Взрывы.

Поражающие факторы взрыва – взрывная волна и осколки.

Меры защиты – расстояние до центра взрыва, использование легко сбрасываемых конструкций, повышение прочности элементов строительных конструкций, использование дополнительных защитных конструкций, а так же убежищ и укрытий для персонала.

Взрыв – (по ГОСТ Р220.08 - 96) процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящий к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу.

Взрывы.

Химические процессы Физические процессы

горение и т.п. разрыв сосудов под

давлением

Взрывы являются многочисленной причиной Ч.С.:

Взрывы природного газа в бытовых условиях, взрывы химических реакторов, котлов, аварии на трубопроводах различного назначения.

Для регламентации профилактических мероприятий принят закон “О промышленной безопасности опасных производственных объектов”, предусматривающий составление специальной декларации безопасности для объектов с высоким потенциальным уровнем опасности.

На взрывоопасных объектах возникают следующие виды взрывов:

• Неконтролируемые взрывные процессы.

• Образование облаков газа, пара, топлива, пылевоздушных смесей.

• Взрывы аппаратов и коммуникаций под высоким давлением или с перегретыми продуктами.

Взрывчатые вещества принято разделять на следующие виды:

Взрывчатые вещества.

Конденсированные Газо, паро, пыле-

воздушные смеси

Конденсированные способны взрываться без доступа воздуха. Они могут быть однородными или представлять собой смеси.

При взрыве взрывчатых веществ и смесей протекают окислительные процессы. Конденсированные взрывчатые вещества сами содержат необходимый кислород. В паро, газо, пылевоздушных смесях (ГПВС) для горения необходим воздух.

Различают 2 вида окислительных процессов по скорости:

1. Детонационные (V=100 м/с).

2. Дефлограционные (скорость десятки метров в секунду).

Для взрыва взрывчатые вещества необходимо инициировать, то есть подвести какое то количество энергии, вызывающего начальный этап превращений.

Источниками взрыва могут быть:

1. Технические (удар, трение ).

2. Тепловое (пламя, нагрев, искра).

3. Электрические.

4. Химические.

5. Взрыв другого взрывчатого вещества.

Горением называется физико-химический процесс взаимо­действия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением теплоты и излучением света. Началу горения спо­собствуют источник зажигания, горючее вещество и наличие в воздухе более 14 % кислорода.

Различают вспышку, воспламенение, самовоспламенение и са­мовозгорание.

Вспышка — быстрое сгорание смеси газов или паров горючего вещества с воздухом, возникающее от соприкосновения этой сме­си с пламенем, искрой, без перехода в горение.

Воспламенение — возгорание газов или паров горючего вещес­тва от соприкосновения с источником теплоты, которое в даль­нейшем переходит в процесс горения.

Самовоспламенение — возгорание без постороннего источника теплоты, возникающее при самостоятельном разложении горю­чих веществ с образованием паров и газов, соединяющихся с кис­лородом воздуха.

Самовозгорание — процесс возгорания вещества в результате тепловых процессов окисления под влиянием внутренних биоло­гических, химических или физических процессов.

Различают два основных вида горения: полное и неполное

Полное горение происходит при достаточном или избыточном количестве кислорода и в основном сопровождается образованием паров воды и диоксида углерода.

Неполное горение происходит при недостатке кислорода и на­иболее опасно, так как при этом образуются токсичный оксид уг­лерода и другие газы.

Если кислород проникнет в зону горения вследствие диффузии, образующееся пламя называется диффузионным, и оно имеет 3 зоны (рис. 71). Находящиеся в зоне / газы или пары не горят (температура не превы­шает 500 °С), в зоне 2 они сгорают частично, в зоне 3 — полностью, и температура пламе­ни здесь наиболее высокая.

Горение бывает гомогенным и гетероген- Рис. 71. диффузионное ^ным- ^ПР^И гомогенном горении все реагирую- пламя щие вещества имеют одинаковое агрегатное

состояние, например газообразное. Когда они находятся в различных агрегатных состояниях и имеется граница раздела фаз в горючей системе, горение является гетеро­генным. Гетерогенное горение, связанное с образованием потока горючих газообразных веществ, является одновременно и диффу­зионным.

В зависимости от скорости распространения пламени горение может происходить в форме дефлаграционного горения, взрыва и детонации.

В случае дефлаграционного горения нормальная скорость горения представляет собой скорость движения пламени на границе между сгоревшей и несгоревшей частями смеси и из­меняется от нескольких сантиметров до нескольких метров в секунду. Например, скорость горения 10,5% смеси метана с воздухом равна 37 см/с.

