Показатели пожарной опасности горючих газов. Пожарная опасность веществ и материалов

Понятие пожарной опасности веществ и материалов складывается не только из собственно склонности веществ к горению как окислительному процессу, но и зависит от со­стояния внешней среды, в которой находятся эти веще­ства и материалы.

Пожарная опасность веществ определяется целым ря­дом таких параметров, как: способность воспламенятся, ин­тенсивность горения, дымообразование, токсичность про­дуктов сгорания, возможность прекращения горения. Для оценки степени пожарной опасности веществ необходимы также количественные параметры этих процессов.

Количественные параметры процесса горения не яв­ляются постоянными, так как во многом зависят от природы горючего вещества, его агрегатного состояния, от концен­трации окислителя и горючего вещества, температуры ок­ружающей среды и температуры источника зажигания, от условий тепловыделений и теплоотвода.

Пожарную опасность веществ нельзя охарактеризо­вать каким-то одним показателем. Только определенный набор параметров, отражающий взрывопожароопасность веществ на разных стадиях процесса горения, учитывающей агрегатное состояние горючего вещества, может позволить с определенной степенью точности дать оценку их пожар­ной опасности.

Совокупность химических и физических явлений по­жара, представляющих множество комбинаций, зависящих от внешних факторов, породила множество методик оценки ПВО веществ.

Существующая в настоящее время система оценки унифицирована только по показателям, характеризующим свойства горючих веществ и материалов, окислительной среды, средств пожаротушения и определенным в нормаль­ных условиях. При изменении условий, т. е. отличных от ис­пытательных (экспериментальных) температуры, давления и т. д., те же параметры ПВО должны оцениваться дополнительно с учетом этих изменений. При расчетных методах оценки показателей ПВО обязательно задаются начальные условия процесса.

Практически любой из существующих в настоящее время методов оценки того или иного показателя ПВО вещества позволяет учитывать влияние только некоторых факторов процесса горения.

Примером может служить определение области вос­пламенения (взрыва) паровоздушной смеси, температуры вспышки в приборах открытого и закрытого типа, различ­ные способы нахождения температуры самовоспламенения, которые оценивают показатели пожарной опасности неза­висимо от реальных внешних условий.

Даже крупномасштабные испытания на данной стадии развития науки и техники не могут учесть многообразия ситуаций реального пожара.

Наиболее общим показателем пожарной опасности является го­рючесть материала или вещества независимо от его агрегатного состояния. Согласно этому показателю все материалы (вещества) можно разделить на три группы: негорючие, горючие и трудного­рючие. Этот показатель характеризуется качественно и количест­венно. Качественная классификация основывается на способности к горению при воздействии ИЗ и после его уда­ления.

Негорючими (несгораемыми) считаются вещества, не способные к горению в воздухе. Тем не менее некоторые из них являются пожароопасными.

Наиболее распространенными группами негорючих, но пожаро­опасных веществ являются следующие:

Трудногорючие (трудносгораемые) вещества при нагревании способны воспламе­няться при воздействии ИЗ, но после его уда­ления самостоятельно не горят.

Горючие (сгораемые) вещества способны самовоспламеняться, самовозго­раться и самостоятельно гореть после удаления ИЗ. Потеря массы при горении 60 сек. превышает 20 %. Существует классификация на группы для горючих и трудногорючих веществ.

Трудногорючие и горючие вещества имеют область воспламе­нения, характеризуются температурными показателями пожарной опасности, скоростью горения, для их тушения применяются огнетушащие вещества и т. д. Число и вид показателей для оценки пожароопасных свойств трудногорючих и горючих веществ опре­деляется в зависимости от их агрегатного состояния. У жидкостей и твердых веществ пожароопасных показателей больше, чем у га­зов. Эти дополнительные показатели по существу характеризуют процессы испарения и выделения летучих соединений, а поэтому связаны с температурами при нагревании жидкостей и твердых веществ. На­пример, для воспламенения и устойчивого горения необходимо, чтобы поверхность жидкости в достаточном количестве «питала» пламя летучими продуктами, а скорость испарения жидкости была свя­зана с ее температурой, поэтому вводят понятия температуры вспышки и воспламенения. То же относится и к твердым веществам. Вместе с тем для твердых и жидких трудногорючих и горю­чих веществ и материалов некоторые показатели, применимые для газов, теряют смысл, так как не могут быть реализованы. Например, понятие верхнего концентрационного предела воспламенения неприменимо для жидкостей, находящихся в открытых резервуа­рах, твердых горючих – на открытом воздухе.

