Пожаровзрывобезопасность азидной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Учебное пособие

рами воды, приводящие к быстрому разогреву и вспышке. В процессе взаимодействия алюминия с водой выделяется водород, который лег- ко воспламеняется на воздухе и образует взрывоопасные смеси. Разо- грев свежего алюминия (иногда и взрывное горение) может наблю- даться при смешивании его с влажными компонентами шихты или кислородосодержащими соединениями.

Бор. Порошок бора аморфного технического выпускается со- гласно ВТУ ГКХ 48-53, ТУ 113-13-132-83. Содержание основного вещества 93-94 %, плотность 2,34 г/см3, температура плавления 2075 0С. Порошок бора к самостоятельному горению на воздухе не способен, но с кислородосодержащими компонентами шихты отно- сительно легко воспламеняется от трения.

Кремний. Порошок кремния выпускается согласно ГОСТ 216969 нескольких марок. В работе по данной инструкции применяются две марки порошка: Кр0 (содержание основного вещества 99,12 %) и Кр1 (содержание основного вещества 98,7 %). Плотность кремния 2,33 г/см3, температура плавления 1420 °С. Порошок кремния отно- сительно инертный материал. В порошкообразном состоянии не способен к самостоятельному горению на воздухе и лишь при воз- действие высокой температурой способен гореть в кислороде с обра- зованием оксида кремния. Вдыхание пыли кремния или его оксида вызывает тяжело протекающий пневмокониоз (силикоз). Это заболе- вание лёгких, обусловленное скоплением пылевидных частиц крем- ния в лёгких.

Хром, никель, кобальт, молибден, ниобий, тантал. Перечислен-

ные порошки выпускаются промышленностью соответственно ТУ 14- 1-1474-75 (порошок хрома марки ПХ-1 и ГКО), ГОСТ 9722-79 (по- рошок никелевый), ГОСТ 9721-79 (порошок кобальтовый), ТУ -48- 19-68-80 (порошок молибдена марки МП-4), ТУ 48-4-234-73 (поро- шок ниобия марки M-1З), МРТУ 95-124-69 (порошок тантала). Ука- занные порошки металлов в отношении пожаро- и взрывобезопасно- сти относительно безопасны.

71

Нитриды кремния, бора, алюминия, титана, карбонитрид ти- тана и композиционные материалы на их основе. Эти тугоплавкие соединения являются целевыми продуктами СВС-синтеза. Они инертны, не способны гореть в окислительных средах. Вдыхание пы- ли этих веществ способно вызвать силикоз лёгких.

Гексафторсиликат аммония, гексафтортитанат аммония, тетрафторборат аммония, фторид аммония. Указанные комплекс-

ные галоидные соли выпускаются согласно ТУ 6-09-1927-77 (гексаф- торсиликат аммония), ГОСТ 4518-75 (гексафтортитанат аммония), ТУ 6-09-1080-76 (тетрафторборат аммония), ГОСТ 4518-75 (фторид ам- мония). Содержание основного вещества соответственно 99,0; 99,5; 99,0; 99,1 . Перечисленные соли представляют собой белые кристал- лические вещества с температурой разложения 400-550 0С. Фторид- ные соли аммония химически активные вещества, способны взаимо- действовать с азидом натрия и металлами. Фторид аммония реагирует при комнатной температуре с такими металлами, как титан, алюми- ний, цирконий и др., с последующим саморазогревом исходной СВС- шихты. Все фторидные соли ядовиты!

Они относятся к 2 классу опасности, их ПДК 1 мг/м3. Воздействие на организм фторидных соединений может вызвать

острую и хроническую интоксикацию организма. При острой инток- сикации появляются ощущения болезненности и жжения, а также су- хость во рту И носоглотке; кровотечение из носа, хрипота, сухой ка- шель, стеснение в груди. При интоксикации фторидами возможно поражение, глаз и кожи век (веки отекают, кожа становится сухой). При хронической интоксикации появляется общее недомогание, сла- бость, раздражительность. Нередко заболевание может начаться с пе- риодически повторяющимися симптомами раздражения слизистых оболочек глаз, воспаления десен, отечности, покраснения. Особенно четкие изменения отмечаются со стороны зубов: их стертость, появ- ление коричневого окрашивания и «крапчатости эмали», кариес.

