Brandzonen und -klassen.
Substanz
Merkmale der Verbrennung fester und flüssiger brennbarer Materialien und
Vorlesungsübersicht
Staat höher Bildungseinrichtung
„NATIONALE BERGBAU-UNIVERSITÄT“
Abteilung für AOT
Vorlesung Nr. 4
Assoc. Alekseenko S.A.
Teil 1. Brandschutz
Thema Nr.: Brand- und explosionsgefährliche Eigenschaften von Stoffen und Materialien.
(für Studierende der Fachrichtung 7.0903010 „Reservatentwicklung und Bergbau“, Spezialisierung: 7.090301.05 „Arbeitssicherheit im Bergbau“).
Dnepropetrowsk
1. Die Essenz des Verbrennungsprozesses.
1. Demidov P.G. Verbrennung und Eigenschaften brennbarer Stoffe. M.: Verlag des Ministeriums für kommunale Dienstleistungen der RSFSR, 1962.-264 S.
2. Grundlagen der Verteidigungspraxis: Pidruchnik./ K.N. Tkachuk, M.O. Khalimovsky, V.V. Zatsarniy, D.V. Zerkalov, R.V. Sabarno, O.I. Polukarov, V.S. Kozyakov, L.O. Mitjuk. Laut Hrsg. K.N. Tkachuk und M.O. Chalimowski. – K.: Osnova, 2003 – 472 S. (Pozhezhna bezpeka – S. 394-461).
3. Bulgakov Yu.F. Löschen von Bränden in Kohlebergwerken. – Donezk: NIIGD, 2001.- 280 S.
4. Aleksandrov S.M., Bulgakov Yu.F., Yaylo V.V. Arbeitsschutz in der Agrarindustrie: Ausbildungsbeihilfe für Studierende landwirtschaftlicher Fachrichtungen mit höheren akademischen Abschlüssen /Pid Zag. Hrsg. Yu.F. Bulgakow. – Donezk: RIA DonNTU, 2004. – S.3-17.
5. Rozhkov A.P. Brandschutz: Ein grundlegendes Lehrbuch für Studierende mit fortgeschrittenen Kenntnissen der Ukraine. – Kiew: Pozhіnformtekhnika, 1999.- 256 S.: Abb.
6. Industriestandard OST 78.2-73. Verbrennungs- und Brandgefahr von Stoffen. Terminologie.
7. GOST 12.1 004-91. SSBT. Brandschutz. Allgemeine Anforderungen.
8. GOST 12.1.010-76. SSBT. Explosionssicherheit. Allgemeine Anforderungen
9. GOST 12.1.044-89. SSBT. Brand- und Explosionsgefahr von Stoffen und Materialien. Nomenklatur der Indikatoren und Methoden zu ihrer Bestimmung
1. Die Essenz des Verbrennungsprozesses.
Für besseres Verständnis Bedingungen für die Schaffung einer brennbaren Umgebung, Zündquellen, Bewertung und Vermeidung von Brand- und Explosionsgefahren sowie Auswahl effektive Wege und Brandschutzsystemen ist es notwendig, die Natur des Verbrennungsprozesses, seine Formen und Arten zu verstehen.
Eines der ersten chemischen Phänomene, mit denen die Menschheit zu Beginn ihrer Existenz Bekanntschaft machte, war Verbrennung.
Die richtige Vorstellung vom Verbrennungsprozess wurde erstmals vom russischen Wissenschaftler M.V. geäußert. Lomonossow (1711-1765), der die Grundlagen der Wissenschaft legte und eine Reihe der wichtigsten Gesetze der modernen Chemie und Physik aufstellte.
Verbrennung bezeichnet eine exotherme Oxidationsreaktion von Stoffen, die mit der Freisetzung von Rauch und dem Auftreten einer Flamme oder der Emission von Licht einhergeht.
Mit anderen Worten Verbrennung ist eine schnelle chemische Umwandlung von Stoffen unter Freisetzung große Menge Hitze und begleitet von einer hellen Flamme. Es kann durch Oxidation entstehen, d. h. Kombination eines brennbaren Stoffes mit einem Oxidationsmittel (Sauerstoff).
Das allgemeine Definition zeigt, dass es sich nicht nur um eine Reaktion der Verbindung, sondern auch um eine Zersetzung handeln kann.
Damit eine Verbrennung stattfinden kann, ist das gleichzeitige Vorhandensein von drei Faktoren erforderlich: 1) ein brennbarer Stoff; 2) Oxidationsmittel; 3) der anfängliche Wärmeimpuls (Zündquelle), um dem brennbaren Gemisch heiße Energie zu verleihen. In diesem Fall müssen der brennbare Stoff und das Oxidationsmittel im erforderlichen Verhältnis eins zu eins vorliegen und somit ein brennbares Gemisch erzeugen, und die Zündquelle muss über die entsprechende Energie und Temperatur verfügen, die ausreicht, um die Reaktion zu starten. Ein brennbares Gemisch wird durch den Begriff „brennbares Medium“ definiert. Hierbei handelt es sich um ein Medium, das nach Entfernung der Zündquelle selbständig brennen kann. Brennbare Gemische werden je nach Verhältnis von brennbarem Stoff und Oxidationsmittel unterteilt in arm Und reich . IN arm Mischungen gibt es einen Überschuss an Oxidationsmittel, und in reich - brennbarer Stoff. Zur vollständigen Verbrennung von Stoffen und Materialien in Luftumgebung Zur Versorgung muss ausreichend Sauerstoff vorhanden sein vollständige Transformation Stoffe in ihre gesättigten Oxide. Bei zu wenig Luft wird nur ein Teil des brennbaren Stoffes oxidiert. Der Rückstand zersetzt sich und setzt große Mengen Rauch frei. Dabei entstehen auch giftige Stoffe, unter denen Kohlenmonoxid das häufigste Produkt unvollständiger Verbrennung ist. (CO), was zur Vergiftung von Menschen führen kann. Bei Bränden erfolgt die Verbrennung in der Regel unter Sauerstoffmangel, was das Löschen eines Feuers aufgrund schlechter Sicht oder des Vorhandenseins giftiger Stoffe in der Luft erheblich erschwert.
Es ist zu beachten, dass die Verbrennung einiger Stoffe (Acetylen, Ethylenoxid usw.), die bei der Zersetzung große Wärmemengen freisetzen können, unter Luftabschluss möglich ist.
2. Arten, Sorten und Formen der Verbrennung.
Verbrennung kann sein homogen Und heterogen .
Bei homogen Beim Verbrennen haben Stoffe, die eine Oxidationsreaktion eingehen, den gleichen Aggregatzustand. Befinden sich die Ausgangsstoffe in unterschiedlichen Aggregatzuständen und besteht im brennbaren System eine klare Phasentrennungsgrenze, spricht man von einer heterogenen Verbrennung.