Для решения вопросов обеспечения безопасности технологических процессов, зданий и сооружений, а также обеспечения безопасности людей во время пожаров необходимо иметь данные о показателях ПВО веществ и средствах их тушения.

В настоящее время в России существует единая сис­тема оценки пожарной опасности (ГОСТ 12.1.044-89 Пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов. Номенклату­ра показателей и методы их определения).

В основу классифика­ции показателей пожаро- и взрывоопасных свойств веществ и материалов положен принцип деления материалов по агрегатному состо­янию (см. табл. 6.1). Знак «+» обозначает применимость, а «-» неприменимость показателя для данного агрегатного состояния вещества.

Таблица 6.1.

Показатели ПВО веществ и материалов

Показатель	Агрегатное состояние вещества
		жидкость
Группа горючести
Температура вспышки
Температура воспла­менения
Температура самовос­пламенения
Температура самона­гревания
Температура тления
Минимальная энергия зажигания
Кислородный индекс
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с во­дой, кислородом воздуха и другими веществами
Нормальная скорость распространения пламени
Скорость выгорания
Коэффициент дымообразования
Удельная скорость дымообразования
Индекс распространения пламени
Токсичность продуктов горения
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора
Максимальное давле­ние взрыва
Скорость нарастания давления при взрыве

Для большинства горючих веществ в качестве крите­риев их взрывопожароопасных свойств выбирают характе­ристики, которые дают представление о безопасных усло­виях их эксплуатации, хранения, транспортировке. Экспе­риментальные методы оценки этих показателей не требуют для своего использования теоретических обоснований. Но расчетные методы строятся на выявлении, если это возмож­но, взаимосвязи термодинамических характеристик веществ и кинетики процесса горения с показателями пожарной опасности.

14 параметров: Группа горючести, Температура вспышки, Температура воспламенения, Температура самовоспламенения, Концентрационные пределы воспламенения, Температурные пределы воспламенения, Самовозгорание, Минимальная энергия зажигания, Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, О 2 и др. веществами, Скорость распространения пламени, Скорость выгорания, Минимальное взрывоопасное содержание кислорода, Максимальное давление взрыва, Скорость нарастания давления.

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом (фосфор, сернистые металлы и др.), водой (натрий, калий, карбит кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная кислота + древесные опилки и т.д.).

Пожарная опасность негорючих веществ и материалов определяется температурой, при которой они обрабатываются, возможностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением

Температура вспышки (Твсп) - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть в воздухе при поднесении к ним внешнего источника зажигания (пламени или нагретого до высокой температуры тела). Устойчивое горение при этом не устанавливается вследствие малой скорости испарения горючей жидкости. Температура вспышки показывает, при какой температуре вещество подготовлено к воспламенению и становится огнеопасным в открытом сосуде.

В зависимости от температуры вспышки горючие жидкости подразделяются на:

· легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с температурой вспышки не свыше 61 °С (в закрытом тигле) или не свыше 66 °С (в открытом тигле);

· горючее (ГЖ) с температурой вспышки паров выше, соответственно, 61 и 66°С.

ЛВЖ в свою очередь делятся на три разряда:

а) особо опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки от -18°C и ниже в закрытом тигле или - 13°С и ниже в открытом;

б) постоянно опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки выше -18°С до +23°С в закрытом тигле или выше -13°С до +27°С - в открытом;

в) опасные при повышенной температуре ЛВЖ. К данному разряду относятся жидкости с температурой вспышки более +23°С до +61°С включительно (в закрытом тигле) или более +27°С до +66°С - в открытом.

Температура воспламенения (Твоспл) - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается способность воспламениться при поднесении внешнего источника воспламенения.

Разница между температурой вспышки и воспламенения для ЛВЖ составляет 1-2°С, для ГЖ - до 10-15°С и более.

Процесс воспламенения горючих газов и жидкостей без поднесения к ним открытого огня, а только под влиянием внешнего воздействия тепла называется самовоспламенением.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением.

Взрыво- и пожароопасные свойства веществ зависят от их агрегатного состояния (газообразные, жидкие, твердые), физико-химических свойств, условий хранения и применения.

Газы. Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газов, являются: концентрационные пределы воспламенения; энергия зажигания; температура горения; нормальная скорость распространения пламени и др.