Пожаро- и взрывоопасность газов характеризуется следующи­ми показателями: концентрационными пределами ра горения и скоростью распространения пламени; для жидкостей, кроме того, — температурой самовоспламенения, а для твердых веществ и пылей — дополнительной температурой самонагрева­ния, трения, способностью взрываться и гореть при взаимодейс­твии с кислородом воздуха, водой и другими веществами.

Газовоздушные смеси воспламеняются только в определенном интервале концентраций горючего вещества, границы которого называются нижними и верхними концентрационными предела­ми распространения пламени, которые также называют предела­ми воспламенения или взрываемости.

Нижний концентрационный предел распространения пламени (НП) — наименьшая концентрация горючего газа (пыли), при ко­торой смесь уже способна воспламеняться от источника зажига­ния и пламя распространяется на весь объем смеси.

Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВП) — наибольшая концентрация горючего газа, при которой смесь еще способна воспламеняться от источника зажигания и пламя распространяется на весь объем смеси.

Газы являются наиболее пожаро- и взрывоопасными вещест­вами, имеют широкую область воспламенения, низкий нижний концентрационный предел распространения пламени, неболь­шую энергию зажигания и большую скорость распространения пламени.

Пожаро- и взрывоопасность жидкостей характеризуется теми же показателями, что и пожаро- и взрывоопасность газов, а кроме того, температурами вспышки и самовоспламенения. Горение жидкостей — это горение паровоздушной фазы, образующейся над их поверхностью в результате испарения.

Одним из основных параметров, определяющих пожароопас-ность жидкости, является температура вспышки. Это самая низ­кая (в условиях специальных испытаний) температура жидкости, при которой над ее поверхностью образуются пары или газы, спо­собные вспыхивать от постороннего источника зажигания. После сгорания паро-воздушной смеси горение прекращается, так как поверхность жидкости не прогревается до температуры, достаточ­ной для ее дальнейшего быстрого испарения.

Температура окружающей среды, равная температуре вспыш­ки, является тем пределом, при котором жидкость становится особо опасной в пожарном отношении. Ее величина служит кри­терием для классификации горючих жидкостей по степени их по­жарной опасности. В зависимости от температуры вспышки па­ров жидкости разделяются на два класса:

I — легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), т. е. жидко­ сти, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки паров в закрытом тигле не выше 61 °С или 66 °С — в открытом (этиловый спирт, эфи- ры, бензол и др.);

II — горючие жидкости (ГЖ), обладающие способностью го­ реть при температурах, превышающих указанные (смазочные масла, глицерин, растительные масла и др.).

Температура воспламенения — наиболее низкая температу­ра, при которой жидкость выделяет горючие пары со скоростью, достаточной для продолжения устойчивого горения после воспла­менения.

Температура самовоспламенения — наименьшая температу­ра паров жидкости, при которой резко увеличивается скорость

В соответствии с нормами пожарной безопасности «Опре­деление категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» (НПБ 105-03) по­мещения в зависимости от количества и пожаровзрывоопас-ных свойств находящихся в них веществ и материалов, а также с учетом особенностей технологических процессов размещен­ных в них производств разделяются на категории А, Б, В1...В4, Г и Д.

Категория А — горючие газы, легковоспламеняющиеся жид­кости с температурой вспышки не более 28 "С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасное парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5кПа; вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превыша­ет 5 кПа.

Категория Б — горючие пыли или волокна, легковоспламеня­ющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрыво­опасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспла­менении которых развивается расчетное избыточное давление в помещении, превышающее 5 кПа.

Категории В1...В4 — горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии что помещения, в которых они име­ются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б. Разделение помещений на категории В1...В4 производит­ся по величине удельной пожарной нагрузки в соответствии с НПБ 105-03.

Категория Г — негорючие вещества и материалы в горючем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки

которых сопровождается выделением лучистой теплоты, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, сжигае­мые или утилизируемые в качестве топлива.

Категория Д — негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Для правильного выбора электрооборудования правила уст­ройства электроустановок устанавливают несколько классов взрыво- и пожароопасных зон.

Взрывоопасной зоной считается помещение, его часть или тер­ритория вне его, где имеются или могут образовываться взрыво­опасные смеси.

К взрывоопасным зонам, охватывающим весь объем помеще­ния, относятся такие, объем взрывоопасной смеси в которых пре­вышает 5 % свободного объема помещения.

В противном случае взрывоопасной зоной считается объем по­мещения в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от источника возможного выделения горючих газов или паров легковоспламе­няющейся жидкости (ЛВЖ).