Brände zeichnen sich überwiegend durch eine heterogene Verbrennung aus.
In allen Fällen ist die Verbrennung durch drei Phasen gekennzeichnet: Entstehung , Verbreitung Und Dämpfung Flamme. Am meisten allgemeine Eigenschaften Verbrennung ist die Fähigkeit ( Mitte) Die Flamme bewegt sich durch die brennbare Mischung, indem sie Wärme überträgt oder aktive Teile aus der Verbrennungszone in die frische Mischung diffundiert. Hier entsteht jeweils der Mechanismus der Flammenausbreitung Thermal- Und Diffusion . Die Verbrennung erfolgt in der Regel durch einen kombinierten Wärmediffusionsmechanismus.
Je nach Geschwindigkeit der Flammenausbreitung wird die Verbrennung unterteilt in:
– Verpuffung oder Normal– während dieser Verbrennung beträgt die Flammengeschwindigkeit mehrere Meter pro Sekunde (bis zu 10 m/s);
– explosiv – eine äußerst schnelle chemische Umwandlung, die mit der Freisetzung von Energie und der Bildung leistungsfähiger komprimierter Gase einhergeht mechanische Arbeit(Hunderte von m/s);
– Detonation – das brennt breitet sich mit Überschallgeschwindigkeit aus, die Tausende von Metern pro Sekunde erreichen kann (bis zu 5000 m/s).
Die Explosion geht auch mit der Freisetzung von Wärme und der Emission von Licht einher. Gleichzeitig ist die Explosion mancher Stoffe eine Zersetzungsreaktion, zum Beispiel:
2NCl 3 = 3Cl 2 + N 2 (1)
Explosion ist eine extrem schnelle chemische (explosive) Umwandlung eines Stoffes, die mit der Freisetzung von Energie und der Bildung komprimierter Gase einhergeht, die mechanische Arbeit verrichten können.
Eine Explosion unterscheidet sich von einer Verbrennung durch die hohe Geschwindigkeit der Brandausbreitung. Zum Beispiel die Geschwindigkeit der Flammenausbreitung in einem explosiven Gemisch in geschlossenes Rohr– (2000 – 3000 m/s).
Die Verbrennung eines Gemisches mit einer solchen Geschwindigkeit nennt man Detonation. Das Auftreten einer Detonation wird durch die Kompression, Erwärmung und Bewegung des unverbrannten Gemisches vor der Flammenfront erklärt, was zu einer Beschleunigung der Flammenausbreitung und dem Auftreten einer Stoßwelle im Gemisch führt. Die bei der Explosion eines Gas-Luft-Gemisches entstehenden Luftstoßwellen verfügen über einen großen Energievorrat und breiten sich über große Entfernungen aus. Während der Bewegung zerstören sie Bauwerke und können Unfälle verursachen.
Zur Verbrennung von Stoffen kann es nicht nur (wie allgemein angenommen wird) in Verbindung mit Luftsauerstoff kommen, sondern auch in Verbindung mit anderen Stoffen. Es ist bekannt, dass die Verbrennung vieler Stoffe in einer Umgebung aus Chlor-, Schwefel-, Bromdampf usw. stattfinden kann. Die Zusammensetzung, der Aggregatzustand und andere Eigenschaften brennbarer Stoffe (HS) sind unterschiedlich, die Hauptphänomene, die bei der Verbrennung auftreten, sind jedoch dieselben.
Es können brennbare Stoffe vorhanden sein fest, flüssig Und gasförmig .
Feste brennbare Stoffe Je nach Zusammensetzung und Struktur verhalten sie sich beim Erhitzen unterschiedlich. Einige davon, zum Beispiel Gummi, Schwefel, Stearin, schmelzen und verdampfen. Andere, zum Beispiel Holz, Papier, Kohle, Torf, zersetzen sich beim Erhitzen unter Bildung gasförmiger Produkte und eines festen Rückstands – Kohle. Dritte Stoffe schmelzen oder zersetzen sich beim Erhitzen nicht. Dazu gehören Anthrazit, Holzkohle und Cola.
Flüssige brennbare Stoffe Beim Erhitzen verdampfen sie und einige können oxidieren.
Somit sind die meisten brennbaren Stoffe, unabhängig von ihrer ursprünglichen Herkunft Aggregatzustand Beim Erhitzen verwandeln sie sich in gasförmige Produkte . Bei Kontakt mit Luft bilden sie brennbare Gemische. Auch durch das Versprühen von festen und flüssigen Stoffen können brennbare Gemische entstehen. Wenn ein Stoff mit Luft ein brennbares Gemisch gebildet hat, gilt er als brennbereit. Dieser Zustand der Materie stellt einen großen dar Feuergefahr. Dies liegt daran, dass zum Zünden des resultierenden Gemisches keine starke und langlebige Zündquelle erforderlich ist; das Gemisch entzündet sich selbst durch einen Funken schnell.
Die Zündbereitschaft des Gemisches wird durch den Gehalt (Konzentration) der darin enthaltenen Dämpfe, Stäube oder gasförmigen Produkte bestimmt.
Arten und Formen der Verbrennung.
Die Verbrennung zeichnet sich durch eine Vielfalt an Varianten, Formen und Merkmalen aus. Es werden folgende Verbrennungsarten und -formen unterschieden: Flash; Zündung; Feuer; Selbstentzündung und Selbstentzündung.
Blitz– Dies ist die schnelle (sofortige) Zündung eines brennbaren Gemisches unter dem Einfluss eines Wärmeimpulses ohne Bildung komprimierter Gase, die nicht in eine stabile Verbrennung übergeht.
Zündung – hierbei handelt es sich um eine relativ ruhige und langanhaltende Verbrennung von Dämpfen und Gasen brennbarer Flüssigkeiten, die unter dem Einfluss einer Zündquelle erfolgt. Unter Zündung versteht man ein Feuer, das mit dem Erscheinen einer Flamme einhergeht.
Feuer– Hierbei handelt es sich um eine Verbrennung, die ohne Einfluss (Einwirkung) der Zündquelle (Wärmeimpuls) beginnt.
Selbstentzündung– Hierbei handelt es sich um eine Selbstentzündung, die mit dem Auftreten einer Flamme einhergeht und der Entzündungsprozess von festen, flüssigen und gasförmigen Stoffen beginnt, die durch eine externe Wärmequelle ohne Kontakt mit offenem Feuer auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden.
