Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

ПОЖЕЖОВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНІ ВЛАСТИВОСТІ РЕЧОВИН І МАТЕРІАЛІВ

4.4.1. Сутність тавиди горіння. Класи пожеж

Для кращого розуміння умов утворення горючого середовища, джерел запалювання, оцінки та попередження вибухопожежонебезпеки, а також вибору ефективних заходів і засобів систем пожежної безпеки, треба мати уявлення про природу процесу горіння, його форми та види.

Горіння - екзотермічна реакція окислення речовини, яка супроводжується виділенням диму та виникненням полум'я або світінням.

Для виникнення горіння необхідна одночасна наявність трьох чинників- горючої речовини, окисника та джерела запалювання. При цьому, горюча речовина та окисник повинні знаходитися в необхідному співвідношенні один до одного і утворювати таким чином горючу суміш, а джерело запалювання повинно мати певну енергію та температуру, достатню для початку реакції. Горючу суміш визначають терміном «горюче середовище». Це - середовище, що здатне самостійно горіти після видалення джерела запалювання. Для повного згорання необхідна присутність достатньої кількості кисню, щоб забезпечити повне перетворення речовини в його насичені оксиди. При недостатній кількості повітря окислюється тільки частина горючої речовини. Залишок розкладається з виділенням великої кількості диму. При цьому також утворюються токсичні речовини, серед яких найбільш розповсюджений продукт неповного згорання - оксид вуглецю (СО), який може призвести до отруєння людей. На пожежах, як правило, горіння відбувається за браком окисника, що серйозно ускладнює пожежогасіння внаслідок погіршення видимості або наявності токсичних речовин у повітряному середовищі.

Слід відмітити, що горіння деяких речовин (ацетилену, оксиду етилену, тощо), які здатні при розкладанні виділяти велику кількість тепла, можливе й за відсутності окисника.

Горіння може бути гомогенним та гетерогенним.

При гомогенному горінні речовини, що вступають в реакцію окислення, мають однаковий агрегатний стан - газо - чи пароподібний.

Якщо початкові речовини знаходяться в різних агрегатних станах і існує межа поділу фаз в горючій системі, то таке горіння називається гетерогенним.

Пожежі, переважно, характеризуються гетерогенним горінням.

У всіх випадках для горіння характерні три стадії: виникнення, поширення та згасання полум'я. Найбільш загальними властивостями горіння є здатність осередку полум'я пересуватися по всій горючій

суміші шляхом передачі тепла або дифузії активних часток із зони горіння в свіжу суміш. Звідси виникає й механізм поширення полум'я, відповідно тепловий та дифузійний. Горіння, як правило, проходить за комбінованим тепло - дифузійним механізмом.

За швидкістю поширення полум'я горіння поділяється на дефла-граційне, вибухове та детонаційне.

Дефлаграційне горіння- швидкість полум'я в межах декількох м/с.

Вибухове- надзвичайно швидке хімічне перетворення, що супроводжується виділенням енергії і утворенням стиснутих газів, здатних виконувати механічну роботу.

Ця робота може призводити до руйнувань, які виникають під час вибуху у зв'язку з утворенням ударної хвилі - раптового скачкоподіб-ного зростання тиску. При цьому швидкість полум'я досягає сотень м/с.

Детонаційне - це горіння поширюється з надзвуковою швидкістю, що сягає кількох тисяч метрів за секунду.

Виникнення детонацій пояснюється стисненням, нагріванням та переміщенням незгорілої суміші перед фронтом полум'я, що призводить до прискорення поширення полум'я і виникнення в суміші ударної хвилі, завдяки якій і здійснюється передача теплоти в суміші.

За походженням та деякими зовнішніми особливостями розрізняють такі форми горіння:

спалах - швидке загоряння горючої суміші без утворення стиснутих газів, яке не переходить у стійке горіння;

займання - горіння, яке виникає під впливом джерела запалювання;

спалахування - займання, що супроводжується появою полум'я;

самозаймання - горіння, яке починається без впливу джерела запалювання;

самоспалахуваппя - самозаймання, що супроводжується появою полум'я;

тління - горіння без випромінювання світла, що, як правило, розпізнається за появою диму.

Залежно від агрегатного стану й особливостей горіння різних горючих речовин і матеріалів, пожежі за ГОСТ 27331-87 поділяються на відповідні класи та підкласи:

клас А - горіння твердих речовин, що супроводжується (підклас А1) або не супроводжується (підклас А2) тлінням;

класВ - горіння рідких речовин, що не розчиняються (підклас В2) У воді;

клас С - горіння газів;

класД - горіння металів легких, за винятком лужних (підклас Д1), лужних (підклас Д2), а також металовмісних сполук (підклас ДЗ);

клас Е- горіння електроустановок під напругою.

