии источника зажигания. Совершенно иначе, с взрывом, протекает процесс при воздействии мощного теплового импульса (или детонатора): NH4NO2 → N2 + 2H2O + 0,5O2.
Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными:
окислители (перманганат калия KMnO4, Cl2, азотная кислота HNO3, сжиженный и жидкий O2, перекись натрия Na2O2, перекись водорода H2O2 и дp.);
вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой или друг с другом (карбит кальция CaC2, гидросульфит натрия NaS2O4 с водой; разбавленные кислоты (серная, соляная) с металлами);
вещества, реагирующие с водой или друг с другом с взрывом или с выделением значительного количества тепла (CaO, негашеная известь, HOSO2Cl – хлорсульфатная кислота);
вещества, способные при нагревании в закрытых сосудах развивать высокое давление (все, в т.ч. огнетушащие, газы в баллонах – диоксид углерода СО2, азот N2).
Например:
а) сжатые и сжиженные газы (сжиженный азот, жидкая углекислота, сернистый ангидрид);
б) термически нестойкие вещества (карбонат аммония (NH4)2CO3);
в) вещества, способные к взрыву без участия кислорода воздуха при нагревании или инициировании ударом, трением – некоторые взрывчатые вещества.
Горючие вещества по воспламеняемости (т.е. по чувствительности к воздействию различных источников зажигания), подразделяются наследующие:
легковоспламеняющиеся;
собственно горючие (средней воспламеняемости);
трудновоспламеняемые.
Легковоспламеняющиеся – горючие вещества повышенной пожарной опасности, которые при хранении на открытом воздухе или в помещении способны без предварительного подогрева возгораться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламени спички, накаленного электропровода). Легковоспламеняющимися могут быть газы, жидкости (ЛВЖ) и твердые вещества. К легковоспламеняющимся газам относят практически все горючие газы: H2, NH3 (аммиак), CO, C3H8, природный газ.
К ЛВЖ относятся ГЖ с tвсп < 61 С в закрытом тигле (66 ˚C в открытом). Подробнее об открытом и закрытом тигле см. в прил.
ЛВЖ делятся на следующие разряды.
I разряд – особо опасные ЛВЖ. Это ГЖ с температурой вспышки
tвсп < -18 °C в закрытом тигле (-13 C в открытом). Пример: ацетон, автобензин, диэтиловый эфир, изопентан. Создают довольно высокое давление в сосуде, могут распространяться, не смешиваясь воздухом и воспламеняться значительном расстоянии. В закрытых сосудах обычно образуют концентрации выше верхнего концентрационного предела (КПРП).
II разряд – постоянно опасные ЛВЖ. Это ГЖ с tвсп от -17 до +23 C закрытом тигле (от -12 до +27 C в открытом). Пример: бензол, этиловый эфир, этилацетат. Образуют с воздухом смеси, воспламеняющиеся при комнатной температуре в закрытых сосудах. Этим они опаснее, чем ЛВЖ I разряда.
III разряд – опасные при повышенных температурах ЛВЖ. Это горючие жидкости с tвсп > 23 C (до 61 C – в закрытом тигле, от 27 до 66 °C – в открытом). Пример: уайт-спирит, осветительный керосин, скипидар, сольвент, хлорбензол. НКПРП достигается при повышенной температуре (жаркая погода, горячий цех) или в случае, если жидкости нагреты. При обычной температуре эти вещества воспламеняются при воздействии источника зажигания непосредственно на жидкость.
К легковоспламеняемым твердым веществам относятся вещества, способные возгораться от пламени спички, спиртовки и распространять горение по поверхности горизонтально расположенного образца. Пример: целлулоид, полистирол, сухая древесная стружка, торфоплиты.
Трудновоспламеняемые материалы: горючие вещества пониженной пожарной опасности, которые при хранении на открытом воздухе или в помещении не способны возгораться даже при длительном воздействии источника зажигания с низкой энергией. Возгораются только от мощного источника зажигания, способного нагреть до температуры воспламенения значительную часть материала.
Пример: мочевина, гетинакс, древесина, подвергнутая огнезащитной обработке.
