Источники зажигания в горючей среде и способы исключения условий их образования

В предыдущих наших статьях «Пожарная опасность производственных объектов и технологических процессов» и «Причины образования горючей среды в технологических процессах и способы исключения условий ее образования» мы установили, для чего проводится анализ пожарной опасности производственных объектов, рассмотрели этапы его проведения. Также мы определили основные события, реализация которых в технологических процессах может приводить к образованию горючей среды.

В этой статье мы рассмотрим виды источников зажигания, которые в условиях различных производств могут воспламенять горючую среду и инициировать возникновение пожара. Вместе с этим расскажем о способах, обеспечивающих исключение условий образования источников зажигания в горючей среде и ограничение распространения пожара за пределы его очага, которые предусмотрены действующим законодательством РФ в области пожарной безопасности.

Источник зажигания — это средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения. Под производственными источниками зажигания, как правило, понимают такие источники, существование или появление которых обусловлено технологическим процессом. В условиях производства существует значительное количество различных источников зажигания.

По времени действия различают:

• постоянно действующие источники зажигания, поскольку они предусмотрены технологическим регламентом при нормальном режиме работы оборудования;

• потенциально возможные источники зажигания, возникающие при нарушениях технологического процесса (ссылка на термин).

По природе проявления различают следующие группы источников зажигания:

• открытый огонь и раскаленные продукты сгорания;

• тепловое проявление механической энергии;

• тепловое проявление химических реакций;

• тепловое проявление электрической энергии.

Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания

В условиях производства для осуществления многих технологических процессов используется открытое пламя, например, в аппаратах огневого действия (трубчатых печах, реакторах, сушилках и т. п.), при производстве огневых работ, при сжигании выбрасываемых в атмосферу паров и газов на факельных установках.

Кроме этого, источниками зажигания могут быть и высоконагретые продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива в топках и двигателях внутреннего сгорания, искры топок и двигателей, образующиеся в результате неполного сгорания твердого, жидкого или газообразного топлива. Тепловое проявление механической энергии

При взаимном трении тел за счет совершения механической работы происходит их разогрев. При этом механическая энергия переходит в тепловую. Тепловой нагрев (температура трущихся тел) в зависимости от условий трения может быть достаточным для воспламенения горючих веществ и материалов. При этом нагретые тела выступают в качестве источника зажигания.

В производственных условиях наиболее распространенными случаями опасного нагрева тел при трении являются:

• удары твердых тел с образованием искр;

• поверхностное трение тел;

• сжатие газов.

Искры в условиях производства образуются при работе с инструментом ударного действия (гаечными ключами, молотками, зубилами и т. п.) или при попадании примесей металла и камней в машины с вращающимися механизмами (аппараты с мешалками, вентиляторы, газодувки и т. п.), а также при ударах подвижных механизмов машины о неподвижные (молотковые мельницы, вентиляторы, аппараты с откидными крышками, люками и т. п.).

Причинами роста температуры трущихся тел является увеличение количества выделяющегося тепла и (или) уменьшение количества отводимого тепла. По этим причинам в технологических процессах происходят опасные перегревы подшипников, транспортных лент и приводных ремней, волокнистых горючих материалов при наматывании их на вращающиеся валы, а также твердых горючих материалов при их механической обработке.

Сущность нагревания газов при сжатии в компрессорах заключается в том, что в результате изменения (уменьшения) первоначального объема газообразных тел затрачивается механическая энергия на преодоление межмолекулярных сил трения (на нарушение динамического равновесия между силами гравитационного и электромагнитного полей). Вследствие этого выделяется тепло, которое расходуется на нагревание сжимаемого газа и самого компрессора.

Основными причинами перегрева газов и компрессоров являются нарушение материального баланса (уменьшение расхода газа в системе или увеличение подачи компрессора) и снижение интенсивности отвода тепла из зоны сжатия (уменьшение расхода или полное прекращение подачи хладоагента в холодильники, подача хладоагента с завышенной температурой, загрязнение теплообменной поверхности холодильников).

Тепловое проявление химических реакций

Многие вещества и материалы при определенных условиях могут вступать в химическое взаимодействие с положительным тепловым эффектом реакций при контакте с воздухом, водой или друг с другом, а также могут разлагаться при нагревании или механических воздействиях. Выделяющегося при этом в зоне реакции тепла может быть достаточно для нагрева веществ и материалов до их самовоспламенения.

