Самовозгорание веществ и материалов в воздухе. Самовозгорание веществ

Горение жидкостей. Классификация жидкостей по температуре вспышки.

Горение жидкостей происходит только в паровой фазе. Скорость испарения и количество паров жидкости зависят от ее природы и температуры. Количество насыщенных паров над поверхностью жидкости зависит от ее температуры и атмосферного давления. В состоянии насыщения число испаряющихся молекул равно числу конденсирующихся, и концентрация пара остается постоянной. Горение паровоздушных смесей возможно только в определенном диапазоне концентраций, т.е. они характеризуются концентрационными пределами распространения пламени (НКПРП и ВКПРП).Нижние (верхние) концентрационные пределы 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.
Концентрационные пределы могут быть выражены через температуру (при атмосферном давлении). Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам распространения пламени, называются температурными пределами распространения пламени (воспламенения) (нижним и верхним соответственно – НТПРП и ВТПРП).
Таким образом, процесс воспламенения и горения жидкостей можно представить следующим образом. Для воспламенения необходимо, чтобы жидкость была нагрета до определенной температуры (не меньше нижнего температурного предела распространения пламени). После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспламенения.
В соответствии с ГОСТ 12.1.044 "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов ", температурой вспышки называется 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. Температура вспышки соответствует нижнему температурному пределу воспламенения.
Температуру вспышки используют для оценки воспламеняемости жидкости, а также при разработке мероприятий для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности ведения технологических процессов.
Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при котором интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение.
В зависимости от численного значения температуры вспышки жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ).
К легковоспламеняющимся жидкостям относятся жидкости с температурой вспышки не более 61 о С в закрытом тигле или 66 о С в открытом тигле.
Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 о С выше температуры вспышки, а для горючих жидкостей эта разница может достигать 30-35?С.
В соответствии с ГОСТ 12.1.017-80, в зависимости от температуры вспышки ЛВЖ подразделяются на три разряда.
Особо опасные ЛВЖ – с температурой вспышки от -18 о С и ниже в закрытом тигле или от -13 о С и ниже в открытом тигле. К особо опасным ЛВЖ относятся ацетон, диэтиловый спирт, изопентан и др.
Постоянно опасные ЛВЖ – это горючие жидкости с темпе-ратурой вспышки от -18 о С до +23 о С в закрытом тигле или от -13 о С до +27 о С в открытом тигле. К ним относятся бензил, толуол, этило-вый спирт, этилацетат и др.
Опасные при повышенной температуре ЛВЖ – это горючие жидкости с температурой вспышки от 23 о С до 61 о С в закрытом тигле. К ним относятся хлорбензол, скипидар, уайт-спирит и др.Температура вспышки жидкостей , принадлежащих к одному классу (жидкие углеводороды, спирты и др.), закономерно изменяется в гомологическом ряду, повышаясь с увеличением молекулярной массы, температуры кипения и плотности. Температуру вспышки определяют экспериментальным и расчетным путем.

Самовозгорание - это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.

Самовоспламенение - это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорающиеся вещества (СВ)

· пирофорные вещества , т.е. вещества быстро воспламеняющиеся на воздухе. Эти вещества, включая смеси и растворы (жидкие или твердые), которые даже в малых количествах воспламеняются при контакте с воздухом в течение 5 мин. Пирофорность свойственна многим веществам в тонко раздробленном виде: металлам (Fe, Co, Ni, Mn, V и др.), гидридам некоторых металлов, сульфидам (например, пириту FeS2), элементоорганическим соединениям и некоторым оксидам (например, диоксиду осмия OsO2 в его мелкодисперсной «чёрной» форме).

· Самонагревающиеся вещества -- вещества, кроме пирофорных, включая смеси и растворы, которые при контакте с воздухом без подвода энергии извне способны к самонагреванию. Эти вещества воспламеняются только в больших количествах (килограммы) и лишь через длительные периоды времени (часы или дни). Причиной самонагревания этих веществ, приводящего к самовозгоранию, является реакция вещества с кислородом (содержащимся в воздухе), при которой выделяемое тепло не отводится достаточно быстро в окружающую среду. Примеры: белый или желтый фосфор, напалм, рыбная мука, уголь, уголь активированный, хлопок . Самовозгорание происходит тогда, когда скорость образования тепла превышает скорость теплоотдачи и достигается температура самовоспламенения.

По условиям воспламенения вещества и смеси можно разделить на несколько групп

· Вещества и смеси, воспламеняющиеся в парах или газах, отличных от воздуха. Таких веществ и смесей очень много, например: все органические вещества, металлы, неметаллы и многие соединения в газообразном фторе, трехфтористом хлоре, фториде кислорода, диоксидифториде самовоспламеняются. В частности, можно наблюдать самовоспламенение слегка подогретой воды в фторе, стекла в трехфтористом хлоре. В газообразном хлоре самовоспламеняются: порошок сурьмы (горит красивыми белыми искорками), красный и белый фосфор, скипидар на развитой поверхности (например на вате). В парах брома самовоспламеняются: сурьма, фосфор.

· Вещества и смеси, самовоспламеняющиеся при соприкосновении с воздухом . Обычно это химически активные вещества, например: металлические рубидий и цезий, пирофорные металлы (пирофорное железо, никель), многие простейшие металлорганические вещества (метилнатрий, метиллитий), силан, дифосфин), водород в присутствии платинированного асбеста; вещества обладающие развитой поверхностью окисления, например: пирофорные металлы (пирофорное железо, никель, плутоний, цирконий), белый фосфор на развитой поверхности; некоторые легковоспламеняющиеся жидкости, например: сероуглерод, эфир, скипидар (особенно при наличии источников тепла и на развитых поверхностях).

· Вещества и смеси, самовоспламенение которых активируется водой . Обычно это смеси, в которых вода служит растворителем для одного из компонентов, после растворения которого начинается сильноэкзотермическаяреакция приводящая к воспламенению смеси. Также это могут быть вещества реагирующие с водой с большим выделением тепла (например: диэтилцинк, триэтилалюминий, натрий, смесь магния с иодом, смесь цинка с иодом, гидрид кальция, гидрид натрия, тетрагидроалюминат лития, смесь пероксида натрия и алюминия, пероксида натрия и опилок).

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Понятие самовозгорания веществ и их классификация

Особенности горения различных веществ и их пожароопасные свойства

Способы и средства тушения пожаров

Список литературы

Введение

Горением называют быстро протекающую химическую реакцию, сопровождающуюся выделением большого количества тепла и свечением. Сущность горения заключается в нагревании источником зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. Когда горючий материал разлагается, он выделяет пары углерода и водорода, которые соединяясь с кислородом воздуха в реакции горения, образуют двуокись углерода, воду и выделяют много тепла, а также окись углерода (угарный газ) и сажу. Реакция горения может происходить в форме собственного горения, взрыва и детонации. Наибольшая скорость горения происходит в чистом кислороде. Наименьшая - при содержании в воздухе 14-15% объема кислорода. Для возникновения и развития процесса горения обычно необходимы: горючее вещество, окислитель и источник зажигания. Горение прекращается при отсутствии какого-либо из этих компонентов. Так при тушении горящего дерева водой происходит его охлаждение ниже температуры воспламенения. При тушении горючих жидкостей пенами поступление паров горючего вещества в зону горения прекращается.

Условно источники зажигания можно разделить на 4 вида:

* открытый огонь в виде тлеющей сигареты, зажженной спички, конфорки газовой плиты, керосинового фонаря, лампы;

* теплоэлектронагревательных приборов;

* искры от сварочных аппаратов;

* самовозгорание веществ и материалов.

По горючести все вещества можно объединить в три группы:

негорючие - не способны к горению в воздухе, но могут быть пожароопасными в виде окислителей и веществ, выделяющих горючие продукты при взаимодействии с водой (карбид кальция);

горючие - самовозгораются, а также возгораются от источника зажигания.

