4.3. Пожежовибухонебезпечність об'єктів

4.3.1. Пожежовибухонебезпечні властивості матеріалів і речовин та сфера їх використання

Поняття пожежовибухонебезпечності є найбільш загальною ха­рактеристикою властивостей матеріалів і речовин. Це поняття не є еквівалентним поняттю горючості речовин і матеріалів.

Знаючи характеристику вибухопожежної і пожежної небезпе­ки речовин і матеріалів, можна визначити умови, за яких вони при переробці, використанні або зберіганні можуть призвести до виникнення пожежі або вибуху. Оцінка властивостей вибухопо-жежонебезпеки речовин і матеріалів необхідна для визначення можливих негативних наслідків від вибухів і пожеж на тих об'єк­тах, де вони перебувають в обігу або на зберіганні. Унаслідок експлуатації несправного або фізично спрацьованого технічного устаткування на таких об'єктах можуть виникати аварії з пожежа­ми або вибухами.

Негорючі речовини можуть бути пожежовибухонебезпечними, бо виділяють горючі продукти при взаємодії з водою, киснем повіт­ря або одна з одною.

Перелік показників пожежовибухонебезпечності матеріалів і речовин та сферу їх використання наведено в табл. 4.2.

Окрім вказаних у таблиці показників можна визначити також інші, які більш детально будуть характеризувати пожежну й вибухо­ву небезпеку речовин і матеріалів.

Дані про групу горючості використовують для визначення кате­горії виробництва за вибуховою, вибухопожежною і пожежною не­безпекою відповідно до вимог Будівельних норм і правил проекту­вання виробничих будівель промислових підприємств. Ці дані також потрібні для визначення класів вибухонебезпечних і пожежонебез-печних зон відповідно до вимог Правил влаштування електроуста­новок, при розробці заходів для забезпечення пожежної безпеки від­повідно до вимог ГОСТ 12.1.044-85.

Закінчення таблиці 4.2

	Показник	Використовується показник пожежовибухонебезпеки
		газів	рідин	твердих речовин	пилу
18	Мінімальна флегматизуюча концентрація флегматизатора	+		-	+
19	Максимальний тиск вибуху	+	+	-
20	Швидкість наростання тиску при вибуху	+	+	-	+

Примітка: 1. Знак «+» визначає застосування показника, а знак «-» — невико­ристання для даної речовини цього показника.

2. Для пилу визначається тільки нижня концентраційна межа роз­повсюдження полум'я.

Нижня концентраційна межа розповсюдження полум'я (межа спалахування) — це така об'ємна (масова) доля горючого в суміші з окислювачем (виражена в процентах або в г/м"³), нижче від якої су­міш стає нездатною до розповсюдження полум'я.

Верхня концентраційна межа розповсюдження полум'я — це така об'ємна доля горючого в суміші з окислювачем, вище від якої суміш стає нездатною до розповсюдження полум'я.

Зона розповсюдження полум'я — це зона об'ємних частинок у суміші з окислювачем між нижньою і верхньою межею спалахування.

Дані про нижню концентраційну межу розповсюдження полу­м'я використовують для визначення категорії виробництва за поже-жовибухонебезпечністю відповідно до вимог «Будівельних норм і правил проектування виробничих будівель».

Дані про нижню й верхню концентраційну межу розпо­всюдження полум'я використовуються при розрахунках вибухобез-

печних концентрацій газів, парів й пилу всередині технологічного обладнання, трубопроводів, при проектуванні вентиляційних сис­тем, а також при розрахунках гранично допустимих вибухобезпеч-них концентрацій газів, парів і пилу в повітрі робочої зони з потен­ційними джерелами запалювання.

Температурні межі розповсюдження полум'я — це такі темпе­ратури речовини, за яких насичені пари утворюють у відповідному окислювальному середовищі концентрації, що відповідають нижній і верхній концентраційним межам розповсюдження полум'я.

Дані про температурні межі розповсюдження полум'я викорис­товуються при розрахунках пожежовибухобезпеки температурних режимів роботи технологічного обладнання, при оцінці аварійних ситуацій, пов'язаних з розливанням горючих речовин, а також для розрахунків концентраційних меж розповсюдження полум'я.

Температура самонагрівання — це найнижча температура речо­вини, за якої самочинний процес її нагрівання не призводить до тління або горіння з полум'ям.

Дані про температуру самонагрівання використовують при ви­борі безпечних умов нагрівання речовини, при розробці заходів для забезпечення пожежної безпеки технологічних процесів.

Безпечна температура тривалого нагрівання речовини — це температура, яка не перевищує 90 % температури самонагрівання.

Умови теплового самонагрівання визначають експерименталь­но шляхом виявлення залежності між температурою навколишнього середовища, масою речовини й часом до моменту її самозаймання.

Дані про умови теплового самозаймання використовують при виборі безпечних умов зберігання й переробки речовин, схильних до самозаймання.

