Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности на производстве. Учебное пособие
.pdf
101
3.2. Пожарная и взрывная безопасность
Пожарная и взрывная безопасность — это комплекс функционально-
профилактических мероприятий, строительных, технических и технологических решений, направленных на предупреждение, ограничение и подавление
пожаров и взрывов на производстве, создание условий для эвакуации людей и
сохранение материальных ценностей.
Горение — это комплекс быстро протекающих физико-химических пре-
вращений, сопровождающихся выделением тепла и света. Для возникновения и
поддержания горения необходимо наличие горючих веществ, окислителя (кислород воздуха, озон и другие), находящихся в определенном соотношении друг
с другом, и источника зажигания.
Существует две разновидности устойчивого горения: диффузное и кине-
тическое, причем второе, как правило, поддается тушению гораздо сложнее.
В случае диффузного горения образование горящей смеси происходит в
результате диффузии (постепенного послойного проникновения) одного компонента в другой (например, кислорода воздуха в горючее вещество). Горючее
вещество может быть в любом агрегатном состоянии: твердое, жидкость, газ.
Окислитель чаще всего ‒ газ (иногда может быть жидкость).
Кинетическое горение происходит в случае, когда окислитель и горючее
вещество были смешаны заранее. Такой вид горения, например, может по-
явиться в закрытых аппаратах, когда горючие газы образуются в ограниченном
и непроветриваемом пространстве аппарата, постепенно смешиваются с воздухом в опасных пропорциях, и потом случайная искра приводит к развитию ки-
нетического горения, когда одновременно горит весь объем газа.
Различают полное и неполное горение. Процессы полного горения проте-
кают при избытке кислорода, а продуктами реакции являются вода и другие оксиды элементов в высших степенях окисления, то есть не способные к даль-
нейшему окислению, например, оксид серы (VI) SО3, оксид углерода (IV) СО2 и
др. Неполное горение происходит при недостатке кислорода, и продуктами ре-
акции в этом случае являются токсичные и горючие (т.е. способные к дальней-
шему окислению) вещества, например, оксид углерода (II) CO, спирты, альдегиды, кетоны и др.
В зависимости от свойств горючей смеси горение бывает гомогенным
и гетерогенным. При гомогенном горении горючее вещество и окислитель
имеют одинаковое агрегатное состояние (например, смесь горючего газа и воз-
102
духа), а при гетерогенном — вещества при горении имеют границу раздела
(например, горение твердых или жидких веществ в контакте с воздухом).
По скорости распространения пламени различают следующие виды горе-
ния: дефлаграционное (скорость распространения пламени — десятки метров
в секунду), взрывное (сотни метров в секунду) и детонационное (тысячи метров
в секунду). Для пожаров характерно дефлаграционное горение.
Взрыв — это очень быстрое превращение веществ, сопровождающееся
выделением энергии в больших количествах и образованием сжатых газов, спо-
собных производить работу. Сжатые газы стремительно расширяются, разрушая ограничивающие их сооружения (стены, перекрытия). При взрыве скорость
процесса горения так велика, что его нельзя остановить.
Детонация — это особая форма взрывного горения, при которой импульс
воспламенения передается от слоя к слою за счет импульса давления. Детона-
ционная волна постоянно подпитывается за счет образования нового объема га-
зов при постоянно идущей химической реакции. Таким образом, детонация —
это череда взрывов, с разрушительной силой, многократно превышающей силу
обычного взрыва.
По масштабам и интенсивности пожары подразделяются следующим
образом:
- отдельный пожар, возникающий в отдельном здании или небольшой
изолированной группе зданий;
- сплошной пожар характеризуется одновременным интенсивным горением преобладающего числа зданий (более 50 %) на определенном участке застройки;
- огневой шторм является особой формой распространяющегося сплош-
ного пожара в условиях быстрого поступления в зону сгорания значительного
количества свежего воздуха (ветер со скоростью 50 км/ч);
- массовый пожар образуется при наличии в местности совокупности отдельных и сплошных пожаров.
Распространение пожаров при прочих равных условиях определяется
плотностью застройки территории объекта.