Все горючие вещества и материалы имеют свою температуру воспламенения. Воспламенением называется процесс возникновения горения, происходящий в результате нагрева горючего вещества источником зажигания. Температура воспламенения горючих веществ и материалов колеблется от отрицательных (бензин, керосин, лаки, краски) до положительных величин и не превышает для большинства твердых материалов 300°СГорящая спичка и тлеющая сигарета способны воспламенить многие горючие вещества и материалы. Многим твердым веществам и материалам присуще самовозгорание.

Понятие самовозгор ания веществ и их классификация

Самовозгорание - явление скачкообразного увеличения инертности реакции, приводящей к началу горения вещества (материала, смеси) при отсутствии видимого источника зажигания. Сущность этого процесса заключается в том, что при продолжительном воздействии тепла на материал происходит аккумуляция (накопление) его в материале и при достижении температуры самонагревания тление или воспламенение. Аккумуляции тепла может продолжаться от нескольких дней до нескольких месяцев.

Самовозгорающиеся вещества -относятся к опасным грузам при транспортных перевозках. Опасные грузы -- это те вещества и предметы, которые при перевозке, загрузке, выгрузке и хранении могут явиться причиной взрыва, пожара, повреждения или порчи других отправлений, оборудования, зданий, сооружений, а также увечья, отравления, ожогов или облучения людей.

ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка» устанавливает следующие классы опасных грузов:

· класс 1 -- взрывчатые материалы (ВМ);

· класс 2 -- газы сжатые, сжиженные и растворенные под давлением;

· класс 3 -- легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ);

· класс 4 -- легковоспламеняющиеся твердые вещества (ЛВТ), самовозгорающиеся вещества (СВ),

· вещества, выделяющие воспламеняющиеся газы при взаимодействии с водой;

· класс 5 -- окисляющие вещества (ОК) и органические пероксиды (ОП);

· класс 6 -- ядовитые вещества (ЯВ) и инфекционные вещества (ИВ);

· класс 7 -- радиоактивные материалы (РМ);

· класс 8 -- едкие и (или) коррозионные вещества (ЕК);

· класс 9 -- прочие опасные вещества.

Для большинства горючих веществ процесс самовозгорания выгладит, как совокупность тепловой, химической и микробиологической реакции.

Температура самовозгорания торфа и бурого угля составляет 50-60°С, хлопка - 120°С, бумаги - 100°С, линолеума - 80°С - это тепловое самовозгорание под действием постоянного источника нагревания.

Химическое самовозгорание связано со способностью веществ и материалов вступать в химическую реакцию с воздухом или другими окислителями при нормальных условиях с выделением теплоты, достаточной для их возгорания.

Самовозгораются промышленная ветошь и фосфор на воздухе, легковоспламеняющаяся жидкость при контакте с марганцовкой, древесные опилки при контакте с кислотами.

Микробиологическое самовозгорание связано с деятельностью мельчайших насекомых. Они в огромном количестве размножаются в спрессованных материалах, поедают все органическое и там же погибают, вместе со своим разложением выделяя определению температуру, которая накапливается внутри материала. Наиболее характерным примером является самовозгорание прошлогодних скирд сена.

Основную опасность во время пожара при любых условиях вызывает лучистая энергия, являющаяся мощным источником зажигания, способным вызывать горения других конструкций, материалов и веществ.

Процесс горения твердых, жидких и газообразных веществ включает фазы: окисление, самовоспламенение и собственно горение. При повышении температуры вещественной массы возрастает скорость окисления, происходит самовоспламенение и появляется пламя.

Расширение разогретых пламенем газов и ускорение их движения способствуют формированию скорости распространения пламени до нескольких сот метров в секунду, что при возрастании турбулентности воздушных масс вызывает взрывы.

Взрыв - это весьма быстрое изменение химического (физического) состояния взрывчатого вещества, сопровождающееся выделением большого количества тепла и образованием большого количества газов, создающих ударную волну, способную своим давлением вызывать разрушения. Газообразные продукты взрыва, соприкасаясь с воздухом, нередко воспламеняются, что может вызывать пожар.

Помещения по взрывопожароопасности делятся на 5 категорий. В этих помещениях находятся вещества, обладающие одним из признаков: категория А: 1) вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; 2) горючие газы и ЛВЖ с температурой вспышки не выше 28 0 С и в количестве, при котором расчетное избыточное давление взрыва в помещении выше 5кПа (закрытые склады ЛВЖ, баллонов с горючим газом, газораспределительные пункты и др.); категория Б : 1) горючие пыли и волокна, ЛВЖ с температурой вспышки выше 28 0 С; 2) горючие пыли и волокна, ГЖ в количестве, могущем образовывать взрывоопасные пыле -- или паровоздушные смеси, при воспламенении которых возникает давление выше 5кПа (закрытые склады дизельного топлива, цистерны с мазутом в помещениях и др.); категория В : 1) ЛВЖ, ГЖ и трудногорючие жидкости (ТГЖ); 2) твердые горючие и трудногорючие вещества; 3) вещества, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения не относятся к категориям А и Б (узлы пересыпки угля и торфа и др.); категория Г : 1) негорючие вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состояниях, выделяющие при обработке лучистое тепло, искры и пламя; 2) горючие газы, жидкости и твердые вещества, используемые в данном помещении в качестве топлива (машинные отделения, котельные, закрытые распределительные устройства электроподстанций с маслонаполняемыми аппаратами и др.); категория Д : негорючие вещества в холодном состоянии (помещения щитов управления, механические, электроремонтные мастерские и компрессорные станции и др.).

Пожаро- и взрывоопасные объекты (ПЕРО) - предприятия, на которых производятся, хранятся, транспортируются взрывоопасные продукты или продукты, приобретающие при определенных условиях способность к возгоранию или взрыву. К ним прежде всего относятся производства, где используются взрывчатые и имеющие высокую степень возгораемости горючие вещества, а также железнодорожный и трубопроводный транспорт, как несущий основную нагрузку при доставке жидких, газообразных пожаро- и взрывоопасных грузов.

Таким образом, самовозгорающиеся вещества (СВ) включены в 4 класс данного перечня (подкласс 4.2).

К ним относятся:

· пирофорные вещества , т.е. вещества быстро воспламеняющиеся на воздухе. Эти вещества, включая смеси и растворы (жидкие или твердые), которые даже в малых количествах воспламеняются при контакте с воздухом в течение 5 мин. Эти вещества подкласса 4.2 наиболее подвержены самовозгоранию. Пирофорность свойственна многим веществам в тонко раздробленном виде: металлам (Fe, Co, Ni, Mn, V и др.), гидридам некоторых металлов, сульфидам (например, пириту FeS2), элементоорганическим соединениям и некоторым оксидам (например, диоксиду осмия OsO2 в его мелкодисперсной «чёрной» форме). Металлы в высокодисперсном пирофорном состоянии получаются химическим путём в восстановительных условиях, например, пирофорное железо получается при термическом разложении оксалата железа, пирофорный никель Ренея -- выщелачиванием алюминия из никель-алюминиевого сплава раствором едкого натра. Наиболее распространены пирофорные сплавы на основе церия (мишметалл -- «сырой» сплав нераздёлённых редкоземельных элементов, ферроцерий), из которого изготавливаются «кремни» зажигалок. Пирофорны в компактном состоянии также многие лантаноиды (семейство химических элементов III группы 6-го периода периодической таблицы) и актиноиды (семейство радиоактивных химических элементов III группы 7-го периода периодической системы, в частности, торий, уран, плутоний ).

Символ подкласса на маркировке груза: пламя -- цвет черный; фон -- верхняя половина белая, нижняя -- красная; цифра «4» в нижнем углу.