При отсутствии в остальной части помещения других источни­ков выделения этих газов и жидкостей эта часть считается не­взрывоопасной.

К пожароопасной зоне относятся объемы внутри или вне поме­щения, в которых постоянно или периодически находятся горю­чие вещества или материалы, как при нормальном ведении тех­нологического процесса, так и при его нарушениях.

Также не считаются взрыво- и пожароопасными зоны в поме­щениях и вне их на указанных расстояниях от источников, кото­рые могут создавать взрывоопасные смеси или около них распола­гаются горючие вещества, а технологический процесс протекает с применением открытого огня, оборудование имеет поверхности, нагретые до температуры самовоспламенения горючих газов, па­ров и пылей, в нем сжигается твердое, жидкое или газообразное топливо.

По взрывоопасное™ зоны разделяются на 6, а по пожароопас-ности — на 4 класса.

Пожарная безопасность зданий и сооружений, условия раз­вития и распространения пожара в них существенно зависят от возгораемости и огнестойкости использованных при их строи­тельстве материалов и конструкций. Возгораемость и огнестой­кость строительных материалов и конструкций — важные пожар­ные характеристики производственных зданий промышленных предприятий. Они устанавливаются на стадии проектирования промышленных объектов в зависимости от категории взрывопо-жароопасности производств, размещаемых в проектируемых зданиях.

Согласно строительным нормам и правилам, строительные ма­териалы и конструкции по возгораемости разделяются на 3 груп­пы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемыми являются такие материалы и конструкции, ко­торые под воздействием огня или высокой температуры не вос­пламеняются, не тлеют и не обугливаются. К ним относятся все естественные и искусственные неорганические материалы, кото­рые при искре не горят.

Трудносгораемые материалы и конструкции под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обуг­ливаются и продолжают гореть, тлеть и обугливаться при наличии источника горения, а после его удаления эти процессы прекраща­ются. К ним относятся материалы, состоящие из несгораемых и сгораемых материалов, содержащие более 8 % по массе органичес­ких заполнителей.

Сгораемые материалы и конструкции под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обугливаются. После удаления источника зажигания эти процессы продолжаются. К ним относятся все органические материалы, не отвечающие требо­ваниям, предъявляемым к несгораемым и трудносгораемым мате­риалам, например древесина.

Огнестойкость отдельных строительных конструкций зданий и сооружений — это свойство сохранять несущую и ограждаю­щую способность во время пожара в течение определенного времени. Огнестойкость характеризуется двумя количественными показа­телями — пределом огнестойкости строительных конструкций и степенью огнестойкости зданий и сооружений.

Степень огнестойкости промышленных зданий и сооружений зависит от группы возгораемости и предела огнестойкости основ­ных строительных конструкций (несущих стен, колонн, стен лес­тничных клеток, плит настила, конструкций перекрытий и т. п.), а также от скорости распространения огня по ним.

Здания и сооружения по огнестойкости делятся на 5 сте­пеней.

• Строительство зданий категорий А и Б допускается только I и II степени огнестойкости и не выше 6 этажей.

Для зданий категорий В, Г и Д — I и II степени огнестойкос­ти, число и площадь этажей не ограничивают

Пожарная сигнализация и связь. Своевременное извещение о возникшем пожаре дает возможность быстро его ликвидировать и значительно уменьшить размеры ущерба. Поэтому средства по­жарной сигнализации и извещения играют важную роль в пре­дупреждении распространения и тушения пожаров.

Для своевременного извещения о возникшем пожаре в бли­жайшую пожарную часть используют электрическую систему пожарной сигнализации (кнопочную или автоматическую). Ос­новной недостаток кнопочной (ручной) системы сигнализации — это то, что сообщение о пожаре может быть передано человеком только после обнаружения им пожара или загорания.

Наиболее совершенная — автоматическая система электричес­кой пожарной сигнализации, позволяющая без участия человека обнаружить возникший пожар и известить о нем приемную стан­цию пожарной сигнализации.

Автоматические системы электрической пожарной сигнализа­ции состоят из автоматических извещателей, линий связи, при­емной станции и источника питания. Извещатели по принципу действия подразделяются на реагирующие на изменение темпера­туры, появление дыма, света и комбинированные.

. При возникновении пожара электрический сиг­нал, образующийся в автоматическом пожарном извещателе, передается по проводам на станцию приема пожарных сигналов. Приняв сигнал, станция преобразует его в световые и звуковые сигналы тревоги и с помощью релейных устройств включает авто­матические средства пожаротушения. Тепловые извещатели сра­батывают при повышении температуры окружающей среды. Их чувствительными элементами являются биметаллические плас­тинки, пружинящие пластинки со спаянными легкоплавким при­поем концами и др. К ним относятся извещатели АТП-ЗМ, АТИП-3, ДТЛ, ПОСТ-1 и др.