Процессы возникновения горения следующие:
- вспышка — быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся
образованием сжатых газов;
- возгорание — возникновение горения под действием источника зажигания;
- воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени;
103
- самовозгорание — явление резкого увеличения скорости экзотермиче-
ских реакций внутри горючего материала, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания;
- самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Самовозгорание и последующее самовоспламенение характерно для
твердых пористых веществ: торф, уголь, прессованный хлопок, которые активно сорбируют кислород за счет развитой удельной поверхности, при этом име-
ют малую теплоотдачу, поэтому хорошо удерживают тепло, выделяющееся в
результате экзотермических реакций окисления. Таким образом, высокая температура внутри вещества катализирует протекание окисления, вовлекая все
больше и больше горючего вещества. Отличие этого процесса от процесса воз-
горания заключается в том, что при последнем процессе загорается только поверхность вещества или материала, а при самовоспламенении горение происхо-
дит во всем объеме (кинетическое горение).
При пожаре на людей воздействуют следующие опасные факторы: по-
вышенная температура воздуха или отдельных предметов, открытый огонь и
искры, токсичные продукты сгорания (например, угарный газ), дым, понижен-
ное содержание кислорода в воздухе, взрывы, обрушения и др.
Пожаро-взрывоопасные свойства веществ
При проектировании и устройстве производственных помещений необхо-
димо учитывать свойства тех веществ, которые будут использоваться в данном
помещении в качестве сырья, и реактивов для их переработки. Химические ве-
щества часто требуют особых условий пожаробезопасного хранения и работы.
Для характеристики пожаро- и взрывоопасных свойств веществ применяют
следующие показатели.
1. Согласно ГОСТу 12.1.044.91 «Пожаровзрывоопасность веществ и ма-
териалов» пожаро- и взрывоопасность веществ зависит от их агрегатного со-
стояния. Выделяют четыре вида агрегатного состояния веществ:
- газы или пары;
- жидкости и твердые вещества с Тпл < 50 °С;
- твердые вещества (Тпл > 50 °С);
- пыль — диспергированные твердые материалы с размером частиц
< 850 мкм.
104
Жидкости и твердые вещества с низкими температурами плавления объединяют в одну группу, поскольку во время горения температура в помещении
поднимается выше 50 градусов и твердые вещества расплавляются, превраща-
ясь в жидкости.
Пыль выделена в отдельную группу, поскольку она представляет собой
мелкие частицы твердых веществ, которые «рыхло» лежат на поверхности. Поэтому между соседними частицами пыли находится количество кислорода, значительно превышающее размер самих частиц. Таким образом, смесь пыли с
воздухом обычно легко воспламеняется, а горение можно рассматривать как
кинетическое.
Пыль — активная пожароопасная система, по классу пожароопасности
она приближена к газам и парам. Чем меньше размер частиц пыли, тем больше
их поверхностная активность в реакции окисления.
2. Независимо от агрегатного состояния все вещества подразделяют по
группам горючести вещества:
- негорючие вещества не горят на воздухе;
- трудногорючие вещества горят на воздухе при поднесении источника
зажигания, но не поддерживают горение без источника зажигания;
- горючие вещества воспламеняются от источника зажигания и горят са-
мостоятельно после его удаления.
Обычно отдельную группу представляют собой вещества, способные к
самовозгоранию и самовоспламенению.
Среди горючих веществ выделяют легковоспламеняющиеся, которые
способны воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажига-
ния (< 30 с) с низкой энергией (искра, спичка).
3. При работе с такими веществами, как органические растворители (бен-
зин, ацетон, бензол, изопропиловый и другие спирты и т.п.), которые обладают
высокой склонностью к испарению, необходимо принимать во внимание их
температуру вспышки. Этот параметр определяют как минимальную темпера-
туру конденсированного (твердого или жидкого) вещества, при которой над его
поверхностью образуются пары, вспыхивающие от источника зажигания, но
устойчивого горения при этом не возникает, так как при вспышке сгорают все
пары и их концентрации не хватает для устойчивого горения. Но если рядом
находятся другие горючие вещества (бумажная пыль, промасленная ветошь для
чистки оборудования, открытые канистры с растворителями и т.д.), то вспышка
может их воспламенить.