Selbstentzündung- Dabei handelt es sich um eine Selbstentzündung, die mit dem Auftreten einer Flamme einhergeht. Dies ist der Prozess der Selbstentzündung von Feststoffen und Schüttgüter, die unter dem Einfluss ihrer Oxidation ohne Wärmezufuhr aus externen Quellen (Kohle, Sulfiderze, Holz, Torf) entstehen. Die spontane Verbrennung entsteht durch Oxidation und Selbsterhitzung bei niedrigen Temperaturen, verursacht durch einen ausreichenden Luftstrom zum brennbaren Stoff für die Oxidation und einen unzureichenden Luftstrom zum Abtransport der erzeugten Wärme.
Schwelend– Verbrennung ohne Lichtemission, was meist an der Rauchentwicklung zu erkennen ist.
Abhängig vom Aggregatzustand und den Verbrennungseigenschaften verschiedener brennbarer Stoffe und Materialien werden Brände gemäß GOST 27331-87 in entsprechende Klassen und Unterklassen eingeteilt:
Klasse A – Verbrennung fester Stoffe, die mit Schwelen einhergeht (Unterklasse A1) oder nicht begleitet (Unterklasse A2);
Klasse B – Verbrennung flüssiger Stoffe, die sich nicht in Wasser auflösen (Unterklasse B1) und auflösen (Unterklasse B2);
Klasse C – Verbrennung von Gasen;
Klasse D – Verbrennung von Leichtmetallen, mit Ausnahme von Alkali (Unterklasse D1), Alkali (Unterklasse D2) sowie metallhaltigen Verbindungen (Unterklasse D3);
Klasse E – Brennen elektrischer Anlagen unter Spannung.
3. Indikatoren für die Brand- und Explosionsgefahr von Stoffen und Materialien. Methoden zu ihrer Bestimmung.
Die Brand- und Explosionsgefahr von Stoffen und Materialien ist eine Reihe von Eigenschaften, die ihre Anfälligkeit für das Auftreten und die Ausbreitung einer Verbrennung, die Eigenschaften der Verbrennung und die Fähigkeit, einer Verbrennung zu erliegen, charakterisieren. Nach diesen Indikatoren unterscheidet GOST 12.1.044-89 nicht brennbare, schwer brennbare und brennbare Materialien und Stoffe.
Nicht brennbar (nicht brennbar) – Stoffe und Materialien, die unter dem Einfluss von Feuer oder hohen Temperaturen nicht an der Luft brennen oder verkohlen können. Dabei handelt es sich um Materialien mineralischen Ursprungs und auf deren Basis hergestellte Materialien – roter Backstein, Kalksandstein, Beton, Asbest, Mineralwolle, Asbestzement und andere Materialien sowie die meisten Metalle. In diesem Fall können nicht brennbare Stoffe brandgefährlich sein, beispielsweise Stoffe, die bei Wechselwirkung mit Wasser brennbare Produkte freisetzen. Ein ausreichendes Kriterium für die Aufnahme in diese Gruppe ist die Unfähigkeit des Materials, bei einer Umgebungstemperatur von 900 °C zu brennen; diese Gruppe umfasst natürliche und künstliche organische Materialien und Metalle, die im Bauwesen verwendet werden.
Schwer entflammbare (schwer brennbare) Stoffe und Materialien, die sich in der Luft einer Zündquelle entzünden, glimmen oder verkohlen können, nach ihrer Entfernung jedoch nicht selbständig brennen oder verkohlen können. Dazu gehören Materialien, die brennbare und nicht brennbare Bestandteile enthalten, beispielsweise Holz, wenn es tief mit Antipyrogenen imprägniert ist (Bechefit); Faserplatten; Mit Tonlösung, einigen Polymeren und anderen Materialien imprägnierter Filz.
Brennbar (brennbar) – Stoffe und Materialien, die in der Lage sind, (spontan) zu brennen sowie sich von einer Zündquelle zu entzünden, zu schwelen oder zu verkohlen oder nach ihrer Entfernung selbständig zu brennen.
Zur Gruppe der brennbaren Stoffe und Materialien gehören wiederum brennbare Stoffe und Materialien – das sind Stoffe und Materialien, die sich durch kurzzeitige (bis zu 30 s) Einwirkung einer niederenergetischen Zündquelle entzünden können. Aus Sicht des Brandschutzes sind die Indikatoren für die brand- und explosionsgefährlichen Eigenschaften brennbarer Stoffe und Materialien von entscheidender Bedeutung. GOST 12.1.044-89 sieht über 20 solcher Indikatoren vor. Die Liste dieser für die Beurteilung der Brand- und Explosionsgefahr eines bestimmten Objekts notwendigen und ausreichenden Indikatoren hängt vom Aggregatzustand des Stoffes, der Art der Verbrennung (homogen oder heterogen) ab und wird von Spezialisten festgelegt.
Man nennt die niedrigste Temperatur, bei der ein Gemisch aus Luft und brennbarem Flüssigkeitsdampf verdampft Flammpunkt (t ref) Der Grad der Brandgefahr brennbarer Flüssigkeiten wird durch ihren Flammpunkt bestimmt. Demnach werden brennbare Flüssigkeiten in folgende Klassen eingeteilt:
1. Klasse: t ref < – 13 о C;
2. Klasse: t ref= – 13…28 °C
3. Klasse: t ref= 29... 61°С;
4. Klasse: t ref= 62…120°С;
5. Klasse: t ref> 120°C;
Flüssigkeiten der ersten drei Klassen werden herkömmlicherweise als brennbar eingestuft ( LVZH). Charakteristische Merkmale Die meisten von ihnen sind selbst bei normalen Temperaturen brennbare Flüssigkeiten Produktionsgelände, können Dampf-Luft-Gemische mit Konzentrationen innerhalb der Grenzen der Flammenausbreitung bilden, d. h. explosive Gemische.
ZU LVZH Dazu gehören: Benzin ( t ref von -44 bis -17°C); Benzol ( t ref-12 °C); Methylalkohol ( t ref=8 o C); Ethylalkohol ( t ref=13 o C); Traktorkerosin ( t ref=4-8 o C) usw.
Flüssigkeiten der Klassen 4 und 5 sind brennbare Flüssigkeiten ( GJ)
GJ umfasst: Kerosin für die Beleuchtung (tf = 48–50 °C); Vaselineöl (t vsp =135 °C); Transformatoröl (tvsp =160 o C); Maschinenöl (TVSP = 170 °C) usw.
Löst sich bei Zündung aus ausreichende Menge Wärme zur Bildung von Dämpfen und Gasen einer brennbaren Flüssigkeit, die eine kontinuierliche Flammenverbrennung auch nach Einwirkung eines Wärmeimpulses gewährleistet. Der niedrigste Temperaturwert, bei dem unter bestimmten Bedingungen Sonderprüfungen Ein Stoff gibt Dämpfe oder Gase mit einer solchen Geschwindigkeit ab, dass nach ihrer Entzündung von einer externen Quelle ein Blitz beobachtet wird – der Beginn einer stabilen Verbrennung, genannt Zündtemperatur (t schweben).