Мінімальна енергія самозапалювання — це найменше значення енергії електричного розряду, здатної запалити легкозаймисту су­міш газу, пари або пилу з повітрям.

Дані про мінімальну енергію запалювання використовують при розробці заходів для забезпечення пожежовибухової безпеки в про­цесі переробки горючих речовин та електростатичної іскробезпеки технологічних процесів.

Кисневий індекс — це мінімальний вміст кисню в киснеазотній суміші, при якому можливе горіння матеріалів в умовах спеціальних випробувань. Дані про кисневий індекс використовують для контро­лю горючості твердих матеріалів.

Здатність вибухати й горіти при взаємодії з водою, киснем пові­тря та іншими речовинами — це оцінний показник, який характери­зує особливу пожежну небезпеку деяких речовин.

Дані про небезпеку взаємного контакту речовин використо­вують при визначенні категорії виробництва відповідно до вимог Будівельних норм і правил проектування виробничих будівель, а також при виборі безпечних умов виконання технологічних про­цесів та умов сумісного зберігання й транспортування речовин і матеріалів.

Такий показник пожежовибухонебезпечності, як нормальна швидкість розповсюдження полум'я, використовують у розрахунках швидкості зростання вибухового тиску газопароповітряних сумішей при розробці заходів пожежної і вибухової безпеки технологічних процесів.

Швидкість вигоряння — це кількість речовини, яка згоріла за одиницю часу на одиниці площі. Швидкість вигоряння характеризує інтенсивність згоряння речовини в умовах пожежі. Дані про швид­кість вигоряння використовують при розрахунках тривалості поже­жі в резервуарах, інтенсивності тепловиділення й температурного режиму пожежі.

Коефіцієнт димоутворення — це величина, яка характеризує оптичну щільність диму, що утворюється при згорянні речовини (матеріалу) із заданою насиченістю в об'ємі приміщення.

Дані про коефіцієнт димоутворення необхідні для класифікації матеріалів за димоутворюючою здатністю.

Нижче (див. табл. 4.3) наведено класифікацію матеріалів за ди­моутворюючою здатністю.

Таблиця 4.4

Класифікація будівельних матеріалів щодо

ї х здатності розповсюджувати полум'я по поверхні

44 Здатність матеріалу розповсюджувати полум'я по поверхні	Індекс розповсюдження полум'я
Полум'я не розповсюджується	0
Полум'я розповсюджується повільно	0-20
Полум'я розповсюджується швидко	понад 20

Індекс розповсюдження полум'я характеризує здатність речо­вин розповсюджувати полум'я по поверхні. Він використовується для класифікації матеріалів.

У табл. 4.4 наведено класифікацію будівельних матеріалів за­лежно від їх здатності розповсюджувати полум'я по поверхні.

Показник токсичності продуктів горіння полімерних матеріалів використовується для порівняльної оцінки різних видів матеріалів.

Нижче (див. табл. 4.5) наведено класифікацію полімерних мате­ріалів за показником токсичності продуктів горіння (в г/м~³).

Мінімальний вибухонебезпечний вміст кисню залежить від природи горючої речовини флегматизатора й початкової температу­ри суміші. Дані про цей показник використовують при розрахунках пожежовибухобезпечних режимів роботи пневмотранспорту й для розробки відповідних заходів.

Мінімальна концентрація флегматизатора — це така об'ємна його частка в суміші з горючим та окислювальним середовищем, при якій суміш стає нездатною до розповсюдження полум'я при будь-якому співвідношенні горючого та окислювального середови­ща. Ці дані використовують при розрахунках безпечного складу га­зових і пилогазових сумішей, при розробці заходів пожежної безпе­ки технологічних процесів.

Мінімальний тиск вибуху — найбільший тиск, який виникає при дефлаграційному вибуху газо-, паро- або пилоповітряної суміші в замкнутій посудині при початковому тиску суміші 101,3 кПа. Дані про цей показник використовуються при розробці заходів з пожежо-вибухобезпечності технологічних процесів.

Швидкість зростання тиску при вибуху — це показник, який за­лежить у газо-, паро-, пилоповітряній суміші в закритій посудині від часу. Використовується при розрахунках запобіжних пристроїв, при розробці заходів пожєжовибухобезпечності технологічних процесів.

Окрім вказаних у табл. 4.2 показників для оцінки пожежовибу-хонебезпечності речовин і їх сумішей, токсикологічної небезпеки, використовуються також такі поняття, як стехіометрична концент­рація горючих речовин, адіабатична температура горіння й макси­мальний ступінь розширення продуктів горіння.

Стехіометрична концентрація горючої речовини <р_ст — це вміст горючої речовини в суміші з окислювальним середовищем, що об­числюється за формулою:

ст

С = ¹⁰⁰ , (4.1)

4,84-/? + 1

де /? — стехіометричний коефіцієнт кисню в хімічній реакції го­ріння даної речовини.

Адіабатична температура горіння — це теоретично обчислена температура продуктів горіння.