105
Легко воспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), согласно ГОСТ, определяют как горючие жидкости с температурой вспышки менее 66 °С на открытом
воздухе. Обычно в зависимости от температуры вспышки ЛВЖ разделяют три
группы:
- особо опасные (температура вспышки ниже –13 °С). К таким жидкостям
относят: ацетон, бензин, гексан, диэтиламин, диэтиловый эфир и др. В жаркую
погоду внутри сосудов, в которых хранятся растворители, давление повышает-
ся, что увеличивает возможность их взрыва;
- постоянно опасные (температура вспышки от –13 °С до +27 °С). В эту
категорию входят: бензол, гептан, некоторые спирты, толуол и др. Пары этих
растворителей образуют с воздухом взрывчатые смеси преимущественно при
комнатной температуре;
- опасные при повышенной температуре воздуха (температура вспышки
от +27 °С до +66 °С). К этой группе относят спирты: пропиловый, бутиловый,
пентиловый; керосины, ксилол, скипидар, стирол, уайт-спирит, уксусную кис-
лоту, уксусный ангидрид, хлорбензол и др. Горючие системы на основе паров
этих жидкостей могут образоваться только при нагревании, однако при комнатной температуре воспламенение жидкостей возможно от источника повышенной энергии (короткого замыкания электропроводки, искр электросварки,
окурка и т.д.).
Рассмотрим пример. В полиграфическом производстве широко использу-
ется изопропиловый спирт, который имеет температуру вспышки 12 °С. Это
значит, что при более высокой температуре в помещении растворитель будет
активно испаряться, и его пары могут вспыхнуть от любой случайной искры.
Поэтому с данным веществом необходимо обращаться осторожно, плотно уку-
поривать тару, и обеспечить в данном помещении достаточную вентиляцию для
немедленного удаления всех пожароопасных паров.
4. Температура воспламенения — это наименьшая температура, при ко-
торой вещество выделяет пары и газы, после зажигания которых возникает
устойчивое горение. Этот показатель отличается от предыдущего тем, что
устойчивое горение паров происходит при более высоких температурах. И, ко-
нечно, опасность устойчивого горения намного выше, чем вспышки.
5. Температура самовоспламенения — минимальная температура, при
которой наблюдается самовоспламенение вещества, приводящее к устойчивому
горению. Как было сказано выше, процесс самовоспламенения происходит
только в том случае, если количество теплоты, выделяемое в процессе окисле-
ния, превысит ее отдачу в окружающую среду.
106
Для растворителей температуры самовоспламенения обычно очень высо-
кие, например, рассмотренный ранее изопропиловый спирт самовоспламеняется при температуре выше 455 °С, бензин — при температуре 257 °С. Но твер-
дые пористые вещества обладают повышенной опасностью самовоспламенения. Так, например, белый фосфор может самовоспламениться при температуре
всего 34 °С, силан — при температуре 21 °С. Поэтому, при проектировании
производственного помещения необходимо учесть температуры самовоспламе-
нения всех веществ, с которыми предполагается в нем работать.
6. Нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения (НКПВ
и ВКПВ) определяют как минимальное и максимальное содержание горючего
вещества в смеси с окислителем, при котором возможно распространение пламени на сколь угодно большие расстояния от источника зажигания (рис. 6).
Рис. 6. Концентрационные пределы воспламенения горючих газов
7. Нижний и верхний температурные пределы воспламенения — темпе-
ратуры при которых насыщенные пары вещества образуют смеси с окислите-
лем в концентрациях, соответствующих НКПВ и ВКПВ.
Значения нижнего и верхнего пределов воспламенения не являются по-
стоянными, а зависят от мощности источника воспламенения, содержания в го-
рючей смеси инертных компонентов, температуры и давления горючей смеси.
8. Нормальная скорость распространения пламени определяется
в направлении, перпендикулярном поверхности пламени.
9. Температура тления — температура, при которой происходит резкое
увеличение скорости экзотермических процессов окисления, заканчивающихся
возникновением тления.
10. Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой и другими веществами. Известно, что некоторые вещества невозможно потушить с
помощью воды, более того, от воды они разгораются еще больше. Например, к
таким веществам относятся щелочные металлы (литий, натрий, калий и др.),
107
раскаленные масла (растительное масло). Этот показатель важно учитывать при
проектировании или обустройстве готового производственного помещения, в
том числе при разработке рекомендаций по хранению производственных мате-
риалов в непосредственной близости друг от друга, при выборе огнетушителей.
11. Показатель токсичности продуктов горения определяют как отно-
шение количества горючего материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты
вызывают гибель 50 % подопытных животных. Другими словами, показатель
токсичности продуктов горения показывает насколько вредными для здоровья
человека и животных являются газы, выделяющиеся при горении вещества.
Этот показатель особенно важен для полимерных материалов, в состав которых
часто входят галогены, азот, фосфор и другие неорганические добавки. При
сгорании полимерных наполнителей в воздух кроме классических оксидов уг-
лерода выделяются разнообразные оксиды, образованные неорганическими до-
бавками (так, например, один азот способен образовать до 10 различных окси-
дов), которые очень часто несут высокую опасность получения человеком
отравления.
12. Коэффициент дымообразования — это показатель, характеризующий
оптическую плотность дыма, образующегося при горении или тлении опреде-
ленного количества твердого вещества. Его учитывают при проектировании
противопожарных аэрационных систем в помещениях.
Основные причины пожаров
на производственных предприятиях
Основными причинами пожаров на производственных предприятиях яв-
ляются:
1) нарушение технологических режимов и микроклиматических парамет-
ров в помещении;
2) неисправность оборудования;
3) неисправность вентиляционных систем или нарушение графика их
очистки;
4) неисправность электросетей;
5) самовозгорание;
6) наличие статического электричества;
7) неосторожное обращение с огнем, в том числе при сварочных работах;
8) нарушение правил внутреннего распорядка, в том числе курение на ра-
бочем месте.
108
Противопожарные мероприятия
При проектировании промышленных предприятий следует учитывать
требования пожарной безопасности. Необходимо, чтобы используемые строительные конструкции обладали требуемой огнестойкостью, т.е. способностью
сохранять под действием высоких температур пожара свои рабочие функции,
связанные с огнепреграждающей, теплоизолирующей или несущей способностью.
Огнепреграждающая способность строительных конструкций характе-
ризует их стойкость к образованию трещин или сквозных отверстий, через ко-
торые проникают продукты горения или пламя.
Количественно огнестойкость строительных конструкций характеризуют
пределом огнестойкости, т.е. временем (в часах или минутах), по истечении
которого строительная конструкция теряет несущую или ограждающую спо-
собность.
Для повышения огнестойкости зданий и сооружений их металлические
конструкции оштукатуривают или облицовывают материалами с низкой теплопроводностью, например, гипсовыми плитами. Хороший эффект дает окраши-
вание металлических и деревянных конструкций специальными огнезащитными красками (антипиренами).
Существенное значение имеет зонирование территорий, которое заключается в группировании на территории предприятий, цехов и участков с повышенной пожарной опасностью в определенных местах (с подветренной стороны). Кроме того, необходимо учитывать рельеф местности. Например, склады и
резервуары с горючим надо располагать в низких местах, чтобы при возникно-
вении пожара разлившаяся горючая жидкость не могла стекать к низлежащим
зданиям и сооружениям.
Для того чтобы огонь при пожаре не распространялся с одного здания на
другое, строения располагают на определенном расстоянии друг от друга. Это
расстояние называют противопожарным разрывом. Для различных категорий
зданий противопожарные разрывы составляют 9–18 м.
Для защиты от пожара в зданиях устраивают противопожарные преграды,
т.е. конструкции с нормируемым пределом огнестойкости, препятствующие
распространению огня из одной части здания в другую. К этим преградам,
имеющим предел огнестойкости не менее 2,5 ч, относятся стены, перегородки,
перекрытия, металлические противопожарные шторы, двери, ворота, окна, и др.
При проектировании и строительстве необходимо предусмотреть пути
эвакуации работающих, т.е. пути, ведущие к эвакуационному выходу на случай
109
возникновения пожара. Здания и сооружения должны быть снабжены устройствами, предназначенными для удаления дыма при пожаре: аэрационными фо-
нарями, специальными дымовыми люками и др.