Горение смеси газа с воздухом возможно в определенных пределах, называемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и максимальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, называются соответственно нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения.

Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электрического разряда, воспламеняющей данную газовоздушную смесь. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Наименьшее значение энергии зажигания газовоздушных смесей составляет десятые доли МДж. Энергия зажигания является одной из основных характеристик взрывоопасных сред при решении вопросов обеспечения взрывобезопасности электрооборудования и разработке мероприятий по предупреждению образования статического электричества.

Температура горения – это температура продуктов химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зависит от природы горючего газа и концентрации его в смеси. Наибольшая температура горения для большинства газов составляет 1600 – 2000 оС.

Нормальной скоростью распространения пламени называется скорость, с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями смеси относительно несгоревшей. Численно нормальная скорость распространения пламени равна количеству (объему) горючей смеси, выгорающей на единице площади пламени в единицу времени.

Нормальная скорость распространения пламени зависит от природы газа и концентрации его в смеси. Для большинства горючих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3 – 0,8 м/с.

Нормальная скорость распространения пламени является одной из важнейших физико-химических характеристик, определяющих свойства горючей смеси и определяющих скорость сгорания и соответственно время взрыва. Чем больше нормальная скорость пламени, тем меньше время взрыва и тем более жесткие его параметры.

Твердые вещества. Пожарная опасность твердых горючих веществ и материалов характеризуется: теплотворной способностью 1 кг вещества, температурой горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и скоростью распространения горения по поверхности материалов.

Пыли. Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей определяются концентрациями пылевоздушной смеси, наличия источника зажигания с достаточной тепловой энергией, размера пылинок и др.

Мелкие частицы твердых горючих веществ размером см могут долгое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, образуя дисперсную систему – аэровзвесь. Для воспламенения аэровзвеси необходимо чтобы концентрация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспламенения. Верхний концентрационный предел воспламенения пылевоздушной смеси в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфяной пыли – 2200 г/м3, сахарной пудры – 13500 г/м3).

Тепловая энергия источника зажигания для воспламенения пылевоздушной смеси должна быть порядка нескольких МДж и более.

В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные. К взрывоопасным относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки), а пожароопасным – пыли с нижним пределом воспламенения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Горение газов. В технологических процессах при применении горю­чих газов и паров могут образовываться их смеси с окислителями. При этом концентрация горючего вещества в смесях может изменяться от долей процента до 100%. Однако не при любой концентрации эти смеси становятся взрыво- и пожароопасными.

Представленный график иллюстрирует условия горения в замкнутом объеме. Смеси, в которых концентрация горючего вещества меньше С н, при горении в замкнутом объеме (рис. 4.6) не создают в нем повышен­ного давления. Объясняется это тем, что при концентрации горючего меньше С н в смеси имеется большой избыток окислителя (кислорода), на нагревание которого затрачивается значительная часть энергии. По­этому энергия, которая выделяется при горении в локальной области вокруг источника зажигания (заштрихованная область на рисунке), оказывается недостаточной, чтобы разогреть следующий слой до тем­пературы самовоспламенения. Процесс горения локализуется вокруг

источника зажигания и не распространяется по горючей смеси. Только при концентрации, равной С н, начинается процесс послойного распро­странения горения по всей горючей смеси во всем объеме сосуда. На кривой, характеризующей зависимость давления в замкнутом объеме от концентрации горючего компонента в смеси с воздухом, это соответ­ствует точке 1 (см. рис. 4.6). Такая концентрация названа нижним кон­центрационным пределом распространения пламени (НКПР). Это минимальная концентрация горючего газа или пара в смеси с окислителем, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от исто чника зажигания. В справочной литературе встреча­ется синоним НКПВ (нижний концентрационный предел воспламене­ния). Термин НКПВ неточен, так как при концентрации С г меньше С н, как следует из определения, не происходит воспламенения, а оно есть всегда и только при достижении С г = С н начинается распространение пламени по горючей среде. Поэтому термин НКПР более точен.

Горючие смеси, соответствующие по составу НКПР, характеризуют­ся минимальной скоростью распространения пламени в объеме, срав­нительно низкой температурой горения (около 1550 К) и небольшим давлением (примерно 0,3 МПа), создаваемым в замкнутом объеме.