4.4.2. Показники пожежовибухонебезпеки речовин іматеріалів

Пожежовибухонебезпека речовин та матеріалів - це сукупність властивостей, які характеризують їх схильність до виникнення й поширення горіння, особливості горіння і здатність піддаватись гасінню загорянь. За цими показниками виділяють три групи горючості матеріалів і речовин: негорючі, важкогорючі та горючі.

Негорючі(неспалимі) - речовини та матеріали, що нездатні до горіння чи обвуглювання у повітрі під впливом вогню або високої температури. Це матеріали мінерального походження та виготовлені на їх основі матеріали, - червона цегла, силікатна цегла, бетон, камінь, азбест, мінеральна вата, азбестовий цемент та інші матеріали, а також більшість металів. При цьому негорючі речовини можуть бути поже-жонебезпечними, наприклад, речовини, що виділяють горючі продукти при взаємодії з водою.

Важкогорючі(важко спалимі) - речовини та матеріали, що здатні спалахувати, тліти чи обвуглюватись у повітрі від джерела запалювання, але не здатні самостійно горіти чи обвуглюватись після його видалення (матеріали, що містять спалимі та неспалимі компоненти, наприклад, деревина при глибокому просочуванні антипіренами, фіброліт і т. ін.);

Горючі(спалимі) - речовини та матеріали, що здатні самозайматися, а також спалахувати, тліти чи обвуглюватися від джерела запалювання та самостійно горіти після його видалення.

У свою чергу, у групі горючих речовин та матеріалів виділяють легкозаймисті речовини та матеріали - це речовини та матеріали, що здатні займатися від короткочасної (до ЗО с) дії джерела запалювання низької енергії.

З точки зору пожежної безпеки вирішальне значення мають показники пожежовибухонебезпечних властивостей горючих речовин і матеріалів. ГОСТ 12.1.044-89 передбачає понад 20 таких показників. Необхідний і достатнії! для оцінки пожежовибухонебезпеки конкретного об'єкта перелік цих показників залежить від агрегатного стану речовини, виду горіння (гомогенне чи гетерогенне) тощо і визначається фахівцями.

В таблиці 4.1 приведені дані щодо основних показників пожежоне-безпечних властивостей речовин різного агрегатного стану, які використовуються при визначенні категорій вибухонебезпечності приміщень та вибухонебезпечних і пожежонебезпечних зон в приміщеннях і поза ними.

і - температура спалаху - це найменша температура речовини, за якої вумовах спеціальних випробувань над її поверхнею утворюється

пара або гази, що здатні спалахувати від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще не достатня для стійкого горіння, тобто має місце тільки спалах - швидке згоряння горючої суміші, що не супроводжується утворенням стиснутих газів. Значення температури спалаху використовується для характеристики пожежної небезпеки рідин.

^тіш ~ температура займання - це найменша температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань речовина виділяє горючу пару або гази з такою швидкістю, що після їх запалювання від зовнішнього джерела спостерігається спалахування - початок стійкого полуменевого горіння.

Температура спалаху та займання легко займистих рідин (ЛЗР) відрізняється на 5-15°С. Чим нижча температура спалаху рідини, тим меншою є ця різниця, і, відповідно, більш пожежонебезпечною ця рідина. Температура займання використовується при визначенні групи горючості речовин, при оцінці пожежної небезпеки устаткування та технологічних процесів, пов'язаних із переробкою горючих речовин, при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки.

^сзшіи ~ температура самозаймання - це найменша температура речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних об'ємних реакцій, що приводить до виникнення полуменевого горіння або вибуху за відсутності зовнішнього джерела полум'я. Температура самозаймання речовини залежить від ряду факторів і змінюється у широких межах. Найбільш значною є залежність температури самозаймання від об'єму та геометричної форми горючої суміші. Із збільшенням об'єму горючої суміші при незмінній її формі температура самозаймання зменшується, тому що зменшується площа тепловіддачі на одиницю об'єму речовини та створюються більш сприятливі умови для накопичення тепла у горючій суміші. При зменшенні об'єму горючої суміші температура її самозаймання підвищується.

Для кожної горючої суміші існує критичний об'єм, у якому самозаймання не відбувається внаслідок того, що площа тепловіддачі, яка припадає на одиницю об'єму горючої суміші, настільки велика, що швидкість теплоутворення за рахунок реакції окислення навіть при дуже високих температурах не може перевищити швидкість тепловід-воду. Ця властивість горючих сумішей використовується при створенні перешкод для розповсюдження полум'я. Значення температури самозаймання використовується для вибору типу вибухозахищеного електроустаткування, при розробці заходів щодо забезпечення поже-жовибухобезпеки технологічних процесів, а також при розробці стандартів або технічних умов на речовини та матеріали.

Температура самозаймання горючої суміші значно перевищує і_сп

і ^ - на сотні градусів.

НКМПП та ВКМПП - відповідно, нижня і верхня концентраційні межі поширення полум'я - це мінімальна та максимальна об'ємна (масова) доля горючої речовини у суміші з даним окисником, при яких можливе займання (самозаймання) суміші від джерела запалювання з наступним поширенням полум'я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання.