Эвакуация при пожаре
В общедоступных местах производственных и административных помещений обязательно должны быть установлены специальные щиты со схематическим планом пожарной эвакуации для данного участка. Во время первичного
инструктажа по охране труда и технике безопасности работающие обязаны
ознакомиться с планом.
При возникновении возгорания осуществляется эвакуация работающих из
здания согласно заранее разработанному протоколу. Для того, чтобы все работающие четко знали как и куда они должны выходить при возникновении по-
жара, необходимо регулярно проводить пробные эвакуации при пожарной тревоге. Такие учения проводятся не реже одного раза в полугодие под контролем
Государственной противопожарной службы. По результатам пробной эвакуа-
ции фиксируется время (в минутах) полной эвакуации всех работающих из зда-
ния, и составляется отчет с указанием ошибок и мер по улучшению организа-
ции эвакуации и сроков их реализации.
Пути эвакуации персонала и количество эвакуационных выходов из здания регламентируется в зависимости от численности сотрудников, постоянно
пребывающих в здании в рабочее время. Выходы должны быть организованы
так, чтобы потоки эвакуирующихся людей были разделены по разным лестнич-
ным клеткам. Для освещения путей эвакуации должно быть спроектировано резервное эвакуационное освещение коридоров и лестничных проемов, установ-
лены подсвеченные таблички, указывающие направление выхода.
Ключи от эвакуационных выходов, в обычное время закрытых для прохода персонала, находятся у дежурного по этажу, который обязан своевременно
их открыть. Запасной комплект ключей хранится у вахтера.
Общее руководство эвакуацией из помещения как в случае пробной, так и
в случае реальной пожарной тревоги, осуществляется ответственным долж-
ностным лицом. Как правило, это руководитель или его заместитель, специалист по охране труда или другой сотрудник, назначенный ответственным за
пожарную эвакуацию приказом руководителя.
Руководство эвакуацией на местах осуществляется начальниками подразделений (руководителями отделов, старшими по смене, бригадирами и т.п.).
110
Важно понимать, что руководитель отдела несет ответственность (в том числе
уголовную) за правильную эвакуацию своих подчиненных из помещения в не-
зависимости от того знает он об этом или нет.
Руководитель отдела в случае пожарной тревоги должен отдать распоряжение начать эвакуацию, проследить за ее правильным осуществлением и за
тем, чтобы не возникла паника. Убедившись, что все сотрудники покинули
производственное помещение и движутся в верном направлении, руководитель
закрывает помещение на ключ и покидает здание согласно плану эвакуации,
после чего сообщает о завершении эвакуации главному руководителю, указы-
вая количество покинувших здание сотрудников своего отдела.
Покинувший помещение персонал должен собраться на специально отведенном участке территории на безопасном расстоянии от здания и ожидать
дальнейших указаний руководителя эвакуации.
Важность проведения пробных пожарных тревог невозможно переоце-
нить! Даже регулярное повторение действий эвакуационного протокола не гарантирует его правильную реализацию из-за паники людей, увидевших насто-
ящий пожар, внезапно возникших завалов путей эвакуации и других непредви-
денных обстоятельств. Что уж говорить о людях, которые ни разу не
участвовали в пробной эвакуации, они понятия не имеют о том как и куда им
нужно выходить, а реальная угроза жизни в виде пламени, сводит на нет все
решения, продиктованные здравым смыслом. Люди бегут толпой, что особенно
опасно на лестницах и в коридорах, начинается давка и возникает угроза не
только получить ожоги, но и получения механических повреждений, другими
словами, быть затоптанным толпой. Поэтому важно довести правильные навыки эвакуации до автоматизма.
Средства пожаротушения
Огнегасительными называют вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают горение. Основные огнегасящие вещества и материалы —
это вода и водяной пар, химическая и воздушно-механическая пены, водные
растворы солей, негорючие газы, галоидоуглеводородные огнегасительные со-
ставы и сухие огнетушащие порошки.
Средства пожаротушения подразделяют на первичные, стационарные и
передвижные (пожарные автомобили).
Первичные средства используют для ликвидации небольших пожаров и
возгораний. Их обычно применяют до прибытия пожарной команды. К первич-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]