Азид натрия. Белые гексагональные кристаллы с температурой плавления 275+330 0С (с разложением). Плотность 1,846 г/с,м3. Азид натрия растворим в воде – 40,8 г при 20 0С, мало растворим в этаноле, бензоле, эфире.

72

Азид натрия является не взрывчатым веществом, но при нагре- вании выделяет металлический натрий, который легко воспламеняет- ся на воздухе. Кроме того, натрий может взаимодействовать с водой, или парами воды с выделением водорода, образующего взрывоопас- ную смесь с воздухом. Азид натрия легко взаимодействует также с металлами и с галоидными солями с образованием пожаро- и взрыво- опасных смесей. Особенно опасно взаимодействие азида натрия с ки- слотами или кислыми солями, приводящее к выделению азотистово- дородной кислоты, которая, в свою очередь, является очень чувстви- тельной и мощным взрывчатым газом.

Азид натрия по воздействию на организм относится к 1 классу опасности, ПДК 0,01 мг/м3. Он хорошо проникает даже через непо- врежденные кожные покровы. Нарушает окислительно- восстановительное действие ферментного катализа в организме, дей- ствует на верхние дыхательные пути, бронхи, легкие, нервные, сосу- дистые, эндокринные системы человеческого организма. При попа- дании в организм человека 10 мг азида натрия происходит потеря сознания. Смертельная доза 100 мг. Смерть в результате отравления азидом натрия можно предотвратить профилактическим глотанием метаглобино-образующих средств, таких как нитрит натрия. При не- большом отравлении азидом натрия наблюдается покраснение глаз, сильная головная боль, учащенное сердцебиение, длительное пони- жение кровяного давления.

Контрольные вопросы

1.Характеристики какого исходного сырья технологии СВС представлено в 8 пункте?

2.Является ли титан и алюминий пожаровзрывоопасным веще-

ством?

3.Какие вещества не способны к самостоятельному горению на воздухе?

4.Какие вещества способны к самостоятельному горению на воздухе?

73

5.К какому классу опасности относятся все фторидные соли?

6.Признаки интоксикации организма фторидными соединениями?

7.Что такое азид натрия?

8.К какому классу опасности относится азид натрия?

9.Признаки отравления организма азидом натрия?

9.ХРАНЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Хранение химических веществ в количествах, превышающих необходимую потребность для предусмотренных соответствующими планами работ, должно осуществляться на специальных складах.

Металлические горючие (алюминиевая и магниевая пудры, по- рошки алюминия, титана, циркония и др.), пиротехнические составы и изделия из них могут храниться на складах, относящихся к катего- рии зданий «Г», в количестве не более 50 т. К категории зданий «Г» относятся производственные процессы (операции), при проведении которых возможное загорание локализуется внутри здания (сооруже- ния) или такие процессы (операции) с веществами, которые способны поддерживать горение.

Суммарная нормативная загрузка промежуточных складов пи- ротехническими составами не должна превышать двухсуточной по- требности в этих составах.

Разнородные компоненты, применяемые в пиротехнических со- ставах, хранят в отдельных помещениях по соответствующим груп- пам. В условиях опытных производств и лабораторий НИИ допуска- ется совместное хранение в раздельной таре сходных веществ или из- делий, перечисленных в таблице 9.

Запрещается хранить реактивы в таре без этикеток или с надпи- сями, сделанными на прежних этикетах, а также с надписями, сде- ланными карандашом по стеклу. Если этикетка утеряна, а идентифи- цировать содержимое не представляется возможным, то такой реак- тив подлежит уничтожению в установленном порядке.

74

Таблица 9

Совместное хранение пожаро- и взрывоопасных химических веществ

75

Примечание: при необходимости пожаро- и взрывобезопасность ве- ществ, не перечисленных в таблице 9, вопрос об их совместимости хранения может быть решен после выяснения степени их пожаро- и взрывобезопасности.