Die Flamm- und Zündtemperaturen von Flüssigkeiten liegen sehr nahe beieinander, was ihre hohe Brandgefahr bestimmt.
Der Flammpunkt und der Zündpunkt von Flüssigkeiten unterscheiden sich um 5–25 °C. Je niedriger der Flammpunkt der Flüssigkeit, desto geringer ist dieser Unterschied und desto feuergefährlicher ist die Flüssigkeit. Die Zündtemperatur wird zur Bestimmung der Brennbarkeitsgruppe von Stoffen, zur Beurteilung der Brandgefahr von Geräten und technologischen Prozessen im Zusammenhang mit der Verarbeitung brennbarer Stoffe sowie zur Entwicklung von Maßnahmen zur Gewährleistung des Brandschutzes verwendet.
Selbstentzündungstemperatur (T svpl) ist die niedrigste Temperatur von Stoffen, bei der es unter besonderen Prüfbedingungen zu einem starken Anstieg der Geschwindigkeit exothermer volumetrischer Reaktionen kommt, was ohne externe Flammenquelle zum Auftreten einer Flammenverbrennung oder Explosion führt. Die Selbstentzündungstemperatur von Stoffen hängt von einer Reihe von Faktoren ab und variiert in einem weiten Bereich. Am bedeutendsten ist die Abhängigkeit der Selbstentzündungstemperatur eines bestimmten Stoffes vom Volumen und geometrische Form brennbares Gemisch. Mit zunehmendem Volumen des brennbaren Gemisches sinkt die Selbstentzündungstemperatur, während seine Form unverändert bleibt, weil mehr günstige Konditionen um Wärme im brennbaren Gemisch zu speichern. Wenn das Volumen des brennbaren Gemisches abnimmt, steigt seine Selbstentzündungstemperatur.
Für jedes brennbare Gemisch gibt es ein kritisches Volumen, in dem keine Selbstentzündung auftritt, da die Wärmeübertragungsfläche pro Volumeneinheit des brennbaren Gemischs so groß ist, dass die Wärmeerzeugungsrate aufgrund der Oxidationsreaktion gleichmäßig ist Bei sehr hohen Temperaturen kann die Wärmeabfuhrgeschwindigkeit nicht überschritten werden. Diese Eigenschaft brennbarer Gemische wird genutzt, um Barrieren gegen die Flammenausbreitung zu schaffen. Der Wert der Selbstentzündungstemperatur wird zur Auswahl des Typs explosionsgeschützter elektrischer Betriebsmittel, bei der Entwicklung von Maßnahmen zur Gewährleistung der Brand- und Explosionsgefahr technologischer Prozesse sowie bei der Entwicklung von Normen bzw. verwendet technische Spezifikationen zu Stoffen und Materialien.
Selbstentzündungstemperatur ( T SVPL) des brennbaren Gemisches den Flammpunkt deutlich überschreitet ( t ref) und Zündtemperatur (tflash) – um Hunderte von Grad.
Gemäß GOST 12.1.004-91 „SSBT. Brandschutz. „Allgemeine Anforderungen“: Je nach Flammpunkt werden Flüssigkeiten in brennbar (brennbar) und brennbar (CG) unterteilt. Brennbare Flüssigkeiten haben einen Flammpunkt von höchstens 61 °C (im geschlossenen Tiegel) bzw. 66 °C (im offenen Tiegel) und gasförmige Flüssigkeiten haben einen Flammpunkt über 61 °C.
Brennbare Flüssigkeiten sind brennbare Stoffe (Materialien, Gemische), die sich bei kurzzeitiger Einwirkung von Streichholzflammen, Funken, heißen Elektrokabeln und ähnlichen niederenergetischen Zündquellen entzünden können. Hierzu zählen nahezu alle brennbaren Gase (z. B. Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid usw.), brennbare Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von nicht mehr als 61 °C im geschlossenen Tiegel bzw. 66 °C im offenen Tiegel (z. B. Aceton, Benzin, Benzol, Toluol, Ethylalkohol, Kerosin, Terpentin usw.) sowie alle festen Stoffe (Materialien), die sich durch die Flamme eines Streichholzes oder Brenners entzünden; die Verbrennung breitet sich über die Oberfläche eines horizontal angeordneten Prüflings aus (zum Beispiel trocken Holzspäne, Polystyrol usw.).
Relativ brennbar sind brennbare Stoffe (Materialien, Gemische), die sich nur unter dem Einfluss einer starken Zündquelle entzünden können (z. B. ein Polyvinylchlorid-Förderband, Harnstoffschaum zum Abdichten der Oberfläche einer Gesteinsmasse in Untertagebergwerken, flexibel). elektrische Kabel mit PVC-Isolierung, Lüftungsrohre aus Vinylleder usw.).
Feuereigenschaften Feste Stoffe und Materialien zeichnen sich durch eine Neigung zum Brennen (Entzünden), Verbrennungseigenschaften und die Fähigkeit aus, auf die eine oder andere Weise gelöscht zu werden.
Feste Stoffe und Stoffe unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung brennen unterschiedlich. Die Verbrennung von Feststoffen hat einen mehrstufigen Charakter. Einfache Feststoffe (Anthrazit, Koks, Ruß usw.), bei denen es sich um chemisch reinen Kohlenstoff handelt, erhitzen oder glimmen, ohne dass Funken, Flammen oder Rauch entstehen, da keine Zersetzung erforderlich ist, bevor sie mit dem Luftsauerstoff reagieren.
Die Verbrennung fester brennbarer Stoffe mit komplexer chemischer Zusammensetzung (Holz, Gummi, Kunststoffe usw.) erfolgt in zwei Phasen: Zersetzung, die nicht mit Flammen- und Lichtemission einhergeht; Verbrennung, die durch das Vorhandensein von Flammen oder Schwelen gekennzeichnet ist.
Verbrennung ist eine chemische Oxidationsreaktion einer Substanz, die mit der Freisetzung großer Wärmemengen und normalerweise einem hellen Leuchten (Flamme) einhergeht. Der Verbrennungsprozess ist in Gegenwart von drei Faktoren möglich: einem brennbaren Stoff, einem Oxidationsmittel und einer Zündquelle (Impuls). Oxidationsmittel können Sauerstoff, Chlor, Fluor, Brom, Jod und Stickoxide sein.
Dadurch kann es zu Verbrennungen kommen Blitz, Feuer, Entzündung, Selbstentzündung, Selbstentzündung oder Explosion eines brennbaren Stoffes.