При концентрации горючего в смеси выше НКПР (на кривой за точ­кой 1) горение происходит с большей скоростью, температура в зоне ре­акции растет и давление повышается. Это объясняется тем, что по мере увеличения содержания горючего в смеси избыток окислителя уменьша­ется. И тепло, выделившееся в результате химической реакции, в меньшей степени расходуется на нагревание не участвующего в реакции окислите­ля. Максимальное избыточное давление в замкнутом объеме наблюдается при концентрации приблизительно соответствующей стехиометрической С г =С стех (на кривой точка 2). За точкой 2 (см. рис. 4.6) в смеси появляется избыток горючего вещества, который снижает температуру горения и, следовательно, давление начинает снижаться и при концентрации С г >>С стех горение локализуется вокруг источника зажигания (кривая дав­ления падает на ось абсцисс). С в - это верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПР). ВКПР - это та максимальная концен­трация горючего газа или пара в смеси с окислителем, при которой еще возможно распространение пламени от источника зажигания.

Диапазон концентраций между НКПР и ВКПР называют областью распространения пламени. Область распространения пламени у различ­ных газо- и паровоздушных смесей неодинакова. Наибольшее значение она имеет у таких веществ, как окись этилена С 2 Н 4 0 (3-80%об.), аце­тилен С 2 Н 2 (2-81 %об.), ацетилен водород Н 2 (4-75%об.) и др. В до­статочно узком диапазоне концентраций взрывоопасны пары бензина (0,8-5,2%об.), керосина (1,4-7,5%об.), пропана (2,1-9,5%об.) и др. Однако для оценки пожарной опасности горючей смеси важен не толь­ко размер области распространения пламени, но и абсолютная вели­чина НКПР. Чем меньше НКПР и чем шире область распространения пламени, тем большую опасность представляет горючая смесь.

Если концентрация горючего газа или пара в смеси с окислителем ниже НКПР, то такие смеси считаются безопасными. В диапазоне кон­центраций С н - С в смесь считается взрывоопасной, так как при горении развивается избыточное давление, способное разрушить оборудование, здание, травмировать персонал. Концентрация горючих газов и паров выше ВКПР является пожароопасной.

Знание областей безопасных и пожароопасных концентраций дает возможность в процессе переработки и хранения горючих газов и паров поддерживать такой технологический режим, при котором концентра­ция горючего была бы ниже нижнего или выше верхнего концентраци­онных пределов распространения пламени.

Максимум давления на кривой в точке 2теоретически соответству­ет стехиометрическим соотношениям горючего и окислителя, хотя практически наибольшее давление при горении наблюдается у смесей с концентрацией горючего компонента, немного отличающейся от стехиометрической концентрации.

Точке 2 на кривой соответствует величина, названная максималь­ным давлением взрыва. Максимальное давление взрыва (Р макс) - это наибольшее давление, которое возникает при го рение смеси в замкнутом объеме, _выражается в кПа. Максимальное давление взрыва - весьма важный показатель пожарной опасности горючих смесей. Эта величина используется при категорировании производственных помещений по взрывопожарной и пожарной опасности, в расчетах взрывоустойчивости технологических аппаратов, предохранительных мембран, оболочек взрывозащищенного электрооборудования. В последнем случае в до­полнение к максимальному давлению взрыва используется еще один показатель, косвенно характеризующий энергию горючей смеси - без­опасный экспериментальный максимальный зазор (БЭМЗ, мм). БЭМЗ - это максимальный зазор между фланцами шириной 25 мм сферической оболочки объемом 20 см 3 , через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации горючего в воздухе (рис. 4.7). Все промышленные газы и пары в соответствии с ГОСТ 121,011-78 подразделяются натри категории (табл. 4.4).

Таким образом, чем меньше величина фланцевого зазора, через ко­торый не происходит проскок пламени в окружающее пространство, тем смесь более взрывоопасна.

Наиболее важными показателями пожарной опасности газов являются: температура самовоспламенения, максимальное давление взрыва, минимальное взрывоопасное-содержание кислорода МВСК, минимальная энергия зажигания(Между реакцией окисления и началом процесса горения есть не­который температурный и временной интервал. Это говорит о том, что не всяким источником зажигания можно пройти участок температур от начальной температуры (t 0) до температуры самовоспламенения (t св).Источник зажигания должен иметь такую энергию, которая будет до­статочной для воспламенения горючей среды. Эта энергия называется минимальной энергией зажигания W min - это наименьшее значение энер­гии электрической искры, которая способна воспламенить наиболее легко воспламеняемую смесь газа, пара или пыли с воздухом.

