Какое состояние вещества характеризует температура воспламенения

В статье рассмотрена оценка пожарной опасности различных веществ и материалов.
Пожарной опасностью называется возможность возникновения или развития пожара, заключенная в каком-либо веществе, состоянии или процессе.
Пожароопасные вещества, по способности к горению, подразделяются на горючие, трудногорючие и негорючие.По агрегатному состоянию все вещества и материалы под­разделяются на твердые, жидкие и газообразные. Твердые вещества в зависимости от состава и строе­ния ведут себя при нагревании различно. Некоторые из них (сера, каучук и стеарин) при этом плавятся и испаряются.

Дру­гие же, как древесина, торф, каменный уголь и бумага, разла­гаются с образованием газообразных продуктов и твердого ос­татка (угля). Встречаются вещества, которые при нагревании не плавятся и не разлагаются (кокс, антрацит и древесный уголь).

Как известно, горят не сами твердые вещества, а газообраз­ные и парообразные продукты, выделяющиеся при разложении и испарении в процессе нагревания.

Таким образом, большинство горючих веществ, независимо от их начального агрегатного состояния, при нагревании пере­ходят в газообразные продукты. Соприкасаясь с воздухом, они образуют горючие смеси, представляющие соответствующую пожарную опасность. Для воспламенения таких смесей не требуется мощного и длительно действующего источника воспламе­нения. Они воспламеняются даже от искры.
В процессе эксплуатацию каждое судно выполняет установленный для него вид работы: вылов и обработку рыбы, транспортирование нефтепродуктов, промысловое снабжение судов и др. Круг работ, выполняемых промысловыми судами, очень широк. Это, в свою очередь, приводит к тому, что на промысловом судне находится большое количество различных веществ (котельное и дизельное топливо, машинное масло, рыбий жир и др.) и материалов, применяе­мых при постройке судов (черные и цветные металлы, пластмассы, теплоизоляция, древесина и т. д.).

Данные вещества и материалы обладают такими свойствами, как способность к возгоранию и самовозгоранию, выделению взрывоопас­ных паров и т. д. Поэтому при проектировании судов тщательно изучают возможность возникновения пожара в том или ином месте судна, возможность его развития и распространения по всему судну и, самое главное, возможность борьбы с пожаром.

Для разработки конструктивных средств защиты судов и органи­зационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности силами судового экипажа, необходимо дать оценку пожарной опасности веществ и материалов, находящихся на судне.

Пожарная   опасность   веществ   и   материалов характеризуется:

температурой воспламенения, т. е. температурой, при которой вещество выделяет горячие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от внешнего источника зажигания процесс горения продолжается;

температурой самовоспламенения, т. е. температурой, при которой происходит резкое увеличение скорости реакции окисления, приво­дящее к возникновению пламени;

склонностью к самовоспламенению, которая характеризует спо­собность ряда веществ и материалов самовозгораться при нагревании до сравнительно небольших температур или контакте с другими веществами, а также при воздействии теплоты, выделяемой микроор­ганизмами в процессе их жизнедеятельности (например, самовозгора­ние рыбной муки).

По степени горючести все применяемые на судах вещества и материалы классифицируют на несгораемые, трудновозгораемые, трудновоспламеняемые (самозатухающие) и сгораемые.

Для оценки степени возгораемости материалы подвергают испы­таниям методом калориметрии, при котором определяют показатель возгораемости К:

2.1

где qт.о — теплота, выделяемая образцом в процессе горения, Дж; qи — теплота, подведен­ная к образцу от постоянного источника поджигания, Дж..

Негорючие материалы имеют К ? 0,1. Горючие материалы имеют температуру воспламенения ниже 750° С (К > 2,1).

По результатам испытаний на негорючесть материалы оцениваются следующим образом: негорючие материалы, которые при нагревании до 750° С не горят и не выделяют горючих газов в количестве, доста­точном для их самовоспламенения; горючие материалы, которые в процессе испытаний при нагревании до той же температуры горят или выделяют горючие газы в количестве, достаточном для их самовоспла­менения.

При оценке пожарной опасности жидкостей основными характе­ристиками принято считать группу горючести, температуру вспышки, температуру воспламенения и другие характеристики.

Воспламеняющиеся жидкости подразделяют на следующие разряды:

I    — жидкости, имеющие температуру вспышки паров ниже 23° С;

II — жидкости, имеющие температуру вспышки паров 23 — 60° С;;
III- жидкости, имеющие температуру вспышки паров выше 60° С.
Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) делят в зависимости от температуры вспышки на следующие категории:

I категория — особо опасные с температурой вспышки — 18° С и ниже в закрытом тигле;

II- постоянно опасные с температурой вспышки — 18…23? С в закрытом тигле;

III  — опасные при повышенной температуре воздуха с температурой вспышки 23- 60° С в закрытом тигле.

Все ЛВЖ также подразделяют на не смешивающиеся (А) и смеши­вающиеся (Б) с водой.

Температурой вспышки называется наименьшая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхи­вать в воздухе от внешнего источника зажигания. Температура вспыш­ки является показателем, ориентировочно определяющим темпера­турные условия, при которых горючее вещество становится огне­опасным.

При оценке пожарной опасности газов определяют область воспла­менения в воздухе, температуру самовоспламенения, минимальную энергию зажигания, минимальное взрывоопасное содержание кисло­рода, нормальную скорость горения и другие показатели.

При оценке пожарной опасности твердых материалов определяют группу возгораемости, температуру воспламенения. У веществ с температурой плавления ниже 300? С дополнительно определяют температуру вспышки и температурные пределы воспламенения паров в воздухе.