По условиям воспламенения вещества и смеси можно разделить на несколько групп

Знак опасности

(№ 4.2) Вещества, способные к самовозгоранию

Возможные дополнительные опасности

Вещества, выделяющие легковоспламеняющиеся газы при соприкосновении с водой

Окисляющие вещества

Токсичные вещества

Коррозионные вещества

Степень опасности грузов подкласса 4.2 устанавливается:

· для пирофорных -- высокая;

· для других самовозгорающихся -- средняя, если воспламенение происходит в образцах всех размеров при испытании по ГОСТ 12.1.044 (п. 4.19) либо воспламенение происходит при достижении температуры 200°С в большом и малом образцах при испытаниях в соответствии с приложением 5 ГОСТ 2019433-88;

· низкая, если воспламенение происходит в образцах трех наибольших размеров при испытании по ГОСТ 12.1.044 (п. 4.19) либо воспламенение происходит при достижении температуры 200 °С в большом образце в соответствии с приложением 5 ГОСТ 2019433-88.

Подкласс 4.2 наиболее опасен при перевозках. Поэтому требования, предъявляемые к упаковке этих веществ, наиболее сложны и трудоемки в реализации на практике. Отправлять в посылках огнеопасные легковоспламеняющиеся или самовоспламеняющиеся вещества, минеральные или сильные органические кислоты, разрушающие тару, а также взрывоопасные и газообразные вещества не разрешается.

Если вагоны (контейнеры) с опасными грузами подкласса 4.2 попали в аварийную ситуацию, следует обратить особое внимание на те из них, которые способны самовозгораться при контакте с кислородом воздуха (фосфор желтый, металлоорганические соединения). Возникновения процесса горения избежать практически невозможно. При горении образуются токсичные вещества. Продолжение работ возможно только после тушения загорания указанными в аварийной карточке огнетушащими веществами.

Процессы, происходящие при самовозгорании образцов горючего материала, изображены на рисунке. При т-рах до T сн (напр., T 1) материал нагревается без изменений (тепловыделение отсутствует). При достижении T сн в материале происходят экзотермич. р-ции. Последние в зависимости от условий накопления теплоты (масса материала, плотность упаковки его атомов и молекул , продолжительность процесса и т. д.) могут после периода небольшого самонагревания по исчерпании способных саморазогреваться компонентов материала завершиться охлаждением образца до начальной т-ры термостата (кривая 1) либо продолжать самонагреваться вплоть до T своз (кривая 2). Область между Т сн и T своз потенциально пожароопасна, ниже T сн - безопасна.

Изменение т-ры Т во временя т в термостатированных образцах горючего материала.

Возможность самовозгорания материала, находящегося в потенциально пожароопасной области, устанавливают с помощью ур-ний:

где T окр -т-ра окружающей среды, °С; l-определяющий размер (обычно толщина) материала; т-время, в течение к-рого может произойти самовозгорание; A 1 , n 1 и А 2 , n 2 -коэф., определяемые для каждого материала по опытным данным (см. табл.).

По ур-нию (1) при заданном l находят T окр, при к-рой может возникнуть самовозгорание данного материала, по ур-нию (2)-при известной Т окр величину т. При т-ре, ниже вычисленной T окр, или при т, меньшем, чем время, рассчитанное по ур-нию (2), самовозгорание не произойдет.

В зависимости от природы первоначального процесса, вызвавшего самонагревание материала, и значений T сн различают хим., микробиол. и тепловое самовозгорание.

К химическому самовозгоранию относятся экзотермич. взаимод. в-в (напр., при попадании конц.HNО 3 на бумагу , древесные опилки и др.). Наиб. типичный и распространенный пример такого процесса-самовозгорание промасленной ветоши или иных волокнистых материалов с развитой пов-стью. Особенно опасны масла, содержащие соед. с ненасыщ. хим. связями и характеризующиеся высоким йодным числом (хлопковое, подсолнечное, джутовое и т.д.).

К явлениям химического самовозгорания относится также загорание ряда в-в (напр., мелкораздробл. А1 и Fe, гидридыSi, В и нек-рых металлов, металлоорг. соед.-алюминийорганичес-кие и др.) при контакте их с воздухом в отсутствие нагрева. Способность в-в к самовозгоранию в таких условиях наз. пирофорностью. Особенность пирофорных в-в заключается в том, что их T своз (или T св) ниже комнатной т-ры: - 200°С для SiH 4 , -- 80 °С для А1(С 2 Н 5) 3 . Для предупреждения химического самовозгорания порядок совместного хранения горючих в-в и материалов строго регламентирован.

Склонностью к микробиологическому самовозгоранию обладают горючие материалы, особенно увлажненные, служащие пи-тат. средой для микроорганизмов, жизнедеятельность к-рых связана с выделением теплоты (торф, древесные опилки и др.). По этой причине большое число пожаров и взрывов происходит при хранении сельскохозяйств. продуктов (напр., силос, увлажненное сено) в элеваторах. Для микробиологического и химического самовозгорания характерно то, что T сн не превышает обычных значений Т окр и м.б. отрицательной. Материалы, имеющие T сн выше комнатной т-ры, способны к тепловому самовозгоранию.

Вообще склонностью ко всем видам самовозгорания обладают мн. твердые материалы с развитой пов-стью (напр., волокнистые), а также нек-рые жидкие и плавящиеся в-ва, содержащие в своем составе непредельные соед., нанесенные на развитую (в т.ч. негорючую) пов-сть. Расчет критич. условий для хим., микробиол. и теплового самовозгорания осуществляется по ур-ниям (1) и (2). Методы эксперим. определения Т сн и T своз и условий самовозгорания изложены в спец. стандарте.

