Взрывопожаробезопасность. 
Защита в чрезвычайных ситуациях

Характеристика взрывопожароопасных объектов и веществ

Пожары и взрывы на предприятиях представляют большую опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб. Вопрос обеспечения взрывопожарной безопасности производственных зданий и сооружений имеет государственный характер.

По ГОСТ Р 22.0.005−94 пожарная безопасность — состояние защищенности населения, объектов народного хозяйства и иного назначения, а также окружающей природной среды от опасных факторов и воздействий пожара.

Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Понятие пожарной профилактики включает в себя комплекс мероприятий, необходимых для предупреждения возникновения пожара или уменьшения его последствий. Под активной пожарной защитой понимаются меры, обеспечивающие успешную борьбу с возникающими пожарами или взрывоопасной ситуацией.

Оценка пожарной опасности объектов основывается на данных о пожароопасных свойствах обращающихся на этих объектах веществ и материалов. Пожарная опасность веществ и материалов определяется комплексом показателей, характеризующих критические условия возникновения и развития процессов горения.

Основными показателями пожарной опасности, определяющими критические условия возникновения и развития процесса горения, являются температура самовоспламенения и концентрационный предел воспламенения (или предел распространения пламени).

Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества и материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения. Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения; максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область состава смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним предела воспламенения, называется областью воспламенения.

Различают нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) — наименьшую концентрацию горючего в смеси с окислителем в процентах по объему, которая уже способна воспламеняться от внешнего источника зажигания и распространять пламя на весь объем. Смесь с НКПР называют бедной горючей смесью. При меньшей концентрации горючего смесь не воспламеняется. Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПР) — наибольшая концентрация горючего смеси с окислителем, которая еще способна воспламеняться. Это богатая горючая смесь. При большей концентрации горючего в смеси уже не достаточно окислителя для процесса химического превращения вещества. Самыми опасными являются средние концентрации между нижним и верхним пределами распространения пламени. Чем шире диапазон, тем опаснее вещество. С повышением температуры смеси концентрационные пределы расширяются. Уменьшение давления ниже атмосферного сужает область воспламенения. Концентрационные пределы распространении пламени и температуры вспышки для индивидуальных веществ определяют экспериментально.

Оценка взрывопожароопасности технологических процессов, блоков, помещений, зданий необходима для определения возможных разрушительных воздействий пожаров и взрывов на перечисленные объекты, а также поражающих факторов пожаров и взрывов на людей. В зависимости от категории взрыва пожароопасностей предусматривают объемно-планировочные решения и профилактические мероприятия.

Способностью образовывать с воздухом воспламеняющиеся с большой скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли. Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин «верхний предел воспламенения» к пылям не применяются.

Помимо перечисленных параметров для оценки пожарной опасности необходимо знать степень горючести веществ. В зависимости от этой характеристики вещества и материалы делятся на горючие, трудногорючие и негорючие.

К горючим относятся такие вещества и материалы, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть после его удаления. К тудногорючим относятся такие вещества, которые не способы распространять пламя и горят лишь в месте воздействия импульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных импульсов.

Для оценки пожарной опасности того или иного технологического процесса необходимо знать, какие опасные вещества или смеси используются или получаются, или могут оказаться вне их. Более высокую пожарную опасность имеют предприятия с наличием огнеопасных жидкостей, горючих газов и пылевидных твердых материалов, например в нефтеи газоперерабатывающей отрасли, на автозаправочных станциях, где обращаются продукты перегонки нефти, в частности бензин. Он относится к ЛВЖ, НКПРП=0,76−1,3%. Меньшую опасность представляют предприятия, на которых перерабатывают твердые и горючие материалы, например в угледобывающей отрасли, производстве строительных материалов.

Для определения взрывоопасной концентрации бензина, способной привести к пожару, используют нижеприведенную методику:

1. Определение интенсивности испарения бензина по формуле, г/c:

где Д1 — коэффициент диффузии паров бензина, см2/с; М = 96 — молекулярная масса бензина; - объем грамм-молекулы паров бензина при температуре С, см3; РАТМ= 0,1 МПа — атмосферное давление; РНАС = 0,014 МПа — давление насыщения пара бензина.

2. Вычисление коэффициента диффузии паров бензина, см2/с:

где Д0 — коэффициент диффузии паров бензина при и давлении 0,1 МПа, см2/с, определяется .

3. Расчёт объема грамм-молекулы паров бензина при С, см3:

где л — объем грамм молекулы при давлении 0,1 МПа.

4. Определение продолжительности испарений бензина, ч:

где Q — объём бензина, л; 0,73 — плотность бензина, кг/м3.

5. Определение весовой концентрации, мг/л:

где КОБ = 0,76% - нижний предел взрываемости паров бензина при .

6. Определение объема воздуха, в котором образуется взрывоопасная концентрация, м3:

7. Определение взрывоопасной концентрации в помещении, мин:

.

где V — объём воздуха, м3.

Классификация производств по пожарной опасности приведена в «Строительных нормах и правилах» (СНиП 21−01−97 Пожарная безопасность зданий и сооружений).

В соответствии со СНиП все строительные конструкции по возгораемости подразделяются на три группы:

• а) несгораемые, которые под действием огня и высоких температур не возгораются и не обугливаются (к ним относятся многие металлы и материалы минерального происхождения);
• б) трудносгораемые, которые способны воспламенятся и гореть только при постоянном воздействии постороннего источника возгорания (к ним относятся, например, конструкции из древесины, пропитанные или покрытые огнезащитным составом);
• в) сгораемые, которые способны самостоятельно гореть после удаления источника возгорания (к ним относятся многие пластические материалы, в том числе применяемые в строительстве).

Способность конструкций сопротивляться воздействию пожара в течение определенного времени, сохраняя при этом обычные эксплуатационные функции, называется огнестойкостью.

Количественно огнестойкость оценивают пределом огнестойкости — временем в часах от начала действия огня до наступления одного из признаков:

• — потерю несущих способностей или деформацию несущих конструкций;
• — потерю ограждающей функций из-за образования сквозных трещин, через которые пламя может перекинуться в соседнее помещение;
• — потерю теплоизолирующей способности за счет повышения температуры противоположной от пламени стороны конструкции до 160 0С.

Все строительные конструкции по пределу огнестойкости подразделяются на 8 степеней от 1/7 ч до 2 ч.

В зависимости от степени огнестойкости принимают наибольшие допустимые расстояния от выходов для эвакуации при пожарах (5 степень — 50 м).