Blitz stellt die schnelle Verbrennung eines brennbaren Gemisches dar, die nicht mit der Bildung komprimierter Gase einhergeht, wenn eine Zündquelle in das Gemisch eingeführt wird. In diesem Fall reicht die bei einem kurzzeitigen Flash-Prozess erzeugte Wärmemenge nicht aus, um die Verbrennung fortzusetzen.
Feuer - das Phänomen der Verbrennung, die unter dem Einfluss einer Zündquelle auftritt. Zündquellen können Flammen, Strahlungsenergie, Funken, erhitzte Oberflächen usw. sein.
Zündung- Dies ist ein Feuer, das vom Erscheinen einer Flamme begleitet wird. Im Gegensatz zu einem Blitz reicht die während der Zündung von der Zündquelle auf den brennbaren Stoff übertragene Wärmemenge aus, um die Verbrennung fortzusetzen, d. h. zur rechtzeitigen Bildung von Dämpfen und Gasen über der Oberfläche eines brennbaren Stoffes.
Gleichzeitig bleibt die restliche Masse des brennbaren Stoffes relativ kalt.
Selbstentzündung– das Phänomen eines starken Anstiegs der Oxidationsrate eines Stoffes, der ohne Zündquelle zu einer Verbrennung führt. Die Oxidation erfolgt aufgrund der Adsorption von Luftsauerstoff und der ständigen Erwärmung der Substanz aufgrund der Wärme der chemischen Oxidationsreaktion. Mit Industrieöl, Torf, Kohle usw. getränkte Wischmaterialien können sich spontan entzünden.
Selbstentzündung- Hierbei handelt es sich um eine Selbstentzündung, die mit dem Auftreten einer Flamme einhergeht.
Explosion (explosive Verbrennung)- Dies ist die Verbrennung eines Stoffes, begleitet von einer extrem schnellen Freisetzung einer großen Energiemenge, wodurch sich die Verbrennungsprodukte auf hohe Temperaturen erhitzen und der Druck stark ansteigt.
Durch Feuer sogenannte unkontrollierte Verbrennung außerhalb eines speziellen Kamins.
Hemmung– starke Verlangsamung der Geschwindigkeit chemischer Oxidationsreaktionen in der Flamme.
Alle brennbaren Stoffe können in flüssigem, gasförmigem und festem Zustand vorliegen.
Brennbare Flüssigkeiten. Die wichtigsten Parameter der brennbaren Eigenschaften einer Flüssigkeit sind die Flamm-, Zünd- und Selbstentzündungstemperaturen sowie die Konzentrations- und Temperaturgrenzen der Entzündung eines Gemisches aus Flüssigkeitsdampf und Luft.
Der Flammpunkt ist eines der Hauptmerkmale, die die Brandgefahr von Flüssigkeiten bestimmen.
Flüssigkeiten werden je nach Flammpunkt der Dämpfe in zwei Klassen eingeteilt:
1. brennbare Flüssigkeiten (brennbare Flüssigkeiten) mit einem Flammpunkt nicht höher als 61*C (im geschlossenen Tiegel) bzw. 66*C (im offenen Tiegel). Solche Flüssigkeiten sind beispielsweise Benzin, Aceton usw.;
2. brennbare Flüssigkeiten (FL) mit einem Flammpunkt über 61 * C (in einem geschlossenen Tiegel), zum Beispiel Öl, Heizöl usw.
Zündtemperatur ist die Temperatur eines brennbaren Stoffes, bei der dieser brennbare Gase und Dämpfe mit einer solchen Geschwindigkeit abgibt, dass nach der Entzündung durch eine Zündquelle eine stabile Verbrennung eintritt.
Selbstentzündungstemperatur hat großer Wert zur Beurteilung der Explosionsgefahr von Prozessen, die unter Druck in geschlossenen Behältern ablaufen. Es bezeichnet die Möglichkeit des Beginns der Flammenverbrennung eines Stoffes, wenn er mit Luftsauerstoff in Kontakt kommt.
Am gefährlichsten sind Flüssigkeiten mit einer Selbstentzündungstemperatur von weniger als 15 °C
Ein Gemisch aus brennbaren Stoffen mit einem Oxidationsmittel kann nur brennen, wenn eine bestimmte Menge Brennstoff darin enthalten ist. Untere (obere) Explosionsgrenze der Konzentration Sie bezeichnen die minimal (maximal) mögliche Flammenausbreitung durch das Gemisch in jeder Entfernung von der Zündquelle.
Temperaturzündgrenzen- Dies sind die Temperaturen eines brennbaren Stoffes, bei denen seine gesättigten Dämpfe in einer bestimmten oxidierenden Umgebung Konzentrationen bilden, die dem unteren bzw. oberen Niveau entsprechen. Konzentrationsgrenzen Zündung.
Brennbare Gase. Die Hauptparameter der Explosivität brennbarer Gase sind die unteren und oberen Konzentrationsgrenzen der Zündung, charakterisiert durch den Volumenanteil der brennbaren Gase im Gemisch (%). Der Bereich zwischen der unteren und oberen Konzentrationsgrenze wird als Zündbereich bezeichnet. Nur in diesem Bereich ist die Zündung des Gemisches durch eine Zündquelle mit anschließender Flammenausbreitung möglich. Beispielsweise betragen die Unter- und Obergrenzen der Entflammbarkeit in einem Gemisch mit Luft (in %): für Ammoniak – 15 und 288, für Wasserstoff – 4 und 75, für Methan – 5 und 15. Bei Konzentrationen unter der Untergrenze beträgt Das Gemisch ist brennstoffarm und wird bei einem Blitz freigesetzt. Es ist nicht genügend Wärme vorhanden, um andere Partikel zu entzünden. Bei Konzentrationen oberhalb der Obergrenze ist das Gemisch zu kraftstoffreich und es kommt aufgrund mangelnden Oxidationsmittels nicht zur Zündung.
Alle Stoffe brennbar und brennbar , sind in 8 Gruppen unterteilt:
1 – Sprengstoffe – Nitroglycerin, Tetryl, TNT, Ammoniten. Dynamit; 2– Explosive Stoffe – Dinitrochlor, Benzol, Salpetersäureester, Ammoniumnitrat;
3 – Stoffe, die mit organischen Produkten explosionsfähige Gemische bilden können, - Kaliumperchlorat, Natrium-, Kalium- und Bariumperoxide, Kaliumnitrat, Barium, Calcium, Natrium;
4 – Komprimierte und verflüssigte Gase:
a) brennbare und explosive Gase – Wasserstoff, Methan, Propan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff;
b) inerte und nicht brennbare Gase – Argon, Helium, Neon, Kohlendioxid, Schwefeldioxid;
c) Gase, die die Verbrennung unterstützen – komprimierter und flüssiger Sauerstoff und Luft.