Особенности горения различных веществ и их пожароопасные свойства

В производственных условиях может иметь место образование смесей горючих пылей, газов или паров в любых количественных соотношениях (концентрация пылей, паров или газов в этих смесях может изменяться от О до 100%). Однако взрывоопасными эти смеси МОГУТ быть далеко не во всех случаях, а только тогда, когда концентрация горючей пыли, горючего газа или пара находится между границами взрывных концентраций. Минимальная концентрация горючих паров и газов в воздухе, при которой возможно ее воспламенение от определенного теплового источника, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (взрываемости). Максимальная концентрация горючих паров или газов в воздухе, выше которой воспламенение ее невозможно от теплового источника любой мощности, называется верхним концентрационным пределом воспламенения (взрываемости). Взрывоопасность вещества тем больше, чем ниже нижний и выше верхний пределы воспламенения и чем ниже температура самовоспламенения. При оценке пожарной опасности горючих газов и ненасыщенных паров жидкостей используют концентрационные пределы воспламенения, что весьма удобно с точки зрения практического использования этих показателей. Наиболее удобной характеристикой пожарной опасности насыщенных паров жидкостей является температурный предел воспламенения (взрываемости). Это понятие основано на зависимости концентрации насыщенных паров от температуры жидкости. Следовательно, нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения будут соответствовать определенной температуре жидкости. Нижним температурным пределом воспламенения или взрываемости (1ГП1В) называется минимальная температура жидкости, при которой образуется смесь насыщенных паров, воспламеняющихся при поднесении к ней источника воспламенения. Так, для ацетона НТПВ составляет --20°С, а для бензина Л-66 он равен --39°С. Верхним температурным пределом воспламенения или взрываемости (ВТПВ) называется минимальная температура жидкости, выше которой образуется смесь насыщенных паров с воздухом, не воспламеняющаяся при поднесении к ней источника воспламенения. Для ацетона ВТПВ составляет +6 °С, а для бензина Л-66 он равен +8 °С. Выше этой температуры смесь насыщенных паров с воздухом не в состоянии воспламениться при поднесении к ней теплового источника любой мощности. Нижний температурный предел воспламенения жидкостей называют еще температурой вспышки, характеризующей ту минимальную температуру, при которой данное количество паров над поверхностью жидкости может воспламениться. При нагревании жидкости до температуры, превышающей температуру вспышки, воздействие теплового источника неизбежно вызывает воспламенение паров, которое при благоприятных условиях может привести к пожару. Температура вспышки как наиболее характерный показатель пожарной опасности положена в основу классификации жидкостей, которые в зависимости от этого показателя подразделяют на легковоспламеняющиеся с температурой вспышки до 45 °С (бензин, тракторный керосин, лигроин, уксусная кислота, метиловый и этиловый спирты, сероуглерод, ацетон и др.) и горючие с температурой вспышки выше 45 °С (осветительный керосин, минеральные и растительные масла, мазут, дизельное топливо, глицерин и др.). Горение паро- или газовоздушных смесей характеризуется также высокими скоростями распространения пламени. Так, при горении газо- или паровоздушных смесей в трубопроводах скорость распространения пламени составляет 0,3...2,7 м/с, а при горении этих смесей в сосудах и аппаратах небольших размеров -- 6,5...10 м/с. Распространение пламени при взрыве паро- или газовоздушных смесей в трубопроводах происходит со скоростью, достигающей 1000... 14000 м/с (детонационное горение). Горение пылевоздушных смесей. Пыли горючих и даже некоторых негорючих веществ (например, алюминия, цинка) могут в смеси с воздухом образовывать горючие (пожаро- и взрывоопасные) концентрации. Наибольшую опасность по взрыву представляет взвешенная в воздухе пыль. Однако осевшая на конструкциях пыль представляет опасность не только с точки зрения возникновения пожара, но и вторичного взрыва, вызываемого в результате взвихривания пыли при первичном взрыве. Это характерно также и для деревообрабатывающих предприятий, особенно в цехах по приготовлению древесной муки, шлифовке деревянных изделий и распиловке сухой древесины. При нагревании пыли, так же как и газообразных горючих веществ, происходят окислительные процессы, которые при определенной скорости реакции могут перейти в самовоспламенение, заканчивающееся тлением или пламенным горением. Пыль одного и того же вещества в зависимости от состояния имеет две температуры самовоспламенения: для аэрозоля и аэрогеля. Так, температура самовоспламенения древесной муки во взвешенном состоянии (аэрозоль) равна 775 °С, а в осажденном (аэрогель) будет в 2,8 раза ниже (275 °С). Вполне очевидно, что осевшая пыль более опасна с точки зрения ее воспламенения, поскольку у нее значительно ниже температура самовоспламенения. Этим и объясняется то обстоятельство, что искры механического происхождения воспламеняют осевшую, а не взвешенную пыль. Однако возникшее горение осевшей пыли в 1 СНиП II-106-79 «Склады нефти и нефтепродуктов. Нормы проектирования».дальнейшем вызывает воспламенение взвешенной пыли, горение которой протекает в виде взрыва. Воспламенение аэровзвеси и распространение по ней пламени происходит только при определенных концентрациях взвешенной пыли в воздухе. Минимальная весовая концентрация, при которой возможно воспламенение пыли, называется нижним пределом воспламенения (взрываемости). Нижнему пределу воспламенения (взрываемости) придают особое значение, так как именно он характеризует пожаро- и взрывоопасность пыли. Так, наибольшую опасность представляет пыль, у которой нижний предел воспламенения (взрываемости) не превышает 15 г/м3. Горение жидкостей. Горение жидкостей в производственных условиях возникает чаще всего в результате воспламенения, вызванного воздействием различного рода тепловых источников (открытое пламя, накаленные тела, искры электрического или механического происхождения и т. п.). Если температура жидкости превышает температуру вспышки паров этой жидкости, то при поднесении источника воспламенения происходит их воспламенение в смеси с воздухом, причем пламя по горючей смеси быстро распространяется над поверхностью жидкости и наступает процесс устойчивого горения со свободной поверхности. Выделяющееся при горении тепло частично расходуется на нагревание жидкости, и частично рассеивается в окружающую среду. Опасность горения жидкостей определяется также и тем, что емкости для их хранения быстро разрушаются от действия высокой температуры, вследствие чего горящая жидкость растекается по помещению или площадке, создавая угрозу воспламенения вблизи расположенных предметов и горючих материалов. Горение твердых веществ. Горение твердых веществ может произойти в результате нагревания некоторой части их объема при помощи пламени, накаленного тела или искр. Пламя возникает в тот момент, когда наступает термодинамическое равновесие, т. е. газообразные продукты, которые выделяются при нагревании твердого вещества, нагреты до температуры самовоспламенения, а их количество и скорость выделения достаточны для поддержания горения. Некоторые твердые вещества (например, минеральная пробка, термиз марки 25, фрезерный торф) при нагревании не выделяют газообразных 283 продуктов, поэтому воспламенение этих веществ проявляется в виде тления. Твердые вещества сгорают с различной массовой скоростью1, величина которой зависит от степени их измельчения, влажности, объемной массы, доступа воздуха и ряда других факторов. Самовозгорание веществ. Соприкосновение горючих веществ с воздухом при определенных условиях вызывает их окисление. Процессы окисления протекают с выделением тепла. В том случае, когда тепловыделение превышает теплоотвод, происходит самонагревание вещества. Процессы самонагревания горючих веществ могут протекать также в результате реакций разложения и вследствие некоторых физических и биологических процессов. Если процесс самонагревания протекает в благоприятных условиях, он может вызвать повышение температуры вещества до температуры, при которой возникает воспламенение и последующее горение. Процессы самонагревания различных веществ начинаются при различных температурах. Температура, при которой происходит окисление веществ, является температурой самовоспламенения данных веществ при их окислении. По своей природе процессы самовоспламенения и самовозгорания одинаковы, но если первый характеризуется предварительным нагреванием вещества до температуры самовоспламенения, то второй протекает без предварительного нагревания, поскольку температура вещества ниже обычной температуры. Оба процесса в конечном счете заканчиваются горением. Для удобства рассмотрения особенностей протекания процесса окисления все самовозгорающиеся вещества можно разбить на следующие группы: вещества растительного происхождения (древесина, опилки, сено и др.)1, ископаемые угли и торф, масла и жиры, химические вещества и смеси. Нередко причиной пожара, особенно на складах и в производственных помещениях, является самовозгорание жиров и масел минерального, растительного или животного происхождения, которыми оказываются пропитаны волокнистые материалы и ткани. 1 Под массовой скоростью горения понимают массу сгорающего материала с единицы площади в единицу времени. Минеральные масла (машинное, соляровое, трансформаторное) представляет собой смесь главным образом предельных углеводородов и в чистом виде самовозгораться не могут. Самовозгорание их возможно при наличии примесей растительных масел. Растительные масла (конопляное, льняное, подсолнечное, хлопковое) и масла животного происхождения (например, сливочное) представляют собой смесь глицеридов жирных кислот. Самовозгорание масел и жиров возникает при определенных условиях: наличии в их составе непредельных соединений, большой поверхности окисления и малой теплоотдаче, определенном соотношении количества масел и пропитанного ими материала и определенной его плотности. Склонны к самовозгоранию и олифы, приготовленные из льняного масла, а также отходы и остатки некоторых нитролаков. Наиболее благоприятные условия для развития окислительных процессов создаются в тех случаях, когда промасленные материалы сложены в кучу или кипы и близко примыкают друг к другу, а также к отопительным приборам. Многие химические вещества и их смеси при соприкосновении с воздухом или влагой способны самонагреваться. Эти процессы нередко заканчиваются самовозгоранием. По способности к самовозгоранию химические вещества подразделяют на четыре группы. В данном разделе рассмотрены вещества тех групп, которые встречаются в строительной практике. Вещества, самовозгорающиеся при соприкосновении с воздухом. К числу веществ этой группы относятся: активированный уголь, алюминиевый порошок, карбиды щелочных металлов, порошкообразные железо и цинк и др. Окисление веществ этой группы на воздухе сопровождается выделением большого количества тепла. Вещества, вызывающие горение при взаимодействии с водой. К этой группе веществ относятся: щелочные металлы и их карбиды, окись кальция (негашеная известь), перекись натрия и др. Взаимодействие щелочных металлов с водой или влагой воздуха сопровождается выделением водорода, который воспламеняется за счет теплоты реакции. Попадание на негашеную известь (окись кальция) небольшого количества воды вызывает самонагревание, заканчивающееся сильным разогревом (до свечения), поэтому находящиеся поблизости горючие материалы могут воспламеняться. Такие случаи нередко наблюдались на строительных площадках при хранении негашеной извести в деревянных складских помещениях. Вещества, самовозгорающиеся при смешивании одного с другим. Представителями этой группы являются газообразные, жидкие и твердые окислители: сжиженный кислород, хлор, азотная кислота, перекиси водорода и натрия, марганцевокислый калий, селитры, хромовый ангидрид, карбиды щелочных металлов и др. Так, воздействие азотной кислоты на древесину, бумагу, ткани, скипидар вызывает воспламенение последних. Ацетилен, водород, метан и этилен самовозгораются в атмосфере хлора на дневном свету. В соответствии со свойствами веществ, склонных к самовозгоранию, существуют определенные допуски, назначаемые специальными правилами на совместное с другими веществами транспортирование и хранение.