В извещателях, реагирующих на дым, чувствительными элемен­тами являются фотоэлементы или ионизационные камеры с радио­активными веществами. Дым, попадая в ионизационную камеру, уменьшает степень ионизации воздуха, что приводит к срабатыва­нию исполнительного реле приемной станции. В извещателе РИД-1 используется радиоактивный элемент плутоний-239. К дымовым фотоэлектрическим извещателям относится извещатель ИДФ-1.

Комбинированный извещатель, например извещатель КИ-1, имеет ионизационную камеру и терморезисторы.

В световых извещателях используется явление фотоэффекта. Фотоэлемент реагирует на ультрафиолетовую или инфракрасную часть спектра пламени. К таким извещателям относятся СИ-1, АИП-М, ДПИД и др.

Для обеспечения безотказной работы извещателей необходимо следить за их исправным состоянием. Тепловые извещатели про­веряют не реже 1 раза в год с помощью переносного источника теплоты; дымовые, световые и комбинированные — не реже 1 раза в месяц.

Пожарная связь подразделяется на связь извещения, позволя­ющую в кратчайшее время реагировать на сигналы загораний и обеспечить своевременный вызов пожарных команд; диспетчер­скую связь, предназначенную для управления силами и средства­ми тушения пожаров; и связь на пожаре, обеспечивающую руко­водство действиями пожарных подразделений непосредственно при тушении пожара.

Способы и средства тушения пожаров. Различают стадии по­жара:

• начальная, при которой площадь очага пожара не превыша­ет 2 м², температура в нем относительно невысокая, а расстояние распространения теплового излучения не превышает дальнобой­ности струи огнетушителей, что позволяет потушить пожар с по­мощью 1...2 огнетушителей;

• развитая — очаг пожара охватывает площадь до 10 м , в ко­торой развилось устойчивое горение, значительно возросла тем­пература, появились языки пламени большого размера, а интен­сивность лучистой теплоты не позволяет приблизиться к очагу пожара, и его тушение возможно только с помощью водяных струй гидрантов;

• конечная — пожар охватил большую площадь, очень высо­кая температура в очаге, мощное излучение лучистой теплоты, деформация и обрушение несущих конструкций промышленных зданий и сооружений.

Исходя из условий, необходимых для возникновения и рас­пространения горения и физико-химических особенностей этого процесса, прекратить горение можно с помощью следующих спо­собов: удалить окислитель и горящее вещество из зоны горения, снизить температуру зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понизить температуру горящего вещества ниже температуры воспламенения. На этих принципах основаны спо­собы и средства тушения пожаров. Успех ликвидации пожара за­висит от стадии его развития. Пожар легче ликвидировать в на­чальной стадии, не допуская его распространения и перехода в развитую стадию. Поэтому каждое предприятие наряду с автома­тическими средствами пожаротушения должно иметь в достаточ­ном количестве средства первичного огнетушения, предназначен­ные для тушения пожара в начальной стадии развития.

Средства тушения пожара могут быть представлены в трех аг­регатных состояниях: жидком, газообразном и твердом (порош­ки), а также в виде пены и пара.

Основные огнегасительные вещества — вода, пена, инертные и негорючие газы, водяной пар, галогеноводородные огнегаситель­ные средства и сухие порошки.

Вода — наиболее распространенное средство тушения пожа­ров. Обладая большой теплоемкостью, вода, попадая в зону горе­ния, нагревается и испаряется. На испарение 1дм³ воды затрачива­ется 2679 кДж теплоты. В результате в очаге пожара поглощается большое количество теплоты, что приводит к снижению темпера­туры в зоне горения. Испаряясь, вода образует большое количест­во пара (из 1 дм³ воды образуется 1,7 м³ пара), который изолирует зону горения от окружающей среды и затрудняет доступ кислоро­да воздуха к ней.

Таким образом, при тушении пожара водой на него оказывается комбинированное воздействие — снижаются температура и содер­жание кислорода в зоне горения (пожарные краны, гидранты, нельзя тушить Эл установки, находящиеся под напряжением)

Пены, применяемые для тушения пожаров, бывают двух видов: химические и воздушно-механические. Химическая пена получа­ется при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в при­сутствии пенообразователей. При этом образуется инертный газ (диоксид углерода), не поддерживающий горения. Его пузырьки обволакиваются водой с пенообразователем, в результате чего со­здается устойчивая пена, которая может долго оставаться на повер­хности не только твердых тел, но и жидкостей. Вещества, которые необходимы для получения диоксида углерода, применяются в виде водных растворов либо сухих порошков. Пенопорошок состо­ит из сухих солей (сульфат алюминия, бикарбонат натрия) и лак­ричного экстракта или другого пенообразующего вещества. При взаимодействии с водой сульфат алюминия или другие сульфаты, бикарбонат натрия и пенообразователь растворяются и немедленно реагируют с образованием диоксида углерода.