Показатели пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов

1. Комментируемая , посвящена показателям пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов. Определения указанных понятий даны в п. 21 и 29 ст. 2 комментируемого Закона соответственно: пожарная опасность веществ и материалов - состояние веществ и материалов, характеризуемое возможностью возникновения горения или взрыва веществ и материалов (п. 21); пожаровзрывоопасность веществ и материалов - способность веществ и материалов к образованию горючей (пожароопасной или взрывоопасной) среды, характеризуемая их физико-химическими свойствами и (или) поведением в условиях пожара (п. 29).

Часть 1 комментируемой статьи в отношении перечня показателей, необходимых для оценки пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов в зависимости от их агрегатного состояния, отсылает к таблице 1 приложения к комментируемому Закону (однако, в названии данной таблицы говорится о перечне показателей, необходимых для оценки только пожарной опасности веществ и материалов).

Указанная таблица основывается на номенклатуре показателей и их применяемости для характеристики пожаровзрывоопасности веществ и материалов, которые содержатся в п. 1.4 ГОСТ 12.1.044-89 "ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения", а также перечне показателей пожарной опасности технологических сред, который содержится в НПБ 23-2001 "Пожарная опасность технологических сред. Номенклатура показателей" (см. комментарий к таблице 1).

Согласно п. 1.2 ГОСТ 12.1.044-89 пожаровзрывоопасность веществ и материалов определяется показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества (материала) и условий его применения. Как предусмотрено в п. 1.3 данного документа, при определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:

газы - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа;

жидкости - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых меньше 50 °С;

твердые вещества и материалы - индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т.п.);

пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

2-3. Часть 2 комментируемой статьи в отношении методов определения показателей пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов, приведенных в таблице 1 приложения к комментируемому Закону, отсылает к нормативным документам по пожарной безопасности. Основным таким актом является тот же ГОСТ 12.1.044-89 "ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения". В этом же документе содержатся положения, детализирующие правило ч. 3 комментируемой статьи о том, что показатели пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов используются для установления требований к применению веществ и материалов и расчета пожарного риска. В частности, в разд. 2 ГОСТ 12.1.044-89 в отношении показателей пожаровзрывоопасности предусмотрено следующее (о показателе "горючесть" см. комментарий к ст. 12 Закона, о показателях "токсичность продуктов горения", "дымообразующая способность" и "индекс распространения пламени" - к ст. 13 Закона).

Температура вспышки.

Температура вспышки - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. Вспышка - быстрое сгорание газопаровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, сопровождающееся кратковременным видимым свечением.

Значение температуры вспышки следует применять для характеристики пожарной опасности жидкости, включая эти данные в стандарты и технические условия на вещества; при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности и взрывобезопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 ГОСТ 12.1.010-76* Допускается использовать экспериментальные и расчетные значения температуры вспышки.

Сущность экспериментального метода определения температуры вспышки заключается в нагревании определенной массы вещества с заданной скоростью, периодическом зажигании выделяющихся паров и установлении факта наличия или отсутствия вспышки при фиксируемой температуре.

Температура воспламенения.

Температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение. Воспламенение - пламенное горение вещества, инициированное источником зажигания и продолжающееся после его удаления.

Значение температуры воспламенения следует применять при определении группы горючести вещества, оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования", а также необходимо включать в стандарты и технические условия на жидкости. Допускается использовать экспериментальные и расчетные значения температуры воспламенения.

Сущность экспериментального метода определения температуры воспламенения заключается в нагревании определенной массы вещества с заданной скоростью, периодическом зажигании выделяющихся паров и установлении факта наличия или отсутствия воспламенения при фиксируемой температуре.

Температура самовоспламенения.

Температура самовоспламенения - наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества. Самовоспламенение - резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций, сопровождающееся пламенным горением и/или взрывом.

Значение температуры самовоспламенения следует применять при определении группы взрывоопасной смеси по ГОСТ Р 51330.2-99 (МЭК 60079-1А-75) "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида "Взрывонепроницаемая оболочка". Дополнение 1. Приложение D. Метод определения безопасного экспериментального максимального зазора", ГОСТ Р 51330.5-99 (МЭК 60079-4-75) "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 4. Метод определения температуры самовоспламенения", ГОСТ Р 51330.11-99 (МЭК 60079-12-78) . "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 12. Классификация смесей газов и паров с воздухом по безопасным экспериментальным максимальным зазорам и минимальным воспламеняющим токам", ГОСТ Р 51330.19-99 (МЭК 60079-20-96) "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 20. Данные по горючим газам и парам, относящиеся к эксплуатации электрооборудования" для выбора типа взрывозащищенного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования", а также необходимо включать в стандарты или технические условия на вещества и материалы.