На складах для хранения химических веществ должен быть раз- работан план их размещения с указанием наиболее характерных свойств: «Ядовитые», «Огнеопасные», «Химически активные», «Окислители», «Восстановители» и т.д.

Химические вещества следует хранить по принципу однородно- сти в соответствии с их физико-химическими и пожароопасными свойствами. С этой целью склады разбиваются на отдельные поме- щения (отсеки), изолированные друг от друга глухими несгораемыми стенками (перегородками). Деревянные конструкции внутри склад- ских помещений должны быть обработаны огнезащитным составом.

Установка и применение в складах плит, бытовых электронагре- вательных приборов запрещается.

Для включения и отключения электрического напряжения об- щий рубильник должен располагаться в шкафу вне помещения склада на несгораемой стенке.

Хранение пиротехнических составов и изделий из них должно обеспечивать их сохранность, строгий учёт и возможность проверки наличия учитываемой продукции. В каждом хранилище на видном

76

месте должны быть вывешены утвержденные руководством нормы загрузки пиротехническими составами и горючими веществами.

Разбитые ящики, неисправные контейнеры и разорванные меш- ки до помещения веществ или изделий в хранилище должны быть за- менены на исправные. Тару, загрязненную снаружи, необходимо очи- стить или заменить чистой.

Раскупоривают огнеопасные и взрывоопасные компоненты в от- дельном помещении специальным латунным или медным инструмен- тами. Запрещается раскупоривать эти компоненты в тамбурах, про- ходах и помещениях их хранения, просеивания, измельчения. В от- дельных случаях может быть разрешено вскрытие тары, если она не связана с применением механических изделий (упаковка в мешки, снятие закреплённых крышек и др.).

Вслучае возникновение пожара на территории склада работаю- щие, находящиеся на складе, обязаны немедленно принять меры к тушению и предотвращению дальнейшего распространения огня. Не- обходимо немедленно вызвать пожарную команду, сообщить руково- дству о случившемся.

Вслучае загорания вещества, при горении которого создаётся опасность взрыва, все присутствующие должны удалиться на безо- пасное расстояние [5]. Размещение взрыво- и огнеопасных веществ и изделий в штабелях и на стеллажах должно обеспечивать доступ для вентиляции, осмотра и изъятия из каждого штабеля (стеллажа). При этом проходы для осмотра должны быть не менее 0,7 м, для погрузки

изагрузки – не менее 1,5 м.

Расстояние от нижней полки стеллажа и низа штабеля до пола должны быть не менее 0,15 м, а высота верхней полки стеллажа не должна превышать 1,65 м от пола. Места хранения пожаро-, огне- и взрывоопасных веществ нельзя располагать на пути выхода из поме- щении. Они должны быть достаточно удалены от рабочих мест, на- гревательных приборов, электропроводок и не должны освещаться прямыми солнечными лучами.

77

Хранить пожаро- и взрывоопасные вещества в банках с притер- тыми пробками запрещается. Случайно рассыпанный продукт немед- ленно собирают в отдельный мешок или ящик, выносят из склада и сдают на уничтожение.

Прием и выдача грузов из хранилища, как правило, должны проводиться в светлое время суток. Сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ) допускается хранить только в строгом соответствии с существующим для них специальными правилами.

Химические вещества, способные к самовозгоранию при кон- такте с воздухом, водой, горючими веществами или способные обра- зовывать взрывчатые смеси, должны храниться в особых условиях, полностью исключающих возможность такого контакта. В полной изоляции от других веществ и реактивов должны храниться сильно- действующие окислители, стеллажи для их размещения должны быть выполнены из негорючих материалов.

Химические реактивы в мелкой таре необходимо хранить на стеллажах открытого типа или в шкафах, а в крупной таре – штабе- лями. При хранении азотной и серной кислот должны быть приняты меры к недопущению соприкосновения их с древесиной, соломой и прочими веществами органического происхождения.

Переноска кислот, щелочей, ЛВЖ, ГЖ, самовозгорающихся жидкостей допускается только в специальной таре, предохраняющей сосуд от разрушений. Расфасовка химических реактивов произво- диться в специальном помещении. Упаковочные материалы (бумага, стружка, вата, пакля и пр.) надо хранить в отдельном помещении.