Суміші, що містять горючу речовину нижче за НКМГІП чи вище за ВКМПП, горіти не можуть: у першому випадку за недостатньої кількості горючої речовини, а в другому - окисника. Наявність областей негорючих концентрацій речовин та матеріалів надає можливість вибрати такі умови їх зберігання, транспортування та використання, за яких виключається можливість виникнення пожежі чи вибуху. З іншого боку слід зазначити, що пари й гази з НКМПП до 10% по об'єму у повітрі, а також горючі пиловидні речовини, особливо в завислому стані при значенні НКМПП менше 65 г/м³ є надзвичайно вибухонебезпечними.

КМПП включаються до стандартів, технічних умов на гази, легкозаймисті рідини та тверді речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні газо-, паро- та пилоповітряні суміші, при цьому для пилу встановлюється тільки НКМПП, тому що великі концентрації пилозави-сей практично не можуть бути досягнуті у відкритому просторі, а за будь-яких концентрацій пилу згоряє тільки та його частина, яка забезпечена окисником. Значення концентраційних меж застосовуються при визначенні категорії приміщення та класу зон за вибухопожеж-ною та пожежною небезпекою, при розрахунку граничнодопустимих вибухобезпечних концентрацій газів, парів і пилу в повітрі робочої зони з потенційним джерелом запалювання, при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки.

^нкмпп і ^вкмпп ~ відповідно, нижня і верхня температурні межі поширення полум'я (ТМПП) - температури матеріалу (речовини), за яких його(її) насичена пара чи горючі леткі утворюють в окислювальному середовищі концентрації, що дорівнюють нижній або верхній концентраційним межам поширення полум'я.

Значення ТМПП використовуються під час розробки заходів щодо забезпечення пожежовибухобезпеки об'єктів, при розрахунку поже-жовибухобезпечних режимів роботи технологічного устаткування, при оцінці аварійних ситуацій, пов'язаних з розливом горючих рідин, для розрахунку КМПП тощо. Безпечною, з точки зору ймовірності самозаймання газоповітряної суміші, прийнято вважати температуру

на 10°С меншу за нижню або на 15°С вищу за верхню температурну межу поширення полум'я для даної речовини.

Наявність різного набору показників пожежонебезпечних властивостей речовин різного агрегатного стану (див. табл. 4.1) пов'язана з особливостями їх горіння.

Таблиця 4.1

Основні показники, що характеризують пожежонебезпечні властивості речовин різного агрегатного і дисперсного стану*

з одного агрегатного стану (рідини) в інший (в пару). У зв'язку зцим для оцінки вибухопожежонебезпечних властивостей спалимих рідин мають значення всі показники, приведені в табл. 4.1.

Серед наведених показників особливе значення має їси , за якої спалимі рідини поділяються на 5 класів:

1.^<-13"С;

2. і_сп = -13...28°С;

З.і =29...61°С;

4. £_п = 66...120°С;

Агрегатний (дисперсний) стан речовини	Основні показники ножсжонсґісзмски
	ЯвЛМ		нкмпп	вкмпп	мемм
Твердаречовина	-	+	+	-	-	- -	-
Рідини	+	+	+	+	+	+	+
Гази	-	-	+	+	+	-	-
Пил	-	+	+	+	-	-	-

Тверді горючі речовини у більшості випадків самі по собі у твердому стані не горять, а горять горючі леткі продукти їх розпаду під дією високих температур у суміші з повітрям - полуменеве горіння. Таким чином, горіння твердих речовин у більшості випадків пов'язане з переходом їх горючої складової в інший агрегатний стан - газовий. І тільки тверді горючі речовини з високим вмістом горючих складових (антрацит, графіт і т. ін.) можуть горіти у твердому агрегатному стані - практично безполуменево. Тому тверді горючі речовини, в цілому, більш інертні щодо можливого загоряння, а більшість приведених у табл. 4.1 показників пожежонебезпечних властивостей для твердих речовин, за винятком і_мйм і і_сзайл(> не мають суттєвого значення.

Для твердих речовин, в цілому, величини і_займ і (_сзайлі коливаються в межах (2...6) 102°С.

Спалимі рідини. Характерним для процесу горіння цих рідин є те, що самі рідини не горять, а горить їх пара у суміші з повітрям. Якщо над поверхнею спалимої рідини концентрація пари буде менше НКМПП, то запалити таку рідину від зовнішнього джерела запалювання неможливо, не довівши температуру рідини до значення, більшого за і_НКМПц- Таким чином, горіння рідин пов'язане з переходом їх

* Примітка. В табл. 4.1 знаком «+>> відмічено наявність показника для даного агрегатного стану речовини, а знаком «-» — його відсутність або незначимість.