Сущность метода определения температуры самовоспламенения заключается во введении определенной массы вещества в нагретый объем и оценке результатов испытания. Изменяя температуру испытания, находят ее минимальное значение, при котором происходит самовоспламенение вещества.

Концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения).

Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени - минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Значения концентрационных пределов распространения пламени необходимо включать в стандарты или технические условия на газы, легковоспламеняющиеся индивидуальные жидкости и азеотропные смеси жидкостей, на твердые вещества, способные образовывать взрывоопасные пылевоздушные смеси (для пылей определяют только нижний концентрационный предел). Значения концентрационных пределов следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; при расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей внутри технологического оборудования и трубопроводов, при проектировании вентиляционных систем, а также при расчете предельно допустимых взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования", при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования". Допускается использовать экспериментальные и расчетные значения концентрационных пределов распространения пламени.

Сущность метода определения концентрационных пределов распространения пламени заключается в зажигании газо-, паро- или пылевоздушной смеси заданной концентрации исследуемого вещества в объеме реакционного сосуда и установлении факта наличия или отсутствия распространения пламени. Изменяя концентрацию горючего в смеси, устанавливают ее минимальное и максимальное значения, при которых происходит распространение пламени.

Температурные пределы распространения пламени (воспламенения).

Температурные пределы распространения пламени - такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

Значения температурных пределов распространения пламени следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования"; при расчете пожаровзрывобезопасных температурных режимов работы технологического оборудования; при оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей, для расчета концентрационных пределов распространения пламени, а также необходимо включать в стандарты или технические условия на горючие жидкости.

Сущность метода определения температурных пределов распространения пламени заключается в термостатировании исследуемой жидкости при заданной температуре в закрытом реакционном сосуде, содержащем воздух, испытании на зажигание паровоздушной смеси и установлении факта наличия или отсутствия распространения пламени. Изменяя температуру испытания, находят такие ее значения (минимальное и максимальное), при которых насыщенный пар образует с воздухом смесь, способную воспламеняться от источника зажигания и распространять пламя в объеме реакционного сосуда.

Температура тления.

Температура тления - температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций окисления, заканчивающихся возникновением тления. Тление - беспламенное горение твердого вещества (материала) при сравнительно низких температурах (400-600 °С), часто сопровождающееся выделением дыма.

Значение температуры тления следует применять при экспертизах причин пожаров, выборе взрывозащищенного электрооборудования и разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов, оценке пожарной опасности полимерных материалов и разработке рецептур материалов, не склонных к тлению.

Сущность метода определения температуры тления заключается в термостатировании исследуемого вещества (материала) в реакционном сосуде при обдуве воздухом и визуальной оценке результатов испытания. Изменяя температуру испытания, находят ее минимальное значение, при котором наблюдается тление вещества (материала).

Условия теплового самовозгорания.

Условия теплового самовозгорания - экспериментально выявленная зависимость между температурой окружающей среды, количеством вещества (материала) и временем до момента его самовозгорания. Самовозгорание - резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага горения.

Результаты оценки условий теплового самовозгорания следует применять при выборе безопасных условий хранения и переработки самовозгорающихся веществ в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования".

Сущность метода определения условий теплового самовозгорания заключается в термостатировании исследуемого вещества (материала) при заданной температуре в закрытом реакционном сосуде и установлении зависимости между температурой, при которой происходит тепловое самовозгорание образца, его размерами и временем до возникновения горения (тления).

Минимальная энергия зажигания.

Минимальная энергия зажигания - наименьшая энергия электрического разряда, способная воспламенить наиболее легко воспламеняющуюся смесь горючего вещества с воздухом.

Значение минимальной энергии зажигания следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасных условий переработки горючих веществ и обеспечения электростатической искробезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования", ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.018-93 "ССБТ. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования".

Сущность метода определения минимальной энергии зажигания заключается в зажигании с заданной вероятностью газо-, паро- или пылевоздушной смеси различной концентрации электрическим разрядом различной энергии и выявлении минимального значения энергии зажигания после обработки экспериментальных данных.

Кислородный индекс.