5 – Stoffe, die sich bei Kontakt mit Luft oder Wasser spontan entzünden,- metallisches Kalium, Natrium und Calcium, Calciumcarbid, Calcium- und Natriumphosphor, Zinkstaub, Aluminiumpulver, pyrophore messalische Pulver und Verbindungen.
6 – Entzündliche und brennbare Stoffe:
a) Flüssigkeiten – Benzin, Benzol, Schwefelkohlenstoff, Aceton, Xylol, Terpentin, Kerosin, Toluol, organische Öle, Amylacetat, Ethyl- und Methylalkohole;
b) Feststoffe – roter Phosphor, Naphthalin;
7 – Stoffe, die einen Brand verursachen können, - Brom-, Salpeter-, Schwefel- und Chlorsulfonsäure, Kaliumpermanganat.
8 – Entzündliche Stoffe– Baumwolle, Schwefel, Ruß.
Das Auftreten von Bränden in Gebäuden und Bauwerken sowie die Eigenschaften der Brandausbreitung hängen davon ab, aus welchen Materialien diese Gebäude und Bauwerke bestehen und welche Abmessungen sie haben.
Fähigkeit Baustoffe und Bauwerke, die sich unter dem Einfluss von Feuer oder hoher Temperatur entzünden, brennen oder glimmen Entflammbarkeit.
Je nach Entflammbarkeitsgrad Baustoffe und Bauwerke werden in drei Gruppen eingeteilt:
feuerfest– unter dem Einfluss einer Zündquelle (Feuer, hohe Temperatur) entzünden sie sich nicht, schwelen oder verkohlen nicht (z. B. Beton, Stahlbeton, Ziegel usw.);
feuerbeständig– Unter dem Einfluss einer Zündquelle sind sie schwer zu entzünden, schwelen oder verkohlen und brennen oder glimmen nur in Gegenwart einer Zündquelle weiter. Nach dem Entfernen des Brandherdes hört das Brennen und Schwelen auf. Zu den nicht brennbaren Produkten zählen Gips- und Betonprodukte mit organischen Füllstoffen, mit feuerbeständigen Verbindungen imprägniertes Holz usw.;
brennbar– unter dem Einfluss einer Zündquelle entzündet es sich und brennt oder glimmt nach dem Entfernen weiter. Holz, Bitumen, Dachpappe und viele Kunststoffe sind brennbar.
Entflammbarkeit Gebäudestrukturen wird in der Regel durch die Brennbarkeit von Materialien bestimmt. In manchen Fällen erweist sich jedoch, dass die Entflammbarkeit von Bauwerken geringer ist als die Entflammbarkeit der in ihrer Zusammensetzung enthaltenen Materialien.
Als Fähigkeit von Bauwerken wird bezeichnet, den Auswirkungen von Feuer im Laufe der Zeit zu widerstehen und dabei ihre Betriebseigenschaften beizubehalten Feuerwiderstand.
Der Feuerwiderstand von Bauwerken wird durch eine Feuerwiderstandsgrenze charakterisiert. Dabei handelt es sich um die Zeit, nach der das Bauwerk im Brandfall seine Tragfähigkeit bzw. Umschließungsfähigkeit verliert.
Nach Feuerwiderstand Gebäude werden in 5 Grad eingeteilt, und mit zunehmendem Grad sinkt die Feuerwiderstandsgrenze. Beispielsweise bestehen in Gebäuden mit Feuerwiderstandsgrad 1 und 2 alle Konstruktionen (Wände, Böden, Abdeckungen, Trennwände) aus feuerfesten Materialien mit Feuerwiderstandsgrenzen von 0,25 bis 4 Stunden.
In Gebäuden der Klasse 3 bestehen die Wände aus feuerfesten Materialien, die Decken und Trennwände aus feuerfesten Materialien und die kombinierten Abdeckungen aus brennbaren Materialien. Gebäude der 4. Feuerwiderstandsklasse haben Wände und Decken aus feuerbeständigen Materialien, kombinierte Abdeckungen und Trennwände bestehen aus brennbaren Materialien. In Gebäuden der Klasse 5 bestehen alle Bauwerke aus brennbaren Materialien.
Beurteilung der Brand-, Explosions- und Brandgefahren der Produktion.
Die Bedingungen, die die Entstehung und Entwicklung eines Brandes in Industriegebäuden begünstigen und dessen mögliches Ausmaß und seine Folgen bestimmen, hängen davon ab, welche Stoffe in einem bestimmten Gebäude oder Bauwerk verwendet, verarbeitet oder gelagert werden, sowie von den Merkmalen seiner Entwurfs- und Planungslösung .
Entsprechend Bauvorschriften und Regeln Industriegebäude und Lagerhallen werden je nach Explosions-, Explosions- und Brandgefahr in 6 Kategorien eingeteilt: A, B, C, D, E, E.
Kategorie A– Explosionsindustrien, die mit der Verwendung brennbarer Gase verbunden sind, deren untere Explosionsgrenze 10 % oder weniger des Luftvolumens beträgt; Flüssigkeiten mit einem Dampfflammpunkt bis einschließlich 28 °C, sofern diese Gase und Flüssigkeiten in einem Volumen von mehr als 5 % des Raumvolumens explosionsfähige Gemische bilden können; Stoffe, die bei Wechselwirkung mit Wasser, Luftsauerstoff oder untereinander explodieren und brennen können.
Kategorie A umfasst Produktionen, die mit der Verwendung von metallischem Natrium und Kalium, Aceton, Schwefelkohlenstoff, Ethern und Alkoholen (Methyl und Ethyl usw.) verbunden sind, sowie Lackierereien und Bereiche, in denen verflüssigte Gase vorhanden sind. Auf der Eisenbahn Transport - Dies sind Punkte und Depots zum Waschen und Entgasen von Tanks, die brennbare Flüssigkeiten (brennbare Flüssigkeiten), darunter Benzin, Benzol, Rohöl usw., enthalten, Lager für gefährliche Güter, Lackierereien, in denen Nitrofarben, Lacke und Lösungsmittel aus brennbaren Flüssigkeiten verwendet werden mit einem Dampfflammpunkt von 28 °C und darunter usw.