Перші 3 класи рідин умовно відносяться до легкозаймистих (ЛЗР). Характерною особливістю для ЛЗР є те, що більшість з них, навіть при звичайних температурах у виробничих приміщеннях, можуть утворювати пароповітряні суміші з концентраціями в межах поширення полум'я, тобто вибухонебезпечні пароповітряні суміші.

4-й і 5-й класи рідин за І_сп відносяться до горючих (ГР). Пароповітряні суміші з концентраціями в межах поширення полум'я для ГР можуть мати місце при температурах, не характерних для виробничих приміщень - при температурах, що перевищують відповідні Ісп цих рідин. Такі температури можливі в технологічних процесах, пов'язаних з нагрівом ГР до температур, більших і_т і за таких умов ГР теж утворюють вибухонебезпечні пароповітряні суміші.

Горючі газигорять в суміші з повітрям в концентраціях в межах ІІКМПП - ВКМПП, і такі сумішігази створюють без агрегатних переходів речовин. Тому горючі гази мають більшу готовність до горіння, ніж тверді горючі речовини і спалимі рідина, отже є більш небезпечними з точки зору вибухопожежної небезпеки, а відповідні їх властивості характеризуються тільки трьома показниками - і_сжЛм, ІІКМПП і ВКМПП (див. табл. 4.1).

Пило-повітряні суміші- суміші з повітрям подрібнених до розмірів до 850 мкм часток твердих горючих речовин. Процес горіння пилу, в цілому, подібний до процесу горіння твердих речовин. Але наявність великої питомої поверхні пилинок (відношення площі поверхні до їх маси), яка контактує з окисником (повітрям), і здатність до швидкого їх прогріву по всій масі під дією джерела запалювання, роблять пил більш небезпечним з точки зору пожежної небезпеки, ніж тверді речовини, з яких він створений. Для оцінки вибухопожежонебезпечних властивостей пилу використовують, в основному, показники £_зшЬ(, їезаш, і НКМПП (див. табл. 4.1).

За здатністю до загоряння і особливостями горіння пил поділяють на вибухонебезпечний і пожежонебезпечний.

До вибухоїгебезпечного відноситься пил з НКМПП до 65 г/м³. При цьому виділяють особливо вибухонебезпечний пил з НКМПП до 15 г/м³і вибухонебезпечний - НКМПП становить 15...65 г/м³.

До пожежонебезпечного відноситься пил з НКМПП більше 65 г/м³. При цьому, пил з і_сзаіін до 250°С відноситься до особливо пожежонебезпечного, а при і_сзайм > 250°С - до пожежонебезпечного.

4.4.3. Класифікація вибухонебезпечних газо-і пароповітряних сумішей

Мета класифікації: визначити вимоги щодо виконання та параметрів вибухозахисту електрообладнання, а також що до інших заходів і засобів вибухозахисту залежно від вибухонебезпеки газо- і пароповітряних сумішів.

Класифікація вибухонебезпечних газо- і пароповітряних сумішей відповідно до ГОСТ 12.1.011-78 здійснюється за двома показниками:

- і_смйм - температурою самозаймання;

- здатністю передавати детонацію через зазори між фланцями в
умовах станда;>.мзованого за ГОСТ 12.1.011-78 (СТСЄВ-2775-90)
випробування (за БЕМЗ - безпечним експериментальним макси
мальним зазором).

За і_сзаііи виділяють 6 груп вибухонебезпечних сумішей: ТІ, Т2, ТЗ, Т4, Т5 і Т6 з і_сз. в межах, відповідно, >450°С, 450...300°С, ЗОО...2ОО⁰-С, 200...135°С,"і35...100°С, 1ОО...85°С.

Суть класифікації за БЕМЗ полягає в тому, що при вибусі вибухонебезпечної суміші в обмеженому об'ємі, який сполучається з зовнішнім середовищем щілинами в його конструктивних елементах (зазорами між фланцями), продукти вибуху, проходячи через ці зазори, віддають тепло конструктивним елементам оболонки, їх температура знижується до значень, при яких вибух в оболонці не ініціює вибуху такої ж вибухонебезпечної суміші за її межами.

Стандартизація умов випробувань (конструктивні елементи оболонки і її фланців, теплопоглинаючі властивості матеріалу тощо) дає можливість отримати об'єктивний показник порівняльної вибухонебезпеки газо- і пароповітряних сумішей різних речовин.

Таким чином, БЕМЗ - максимальний зазор, при якому вибух в оболонці не передається за її межі в умовах стандартизованих випробувань.

За БЕМЗ вибухонебезпечні газо- і пароповітряні суміші діляться на категорії ПА, ІІВ, ПС, для яких БЕМЗ знаходиться, відповідно, в межах >0,9 мм, 0,9...0,5 мм, <0,5 мм.

Відповідно до наведеного вище, кожна вибухонебезпечна газо- і пароповітряна суміш характеризується певною категорією і групою вибухонебезпеки, а в позначення суміші входять її категорія і група, наприклад, ІІВТ4. Вибухонебезпека газо- та пароповітряних сумішей зростає зі зменшенням (_сзайм і БЕМЗ.