В некоторых случаях используемые в технологии вещества имеют очень низкую температуру самовоспламенения, даже ниже температуры окружающей среды. Так, триэтилалюминий имеет температуру самовоспламенения минус 68 °С, диэтилалюминийхлорид — минус 60 °С, триизобутилалюминий — минус 40 °С, фосфористый водород, жидкий и белый фосфор имеют температуру самовоспламенения ниже комнатной температуры. Загорания подобных веществ можно избежать только путем обеспечения хорошей герметичности аппаратов с исключением взаимного контакта этих веществ с воздухом или использованием их в растворе.

Многие вещества, соприкасаясь с воздухом, способны к самовозгоранию. Самовозгорание начинается при определенной температуре окружающей среды или после некоторого предварительного (иногда незначительного) их подогрева. К таким веществам относятся растительные масла и животные жиры, каменный и древесный уголь, сернистые соединения железа, некоторые сорта сажи, порошкообразные вещества (алюминий, цинк, титан, магний, торф, отходы нитроглифталевых лаков), олифа, скипидар, лакоткани, клеенка, гранитоль, сено, силос и т. п.

Контакт самовозгорающихся химических веществ с воздухом происходит обычно при повреждении тары, розливе жидкости, расфасовке веществ, при сушке, открытом хранении твердых измельченных, а также волокнистых, листовых и рулонных материалов, вскрытии аппаратов для осмотра и ремонта, откачке жидкостей из резервуаров, когда внутри резервуаров имеются самовозгорающиеся отложения.

К веществам, воспламеняющимся или вызывающим горение при соприкосновении с водой, относят щелочные металлы, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, негашеную известь, фосфористый кальций, фосфористый натрий, сернистый натрий, гидросульфит натрия. Многие из этих веществ (щелочные металлы, карбиды) при взаимодействии с водой образуют горючие газы, воспламеняющиеся от теплоты реакции. Контакт веществ с водой или влагой воздуха происходит обычно при повреждении аппаратов и трубопроводов, при неисправности тары, при открытом хранении этих веществ. Однако вода может проникнуть в помещение и через открытые проемы в стенах, при неисправности покрытия или пола, при повреждении водопроводной линии и системы водяного отопления, при конденсации влаги из воздуха и т. п.

Воспламенение химических веществ при взаимном контакте происходит вследствие действия окислителей на органические вещества. В качестве окислителей выступают хлор, бром, фтор, окислы азота, азотная кислота, перекиси натрия, бария и водорода, хромовый ангидрид, двуокись свинца, хлорная известь, жидкий кислород, селитры (нитраты аммония, щелочных и щелочноземельных металлов), хлораты (соли хлорноватой кислоты, например, бертолетова соль), перхлораты (соли хлорной кислоты, например, хлорнокислый натрий), перманганаты (соли марганцевой кислоты, например, марганцовокислый калий), соли хромовой кислоты и другие вещества.

Окислители, соприкасаясь или смешиваясь с органическими веществами, вызывают их воспламенение. Некоторые окислители (селитры, хлораты, перхлораты, перманганаты, соли хромовой кислоты) образуют смеси с органическими веществами, взрывающиеся от незначительного механического или теплового воздействия. Некоторые смеси окислителей и горючих веществ способны воспламеняться при действии на них серной или азотной кислоты или небольшого количества влаги.

Алюминийорганические соединения, вступая в контакт с кислотами, спиртами и щелочами, реагируют со взрывом. Многие инициаторы и катализаторы, широко используемые в производстве синтетических смол, пластических масс, синтетических волокон и каучука, воспламеняются и взрываются при взаимодействии с другими веществами.

Некоторые химические вещества нестойки по своей природе и способны разлагаться с течением времени под действием температуры, трения, удара и других факторов. Процесс разложения таких веществ нередко связан с выделением определенного количества тепла. К примеру, взрывчатые вещества — селитры, перекиси, гидроперекиси, карбиды некоторых металлов, ацетилениды, ацетилен, диацетилен, порофоры и другие.

Нарушение технологического регламента при производстве, использовании или хранении таких веществ, воздействие на них источников тепла (например, приборов отопления, горячих продуктопроводов) и особенно действие возможного пожара могут привести к их взрывному разложению. Подобные случаи неоднократно наблюдались при осуществлении процессов нитрации органических соединений, при получении перекисей и гидроперекисей, ацетилена и подобных веществ.

---

Все, что нужно знать о пломбе на огнетушителе

Первичные средства пожаротушения

---

• несоответствия электрооборудования номинальным токовым нагрузкам или характеру окружающей среды (влажности, температуры, химической активности);

• перегрузки электрических сетей и электродвигателей — приводов вращающихся узлов и механизмов технологических машин и аппаратов (смесителей и реакторов с перемешивающими устройствами, вращающихся барабанных сушилок, молотковых и шаровых мельниц, подъемно-транспортных устройств и т. п.);

• механических повреждений электрооборудования и т. п.