Переливание кислот, щелочей и других жидкостей из больших бутылей следует проводить с помощью сифонов, передавливая их под небольшим напором воздуха или использовать специальные станки, в которых бутыль жестко закрепляется в гнезде, посажённом на ось, благодаря чему её можно плавно и легко наклонять под лю- бым углом.

В помещениях, где хранятся химические вещества, способные плавиться при пожаре, необходимо предусматривать устройства, ог-

78

раничивающие свободное растекание расплава (бортики, пороги с пандусами и т.п.). В складах, где хранятся кислоты и щелочи, необ- ходимо иметь соответствующие нейтрализующие вещества (мел, из- весть, соду), а также песок. На территории складов, где производить- ся хранение ЛВЖ (этиловый спирт, ацетон) и ГЖ (вакуумное масло), запрещается курение. Замёрзшие ЛВЖ и ГЖ отогреваются только па- ром или горячей водой.

При наливе и сливе ЛВЖ и ГЖ не допускаются удары при за- крытии крышек и заглушек бочек или канистр. Применяемый инст- румент должен быть изготовлен из металла, не дающего искры при ударах.

Баллоны с горючими газами (водород, ацетилен, пропан и др.) должны храниться отдельно от баллонов с кислородом, сжатым воз- духом и другими окислителями, а также отдельно от токсичных га- зов. На пиротехнические составы, этиловый спирт, СДЛВ должен вестись журнал их выдачи и расхода.

В некоторых лабораториях, например, лаборатории анализа, хи- мические вещества могут храниться в небольших количествах в шка- фах, где должны быть указаны нормы загрузки и вывешены списки хранящихся там реактивов с указанием их количества. Кроме того, реактивы должны распределяться по полкам в зависимости от их хи- мических свойств.

Промежуточные запасы пиротехнических запасов хранят в от- дельных помещениях (кладовых) [6].

Контрольные вопросы

1.Основные правила хранения химических веществ и материалов.

2.Что должно быть сделано в складах для хранения химических веществ?

3.Основные правила работы и транспортировки химических веществ.

4.Основные правила размещения взрыво- и огнеопасных ве- ществ на стеллажах склада.

79

10. ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРО- И ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ

Во взрыво- и огнезащитных зданиях вентиляция должна осуще- ствляться по системе, предотвращающей возможность передачи по- жара из одного помещения в другое по воздуховодам.

Ответственность за противопожарное состояние лаборатории в целом возлагается на руководителя лаборатории. Все вновь посту- пающие на работу сотрудники должны быть проинструктированы о мерах пожарной безопасности. У всех телефонных аппаратов должны быть надписи с указанием номеров телефона ближайшей пожарной части.

Территория лабораторий должна постоянно содержаться в чис- тоте и порядке. Проходы, выходы, коридоры, лестничные марши и площадки не должны загромождаться. Вход в помещения лаборато- рий посторонним лицам запрещен. В лабораториях рабочие столы, производственное оборудование и т.п. должны устанавливаться с та- ким расчетом, чтобы они не препятствовали свободному выходу и подходу к средствам пожаротушения.

Рабочие столы и вытяжные шкафы, предназначенные для рабо- ты с огне- и взрывоопасными веществами, должны быть покрыты не- сгораемыми материалами, а при работе с кислотами, щелочами и дру- гими химически активными веществами – материалами, стойкими к их воздействию. Кроме того, рабочие столы должны иметь бортики из несгораемого материала, чтобы пролитая жидкость не выходила за пределы шкафа или стола.

Запрещается иметь в лаборатории и применять какие-либо реак- тивы, продукты, материалы без соответствующих этикеток или над- писей на их таре с четким и полным указанием их наименований, а не химических формул. Остатки жидкостей после проведения анализов, отработанные реактивы и другие вещества должны сливаться в спе- циально предназначенные для этих целей сосуды. Помещать в одну тару вещества, способные химически взаимодействовать между со- бой, запрещается. Слив всех видов отходов в сточную канализацию запрещается.

80