Способы и средства тушения пожаров

В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:

1) изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода путем разбавления воздуха негорючими газами (углеводы CО 2 1214).

2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;

3) интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени;

4) механический срыв пламени струей газа или воды;

5) создание условий огнепреграждения (условий, когда пламя распространяется через узкие каналы).

Вещества, которые создают условия, при которых прекращается горение, называются огнегасящими. Они должны быть дешевыми и безопасными в эксплуатации не приносить вреда материалам и объектам.

Вода является хорошим огнегасящим средством, обладающим следующими достоинствами: охлаждающее действие, разбавление горючей смеси паром (при испарении воды ее объем увеличивается в 1700 раз), механическое воздействие на пламя, доступность и низкая стоимость, химическая нейтральность.

Недостатки: нефтепродукты всплывают и продолжают гореть на поверхности воды; вода обладает высокой электропроводностью, поэтому ее нельзя применять для тушения пожаров на электроустановках под напряжением.

Тушение пожаров водой производят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами. Для подачи воды в эти установки используют водопроводы.

К установкам водяного пожаротушения относят спринклерные и дренчерные установки.

Спринклерная установка представляет собой разветвленную систему труб, заполненную водой и оборудованную спринклерными головками. Выходные отверстия спринклерных головок закрываются легкоплавкими замками, которые распаиваются при воздействии определенных температур (345, 366, 414 и 455 К). Вода из системы под давлением выходит из отверстия головки и орошает конструкции помещения и оборудование.

Дренчерные установки представляют собой систему трубопроводов, на которых расположены специальные головкидренчеры с открытыми выходными отверстиями диаметром 8, 10 и 12,7 мм лопастного или розеточного типа, рассчитанные на орошение до 12 м 2 площади пола.

Дренчерные установки могут быть ручного и автоматического действия. После приведения в действие вода заполняет систему и выливается через отверстия в дренчерных головках.

Пар применяют в условиях ограниченного воздухообмена, а также в закрытых помещениях с наиболее опасными технологическими процессами. Гашение пожара паром осуществляется за счет изоляции поверхности горения от окружающей среды. При гашении необходимо создать концентрацию пара приблизительно 35 %

Пены применяют для тушения твердых и жидких веществ, не вступающих во взаимодействие с водой. Огнегасящий эффект при этом достигается за счет изоляции поверхности горючего вещества от окружающего воздуха. Огнетушащие свойства пены определяются ее кратностью отношением объема пены к объему ее жидкой фазы, стойкостью дисперсностью, вязкостью. В зависимости от способа получения пены делят на химические и воздушно-механические.

Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии пенообразующего вещества и представляет собой концентрированную эмульсию двуокиси углерода в водном реакторе минеральных солей. Применение химических солей сложно и дорого, поэтому их применение сокращается.

Воздушно-механическую пену низкой (до 20), средней (до 200) и высокой (свыше 200) кратности получают с помощью специальной аппаратуры и пенообразователей ПО1, ПО1Д, ПО6К и т.д.

Инертные газообразные разбавители: двуокись углерода, азот, дымовые и отработавшие газы, пар, аргон и другие.

Ингибиторы на основе предельных углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены атомами галоидов (фтор, хлор, бром). Галоидоуглеводороды плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими веществами:

тетрафтордибромэтан (хладон 114В2);

бромистый метилен;

трифторбромметан (хладон 13В1);

3, 5, 7, 4НД, СЖБ, БФ (на основе бромистого этила);

Порошковые составы несмотря на их высокую стоимость, сложность в эксплуатации и хранении, широко применяют для прекращения горения твердых, жидких и газообразных горючих материалов. Они являются единственным средством гашения пожаров щелочных металлов и металлоорганических соединений. Для гашения пожаров используется также песок, грунт, флюсы. Порошковые составы не обладают электропроводимостью, не коррозируют металлы и практически не токсичны.

Широко используются составы на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия.

Аппараты пожаротушения: передвижные (пожарные автомобили), стационарные установки, огнетушители.

Автомобили предназначены для изготовления огнегасящих веществ, используются для ликвидации пожаров на значительном расстоянии от их дислокации и подразделяются на:автоцистерны (вода, воздушно-механическая пена) АЦ40 2,1 5м 3 воды;специальные АП3, порошок ПС и ПСБ3 3,2т.;аэродромные; вода, хладон.

Стационарные установки предназначены для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения без участия человека. Подразделяются на водяные, пенные, газовые, порошковые, паровые. Могут быть автоматическими и ручными с дистанционным управлением.

Огнетушители - устройства для гашения пожаров огнегасящим веществом, которое он выпускает после приведения его в действие, используется для ликвидации небольших пожаров. Как огнетушащие вещества в них используют химическую или воздухо-механическую пену, диоксид углерода (жидком состоянии), аэрозоли и порошки, в состав которых входит бром. Подразделяются:

по подвижности: ручные до 10 литров;передвижные;стационарные;

по огнетушащему составу: жидкостные; углекислотные; химпенные; воздушно-пенные;хладоновые; порошковые; комбинированные.

Огнетушители маркируются буквами (вид огнетушителя по разряду) и цифровой (объем).

Ручной пожарный инструмент - это инструмент для раскрывания и разбирания конструкций и проведения аварийно-спасательных работ при гашении пожара. К ним относятся: крюки, ломы, топоры, ведра, лопаты, ножницы для резания металла. Инструмент размещается на видном и доступном месте на стендах и щитах.

самовозгорание опасный вещество пожарный

Пожары наносят значительный экономический ущерб и иногда сопровождаются тяжелыми последствиями. Поэтому защита от пожаров объектов народного хозяйства и личного имущества граждан является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе. Пожарная безопасность, в соответствии с ГОСТ 12.1.033--81, характеризует такое состояние объекта, при котором с нормативной вероятностью должна быть исключена возможность возникновения и развития пожара, воздействия на людей его опасных факторов, а также обеспечена защита материальных ценностей от уничтожения огнем. Таким образом, организация пожарной безопасности имеет своей целью изыскание наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров, снижение ущерба от них и их ликвидацию при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения. Пожарная безопасность, согласно ГОСТ 12.1.004--76, обеспечивается реализацией двух взаимосвязанных систем: предотвращения пожара и противопожарной защиты. Система предотвращения пожара представляет собой комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение условий возникновения пожара. К числу таких мероприятий в системе предотвращения пожара относятся, например, мероприятия по предотвращению образования горючей среды и появлению в ней источников зажигания. Применительно к отрасли строительства мероприятия и технические средства, составляющие систему предотвращения пожара. Система противопожарной защиты -- это совокупность организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение возможности воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него. В систему противопожарной защиты входят: мероприятия технологического характера (например, уменьшение количества горючих материалов, изоляция горючей среды, применение огнепреграждающих устройств и т. д.); строительные решения (конструктивные и объемно-планировочные: планировка объекта, обеспечение огнестойкости зданий и безопасной эвакуации людей, предотвращение распространения пожара и т. п.); технические средства (противопожарное водоснабжение, первичные средства пожаротушения, автоматика для предупреждения, обнаружения и тушения пожаров, мобильная техника для борьбы с пожарами) и организация пожарной охраны. Основные элементы системы противопожарной защиты изложены в гл. XXIV--XXVI. Охрана труда органически связана с пожарной безопасностью, поскольку мероприятия по предупреждению возникновения и распространения пожаров и взрывов являются одновременно и мероприятиями, направленными на предотвращение несчастных случаев. В ряде случаев мероприятия по охране труда и пожарной безопасности переплетаются настолько тесно, что трудно провести между ними четкую грань. И только содержание этих дисциплин и методы решения отдельных специальных задач позволяют провести более или менее четкое их разграничение.