Опасное выделение тепла при действии электрического тока может проявиться в виде:

• электрических искровых разрядов, образующихся чаще всего в токосъемных щетках электродвигателей и в пускорегулирующей аппаратуре (аппаратах управления);

• электрической дуги при коротких замыканиях;

• перегрева при перегрузках электрооборудования;

• больших переходных сопротивлений в местах электрических контактов;

• искровых разрядов статического электричества и воздействий атмосферного электричества — прямых ударов и вторичных воздействий молнии (электростатической и электромагнитной индукции);

• индукционного и диэлектрического нагрева.

Каковы же меры профилактики, направленные на исключение условий образования источников зажигания? В соответствии с Федеральным законом от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» исключение условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания должно достигаться одним или несколькими из следующих способов:

1. применение электрооборудования, соответствующего классу пожароопасной и (или) взрывоопасной
   зоны, категории и группе взрывоопасной смеси;

2. применение в конструкции быстродействующих средств защитного отключения электроустановок или других устройств, исключающих появление источников зажигания;

3. применение оборудования и режимов проведения технологического процесса с защитой от статического электричества;

4. устройство молниезащиты зданий, сооружений и оборудования;

5. поддержание безопасной температуры нагрева веществ, материалов и поверхностей, которые контактируют с горючей средой;

6. применение способов и устройств ограничения энергии искрового разряда в горючей среде до безопасных значений;

7. применение искробезопасного инструмента при работе с легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами;

8. ликвидация условий для теплового, химического и (или) микробиологического самовозгорания обращающихся веществ, материалов и изделий;

9. исключение контакта с воздухом пирофорных веществ;

10. применение устройств, исключающих возможность распространения пламени из одного объема в смежный.

Безопасные значения параметров источников зажигания определяются условиями проведения технологического процесса на основании показателей пожарной опасности обращающихся в нем веществ и материалов.

На различных производствах нередко возникают ситуации, при которых за незначительный промежуток времени небольшие загорания и вспышки получают быстрое распространение. Пожар из одного технологического аппарата может перейти в другой, выйти за пределы технологического оборудования, распространиться в соседнее производственное помещение, перекинуться на строительные конструкции здания и сооружения и таким образом принять большие размеры, причинить значительный материальный ущерб, а иногда и привести к травмированию или гибели людей.

Причинами быстрого распространения пожара в условиях производств, как правило, являются:

• сосредоточение большого количества горючих веществ и материалов;

• наличие технологических систем транспорта, которые связывают в единое целое, как технологические установки, так и производственные помещения в пределах здания;

• внезапное появление факторов, ускоряющих развитие пожара (растекание ЛВЖ и ГЖ при аварии из оборудования, разрушение аппаратов при взрыве).

Федеральным законом от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» предусмотрены следующие способы ограничения распространения пожара за пределы его очага:

1. устройство противопожарных преград;

2. устройство пожарных отсеков Нажмите для перехода на ПожВики и секций, а также ограничение этажности или высоты зданий и сооружений;

3. применение устройств аварийного отключения и переключение установок и коммуникаций при пожаре;

4. применение средств, предотвращающих или ограничивающих разлив и растекание жидкостей при пожаре;

5. применение огнепреграждающих устройств в оборудовании;

6. применение установок пожаротушения.

Таким образом, нами рассмотрены практически все основные виды источников зажигания, которые в условиях различных производств могут воспламенять горючую среду и инициировать возникновение пожара.

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

Отличия СП 1.13130.2020 от СП 1.13130.2009. Часть 5. Изменения в требованиях к эвакуационным путям и выходам в производственных зданиях и сооружениях

Узнайте, какие изменения произошли в требованиях к эвакуационным путям и выходам из производственных и складских зданий и сооружений в новом СП СП1.13130.2020 и какие отличия он содержит по сравнению с СП1.13130.2009.

читать полностью

Изменения в Правилах противопожарного режима в РФ в 2021 году: сравнительный анализ ППР в постановлениях Правительства №1479 и №390 (часть 2)

Продолжаем знакомиться с последними изменениями в Правилах противопожарного режима (ППР в РФ), которые вступят в силу с 1 января 2021 года. В этой статье мы проведем подробный сравнительный анализ и выясним, какие изменения содержатся в Правилах противопожарного режима в РФ, утвержденных постановлением Правительства РФ от 25.04.2012 №390 (редакция 23.04.2020), по сравнению с Правилами противопожарного режима в РФ, утвержденными постановлением Правительства РФ от 16.09.2020 №1479.

читать полностью

На какой высоте необходимо размещать знаки пожарной безопасности

В данной статье мы собрали все требования к высоте размещения знаков пожарной безопасности. По подписке

читать полностью

S-362 (А003)
16835