ПИРОТЕХНИЧЕСКИЕ СОСТАВЫ. ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАМЕНИ

ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА (СОСТАВЫ) — вещества (составы), которые при сжигании дают световой (см. ВСПЫШКА), тепловой, дымовой (см. ДЫМ), звуковой эффекты, используемые в специальных целях [1].

Зажигательный патрон — патрон для одновременного зажигания нескольких концов огнепроводного шнура при взрывании (см. ВЗРЫВ) зарядов, представляющий открытую с одного конца бумажную гильзу, на дне которой размещен в виде лепешки пороховой воспламенительный состав (см. ВОСПЛАМЕНЕНИЕ) толщиной 2–3 мм [2].

Зажигательная трубка — устройство для инициирования заряда (см. ИСТОЧНИК ЗАЖИГАНИЯ) взрывчатого вещества (см. ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО), представляющее собой капсюль-детонатор с закрепленным в нем отрезком огнепроводного шнура [2].

Зажигательная свеча — зажигательный состав, помещенный в бумажную гильзу, служащий для зажигания огнепроводного шнура [2].

Электрозажигательный патрон — устройство для дистанционного одновременного воспламенения электрическим током группы или пучка огнепроводных шнуров [2].

Пиротехнический состав (ПС) — смесь компонентов, обладающая способностью к самостоятельному горению или горению с участием окружающей среды, генерирующая в процессе горения газообразные и конденсированные продукты, тепловую, световую и механическую энергию и создающая различные оптические, электрические, барические и иные специальные эффекты [3].

Пиротехническое изделие (ПИ) — изделие, предназначенное для получения требуемого эффекта с помощью горения (взрыва) ПС [3].

Зажигательные вещества (составы) применяют в качестве пиротехнической продукции промышленного и гражданского назначения.

Пиротехнические составы представляют собой механические смеси. В основном они состоят из:

· окислителей (см. КИСЛОРОД);

· горючих веществ (см. ГОРЮЧАЯ СРЕДА);

· добавки, сообщающие составам дополнительные специальные свойства, — окрашивающие пламя (см. ТЕПЛОВОЙ ПОТОК), образующие цветной дым (см. ДЫМ), уменьшающие чувствительность состава (флегматизаторы), увеличивающие механическую прочность запрессованного состава (связующие) и другие.

В качестве окислителей применяют нитраты (бария, калия, натрия, стронция), хлораты калия, оксиды и пероксиды металлов (соединения, которые при разложении выделяют кислород).

В качестве горючих компонентов пиротехнических составов применяют:

· неорганические (алюминий, магний, сплавы алюминия с магнием);

· органические (бензин, керосин, нефть, мазут, бензол, скипидар и другие;

· углеводы (крахмал, сахар, древесные опилки; смолы: бакелит, идигол, олифа).

Горючее вещество выбирают в целях получения заданного специального эффекта: температуры горения (см. ТЕМПЕРАТУРА. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ), дыма, цвета и т. д.

Пиротехнические составы чувствительны к механическим (удар, трение, вибрация) и тепловым (нагрев, открытое пламя) воздействиям. При горении (см. ГОРЕНИЕ) пиротехнических составов достигается температура 3000 ºС. Многие пиротехнические составы, при горении которых образуются газы или пары (см. ТОКСИЧНОСТЬ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ), обладают взрывчатыми свойствами и, подобно ВВ, под воздействием того или иного импульса способны к взрыву и детонации (см. ДЕТОНАЦИЯ).

Классификация

Пиротехническую продукцию по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяют на классы в зависимости от радиуса опасной зоны поражения ОФП (см. ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА) и взрыва (ударная волна, разлет осколков, кинетическая энергия, акустическое излучение, воспламеняющая способность).

По назначению и условиям применения пиротехнические изделия (ПИ) подразделяют на две группы:

1. ПИ бытового назначения, свободно продаваемые населению, обращение с которыми не требует специальных знаний и навыков, а использование с соблюдением требований прилагаемой инструкции по применению обеспечивает за пределами опасных зон безопасность (см. БЕЗОПАСНОСТЬ) людей и отсутствие ущерба имуществу и окружающей среде.

2. ПИ технического и специального назначения, обращение с которыми требует специальных знаний и навыков, соответствующей аттестации исполнителей (пользователей) и (или) обеспечения определенных условий технического оснащения.

По степени потенциальной опасности при применении ПИ подразделяют на следующие классы опасности:

I класс — ПИ, у которых значение кинетической энергии движения составляет не более 0,5 Дж, отсутствуют ударная волна и разлетающиеся за пределы опасной зоны осколки, акустическое излучение на расстоянии 0,25 м от пиротехнических изделий не превышает 125 дБ, и радиус опасной зоны по остальным факторам составляет не более 0,5 м.