Кислородный индекс - минимальное содержание кислорода в кислородно-азотной смеси, при котором возможно свечеобразное горение материала в условиях специальных испытаний.

Значение кислородного индекса следует применять при разработке полимерных композиций пониженной горючести и контроле горючести полимерных материалов, тканей, целлюлозно-бумажных изделий и других материалов. Кислородный индекс необходимо включать в стандарты или технические условия на твердые вещества (материалы).

Сущность метода определения кислородного индекса заключается в нахождении минимальной концентрации кислорода в потоке кислородно-азотной смеси, при которой наблюдается самостоятельное горение вертикально расположенного образца, зажигаемого сверху.

Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами (взаимный контакт веществ).

Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами - это качественный показатель, характеризующий особую пожарную опасность некоторых веществ.

Данные о способности веществ взрываться и гореть при взаимном контакте необходимо включать в стандарты или технические условия на вещества, а также следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; при выборе безопасных условий проведения технологических процессов и условий совместного хранения и транспортирования веществ и материалов; при выборе или назначении средств пожаротушения.

Сущность метода определения способности взрываться и гореть при взаимном контакте веществ заключается в механическом смешивании исследуемых веществ в заданной пропорции и оценке результатов испытания.

Нормальная скорость распространения пламени.

Нормальная скорость распространения пламени - скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.

Значение нормальной скорости распространения пламени следует применять в расчетах скорости нарастания давления взрыва газо- и паровоздушных смесей в закрытом, негерметичном оборудовании и помещениях, критического (гасящего) диаметра при разработке и создании огнепреградителей, площади легкосбрасываемых конструкций, предохранительных мембран и других разгерметизирующих устройств; при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования".

Сущность метода определения нормальной скорости распространения пламени заключается в приготовлении горючей смеси известного состава внутри реакционного сосуда, зажигании смеси в центре точечным источником, регистрации изменения во времени давления в сосуде и обработке экспериментальной зависимости "давление-время" с использованием математической модели процесса горения газа в замкнутом сосуде и процедуры оптимизации. Математическая модель позволяет получить расчетную зависимость "давление-время", оптимизация которой по аналогичной экспериментальной зависимости дает в результате изменение нормальной скорости в процессе развития взрыва для конкретного испытания.

Скорость выгорания.

Скорость выгорания - количество жидкости, сгорающей в единицу времени с единицы площади. Скорость выгорания характеризует интенсивность горения жидкости.

Значение скорости выгорания следует применять при расчетных определениях продолжительности горения жидкости в резервуарах, интенсивности тепловыделения и температурного режима пожара, интенсивности подачи огнетушащих веществ.

Сущность метода определения скорости выгорания заключается в зажигании образца жидкости в реакционном сосуде, фиксировании потери массы образца за определенный промежуток времени и математической обработке экспериментальных данных.

Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора.

Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора - наименьшая концентрация флегматизатора в смеси с горючим и окислителем, при которой смесь становится неспособной к распространению пламени при любом соотношении горючего и окислителя.

Значение минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов методом флегматизации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования".

Сущность метода определения минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора заключается в определении концентрационных пределов распространения пламени горючего вещества при разбавлении газо-, паро- и пылевоздушной смеси данным флегматизатором и получении "кривой флегматизации". Пик "кривой флегматизации" соответствует значению минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора.

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода.

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода - такая концентрация кислорода в горючей смеси, состоящей из горючего вещества, воздуха и флегматизатора, меньше которой распространение пламени в смеси становится невозможным при любой концентрации горючего в смеси, разбавленной данным флегматизатором.

Значение минимального взрывоопасного содержания кислорода следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования".

Сущность метода определения минимального взрывоопасного содержания кислорода заключается в испытании на воспламенение газо-, паро- или пылевоздушных смесей различного состава, разбавленных данным флегматизатором, до выявления минимальной концентрации кислорода и максимальной концентрации флегматизатора, при которых еще возможно распространение пламени по смеси.

Максимальное давление взрыва.

Максимальное давление взрыва - наибольшее избыточное давление, возникающее при дефлаграционном сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси 101,3 кПа.

Значение максимального давления взрыва следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования".

Сущность метода определения максимального давления взрыва заключается в зажигании газо-, паро- и пылевоздушной смеси заданного состава в объеме реакционного сосуда и регистрации избыточного развивающегося при воспламенении горючей смеси давления. Изменяя концентрацию горючего в смеси, выявляют максимальное значение давления взрыва.