Список литературы

1. "Сборник руководящих документов Государственной Противопожарной Службы", ГУГПС, М., 1997г.

2. Долин П.А. "Справочник по технике безопасности", Москва, "Энергоиздат", 1982г.

3. Интернет.

4. Самовозгорание веществ и материалов. Горшков В. И. -- М.: 2003

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Действие аварийно-химических опасных веществ на организм. Обзор динамики развития пожаров на объектах с наличием ядовитых веществ. Способы и средства ликвидации последствий химически опасных аварий. Описания тушения пожара, произошедшего на ЗАО "Янтарь".

доклад , добавлен 03.11.2014

Основные причины и свойства пожаров. Самовозгорание, воспламенение, температура вспышки и горения. Категории производств и помещений по взрывопожарной опасности. Противопожарные требования, средства тушения и обнаружения пожаров, типы огнетушителей.

курс лекций , добавлен 29.04.2010

Классификация пожаров и способы их тушения. Анализ существующих на данный момент огнетушащих веществ, их характеристики и способы применения в ходе ликвидации пожаров. Огнетушащий эффект пены. Устройство, назначение и принцип работы пенных огнетушителей.

реферат , добавлен 06.04.2015

Определение и сущность процесса горения. Виды иточников зажигания, классификация веществ по горючести. Фазы горения твердых, жидких и газообразных веществ. Условия огнетушения, огнетушащие вещества и материалы. Их целевое назначение и классификация.

контрольная работа , добавлен 13.12.2009

Физико-химические процессы и пожароопасные свойства вещества. Реакция восстановления диоксида углерода. Диффузионное и кинетическое горение. Пожарные извещатели, целесообразные для обнаружения пожара. Способы тушения пожара и огнетушащее вещество.

курсовая работа , добавлен 20.11.2012

Пожарная защита и способы тушения пожаров. Огнетушащие вещества и материалы: охлаждение, изоляция, разбавление, химическое торможение реакции горения. Мобильные средства и установки пожаротушения. Основные виды автоматических установок пожаротушения.

реферат , добавлен 20.12.2010

Методы предупреждения последствий аварий на химических объектах. Механизм воздействия химических веществ на человека и защита человека от химических веществ. Пожарная безопасность на химических объектах. Огнетушащие вещества и способы тушения пожаров.

контрольная работа , добавлен 25.06.2010

Процесс горения и условия его перехода в стадию пожара. Особенности горения различных веществ и выбор метода борьбы. Классификация материалов и помещений по пожарной опасности. Причины возникновения и способы тушения пожара. Расход воды на пожаротушение.

лабораторная работа , добавлен 10.11.2009

Вещества, вызывающие производственные травмы, профессиональные заболевания, отклонения в состоянии здоровья. Виды вредных веществ. Комбинированное действие вредных веществ на организм человека. Ограничение содержания вредных веществ в различных средах.

презентация , добавлен 12.03.2017

Предупреждение последствий аварий на химических объектах. Воздействи химических веществ на человека и защита человека от химических веществ. Пожарная безопасность на химических объектах. Огнетушащие вещества и способы тушения пожаров. Доврачебная помощь.

Химическим называется самовозгорание, возникающее в результате химического взаимодействия веществ.

Вещества, самовозгорающиеся при контакте с водой. К этой группе материалов относятся калий, натрий, рубидий, цезий, карбид кальция и карбиды щелочных металлов, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, фосфиды кальция и натрия, силаны, негашеная известь, гидросульфид натрия и др.

Щелочные металлы — калий, натрий, рубидий и цезий – взаимодействуют с водой с выделением водорода и значительного количества тепла:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2 .

Выделяющийся водород самовоспламеняется и горит совместно с металлом только в том случае, если кусок металла по объему больше горошины. Взаимодействие указанных металлов с водой иногда сопровождается взрывом с разбрызгиванием расплавленного металла. Так же ведут себя гидриды щелочных и щелочноземельных металлов (КН, NaН, СаН 2) при взаимодействии с небольшим количеством воды:

NaН + Н 2 О = NaOH + H 2 .

При взаимодействии карбида кальция с небольшим количеством воды выделяется столько тепла, что в присутствии воздуха образующийся ацетилен самовозгорается. При большом количестве воды этого не происходит. Карбиды щелочных металлов (например, Na 2 С 2 , К 2 С 2) при соприкосновении с водой взрываются, причем металлы сгорают, а углерод выделяется в свободном состоянии:

2Na 2 С 2 + 2Н 2 О + О 2 = 4 NaOH + 4С.

Фосфид кальция Са 3 Р 2 при взаимодействии с водой образует фосфористый водород (фосфин):

Са 3 Р 2 + 6Н 2 О = 3Са(ОН) 2 + 2РН 3 .

Фосфин РН 3 является горючим газом, но самовозгораться не способен. Совместно с РН 3 выделяется некоторое количество жидкого Р 2 Н 4 , который способен самовозгораться на воздухе и может быть причиной воспламенения РН 3 .

Силаны, т.е. соединения кремния с различными металлами, например Mg 2 Si, Fe 2 Si, при действии воды выделяют водородистый кремний, самовозгорающийся на воздухе:

Mg 2 Si + 4Н 2 О = 2 Mg(ОН) 2 + SiН 4

SiН 4 + 2О 2 = SiО 2 + 4Н 2 О.

Перекись бария и перекись натрия хотя и взаимодействуют с водой, но горючих газов при этом не образуется. Горение может возникнуть, если перекиси смешаны или соприкасаются с горючими веществами.

Оксид кальция (негашеная известь), реагируя с небольшим количеством воды, разогревается до свечения и может поджечь соприкасающиеся с ней горючие материалы.

Гидросульфит натрия, являясь влажным, энергично окисляется с выделением тепла. В результате этого происходит самовозгорание серы, образующейся при распаде гидросульфита.

Вещества, самовозгорающиеся при контакте с окислителями. Многие вещества, в основном органические, при смешении или соприкосновении с окислителями способны самовозгораться. К окислителям, вызывающим самовозгорание таких веществ, относятся сжатый кислород, галогены, азотная кислота, перекись натрия и бария, перманганат калия, хромовый ангидрид, двуокись свинца, селитры, хлораты, перхлора

ты, хлорная известь и др. Некоторые из смесей окислителей с горючими веществами способны самовозгораться только при воздействии на них серной или азотной кислот или при ударе и слабом нагревании.

Сжатый кислород вызывает самовозгорание веществ (минерального масла), которые не самовозгораются в кислороде при нормальном давлении.

Хлор, бром, фтор и иод чрезвычайно активно соединяются с некоторыми горючими веществами, причем реакция сопровождается выделением большого количества тепла, и вещества самовозгораются. Так, ацетилен, водород, метан и этилен в смеси с хлором самовозгораются на свету или от света горящего магния. Если указанные газы присутствуют в момент выделения хлора из любого вещества, самовозгорание их происходит даже в темноте:

С 2 Н 2 + Сl 2 + 2HCl + 2C

CH 4 + 2Сl 2 = 4HCl + C и т.д.

Нельзя хранить галогены вместе с легковоспламеняющимися жидкостями.

Известно, что скипидар, распределенный в каком-либо пористом веществе (в бумаге, ткани, вате), самовозгорается в хлоре. Пары диэтилового эфира могут также самовозгораться в атмосфере хлора:

С 2 Н 5 ОС 2 Н 5 + 4Сl 2 = Н 2 О + 8НCl + 4C.