II класс — ПИ, у которых значение кинетической энергии движения составляет не более 5 Дж, отсутствуют ударная волна и разлетающиеся за пределы опасной зоны поражающие осколки, акустическое излучение на расстоянии 2,5 м от ПИ не превышает 140 дБ, и радиус опасной зоны по остальным факторам составляет не более 5 м.

III класс — ПИ, у которых значение кинетической энергии при направленном движении составляет более 5 Дж, при ненаправленном движении — не более 20 Дж, отсутствуют ударная волна и разлетающиеся за пределы опасной зоны поражающие осколки, акустическое излучение на расстоянии 5 м от ПИ не превышает 140 дБ, и радиус опасной зоны по остальным факторам составляет не более 30 м.

IIIа класс — ПИ, у которых значение кинетической энергии при направленном движении составляет более 5 Дж, при ненаправленном движении — не более 20 Дж, отсутствуют ударная волна и разлетающиеся за пределы опасной зоны поражающие осколки, акустическое излучение на расстоянии 5 м от ПИ не превышает 140 дБ, и радиус опасной зоны по остальным факторам составляет не более 20 м.

IV класс — ПИ, у которых отсутствует ударная волна, и радиус опасной зоны хотя бы по одному из остальных факторов составляет более 30 м.

V класс — специальные ПИ и изделия технического назначения, не вошедшие в I‑IV классы;

Va класс — ПИ, срабатывание которых сопровождается возникновением ударной волны (барического поля с уровнем давления более 35 кПа) и (или) разлетом поражающих осколков с удельной кинетической энергией более 0,5 Дж/мм² на расстоянии более 5 м.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей ПИ их действие сопровождается проявлением одного или нескольких опасных факторов (таблица 1), характеризующихся уровнями опасности.

Таблица 1. Опасные факторы и опасные зоны пиротехнических изделий

Радиус действия фейерверочных пиротехнических изделий составляет до 20 м и более при длительности действия до 60 с и более.

Фейерверочные пиротехнические изделия, приводимые в действие различными способами, классифицируются на:

· изделия непосредственного ручного запуска для имитации выстрелов, хлопков (хлопушки, петарды), фонтанов искр (бенгальские свечи, настольные фонтаны);

· изделия для монтажа фейерверочных фигур, имитации пусков ракет и крылатых фигур радиусом действия до 20 м;

· изделия, предназначенные для имитации пушечных выстрелов, разрывов снарядов или других звуковых эффектов (взрывпакеты);

· изделия для выброса горящих элементов конструкции в воздух с земли из мортир, пусковых устройств, ракетниц (пиротехнические бураки, кометы, римские свечи, сигнальные и осветительные патроны);

· изделия, выстреливаемые с земли из пусковых мортир и разрывающиеся в воздухе с выбросом горящих элементов (салюты, фейерверочные бомбы);

· фейерверочные ракеты радиусом действия свыше 20 м.

Применение и хранение пиротехнической продукции без соблюдения необходимых мер пожарной безопасности, бесконтрольная реализация фейерверочных пиротехнических изделий гражданского назначения являются причиной многих взрывов, пожаров (см. ПОЖАР), гибели и травмирования людей, в том числе детей.

Требования безопасности

В процессе разработки пиротехнической продукции (ПП) номенклатура опасных факторов и размеры опасных зон должны быть сведены к минимуму. Номенклатура опасных факторов и размеры опасных зон ПС определяются в составе конкретного ПИ (п. 6.1.1, ГОСТ 33732-2016 ).

ПП должна отвечать требованиям безопасности (см. НАРУШЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ) после воздействия ВВФ, обусловленных установленными условиями производства, хранения, транспортирования и использования на протяжении назначенного срока годности (п. 6.1.2, ГОСТ Р ГОСТ 33732-2016 ).

Упаковка ПИ должна обеспечивать сохранность ПИ и нанесенной на них маркировки, а также неизменность характеристик безопасности (см. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ) в пределах срока годности.

ПИ классов I–IV при задействовании от встроенного узла запуска или от внешнего стандартного электродетонатора (типа ЭД-8) не должны детонировать, а случайное срабатывание изделия не должно приводить к аномальной работе (изменению номенклатуры опасных факторов и радиуса опасной зоны) расположенного в непосредственной близости (в упаковке) от него такого же изделия (п. 6.1.4, ГОСТ 33732-2016 .

Конструкция ПИ, предназначенных для запуска с рук или работы в руках, должна исключать воздействия на пользователя всех опасных факторов, кроме того, для ПИ классов I–III значение температуры поверхностей, контактирующих с рукой, не должно превышать 65 °С (п. 6.1.5, ГОСТ 33732-2016 ).