Скорость нарастания давления взрыва.

Скорость нарастания давления взрыва - производная давления взрыва по времени на восходящем участке зависимости давления взрыва горючей смеси в замкнутом сосуде от времени.

Значение скорости нарастания давления взрыва следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования".

Сущность метода определения скорости нарастания давления заключается в экспериментальном определении максимального давления взрыва горючей смеси в замкнутом сосуде, построении графика изменения давления взрыва во времени и расчете средней и максимальной скорости по известным формулам.

Концентрационный предел диффузионного горения газовых смесей в воздухе.

Концентрационный предел диффузионного горения газовых смесей в воздухе (ПДГ) - предельная концентрация горючего газа в смеси с разбавителем, при которой данная газовая смесь при истечении в атмосферу не способна к диффузионному горению.

Концентрационный предел диффузионного горения газовых смесей в воздухе следует учитывать при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования" и ГОСТ 12.1.010-76* "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования".

Сущность метода определения концентрационного предела диффузионного горения газовых смесей в воздухе заключается в определении предельной концентрации горючего газа в смеси с разбавителем, при которой данная газовая смесь не способна к диффузионному горению. При этом фиксируется предельная скорость подачи газовой смеси.

Метод определения концентрационного предела диффузионного горения газовых смесей в воздухе применим для смесей с температурой 20-300 °С.

Взрыво- и пожароопасные свойства веществ зависят от их агрегатного состояния (газы, жидкости, твердые вещества), физико-механических свойств.

Газы. Основными показателями, характеризующими взрыво-пожароопасность газов, являются концентрационные пределы воспламенения, энергия зажигания и др. Горение смеси газа с воздухом возможно в определенных пределах, называемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и максимальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, называются нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения.

Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электрического разряда, воспламеняющей данную газовую смесь. Величина энергии зажигания зависит от вида газа, его концентрации.

Жидкости. Горение горючих жидкостей и легковоспламеняющихся жидкостей происходит только в паровой фазе. Горение паров жидкостей в воздухе возможно в определенном диапазоне концентраций. Значение температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам воспламенения, называются температурными пределами воспламенения (верхним, нижним).

Для воспламенения и горения жидкостей необходимо, чтобы жидкость была нагрета до температуры соответствующей нижнему температурному пределу воспламенения. Особенности горения жидкостей характеризуются показателями: температура вспышки, температура воспламенения.

Температурой вспышки называется температура, при которой над поверхностью жидкости образуется паровоздушная смесь, способная воспламеняться от постороннего источника зажигания. Устойчивого горения жидкости не возникает.

По температуре вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ), температура вспышки которых не превышает + 45 0 С и горючие (ГЖ), Температура вспышки которых более + 45 0 С.

Температурой воспламенения жидкости называется температура, при которой интенсивность испарения паров жидкости такова, что после ее зажигания внешним источником возникает пламенное горение. Для ЛВЖ (спирты, ацетон, уайт-спирит, бензин и др.) температура воспламенения на 1-5 0 С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разность составляет 30-35 0 С (минеральные масла, растительные масла, глицерин и др.).

Паровоздушные смеси как и гозовоздушные являются взрывоопасными. Их взрывоопасность характеризуется параметрами, определяющими взрывоопасность газовоздушных смесей- энергией зажигания, температурой горения, нормальной скоростью распространения пламени и др.

Твердые вещества. Пажароопасность твердых горючих веществ и материалов характеризуется показателями: теплотворной способностью, температурой горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью распространения горения от поверхности и др.

Наиболее опасны пыли. Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей - концентрация пылевоздушной смеси, размер частиц пыли. Мелкие частицытвердых горючих веществ размером 10 … 10 см, находящиеся во взвешенном состоянии образуют аэровзвесь. Взрывоопасные пыли характеризуются нижними и верхними концентрационными пределами воспламенения (гм 3).

В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяются на взрыво- и пожароопасные. Пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 гм 3 относятся к взрывоопасным (пыль муки, сахара, веры), а пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения выше 65 гм 3 относятся к пожароопасным (древесная, табачная пыли).

Пожарную опасность некоторых веществ и материалов характеризует склонность их к самовозгоранию при контакте с воздухом (фосфор, сернистые металлы, промасленная ветошь и др.), с водой (натрий, калий, карбамид кальция и др.), друг с другом (метан и хлор, азотная кислота и древесные опилки и др.)/