Общие сведения о пожаре и процессе горения
Пожар - неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
Пожарная опасность объекта - это состояние объекта, заключающееся в возможности возникновения пожара и его последствий (ГОСТ 12.1.004-85).
Пожарная безопасность объекта - это такое состояние объекта, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара, воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей (ГОСТ 12.1.033-81).
Опасные факторы пожара - открытый огонь, искры, повышенная температура окружающей среды и предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, обрушивающиеся конструкции, взрывы.
Горение - это быстропротекающее химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением тепла и свечением. Это экзотермическое (с отдачей тепла в окружающую среду) окисление вещества, способного к горению (горючего).
Горение возможно при одновременном наличии и взаимном контакте горючего (ГВ), окислителя (О) и источника воспламенения (ИВ).
Условно это изображается в виде «треугольника огня» с вершинами ГВ, О, ИВ. Сущность тушения пожара заключается в том, чтобы воздействовать на вершины «треугольника огня» или прекратить (уменьшить) контакт между ними.
Окислителем (О) чаще всего является кислород воздуха. Роль О могут играть также галогены (хлор, фтор, бром, йод), азотная кислота, окислы азота, cepa, фосфор.
Источники воспламенения (ИВ) могут быть:
- открытыми (пламя, искры, накаленные предметы, световое излучение)
- скрытыми (теплота химических реакций, микробиологические процессы, трение, удар).
В зависимости от агрегатного состояния Г и О различают следующие виды горения:
- гомогенное - однородная горючая смесь, отсутствует поверхность раздела
между Г и О (характерно для горючих газов, паров, пыли);
- гетерогенное - имеется поверхность раздела между Г и О (характерно для горючих жидкостей и твердых веществ).
Наиболее опасным проявлением пожара является взрыв.
Взрыв - это быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и сжатых газов, способных производить механическую работу. Считается, что в реальных условиях взрыв всегда сопровождается пожаром.
Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов и не переходящее в устойчивое горение.
Температура вспышки (Твсп) - самая низкая температура ГВ, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от ИВ, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения.
Воспламенение - принудительное зажигание Г В от ИВ. Температура воспламенения (Твосп) - наименьшая температура Г, при которой оно выделяет пары или газы с такой скоростью, что после их зажигания от ИВ возникает устойчивое горение.
Самовоспламенение - резкое увеличение скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения при отсутствии открытого ИВ.
Температура самовоспламенения (Тсам) самая низкая температура ГВ, при которой происходит его самовоспламенение.
Однородная смесь горючих газов, паров, пылей с воздухом называется горючей смесью. Она характеризуется нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения, (НКПВ и ВКПВ, соответственно).
НКПВ (ВКПВ) - это такая концентрация Г в смеси, ниже (выше) которой горение невозможно.
НКПВ и ВКПВ обозначаются соответственно Сн и Св. При С < Сн в смеси недостаток Г, при C > Gв в смеси избыток Г и недостаток О. Здесь-С - фактическая концентрация Г в смеси. Область концентраций между Сн и Св - область воспламенения.
Взрывопожароопасность веществ
Вещества и материалы по способности к горению подразделяют на следующие:
- негорючие - не способные к горению, тлению, обугливанию под действием ИВ;
- трудногорючие - загораются под действием ИВ, но не способны к самостоятельному горению после его удаления;
горючие - загораются от ИВ и продолжают гореть после его удаления.
По агрегатному состоянию различают:
горючие газы (ГГ);
жидкости, способные к горению;
твердые вещества (ТВ);
горючие пыли (ГП).
ТВ и ГП принадлежат к разным агрегатным группам, поскольку размельчение твердого вещества в пыль резко изменяет взрывопожароопасные свойства. Примеры: кусок каменного угля на воздухе горит несколько минут; то же количество угля, превращенное в пыль, сгорает за доли секунды (взрывается). Железо, алюминий в компактном состоянии - негорючие вещества; железная, алюминиевая пыль на воздухе взрывается.
Горючие газы
ГГ - наиболее опасная агрегатная группа. Они взрывоопасны при любом НКПВ и при любой температуре окружающей среды. Параметрами взрывоопасности ГГ являются НКПВ (Сн), измеряемый в % к объему воздуха, и область воспламенения. Чем ниже Сн % и чем шире область воспламенения, тем опаснее ГГ.
Примеры ГГ:
ацетилен - 2... 81%; нефтяной газ - 1,2... 9%;
водород - 4... 75%; коксовый газ - 5,6... 31%;
сероводород - 4,3... 45,5%; природный газ -: 5... 15%
Здесь первое число - Сн %, второе число - Св %; их разность ширина области воспламенения. Видно, что водород менее опасен, чем ацетилен, но более опасен, чем сероводород.