Инициирование ПИ дистанционного запуска должно быть обеспечено из пределов зоны безопасности.

ПИ непосредственного ручного запуска должны иметь замедлитель, обеспечивающий безопасность запуска и задержку проявления основных опасных факторов на время, необходимое для того, чтобы пользователь покинул опасную зону начального участка траектории работающего ПИ. При этом скорость ухода должна быть принята не более 1,5 м/с (п. 6.1.6, ГОСТ 33732-2016 ).

Время замедления для ПИ классов II и III, создающих эффект на высоте (например, ракеты, римские свечи, мини-салюты и др.), должно быть достаточным для выхода оператора за пределы опасной зоны при пуске (возможного воздействия продуктов сгорания вышибного заряда или образующейся струи газов) и начального участка траектории (п. 6.1.7, ГОСТ 33732-2016 ).

Предохранительные устройства систем инициирования ПИ должны иметь отличительный признак, а их снятие должно быть безопасным (п. 6.1.8, ГОСТ 33732-2016 ).

ПЭ, создающие эффекты на высоте, должны догорать не ниже 3 м от поверхности земли. При этом в многоэлементных ПИ должно быть обеспечено срабатывание всех ПЭ. Возможность падения на землю несработавших или недогоревших ПЭ в пределах опасной зоны и необходимые при этом действия должны быть указаны в эксплуатационной документации на ПИ (п. 6.1.11, ГОСТ 33732-2016 ).

С целью снизить возможность травмирования людей движущиеся под действием реактивной силы или метательного устройства ПИ классов I–III не должны иметь острых кромок и ребер, должны быть снабжены защитными колпачками и наконечниками или выполнены из материалов, обладающих демпфирующими свойствами, при этом значение удельной кинетической энергии движения не должно превышать 0,5 Дж/мм² (п. 6.1.12, ГОСТ 33732-2016 ).

ПИ бытового назначения не должны иметь класс опасности выше III. К каждому ПИ в обязательном порядке должна быть приложена инструкция по применению (эксплуатации), содержащая выделенный шрифтом текст об опасности ПИ и ограничения по его применению. Инструкция может быть нанесена на корпусе ПИ или его потребительской упаковке при условии обеспечения четкости и различимости текста. Инструкция может быть приложена к ПИ при условии наличия на нем и в инструкции однозначных идентификационных признаков (п. 6.1.13, ГОСТ 33732-2016 ).

Количество отказов срабатывания ПИ бытового назначения должно быть не более 10 %. Конкретные значения параметров надежности должны быть указаны в нормативной и технической документации на ПИ (п. 6.1.16, ГОСТ 33732-2016 ).

Специальные требования к ПИ, предназначенным для проведения групповых игр и развития технического творчества (маркирующие, сигнальные, целеуказательные гранаты, ракеты, мины, микродвигатели, инициирующие и метательные устройства):

· не должны иметь опасность выше IV класса;

· должны иметь эксплуатационную документацию, содержащую специальную информацию, в том числе: перечень необходимых защитных средств потребителей, характеристики направленности и дальности полета, ограничения по условиям эксплуатации (видимость, скорость ветра, сила отдачи, характер поверхности, на которой должны эксплуатироваться данные изделия), а также предупреждение о недопустимости их эксплуатации вне специально оборудованного игрового поля (площадки) и без надзора инструктора (п. 6.1.18, ГОСТ 33732-2016 ).

Интенсивность излучения пламени — отнесенная к площади поперечного сечения единичной площадки энергия, переносимая излучением пламени в единицу времени [1].

Для характеристики излучательной способности пламени при пожаре используется понятие среднеповерхностной плотности теплового излучения, которая зависит от типа пожара (пожар пролива, факельное горение (см. ФАКЕЛ), горение твердых горючих веществ), вида горючего вещества, размеров очага пожара (см. ОЧАГ ПОЖАРА) и т. д.

Расчеты интенсивности излучения пламени при пожаре используются при: проведении оценки пожарного риска (см. ПОЖАРНЫЙ РИСК), определении категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (см. КАТЕГОРИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ), определении минимально допустимых расстояний между зданиями (см. ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ПРЕГРАДА) (сооружениями) и т. д. [4].

Литература

1. Лит. Энциклопедия «Пожарная безопасность», ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2019.

2. ГОСТ Р 57704-2017 «Горное дело. Взрывные работы на угледобывающих предприятиях. Термины и определения».

3. ГОСТ 33732-2016 «Изделия пиротехнические. Общие требования безопасности».

4. ГОСТ Р 12.3.047-2012 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».