Взрывоопасной концентрации на судне могут достигать пары топлива, нефтепродуктов и аммиака, а также угольная пыль. Опреде­ленную опасность в отношении самовозгорания представляет рыбная мука. Пыль горючих (например, угольная) и некоторых негорючих веществ (например, алюминия и цинка) может в смеси с воздухом образовывать взрывоопасные концентрации. Взвешенная в воздухе пыль называется аэрозолем, осаждающаяся на судовых конструк­циях — аэрогелем. Наиболее взрывоопасна пыль, взвешенная в возду­хе, но аэрогель представляет опасность с точки зрения возникновения вторичного взрыва. У аэрогеля температура самовоспламенения ниже. Этим объясняется то обстоятельство, что искры механического проис­хождения (от удара) воспламеняют осевшую, а не взвешенную пыль. Однако возникшее горение осевшей пыли в дальнейшем может восп­ламенить аэрозоль и вызвать взрыв.

В основу классификации взрывоопасных смесей положена их способность передавать взрыв через фланцевые зазоры в оболочке оборудования — так называемую щелевую защиту. Сущность этой защиты заключается в том, что при воспламенении в оболочке взрыв­чатой смеси пламя, проходя щель, должно самопогаситься, а продукты горения охладиться ниже температуры самовоспламенения взры­воопасной окружающей среды.

Фланцевые зазоры, исключающие передачу взрыва из оболочки в окружающую взрывоопасную среду, называют безопасными. Однако принимают допустимые зазоры, меньше безопасных на коэффициент 2-2,5. Величина безопасного зазора для различных взрывчатых смесей зависит от ширины фланцев и физико-химических свойств взры­воопасной смеси.

Классификация опасных грузов согласно Правилам пожарной безопасности на судах флота рыбной промышленности РФ и рыболо­вецких колхозов учитывает только взрыво — и пожароопасные грузы, которые могут перевозиться или находиться на этих судах. Эти грузы в соответствии с Правилами морской перевозки опасных грузов (МОПОГ) подразделяют на следующие классы:

1 — взрывоопасные вещества (ВВ);

2 — сжатые, сжиженные и растворенные под давлением газы (СГ);

3 — легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ);

4 — легковоспламеняющиеся твердые вещества (ТВ), самовозгорающиеся вещества (СВ) и вещества, выделяющие легковоспламеняю­щиеся газы при взаимодействии с водой (ВГВ);

5 — окисляющие вещества;

6 — ядовитые и инфекционные вещества;

7 — радиоактивные вещества;

8 — едкие и коррозионные вещества;

9 — прочие опасные вещества.

К грузам класса 1 относят взрывоопасные вещества и предметы, снаряженные ими, способные при соответствующем воздействии на них дать взрыв, а также средства взрывания, содержащие гремучую ртуть и другие химические соединения, очень чувствительные к меха­ническим и другим воздействиям и способные к немедленному взры­ванию (капсюли-детонаторы, электродетонаторы и др.). Эти вещества требуют особых мер предосторожности при погрузке, выгрузке и перевозке на морских судах.

Вещества класса 2 представляют собой газы, перевозимые в сжа­том, сжиженном или растворенном виде, которые всегда находятся под давлением и требуют особо прочной и герметичной упаковки. Некоторые газы перевозят в жидком состоянии при очень низкой температуре. К ним относят вещества, которые отвечают хотя бы одному из следующих условий:

избыточное давление в сосуде при температуре 20° С равно или выше 98,1 кПа;

абсолютное давление паров при температуре 50? С выше 294,2 кПа;

критическая температура ниже 50° С.

Вышеуказанные «Правила…» учитывают следующие категории пожа­роопасных веществ этого класса:

легковоспламеняющиеся и ядовитые газы (аммиак и др.);

легковоспламеняющиеся газы (пропан, бутан, ацетилен и др.);

поддерживающие горение газы (сжиженный воздух, сжатый кислород и др.).

К классу 3 относятся растворы горючих газов в жидкостях, жид­кости, содержащие твердые вещества в растворе и не относящиеся по своим свойствам к другим классам.

ЛВЖ класса 3 подразделяют на три категории:

температура вспышки ниже 18? С (автомобильный бензин, эфир, ацетон и др.);

температура вспышки от 18 до 23° С (бензин-растворитель, нит­роэмали, древесный, метиловый и технический спирт и др.);

температура вспышки от 23 до 61° С (керосин, нефтяные масла, дизельное топливо марок ДА, ДЗ, ДЛ, Л, 3, мазут, скипидар и др.).

Нефтепродукты, в зависимости от степени их опасности, подразде­ляют на три группы: I — температура вспышки ниже 28 °С; II — от 28 до 65 °С; III — от 65 °С и выше.

Вещества класса 4 подразделяют на следующие категории:

легковоспламеняющиеся твердые вещества (кино- и фотопленка на нитроцеллюлозной основе, парафинированные спички, цинковые твердые белила, гофротара и др.);

самовозгорающиеся вещества (пирофорное топливо), джутовые мешки, промасленная ветошь, мука кормовая рыбная и из морских млекопитающих и ракообразных, рыбные отходы, каменный и бурый уголь и др.);

вещества, выделяющие газы при взаимодействии с водой.

Все вещества этого класса являются опасными в пожарном отноше­нии, а особенно опасны склонные самопроизвольно нагреваться и воспламеняться при обычных условиях.

При транспортировании рыбной муки необходимо иметь документ, подтверждающий ее влажность в пределах 6-12 % и жирность 12-18 %. При иных показателях влаги и жира и температуре рыбной муки выше 38? С может произойти самовозгорание, поэтому при ее перевозке и хранении должны строго соблюдаться меры пожарной безопасности. Вещества, самовоспламеняющиеся при взаимодействии с влажным воздухом или водой, следует перевозить только в герметически укупоренной таре, а некоторые вещества — с соответствующей жид­костью или инертными газами.