Kategorie B– explosions- und feuergefährliche Industrien, die mit der Verwendung brennbarer Gase verbunden sind, deren untere Explosionsgrenze mehr als 10 % des Luftvolumens beträgt; Flüssigkeiten mit einem Dampfflammpunkt von 28 bis einschließlich 61 * C; Flüssigkeiten, die unter Produktionsbedingungen auf einen Flammpunkt oder höher erhitzt werden; brennbare Stäube und Fasern, deren untere Explosionsgrenze 65 g/m3 oder weniger pro Luftvolumen beträgt, sofern diese Gase, Flüssigkeiten und Stäube in einem Volumen von mehr als 5 % des Raumvolumens explosionsfähige Gemische bilden können. Diese Kategorie umfasst Werkstätten, Abschnitte, Abteilungen für Wagen-, Lokomotiv- und Triebzugdepots sowie Werkstätten von Fabriken mit Produktion Malerarbeiten und die Verwendung von Alkohollacken und -farben mit einem Flammpunkt der Poren von 28 bis einschließlich 61 * C, Lagerhallen und Lagerräume für die angegebenen Lacke und Farben, Dieselkraftstofflager, Pump- und Entwässerungsregale für den Transfer dieses Kraftstoffs, Reparaturwerkstätten für Diesellokomotiven mit Waschung von Kraftstofftanks usw.
Kategorie B– feuergefährliche Industrien, die mit der Verwendung von Flüssigkeiten mit einem Dampfflammpunkt über 61 * C verbunden sind; brennbare Stäube oder Fasern, deren untere Explosionsgrenze mehr als 65 g/m3 pro Luftvolumen beträgt; Stoffe, die nur bei Wechselwirkung mit Wasser, Luftsauerstoff oder untereinander brennen können; feste brennbare Stoffe und Materialien. Beispiele für Produktionen in dieser Kategorie sind die Schmieranlagen von Lokomotiv- und Waggonsdepots und -fabriken, die Ölanlagen von Umspannwerken, Schwellenimprägnierungs- und Schwellenreparaturanlagen sowie Holzlager. Containerdepots, Fahrkartenschalter, Kommunikationszentren, Bibliotheken usw.
Kategorie G– Produktion im Zusammenhang mit der Verarbeitung nicht brennbarer Stoffe und Materialien in heißem, geschmolzenem oder glühendem Zustand, begleitet von der Freisetzung von Strahlungswärme, Funken und Flammen; solide. flüssige und gasförmige Stoffe, die verbrannt oder als Brennstoff genutzt werden. Diese Produktionskategorie umfasst Diesellokomotivdepots, Warmprägewerkstätten, Guss-, Verbands-, Trolley- und Schweißbereiche verschiedene Workshops, Schmieden usw.
Kategorie D– Produktion im Zusammenhang mit der Verarbeitung nicht brennbarer Stoffe und Materialien im kalten Zustand. Dazu gehören Kaltmetallverarbeitungsbetriebe, Blas- und Kompressorstationen, Depots für Elektrolokomotiven usw.
Kategorie E– Herstellung von Sprengstoffen, bei der brennbare Gase ohne flüssige Phase und explosiver Staub in solchen Mengen verwendet werden, dass sie volumenmäßig explosionsfähige Gemische bilden können. 5 % des Raumvolumens übersteigt, und wann, je nach den Bedingungen technologischer Prozess es ist nur eine Explosion möglich (ohne anschließende Verbrennung); Stoffe, die bei Wechselwirkung mit Wasser, Luftsauerstoff oder untereinander explodieren können (auch ohne anschließende Verbrennung). Zu den Produktionsanlagen der Kategorie E gehören Batterien, Acetylen-Produktionsstandorte und -stationen, Räumlichkeiten für automatische Telefonzentralen, Signal- und Kommunikationsposten usw.
Anlagen, in denen brennbare Flüssigkeiten verarbeitet oder verwendet werden, stellen eine große Brandgefahr dar. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass brennbare Flüssigkeiten leicht entzündlich sind, stärker brennen, explosive Dampf-Luft-Gemische bilden und mit Wasser nur schwer zu löschen sind.
Verbrennung von Flüssigkeiten tritt nur in der Dampfphase auf. Die Verdampfungsgeschwindigkeit und die Menge des Flüssigkeitsdampfes hängen von seiner Art und Temperatur ab. Die Menge an gesättigtem Dampf über der Oberfläche einer Flüssigkeit hängt von ihrer Temperatur und dem Atmosphärendruck ab. Im Sättigungszustand ist die Anzahl der verdampfenden Moleküle gleich der Anzahl der kondensierenden und die Dampfkonzentration bleibt konstant. Die Verbrennung von Dampf-Luft-Gemischen ist nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich möglich, d. h. Sie sind durch Konzentrationsgrenzen der Flammenausbreitung (NKPRP und VKPRP) gekennzeichnet.
Untere (obere) Konzentrationsgrenzen der Flammenausbreitung– der minimale (maximale) Gehalt eines brennbaren Stoffes in einem homogenen Gemisch mit einer oxidierenden Umgebung, bei dem es möglich ist, dass sich eine Flamme durch das Gemisch bis zu einer beliebigen Entfernung von der Zündquelle ausbreitet.
Konzentrationsgrenzen kann in Form der Temperatur ausgedrückt werden (bei atmosphärischer Druck). Die Flüssigkeitstemperaturwerte, bei denen die Konzentration gesättigter Dämpfe in der Luft über der Flüssigkeit gleich den Konzentrationsgrenzen der Flammenausbreitung ist, werden als Temperaturgrenzen der Flammenausbreitung (Zündung) bezeichnet (untere bzw. obere - NTPRP und VTPRP). .
Somit lässt sich der Prozess der Entzündung und Verbrennung von Flüssigkeiten wie folgt darstellen. Zur Zündung muss die Flüssigkeit auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden (mindestens die untere Temperaturgrenze der Flammenausbreitung). Nach der Zündung muss die Verdampfungsrate ausreichend sein, um eine kontinuierliche Verbrennung aufrechtzuerhalten. Diese Merkmale der Verbrennung von Flüssigkeiten sind durch Flamm- und Zündtemperaturen gekennzeichnet.
Gemäß GOST 12.1.044 " Brand- und Explosionsgefahr von Stoffen und Materialien", der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur eines kondensierten Stoffes, bei der sich unter besonderen Prüfbedingungen über seiner Oberfläche Dämpfe bilden, die sich in der Luft durch eine Zündquelle entzünden können; eine stabile Verbrennung findet nicht statt. Der Flammpunkt entspricht dem untere Temperaturgrenze der Zündung.
Flammpunkt Wird zur Beurteilung der Brennbarkeit einer Flüssigkeit sowie zur Entwicklung von Maßnahmen zur Gewährleistung der Brand- und Explosionssicherheit technologischer Prozesse verwendet.
Zündtemperatur ist der niedrigste Wert der Flüssigkeitstemperatur, bei dem die Verdampfungsintensität so groß ist, dass nach der Zündung durch eine äußere Quelle eine selbständige Flammenverbrennung auftritt.