На цьому принципі локалізації вибуху базується конструктивне виконання більшості вибухозахищеного електрообладнання (щільо-вий захист, фланцьовий захист, вибухонепроникна оболонка тощо).

4.4.4. Самозагоряння речовин

Деякі речовини за певних умов мають здатність до самозагоряння -без нагрівання їх зовнішнім джерелом до і_сзайм-

Виділяють три види самозагоряння: теплове, хімічне, мікробіологічне.

Суть теплового самозагоряння полягає у тому, що схильні до такого самозагоряння речовини при їх нагріві до порівняно незначних температур (6О...8О°С), за рахунок інтенсифікації процесів окислення і недостатнього тепловідводу, саморозігріваються, що, в свою чергу, приводить до підвищення інтенсивності окислення і, в кінцевому рахунку, до самозагоряння.

До хімічного самозагоряння схильні речовини, до складу яких входять неорганічні (ненасичені) вуглеводні - речовини, до складу яких входить тільки вуглець і водень при наявності подвійних і потрійних зв'язків між атомами вуглецю.

Для таких вуглеводнів характерним є приєднання по лінії цих зв'язків окисників, в тому числі і галогенів, що супроводжується підвищенням температури речовини і інтенсивності її подальшого окислення. За певних умов цей процес може закінчуватись самозайманням. Хімічному самозайманню сприяє наявність у речовині сполук сірки.

Вугільний пил з підвищеним вмістом сполук сірки і тканини, просочені нафтопродуктами, до складу яких входять з'єднання сірки, особливо небезпечні до самозаймання.

До мікробіологічного самозагоряння схильні продукти рослинного походження - трава, подрібнена деревина, зерно тощо. За певних умов вологості і температури в рослинних продуктах виникає павутинний глет - специфічний, ниткопавутиноподібний білий грибок. Його життєдіяльність пов'язана із підвищенням температури. При температурі 8О...9О°С павутинний глет перетворюється в тонкопористі вуглі, схильні до подальшого самоокислення з підвищенням температури до самозагоряння.

Необхідною умовою для розглянутих видів самозагоряння є наявність схильних до самозаймання речовин, окисника і недостатній відвід супутнього процесам окислення тепла в навколишнє середовище.

4.5. Оцінка вибухопожежонебезпеки об'єкта

4.5.1. Основні принципи аналізу і класифікації об'єктів за їх вибухопожежонебезпекою

Оцінка вибухопожежонебезпеки об'єкта (блоки 3 і 4 рис. 4.1) здійснюється за результатами відповідного аналізу пожежонебезпеки будівель, приміщень, інших споруд, характеру технологічних процесів і пожежонебезпечних властивостей речовин, що в них застосовуються, з метою виявлення можливих обставин і причин виникнення вибухів і пожеж та їх наслідків.

Таким чином, методика аналізу вибухопожежонебезпеки зводиться до виявлення і оцінки потенційних та наявних джерел запалювання, умов формування горючого середовища, умов виникнення контакту джерел запалювання та горючого середовища, умов та причин поширення вогню в разі виникнення пожежі або вибуху, наявності та масштабів імовірної пожежі, загрози життю і здоров'ю людей, навколишньому середовищу, матеріальним цінностям.

Необхідність матеріальної оцінки вибухопожежонебезпеки потребує чітких критеріїв її визначення. Відомі два підходи до питань нормування в галузі вибухопожежонебезпеки: імовірнісний та детермінований.

Імовірнісний підхід, що ґрунтується на концепції допустимого ризику, передбачає недопущення впливу на людей і матеріальні цінності небезпечних факторів пожежі з імовірністю, яка перевищує нормативну (див. п. 4.2.1).

Детермінований підхід базується на розподілі об'єктів за ступенем вибухопожежонебезпеки на категорії і класи з позначенням їх конкретних кількісних меж залежно від параметру, що характеризує можливі наслідки пожежі та вибуху.

Виходячи з цього, класифікація об'єктів за вибухопожежною та пожежною < небезпекою здійснюється з урахуванням допустимого рівня їх пожежної небезпеки, а розрахунки критеріїв і показників її оцінки, в тому числі ймовірності пожежі (вибуху), - з урахуванням маси горючих і важкогорючих речовин та матеріалів, що знаходяться на об'єкті, вибухопожежонебезпечних зон, які утворюються при нор-

мальних режимах ведення технологічних процесів і в аварійних ситуаціях, та можливих збитків для людей та матеріальних цінностей.

4.5.2. Категорії приміщень і будівель за вибухопожежною і пожежною небезпекою

Основою для встановлення нормативних вимог щодо конструктивних та планувальних рішень на промислових об'єктах, а також інших питань забезпечення їхньої вибухопожежобезпеки є визначення категорій приміщень та будівель виробничого, складського та невиробничого призначення за вибухопожежною та пожежною небезпекою (НАПБ Б.07.005-86).