Красный фосфор моментально самовозгорается при соприкосновении с хлором или бромом.

Не только галогены в свободном состоянии, но и их соединения энергично вступают в реакцию с некоторыми металлами. Так, взаимодействие четыреххлористого этана С 2 Н 2 Сl 4 с металлическим калием происходит со взрывом

С 2 Н 2 Сl 4 + 2К = 2КСl + 2НСl + 2С.

Смесь четыреххлористого углерода ССl 4 или четырехбромистого углерода со щелочными металлами при нагревании до 70 0 С взрывается.

Азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, поэтому является сильным окислителем, способным вызвать самовозгорание ряда веществ.

4НNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.

При соприкосновении с азотной кислотой самовозгораются скипидар и этиловый спирт.

Растительные материалы (солома, лен, хлопок, древесные опилки и стружки) самовозгораются, если на них попадет концентрированная азотная кислота.

При соприкосновении с перекисью натрия способны самовозгораться следующие горючие и легковоспламеняющиеся жидкости: метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, изоамиловый и бензиловый спирты, этиленгликоль, диэтиловый эфир, анилин, скипидар и уксусная кислота. Некоторые жидкости самовозгорались с перекисью натрия после введения в них небольшого количества воды. Так ведут себя уксусно-этиловый эфир (этилацетат), ацетон, глицерин и изобутиловый спирт. Началом реакции служит взаимодействие воды с перекисью натрия и выделение при этом атомарного кислорода и тепла:

2Na 2 О 2 + Н 2 О = 2NaОН + О.

Атомарный кислород в момент выделения окисляет горючую жидкость, и она самовозгорается. Порошок алюминия, опилки, уголь, сера и другие вещества в смеси с перекисью натрия моментально самовозгораются от попадания в них капли воды.

Сильным окислителем является перманганат калия КMnO 4 . Его смеси с твердыми горючими веществами крайне опасны. Они самовозгораются от действия концентрированных серной и азотной кислот, а также от удара и трения. Глицерин С 3 Н 5 (ОН) 3 и этиленгликоль С 2 Н 4 (ОН) 2 самовозгораются в смеси с перманганатом калия через несколько секунд после смешения.

Сильным окислителем является также хромовый ангидрид. При попадании на хромовый ангидрид самовозгораются следующие жидкости: метиловый, этиловый, бутиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты; уксусный, масляный, бензойный, пропионовый альдегиды и паральдегид; диэтиловый эфир, этилацетат, амилацетат, метилдиоксан; уксусная, пеларгоновая, нитрилакриловая кислоты; ацетон.

Смеси селитр, хлоратов, перхлоратов способны самовозгораться при действии на них серной, а иногда азотной кислоты. Причиной самовозгорания является выделение кислорода под действием кислот. При действии серной кислоты на бертолетову соль происходит следующая реакция:

H 2 SO 4 + 2KClO 3 = K 2 SO 4 + 2HClO 3 .

Хлорноватая кислота малоустойчива и при образовании распадается с выделением кислорода:

2HClO 3 = 2HCl + 3O 2 .

Вопросы для самоконтроля

1. Какую температуру называют температурой самонагревания?

2. Запишите формулу для вычисления температуры самонагревания.

3. Какие вещества называют пирофорными?

4. Какое самовозгорание называют тепловым?

5. Какие вещества способны к тепловому самовозгоранию?

6. Какое самовозгорание называют микробиологическим?

7. Какие вещества способны к химическому самовозгоранию?

4. горение смесей газов и паров с воздухом

самовозгорание химический вещество

Самовозгорание изучают путем термостатирования исследуемого материала при заданной т-ре и установления зависимости между т-рой, при к-рой возникает горение, размерами образца и временем его нагрева в термостате.

К явлениям химического самовозгорания относится также загорание ряда в-в (напр., мелкораздробл. А1 и Fe, гидриды Si, В и нек-рых металлов, металлоорг. соед.-алюминий органичес-кие и др.) при контакте их с воздухом в отсутствие нагрева. Способность в-в к самовозгоранию в таких условиях наз. пирофорностью. Особенность пирофорных в-в заключается в том, что их температура самовоспламенения ниже комнатной температуры: - 200 °С для SiH4, - 80 °С для А1 (С2Н5) 3. Для предупреждения химического самовозгорания порядок совместного хранения горючих веществ и материалов строго регламентирован.

Склонностью к микробиологическому самовозгоранию обладают горючие материалы, особенно увлажненные, служащие пи-тат. средой для микроорганизмов, жизнедеятельность каторых связана с выделением теплоты (торф, древесные опилки и др.). По этой причине большое число пожаров и взрывов происходит при хранении сельскохозяйств. продуктов (напр., силос, увлажненное сено) в элеваторах. Для микробиологического и химического самовозгорания характерно то, что температура самонагревания не превышает обычных значений Токр и м.б. отрицательной. Материалы, имеющие Tсн выше комнатной т-ры, способны к тепловому самовозгоранию.

Вообще склонностью ко всем видам самовозгорания обладают мн. твердые материалы с развитой пов-стью (напр., волокнистые), а также некоторые жидкие и плавящиеся вещества, содержащие в своем составе непредельные соед., нанесенные на развитую (в т.ч. негорючую) поверхность. Расчет критич. условий для хим., микробиол. и теплового самовозгорания осуществляется по уравнениям (1) и (2). Методы эксперим. определения температура самонагревания и температура самовоспламенении условий самовозгорания изложены в спец. стандарте. Химическое самовозгорание связано со способностью веществ и материалов вступать в химическую реакцию с воздухом или другими окислителями при нормальных условиях с выделением теплоты, достаточной для их возгорания. Наиболее характерными примерами являются случаи самовозгорания промасленной ветоши или фосфора на воздухе, легковоспламеняющихся жидкостей при контакте с марганцовкой, древесных опилок с кислотами и пр. Поэтому мы говорим: «Окислителям - бой!» - и подразумеваем, что хранение веществ и материалов должно отвечать требованиям их совместимости.

Другой вид химических реакций веществ связан с взаимодействием воды или влаги. При этом также выделяется достаточная для самовозгорания веществ и материалов температура. Примерами могут служить такие вещества, как калий, натрий, карбид кальция, негашеная известь и др. Особенностью щелочноземельных металлов является их способность гореть и без доступа кислорода. Необходимый для реакции кислород они добывают сами, расщепляя под действием высокой температуры влагу воздуха на водород и кислород. Вот почему тушение водой таких веществ приводит к взрыву образующегося водорода.

И, наконец, микробиологическое самовозгорание связано с деятельностью мельчайших насекомых. Они в невиданных количествах размножаются в спрессованных материалах, поедают все органическое и там же умирают, вместе со своим разложением выделяя определенную температуру, которая накапливается внутри материала. Наиболее характерным примером является самовозгорание прошлогодних скирд сена.

После всего вышеперечисленного становится ясно, что все виды самовозгорания имеют чисто условное деление. Для большинства горючих веществ процесс самовозгорания выглядит, как совокупность тепловой, химической и микробиологической реакций.

Наиболее часто в квартирах самовозгорание связано с неправильным хранением веществ и материалов, которые складируются на балконах (лоджиях) без защиты от солнечных лучей, в неплотно закрытых емкостях, что обеспечивает их нагревание и окисление кислородом воздуха. Поэтому основным требованием правил пожарной безопасности является требование строгого соблюдения инструкции по хранению веществ и материалов, которая в обязательном порядке должна находиться на емкости с ними или прилагаться в виде паспорта на материал. В квартирах и жилых комнатах допускается хранение не более 10 л красок, лаков, бензина, керосина и других легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и не более 12 л горючих газов. При этом хранение этих веществ не допускается на балконах и лоджиях. Во всех случаях запрещается хранение веществ неизвестного состава.

