6.2.7 Особливості горіння пиловидних матеріалів

У пожежному відношенні порошкові, волокнисті й сипучі матеріали характеризуються мінімальною енергією запалювання за наявності мінімального вмісту кисню. Пил деяких твердих матеріалів (алюміній, цинк) у суміші з повітрям може утворювати вибухопожежононебезпечні концентрації, хоч у монолітному стані вони не горять.

Коли йдеться про спалахування та вибух, то чим дрібніші частки пилу, тим більша у них площа поверхні і тим вони небезпечніші у пожежному відношенні. Так, 1кг вугілля горить годину, а у пиловидному стані спалахує за долю секунди.

Залежно від стану, пил однієї і тієї ж речовини має різні температури спалахування. Наприклад пил деревини в аерозольному стані має температуру спалахування 775?C, а в аерогельному – 275?С, у 2.8 разів меншу. Тому більш небезпечним у пожежному відношенні є осівший пил, оскільки він має значно нижчу температуру спалахування. Але загоряння осівшого пилу призводить до спалахування того пилу, що перебуває у аерозольному стані. В аерозольному стані горіння пилу відбувається у вигляді вибуху.

Вибухопожежонебезпечні властивості пилу характеризуються нижньою і верхньою межами спалахування (НМС і ВМС).

Нижня межа спалахування аерозолів твердих речовин – це найменша концентрація їх у повітрі, при якій суміш здатна до спалахування з наступним поширенням полум’я на весь об’єм суміші.

Для пилу переважно визначають НМС, бо у виробничих умовах ВМС практично недосяжна. Наприклад, ВМС для цукрового пилу становить13500 г/м3 , а торф’яного – 2200 г/м3, а нижня відповідно 15 і 17,6 г/м3.

Залежно від НМС пил твердих речовин в аерозольному стані поділяється на такі групи:

• особливо вибухонебезпечні з НМС < 15 г/м3;

• вибухонебезпечний з НМС < 65 г/м3;

• пожежонебезпечний з НМС > 65 г/м3.

Значення НМС пилу залежить від його:

• дисперсності;

• вологості;

• вмісту летких фракцій;

• температури;

• потужності джерела запалювання і ін.

Високодисперсний пил дуже небезпечний у пожежному відношенні, бо має велику сумарну поверхню, що абсорбує кисень і створює підвищену хімічну активність. Наприклад, 1см3 монолітної речовини має поверхню 6 см2, а 1см3 її пилу дисперсністю в 1мм – 60000см2.

Збільшення вологості пилу й повітря зменшує інтенсивність вибуху. Щоб вибуху не сталося, необхідно не допускати накопичення пилу у виробничих приміщеннях.

6.2.8 Особливості горіння газів

Горючі гази за певних концентрацій можуть згоряти зі швидкістю вибуху, спричиняючи великі руйнації та нещасні випадки.

Вибух — це миттєве згоряння горючої речовини з виділенням великої кількості енергії і створенням вибухової хвилі, що має велику швидкість поширення.

Вибухонебезпечність суміші горючого газу з повітрям характеризується нижньою концентраційною межею вибуховості (НКМВ) і верхньою концентраційною межею вибуховості (ВКМВ). Для газів — це процентний вміст їх в об'ємі повітря.

НКМВ — це найменша кількість горючого газу в об'ємі повітря, за якої вже може статися вибух при наявності джерела вогню.

ВКМВ — це найбільша кількість горючого газу в об'ємі повітря вище якої вибух не відбудеться. При концентраціях, що перевищують верхню межу, суміш стає тільки пожежо, а не вибухонебезпечною.

Суміш, що відповідає НКМВ є бідною, вона має надлишок кисню, малу швидкість поширення полум'я і низький тиск вибуху. При збільшенні концентрації суміш стає багатою, вона має надлишок газу і нестачу окислювача. Така суміш здатна тільки горіти.

Для оцінки витрат повітря при горінні використовують поняття про стехіометричну суміш.

Стехіометрична суміш — це така горюча суміш, яка не має у надлишку а ні горючого компоненту, а ні окислювача.

При надлишку палива суміш багата, а при надлишку окислювача — бідна.

Межі вибуховості газоповітряних сумішей визначаються розрахунковим або експериментальним методом. Нижня межа вибуховості бензину становить 0,76%, верхня — 5,4%, для ацетону — 2,5 і 12,8%.

На пожежах при горінні газоповітряних сумішей температура не перевищує 1400?С, а при вибухах вона досягає 3000?С.

Гази, що мають щільність більшу за повітря, накопичуються переважно у нижніх зонах приміщення, у підвалах, колодязях, а ті, що мають меншу щільність — у верхніх зонах.

Профілактикою проти вибухів є запобігання утворення небезпечних концентрацій газоповітряних сумішей у виробничих умовах.