Выделяют особые классы горючих веществ:
пирофорные, т.е. горючие вещества, способные самовозгораться в обычных условиях хранения при контакте с кислородом (температура самовоспламенения до 50C). Пример: триизобутилалюминий, желтый фосфор, жидкий фосфористый водород;
взрывчатые (взрывоопасные) – вещества, способные к быстрому экзотермическому превращению с образованием сжатых газов (взрыву) без участия кислорода воздуха. Из взрывчатых веществ выделяют промышленные взрывчатые вещества (предназначенные для производства взрывных работ).
Пример. Взрывоопасные вещества: нитроглицерин, ацетилен, перекись бензола. Промышленные взрывчатые вещества: порох, динамит, тротил.
Показатели пожаровзрывоопасности пирофорных и взрывчатых веществ в данном случае не рассматриваются.
Классификация веществ по дымообразованию
Коэффициент дымообразования — показатель, характеризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении или термоокислительной деструкции (тлении) определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытании.
Различают вещества:
с малой дымообразующей способностью — коэффициент дымообразования до 50 м2/кг включительно;
с умеренной дымообразующей способностью — коэффициент дымообразования от 50 до 500 м2/кг включительно;
с высокой дымообразующей способностью — коэффициент дымообразования от 500 м2/кг.
Сущность метода определения коэффициента дымообразования заключается в определении оптической плотности дыма, образующегося при горении или тлении известного количества испытуемого вещества или материала, распределенного в заданном объеме (см. прил.).
Классификация веществ по индексу распространения пламени
Индекс распространения пламени – условный безразмерный показатель, характеризующий способность веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло.
Различают вещества:
не распространяющие пламя по поверхности индекс распространения пламени равен 0;
медленно распространяющие пламя по поверхности — индекс распространения пламени св. 0 до 20 включительно;
быстро распространяющие пламя по поверхности — индекс распространения пламени свыше 20.
Сущность метода определения индекса распространения пламени заключается в оценке способности материала воспламеняться, выделять тепло и распространять пламя по поверхности при воздействии внешнего теплового потока (см. прил.).
Классификация веществ по токсичности продуктов горения
Показатель токсичности продуктов горения ‑ отношение количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты вызывают гибель 50 % подопытных животных.
Различают чрезвычайно, высоко, умеренно и малоопасные материалы (табл. 7.1).
Сущность метода определения показателя токсичности заключается в сжигании исследуемого материала в камере сгорания при заданной плотности теплового потока и выявлении зависимости летального эффекта газообразных продуктов горения от массы материала, отнесенной к единице объема экспозиционной камеры. Схема установки приведена на рис. П8.
Таким образом, для разработки мероприятий по предотвращению и успешному тушению пожаров производится оценка пожаровзрывоопасности веществ. Суть ее состоит, как правило, в экспериментальном определении значимых физико-химических свойств вещества и комплекса показателей пожаровзрывоопасности согласно ГОСТ 12.1.044 [7]. Вещества классифицируются по горючести, дымообразующей способности, токсичности продуктов горения, индексу распространения пламени.
Таблица 7.1
Показатели токсичности продуктов горения
веществ различных классов опасности
Класс опасности |
HCL50 г/м3, при времени экспозиции, мин. |
|||
5 |
15 |
30 |
60 |
|
Чрезвычайно опасные Высокоопасные Умеренно опасные Малоопасные |
До 25 25–70 70–210 Св. 210 |
До 17 17—50 50—150 Св. 150 |
До 13 13—40 40—120 Св. 120 |
До 10 10—30 30—90 Св. 90 |
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
Как классифицируются вещества по ГОСТ 12.1.044?
На какие группы подразделяют вещества и материалы по горючести?
В чем состоит сущность экспериментального метода определения группы горючести?
Приведите пример трудногорючего, но взрывоопасного вещества.
Перечислите четыре группы негорючих, но пожаровзрывоопасных веществ.
В чем отличие легковоспламеняемых веществ от средне- и трудновоспламеняемых веществ. Приведите примеры.
На какие разряды делятся легковоспламеняемые жидкости?
Как вещества и материалы подразделяются по дымообразованию?
Опишите классификацию веществ и материалов по индексу распространения пламени.
Как вещества классифицируются по токсичности продуктов горения?