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Окислителем в процессе горения может быть кислород, а также хлор, бром и другие вещества.

В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха. Этот вид окислителя и принят в дальнейшем изложении. Горение возможно при наличии вещества, способного гореть, кислорода (воздуха) и источника зажигания. При этом необходимо, чтобы горючее вещество и кислород находились в определенных количественных соотношениях, а источник зажигания имел необходимый запас тепловой энергии.

Известно, что в воздухе содержится около 21% кислорода. Горение большинства веществ становится невозможным, когда содержание кислорода в воздухе понижается до 14-18%, и только некоторые горючие вещества (водород, этилен, ацетилен и др.) могут гореть при содержании кислорода в воздухе до 10% и менее. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большинства веществ прекращается.

Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения. Источником зажигания может быть горящее пли накаленное тело, а также электрический разряд, обладающий запасом энергии, достаточным для возникновения горения и др.

Горючие системы подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют горением кинетическим. Скорость его определяется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и нераспыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным горением, так как его скорость определяется главным образом сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.

Для возгорания тепло источника зажигания должно быть достаточным для превращения горючих веществ в пары и газы и для нагрева их до температуры самовоспламенения. По соотношению горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедные смеси содержат в избытке окислитель и имеют недостаток горючего компонента. Богатые смеси, наоборот, имеют в избытке горючий компонент и в недостатке окислитель.

Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горение называется самовоспламенением. Самоускорение химической реакции при горении подразделяется на три основных вида: тепловой, цепной и комбинированный - цепочечно-тепловой. По тепловой теории процесс самовоспламенения объясняется активизацией процесса окисления с возрастанием скорости химической реакции. По цепной теории процесс самовоспламенения объясняется разветвлением цепей химической реакции. Практически процессы горения осуществляются преимущественно по комбинированному цепочечно-тепловому механизму.

Самовозгорание : 1) резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага пожара; 2)загорание без внешнего , происходящее в результате самоинициируемых экзотермических процессов. Особенностью самовозгорания является то, что оно возникает в результате окисления при относительно низких температурах (см. Температура самовозгорания ) в средах, представляющих собой мелкодисперсные вещества и материалы. Важнейшими условиями самовозгорания являются способность веществ к указанным процессам и аккумуляция выделяемой энергии, что наиболее свойственно сыпучим материалам при скопления в больших объёмах (см. Склонность к самовозгоранию ). Процессу возникновения горения при самовозгорании предшествует медленная стадия самонагревания . Самовозгорание происходит там, где процесс самонагревания обеспечивает повышение температуры до определенной критической величины. Существенная разница в процессе загорания и самовозгорания заключается в различных периодах индукции: при загорании этот период исчисляется секундами и минутами, а при самовозгорании - часами и даже днями и месяцами. В зависимости от источника самонагревания процессы самовозгорания подразделяются на микробиологические, тепловые и химические. Микробиологическое самовозгорание характерно для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность бактерий и микроорганизмов, сопровождающаяся экзо-термическими проявлениями. Самовозгорание способствуют: повышенная влажность материалов; масличность; засорённость посторонними включениями; пористость, обеспечивающая диффузию кислорода к скоплениям дисперсных веществ и материалов и большую сорбционную способность продуктов термического и термо- окислительного распада, катализирующих процесс самонагревания и самовозгорания. При изменении температуры в объёме материала обычно фиксируют 2 температурных максимума, отстоящих друг от друга промежутком времени. Первый максимум наступает в промежутке от одного дня до недели с момента зарождения очага и достигает температуры 40-45 °С. В данном диапазоне температур выделение тепла происходит за счёт жизнедеятельности микрофлоры, неспособной существовать при температуре свыше 45 °С. Второй максимум, достигающий 75-85 °С, возникает за счёт развития термофильных бактерий. На процесс тепловыделения основное влияние оказывают 2 фактора - размер популяции микроорганизмов (размер очага самонагревания) и предельная температура, при которой они могут существовать. Дополнительным источником выделения тепла в материалах растительного происхождения является их дыхание (например, быстрый рост температуры в небольших кучах свежескошенной травы или при формировании стогов сена). Дисперсные материалы имеют чёткую границу соприкосновения с окружающей средой. По этой границе воздух проникает между частицами внутрь массы материала, адсорбируется в порах частиц или волокон. Наличие развитой поверхности твёрдого материала с адсорбированным на ней кислородом воздуха - одно из условий теплового самовозгорания, к которому наиболее склонны материалы, обладающие большой пористостью и структурой, обеспечивающей проникновение кислорода в зону реакции. Склонность к самовозгоранию увеличивается при повышении адсорбционной способности материала. Поскольку промежуточным продуктом при самовозгорании большинства органических материалов является уголь, закономерности его самовозгорания оказывают существенное влияние на процесс в целом. При этом значительную роль в самовозгорании угля играет его способность сорбировать пар и влагу на начальной стадии процесса, протекающего с экзотермическим эффектом. Чем больше объём дисперсного материала, тем лучше условия аккумуляции тепла в нём и выше вероятность его воспламенения . С увеличением пористости частиц и пористости слоя (начальной плотности) улучшается перенос кислорода к межфазной поверхности в зону реакции окисления. Это способствует более интенсивному самонагреванию материала, т. к. уменьшается теплопроводность смеси частиц с воздухом и увеличивается скорость нагрева засчет снижения теплоёмкости единицы объёма материала. Наоборот, уплотнение слоя частиц способствует отводу тепла из зоны реакции вследствие увеличения его теплопроводности . Важную роль в процессе самонагревания и самовозгорания веществ и материалов играет влага. Тепловое самовозгорание характеризуется тем, что оно начинается при предварительном умеренном нагреве. Примером такого вида самовозгорания является самовозгорание древесно-волокнистых плит и изоляционного материала из стекловолокна при складировании больших масс продукции после производственного процесса, связанного с повышенной температурой. В основе химического самовозгорания лежат процессы химического взаимодействия веществ и материалов или их окисления, которые сопровождаются выделением большого количества тепла. Примерами химических реакций, вызывающих горение при самовозгорании, являются: действие на органические материалы концентрированных серной и азотной кислот; самопроизвольное загорание промасленной ветоши; возникновение горения пирофорных материалов: некоторых металлов, гидридов металлов, металлоорганических соединений и другие (см. Пирофорность ). Методы определения склонности веществ и материалов к самовозгоранию основаны на определении критических условий воспламенения вещества (материала), характеризующих кинетику этого процесса. Профилактика самовозгорания основана на применении методов и средств, уменьшающих химическую активность реагирующих веществ или обеспечивающих стационарные условия теплообмена между материалом и окружающей средой при температуре ниже температуры самовозгорания для заданных условий применения, хранения или транспортирования материалов. Выбор метода защиты определяется свойствами материала, особенностями технологического процесса и экономической целесообразностью. Для обнаружения очага самовозгорания внутри массы хранящегося продукта устанавливают систему датчиков, реагирующих на повышение температуры. Эта система дистанционного контроля зачастую бывает малоэффективна в силу низкой теплопроводности и высокой теплоемкости дисперсного материала, вследствие чего очаг самонагревания и самовозгорания регистрируется с большим опозданием. Более оперативным способом обнаружения очага повышенной температурной активности, возникающего в силу различных причин в насыпи дисперсного материала, является способ, основанный на анализе продуктов термической и термо- окислительной деструкции (например, окись углерода, метан, водород), по номенклатуре и содержанию которых определяются стадии самонагревания и самовозгорания, а также местонахождение очага самовозгорания. При несвоевременном обнаружении очага самовозгорания горючие газы, выделяющиеся в замкнутом пространстве, в смеси с воздухом и при наличии источника зажигания (например, очага самовозгорания) могут привести к взрыву. Лит.: ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения: Кольцов К.С. , Попов Б.Г. Самовозгорание твёрдых веществ и материалов и его профилактика. М., 1978; Горшков В.И. Самовозгорание веществ и материалов. М., 2003.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

Возможно вас заинтересует