Самовоспламенение и тление

Скорость экзотермической реакции окисления зависит от температуры нагрева смеси горючего вещества с воздухом. При невысокой температуре и малой скорости реакции выделившееся тепло рассеивается в окружающую среду и самонагревание смеси не происходит. При нагревах смеси до более высокой температуры скорость реакции значительно увеличивается, не все выделившееся тепло успевает отводиться в окружающую среду и начинается самонагревание смеси. В результате самонагревания смесь, уже без внешнего источника тепла, нагревается до возникновения устойчивых роцессов пламенного горения или тления (для тлеющих пылей), которые могут распространиться по смеси до полного ее выгорания.

Те минимальные температуры горючего вещества, при которых в ус­ловиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивается возникновением тления или пла­менного горения, называются температурив тления и температурой самовоспламенения соответственно.

При распространении горения тепло, выделившееся в результате ре­акции, расходуется на нагрев свежей смеси, инициируя в ней горение, и частично теряется в окружающем пространстве.

Если по какой-либо причине потери тепла превысят тепловыделения, произойдет прогрессивное снижение температуры и распространение го­рения прекратится.

На основании этого конструируются всевозможные сетчатые и ще­левые огнепреградители, предназначенные для предотвращения распро­странения горения или передачи взрыва, возникшего в оболочках, в окру­жающую среду.

3. Классификация взрывоопасных смесей

3.1. Общие положения

Выбор электрооборудования для той или иной среды связан с необ­ходимостью учета условий его эксплуатации и взрывоопасных свойств среды.

Учитывая сложность создания средств взрывозащиты электрообору­дования применительно к каждому взрывоопасному веществу, в большин­стве стран мира принята условная классификация взрывоопасных смесей по категориям и группам.

Это позволяет решить вопросы унификации и классификации раз­личных производств по степени взрывоопасное™ в зависимости от ис­пользования тех или иных горючих веществ. В свою очередь, это дает воз­можность максимально унифицировать конструкции взрывозащищенного электрооборудования, методы испытаний, сделать общими принципы мар­кировки, значительно упростить его изготовление, монтаж электроустано­вок и их эксплуатацию.

Международными нормативными документами, а также националь­ными (кроме США.) нормами предусмотрена классификация только газо­вых взрывоопасных смесей. В США, согласно НЕС, классифицируют как газовые, так и пылевоздушные взрывоопасные смеси, причем предусмот­рено их деление только по группам.

В большинстве стран мира принята условная классификация смесей по категориям и группам.

В основу деления взрывоопасных веществ на категории положена способность их в смеси с воздухом к распространению горения через щель (зазор) плоского фланцевого соединения на стандартной оболочке.

В основу деления взрывоопасных смесей на группы положена тем­пература самовоспламенения, которая определяется по методике, рекомен­дованной МЭК. Здесь следует уточнить, что температурой самовоспла­менения взрывоопасной смеси газов или паров горючих или легковоспла­меняющихся жидкостей называется определенная стандартным мето­дом низшая температура, до которой должна быть равномерно нагрета указанная смесь для того, чтобы она воспламенилась без внесения в нее постороннего источника зажигания. Разумеется, чем выше эта температу­ра, тем меньше вероятность возникновения опасности взрыва.

Определение категории и группы взрывоопасной смеси производит­ся национальными испытательными станциями. Если в технологическом процессе взрывоопасных производств встречаются различные смеси ве­ществ, то классификация производится по наиболее опасному сочетанию компонентов.

В основу классификации взрывоопасных смесей по категориям в различных нормативных документах используются граничные значения так называемого критического зазора (критической ширины щели) или ве­личина безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ) и минимальный ток воспламенения (МТВ).

Очевидно, критическая ширина щели для различных смесей неоди­накова: для медленно горящих она больше, а для быстро горящих, напри­мер, водородовоздушпых, она меньше.

В ряде нормативных документов (Публикации МЭК, Европейские нормы) используются следующие критерии классификации ВЗОС по кате­гориям и группам: МЕSG- максимальный экспериментальный безопасный зазор (аналог БЭМЗ) и М1С - аналог' МТВ.

Для классификации большинства газов и паров на категории доста­точно применения одного из критериев: БЭМЗ (МЕSG) или МТВ (МIС), кроме случаев, оговоренных п. 3.5 ГОСТ 12.1.011-78.

В тех случаях, когда значение БЭМЗ или значение МТВ неизвестны для данного газа или пара, допускается предварительно принять категорию этого химического соединения, принадлежащего к тому же гомологиче­скому ряду, но с меньшим молекулярным весом.

Классификация ВЗОС по температурным классам (что аналогично классификациям по группам, например, ГОСТ 12.1.011-78; ПУЭ) выполня­ется по критерию аналогичному, а именно, по температуре самовоспламе­нения.

Приведем определение указанных критериев.

Критический зазор - величина в миллиметрах зазора между поверхностями фланцев шириной 25мм, при которой частота передачи взрывов составляет 50% общего числа взрывов при объеме оболочки 2,5л.

Безопасный экспериментальный максимальный зазор (БЭМЗ) -максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не проис­ходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой коп­ит грации горючей смеси в воздухе.

Следует подчеркнуть, что величина критического зазора или БЭМЗ (МЕ5О) не могут служить параметрами контроля взрывозащиты взрывонепроницаемого электрооборудования при его изготовлении и проверке.

Минимальный ток воспламенения (МТВ) - это соотношение между минимальным током воспламенения испытуемого газа или пара и ми­нимальным током воспламенения метана.