Инертные и негорючие газы применяют для тушения пожаров в небольших по объему помещениях. Для этого используют диок­сид углерода или азот, которые снижают концентрацию кислорода в зоне пожара, охлаждают ее и разбавляют концентрацию посту­пающих в нее горючих веществ. Огнегасительная концентрация инертных газов при тушении пожара в закрытом помещении со­ставляет 31...36 % и более к объему помещения.

Диоксид углерода вследствие своей неэлектропроводности — незаменимое средство быстрого тушения небольших очагов пожа­ра, особенно, что исключительно важно, тушения загоревшихся электроустановок. Он хранится в стальных баллонах в сжижен­ном состоянии под давлением.

Первичные средства пожаротушения. В зависимости от горящего вещества различают пожары следующих классов:

А – горение твердых веществ;

В – горение жидких веществ;

С – горение газообразных веществ;

D – горение металлов или металлоорганических веществ (огнетушители специального назначения);

Е – пожары электрооборудования, находящегося под напряжением.

По способу доставки к очагу пожара огнетушители делятся на переносные (массой до 20 кг) и передвижные (массой не менее 20, но не более 400 кг). При этом передвижные огнетушители могут иметь одну или несколько емкостей для зарядки огнетушащих веществ, смонтированных на тележке. Наличие колес или тележки является отличительной особенностью передвижных огнетушителей.

Загорания в начальной стадии их развития могут быть потушены с помощью первичных средств пожаротушения. К ним относятся огнетушители, внут­ренние пожарные краны с комплектом оборудования (рукава, стволы), бочки с водой, кошмы, багры, ломы, топоры, ведра. Все помещения и технологические установки должны быть обеспече­ны первичными средствами пожаротушения. Размещают их на видных местах, легкодоступных в любое время.

Асбестовое полотно, войлок, кошму рекомендуется хранить в металлических футлярах с крышками. Огнетушители вывеши­ваются на видном месте на высоте 1,5 м от пола до нижнего его

торца.

Существует несколько типов огнетушителей, различающихся по типу огнетушащего вещества: пенные, газовые и порошковые.

Пенные огнетушители бывают химические и воздушно-меха­нические. Они применяются для тушения почти всех горючих ве­ществ. Химической пеной тушить загоревшиеся электрические установки, находящиеся под напряжением, нельзя, так как она токопроводна. Наиболее распространены химические пенные ог­нетушители ОХП-10,

К газовым огнетушителям относятся углекислотпыс миро зольные и углекислотно-бромэтиловые. Газовые огнетушители предназначены для тушения небольших очагов пожаров различ­ных горючих веществ, а также электроустановок, находящихся под напряжением. Дальнобойность этих огнетушителей 3...4 м, время действия 20...30 с.

Углекислотные огнетушители выпускаются следующих ти­пов: ДСП-038 , ОУ-8. Цифра означает вместимость бал­лона орнетушителя.

Порошковые огнетушители используются для ликвидации всех видов пожаров, в том числе и установок, находящихся под напряжением. Кроме того, ими можно тушить органические жид­кости (например, этиловый спирт), которые энергично взаимо­действуют с воздушной и химической пеной.

Порошковые огнетушители выпускаются следующих типов: ОП-1, ОП-2А, ОП-10А, «Момент», ОПС-6, ОПС-10, которые от­личаются друг от друга только составом порошка, служащим для тушения, вместимостью и приспособлением для подачи порошка. Для создания давления в корпусе и выталкивания порошка слу­жит сжатый газ (азот, диоксид углерода, воздух), находящийся в небольшом специальном баллончике под давлением 15 МПа.

Автоматические системы пожаротушения. применяются автоматические установки: водяного ту-шения — спринклерные и дренчерные; парового, газового и по­рошкового пожаротушения. Выбор той или иной установки осуществляют, исходя из свойств веществ и материалов, образую­щихся в производстве, технологических требований и технико-экономических обоснований.

Спринклерные установки (рис. 80) предназначены для тушении местных (локальных) загораний на отдельных участках невзрмно-опасных помещений, а дренчерные — для тушения пожара на KWfl площади помещений, в том числе и опасных по взрывам