Категорія пожежної небезпеки приміщення (будівлі, споруди) - це класифікаційна характеристика пожежної небезпеки об'єкта, що визначається кількістю і пожежонебезнечними властивостями речовин і матеріалів, які знаходяться (обертаються) в них з урахуванням особливостей технологічних процесів розміщених в них виробництв.

Відповідно до НАПБ Б.07.005-86 (ОНТП24-86) приміщення за вибухопожежною та пожежною небезпекою поділяють на п'ять категорій (А, Б, В, Г, Д). Якісним критерієм вибухопожежної небезпеки приміщень (будівель) є наявність в них речовин з певними показниками вибухопожежної небезпеки. Кількісним критерієм визначання категорії є надлишковий тиск (Р), який може розвинутися при вибуховому загорянні максимально можливого скупчення (завантаження) вибухонебезпечних речовин у приміщенні.

Категорія А (вибухонебезпечна)

Приміщення в яких застосовуються горючі гази, легкозаймисті рідини з температурою спалаху не більше 28°С в такій кількості, що можуть утворюватися вибухонебезпечні парогазоповітряні суміші,при спалахуванні котрих розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні перевищує 5 кПа. Речовини та матеріали, здатні вибухати та горіти при взаємодії з водою, киснем повітря або одне з одним в такій кількості, що розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні перевищує 5кПа.

Категорія Б (вибухопожежонебезпечна)

Приміщення в яких застосовуються вибухонебезпечний пил і волокна, легкозаймисті рідини з температурою спалаху більше 28°С та горючі рідини за температурних умов і в такій кількості, що можуть утворюватися вибухонебезпечні пилоповітряні або пароповітряні суміші, при спалахуванні котрих розвішається розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні, що перевищує 5кПа.

Категорія В (пожежопебезпечна)

Приміщення в яких знаходяться горючі рідини, тверді горючі та важкого-рючі речовини, матеріали здатні при взаємодії з водою, киснем повітря або

одне з одним горіти лише за умов, що приміщення, в яких вони знаходяться або використовуються, не відносяться до категорій А та Б.

Категорія Г

Приміщення в яких знаходяться негорючі речовини та матеріали в гарячому, розжареному або розплавленому стані, процес обробки яких супроводжується виділенням променистого тепла, іскор, полум'я; горючі гази, спалимі рідини, тверді речовини, які спалюються або утилізуються як паливо.

Категорія Д

Приміщення в яких знаходяться негорючі речовини та матеріали в холодному стані.

Визначення надлишкового в порівнянні з допустимим тиску вибуху Р здійснюється розрахунковим методом.

Значення максимально можливого надлишкового тиску, що виникає при загорянні вибухонебезпечного середовища в приміщенні, визначається за формулою:

(4.1)

Н_тР_ьуп _1_ У_рС_рркТ_п К_и'

де Н_т - теплота згоряння горючої речовини, Дж/кг (для нафтопродуктів, розчиннків Н_т = 40-10" Дж/кг);

Р_о - початковий тиск, кПа (приймається рівним 101 кПа); г - коефіцієнт, що характеризує ступінь участі горючої речовини (для ЛЗР і ГР, нагрітих вище температури спалаху, г = 0,3); т - маса горючої речовини, кг;

V - вільний об'єм приміщення, м³ (береться рівним 0,8); С - питома теплоємкість газової суміші в приміщенні, кДж/кгК (береться рівною теплоємкості повітря 1 кДж);

р - густина газового середовища в приміщенні, кг/м³ (дорівнює густині повітря при заданій температурі; р = 1,2 кг/м³);

к - коефіцієнт, що враховує роботу аварійної вентиляції (к=А-і+1, де А -кратність аварійної вентиляції);

і - тривалість надходження горючих газів і парів, год.; К_н - коефіцієнт негерметичності приміщення (К_н = 3); Т_д - температура в приміщенні (Т_о = 300К).

При використанні в приміщенні горючих газів, легкозаймистих або горючих рідин для визначення маси, що входить в формулу4.1, допускається враховувати роботу аварійної вентиляції, якщо забезпечено її автоматичний пуск при перевищенні гранично допустимої вибухонебезпечної концентрації та електропостачання за першою категорією надійності.

Об'єм приміщення, в якому вибухонебезпечна суміш буде утворювати концентрацію на межі поширення полум'я;

(4.2)

С,

5=1,5

'11КМ.

де 1,5 - коефіцієнт запасу;

Е - кількість вибухонебезпечної речовини, котра надійшла у приміщення, г;

С_нкм - нижня концентраційна межа поширення полум'я.

Після визначення категорії приміщень за вибухопожежною та пожежною небезпекою визначається категорія будівель в цілому.

Будівля (будинок) належитьдо категорії А,якщо у ній сумарна площа приміщень категорії А перевищує 5% площі усіх приміщень, або 200 м².

Допускається не відносити будівлю до категорії А, якщо сумарна площа приміщень категорій А в будівлі не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих у ній приміщень (але не більше 1000 м²) і ці приміщення обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належить до категорії Б, якщо одночасно викопуються дві умови:

а) будівля не належить до категорії А;

б) загальна площа приміщень категорії А і Б перевищує 5% сумар
ної площі усіх приміщень, або 200 м².

Допускається не відносити будівлі до категорії Б, якщо сумарна площа приміщень категорій А і Б не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих в ній приміщень (але не більше 3500 м²) і ці приміщення обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належить до категорії В,якщо одночасно виконуються дві умови:

а) будівля не належить до категорії А чи Б;

б) загальна площа приміщень категорії А, Б, В перевищує 5% (10%,
якщо в будівлі відсутні приміщення категорій А і Б) сумарної площі
усіх приміщень.

Допускається не відносити будівлі до категорії В, якщо сумарна площа приміщень категорій А, Б, В у будівлі не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих в ній приміщень (але не більше 3500 м²) і ці приміщення обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належитьдо категорії Г,якщо одночасно виконуються дві умови:

а) будівля не належить до категорій А, Б або В;

б) загальнаплоща приміщень категорії А, Б, В і Г перевищує 5%
сумарної площі усіх приміщень, або 200 м².

Допускається не відносити будівлі до категорії Г, якщо сумарна площа приміщень категорій А, Б, В і Г не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих в ній приміщень (але не більше 5000 м²) і приміщення категорій А, Б, В обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належить до категорії Д,якщо вона одночасно не належить до категорії А, Б, В або Г.

Визначення категорії будівель в цілому виконується після визначення категорій приміщень. Залежно від встановленої категорії за вибухопожежною та пожежною небезпекою, передбачається відповідний чинним нормативам комплекс об'ємно-планувальних рішень тапрофілактичних заходів.

4.5.3. Класифікаціяпожежонебезпечних та вибухонебезпечних зон

Класифікація пожежонебезпечних та вибухонебезпечних зон визначається «Правилами улаштування електроустановок» (ПУЕ-84) і ДНАОП 0.00-1.32.01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок».

Характеристика пожежо- та вибухонебезпеки може бути загальною для усього приміщення або різною в окремих його частинах. Це також стосується надвірних установок і ділянок територій. Таким чином, усі приміщення, або їх окремі зони, поділяються на пожежоне-безпечні та вибухонебезпечні

Пожежонебезпечна зона - це простір у приміщенні або за його межами, у якому постійно або періодично знаходяться (зберігаються, використовуються або виділяються під час технологічного процесу) горючі речовини, як при нормальному технологічному процесі, так і при його порушенні в такій кількості, яка вимагає спеціальних заходів у конструкції електрообладнання під час його монтажу та експлуатації. Ці зони в разі використання у них електроустаткування поділяються на чотири класи: П-І, П-ІІ, П-Па і П-ИІ.

Пожежонебезпечна зона класу П-І - простір у приміщенні, у якому знаходиться горюча рідина - ридина, що має температуру спалаху, більшу за +61"С.

Пожежонебезпечна зона класу П-ІІ- простір у приміщенні, у якому можуть накопичуватися і виділятися горючий пил або волокна з нижньою концентраційною межею спалахування, більшою за 65 г/м³.

Пожежонебезпечна зона класу П-ІІа- простір у приміщенні, у якому знаходяться тверді горючі речовини та матеріали.

Пожежонебезпечна зона класу П-НІ- простір поза приміщенням, у якому знаходяться горючі рідини, пожежонебезпечний пил та волокна або тверді горючі речовини і матеріали.

Вибухонебезпечна зона- це простір у приміщенні або за його межами, у якому є в наявності, чи здатні утворюватися вибухонебезпечні суміші.

Газо - пароповітряні вибухонебезпечні середовища утворюють вибухонебезпечні зони класів 0, 1, 2, а пилоповітряні - вибухонебезпечні зони класів 20, 21, 22.

Вибухонебезпечна зона класу 0 - простір, у якому вибухонебезпечне середовище присутнє постійно, або протягом тривалого часу. Вибухонебезпечні зони класу 0 можуть мати місце переважно в межах корпусів технологічного обладнання і, у меншій мірі, в робочому просторі (вугільна, хімічна, нафтопереробна промисловість).

Вибухонебезпечна зона класу 1 - простір, у якому вибухонебезпечне середовище може утворитися під час нормальної роботи (тут і далі нормальна робота - ситуація, коли установка працює відповідно до своїх розрахункових параметрів).

Вибухонебезпечна зона класу 2 - простір, у якому вибухонебезпечне середовище за нормальних умов експлуатації відсутнє, а якщо воно виникає, то рідко і триває недовго. У цих випадках можливі аварії катастрофічних розмірів (розрив трубопроводів високого тиску або резервуарів значної місткості), які не повинні розглядатися під час проектування електроустановок.

Частоту виникнення і тривалість вибухонебезпечного газопароповітряно-го середовища визначають за правилами (нормами) відповідних галузей промисловості.

Вибухонебезпечна зона класу 20 - простір, у якому під час нормальної експлуатації вибухонебезпечний пил у вигляді хмари присутній постійно або часто у кількості, достатній для утворення небезпечної концентрації суміші ;і повітрям, і простір, де можуть утворюватися пилові шари непередбаченої або надмірної товщини. Звичайно, це має місце всередині обладнання, де пил може формувати вибухонебезпечні суміші часто і на тривалий термін.

Вибухонебезпечна зона класу 21 - простір, у якому під час нормальної експлуатації ймовірна поява пилу у вигляді хмари в кількості, достатній для утворення суміші з повітрям вибухонебезпечної концентрації.

Ця зона може включати простір поблизу місця порошкового заповнення або осідання і простір, де під час нормальної експлуатації ймовірна поява пилових шарів, які можуть утворювати небезпечну концентрацію пилопові-тряної суміші.

Вибухонебезпечна зона класу 22 - простір, у якому вибухонебезпечні пі пил у завислому стані може з'являтися не часто і існувати недовго, або в якому шари вибухонебезпечного пилу можуть існувати і утворювати вибухонебезпечні суміші в разі аварії. Ця зона може включати простір поблизу обладнання, що утримує пил, який може вивільнятися шляхом витоку і формувати пилові утворення.

При визначенні розмірів вибухонебезпечних зон у приміщеннях слід враховувати що:

1) при розрахунковому надлишковому тиску вибуху газо - пароповітря
ної вибухонебезпечної суміші, що перевищує 5 кПа, вибухонебезпечна зона
займає весь об'єм приміщення;

2) вибухонебезпечна зона класів 20, 21, 22 займає весь об'єм приміщення;

3) при розрахунковому надлишковому тиску вибуху газо - пароповітря
ної вибухонебезпечної суміші, що дорівнює або менше 5 кПа, вибухонебез
печна зона займає частину об'єму приміщення і визначається відповідно до
норм технологічного проектування або обчислюється технологами згідно з
ГОСТ 12.1.004-91. За відсутності даних допускається приймати вибухонебез
печну зону в межах до 5м по вертикалі і горизонталі від технологічного апа
рату, з якого можливий викид горючих газів або парів ЛЗР;

4) при розрахунковому надлишковому тиску вибуху в приміщенні, що не
перевищує 0,5 кПа, матиме місце иожежонебезпечна зона, що визначається
згідно з вимогами розділу 5;

5) при розрахунковому надлишковому тиску вибуху пилоповітряної сумі
ші або парів ГР, що дорівнює або менше 5 кі Іа, матиме місце пожежонебезпеч-
на зона;

6) простір за межами вибухонебезпечних зон класів 21, 22 не вважається
вибухонебезпечним, якщо немає інших умов, що створюють для нього вибу-
хонебезпеку.

Зони в приміщеннях або за їх межами, в яких тверді, рідкі та газоподібні горючі речовини спалюються як паливо, або утилізуються шляхом спалювання, не належать у частині їх електрообладнання до пожежонсбезпечних і вибухонебезпечних зон. До них також не належать зони до 5 м по горизонталі та вертикалі від апарата, у якому знаходяться горючі речовини, якщо технологічний процес ведеться із застосуванням відкритого вогню, розжарених частин, або технологічні апарати мають поверхні, нагріті до температури самозаймання горючої пари, пилу або волокон.

Клас пожежонебезпечної та вибухонебезпечної зони визначається технологами разом з електриками проектної або експлуатуючої організації у залежності від частоти і тривалості присутнього вибухонебезпечного середовища.

Залежно від класу зони згідно з вимогами ПУЕ і ДНАОП 0.00-1.32-01 визначається тип виконання електроустаткування, що є одним з головних напрямків у запобіганні пожежам і вибухам від теплового прояву електричного струму. Правильний вибір типу виконання електрообладнання забезпечує виключення можливості виникнення пожежі чи вибуху за умови підтримання допустимих режимів його експлуатації.

Усі електричні машини, апарати і прилади, розподільні пристрої, трансформаторні і перетворювальні підстанції, елементи електропроводки, струмоводи, світильники, тощо повинні використовуватися увиконанні, яке б відповідало класу зони з пожежовибухонебезпеки,

тобто мати відповідний рівень і вид вибухозахисту або ступінь захисту оболонок згідно ГОСТ 14254, ПУЕ-84 і ДНАОІІ 0.00-1.32-01.

Електроустаткування, що використовується, повинно мати чітке маркування щодо його вибухозахисних властивостей і ступеню захисту оболонки згідно з чинними нормативами.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Основні положення Закону України «Про пожежну безпеку»	\|	Системи забезпечення вибухопожежної безпеки об'єкта

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.022 сек.