Je nach Zahlenwert Flammpunkte von Flüssigkeiten werden in brennbar (brennbar) und brennbar (GC) unterteilt.
Zu den brennbaren Flüssigkeiten zählen Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von nicht mehr als 61 °C in einem geschlossenen Tiegel oder 66 °C in einem offenen Tiegel.
Bei brennbaren Flüssigkeiten liegt die Zündtemperatur normalerweise 1–5 °C höher als der Flammpunkt, und bei brennbaren Flüssigkeiten kann dieser Unterschied 30–35 °C erreichen.
Gemäß GOST 12.1.017-80 werden brennbare Flüssigkeiten je nach Flammpunkt in drei Kategorien eingeteilt.
Besonders gefährlich sind brennbare Flüssigkeiten– mit einem Flammpunkt von -18 o C und darunter im geschlossenen Tiegel oder von -13 o C und darunter im offenen Tiegel. Zu den besonders gefährlichen brennbaren Flüssigkeiten gehören Aceton, Diethylalkohol, Isopentan usw.
Ständig gefährliche brennbare Flüssigkeiten– Dabei handelt es sich um brennbare Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von -18 °C bis +23 °C im geschlossenen Tiegel bzw. von -13 °C bis +27 °C im offenen Tiegel. Dazu gehören Benzyl, Toluol, Ethylalkohol, Ethylacetat usw.
Bei erhöhten Temperaturen sind brennbare Flüssigkeiten gefährlich– Dabei handelt es sich um brennbare Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von 23 o C bis 61 o C in einem geschlossenen Tiegel. Dazu gehören Chlorbenzol, Terpentin, Testbenzin usw.
Flammpunkt von Flüssigkeiten Zugehörigkeit zur gleichen Klasse (flüssige Kohlenwasserstoffe, Alkohole usw.) ändert sich natürlich in der homologen Reihe und nimmt mit zunehmender Größe zu Molekulargewicht, Siedepunkt und Dichte. Der Flammpunkt wird experimentell und rechnerisch ermittelt.
Der Flammpunkt wird experimentell im geschlossenen Zustand bestimmt offener Typ:
- in einem geschlossenen Tiegel Martens-Pensky-Gerät gemäß der in GOST 12.1.044-89 festgelegten Methodik – für Erdölprodukte;
– im offenen Tiegel auf dem VNIIPO-TV-Gerät gemäß der in GOST 12.1.044-89 angegebenen Methode – für chemische organische Produkte und auf dem Brenken-Gerät gemäß der in demselben GOST festgelegten Methode – für Erdölprodukte und Öle.
Die Explosions- und Brandgefahr von Stoffen hängt von ihrem Aggregatzustand (gasförmig, flüssig, fest), ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften, ihren Lagerbedingungen und ihrer Verwendung ab.
Die Hauptindikatoren, die die Brandgefahr charakterisieren brennbare Gase sind die Konzentrationsgrenzen der Zündung, Zündenergie, Verbrennungstemperatur, normale Flusw.
Die Verbrennung eines Gas-Luft-Gemisches ist innerhalb bestimmter Grenzen, sogenannter Zündkonzentrationsgrenzen, möglich. Es werden die minimalen und maximalen Konzentrationen brennbarer Gase in der Luft genannt, die sich entzünden können die untere bzw. obere Entflammbarkeitsgrenze.
Die Zündenergie wird durch die minimale Energie eines elektrischen Entladungsfunkens bestimmt, der ein bestimmtes Gas-Luft-Gemisch zündet. Die Menge der Zündenergie hängt von der Art des Gases und seiner Konzentration ab. Die Zündenergie ist eines der Hauptmerkmale explosionsgefährdeter Umgebungen, wenn es um die Gewährleistung der Explosionssicherheit elektrischer Geräte und die Entwicklung von Maßnahmen zur Verhinderung der Bildung statischer Elektrizität geht.
Verbrennungstemperatur- Dies ist die Temperatur des Produkts einer chemischen Reaktion während der Verbrennung des Gemisches ohne Wärmeverlust. Dies hängt von der Art des brennbaren Gases und der Konzentration seiner Mischung ab. Die höchste Verbrennungstemperatur für die meisten brennbaren Gase liegt bei 1600–2000 °C.
Die normale Flist die Geschwindigkeit, mit der sich die Grenzfläche zwischen dem verbrannten und dem unverbrannten Teil des Gemisches relativ zum unverbrannten Teil bewegt. Numerisch ist die normale Flammengeschwindigkeit gleich der Menge (Volumen) der brennbaren Mischung, die pro Flammenflächeneinheit und Zeiteinheit verbrannt wird. Die normale Flammengeschwindigkeit hängt von der Art des Gases und der Konzentration seiner Mischung ab. Bei den meisten brennbaren Gasen liegt die normale Flammengeschwindigkeit im Bereich von 0,3–0,8 m/s.
Die normale Flammengeschwindigkeit ist eine der wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften, die die Eigenschaften der Mischung und die Verbrennungsgeschwindigkeit und damit die Explosionszeit bestimmen. Je höher die normale Flammengeschwindigkeit ist, desto kürzer ist die Explosionszeit und desto strenger sind ihre Parameter.
Die Verbrennung brennbarer und brennbarer Flüssigkeiten erfolgt nur in Dampfphase. In einem bestimmten Konzentrationsbereich ist eine Verbrennung von Dämpfen in der Luft sowie von Gasen möglich. Da der maximal mögliche Dampfgehalt in der Luft nicht größer sein kann als im gesättigten Zustand, können die Konzentrationsgrenzen der Zündung durch die Temperatur ausgedrückt werden. Die Flüssigkeitstemperaturwerte, bei denen die Konzentration gesättigter Dämpfe in der Luft über der Flüssigkeit den Konzentrationsgrenzen der Zündung entspricht, werden als Zündtemperaturgrenzen (untere bzw. obere) bezeichnet.
Damit sich eine Flüssigkeit entzünden und verbrennen kann, ist es daher erforderlich, dass die Flüssigkeit auf eine Temperatur erhitzt wird, die nicht unter der unteren Zündtemperaturgrenze liegt. Nach der Zündung muss die Verdampfungsrate ausreichend sein, um eine kontinuierliche Verbrennung aufrechtzuerhalten. Diese Merkmale der Verbrennung von Flüssigkeiten sind durch Flamm- und Zündtemperaturen gekennzeichnet.
Flammpunkt ist der niedrigste Wert der Flüssigkeitstemperatur, bei dem sich über ihrer Oberfläche ein Dampf-Luft-Gemisch bildet, das durch eine äußere Zündquelle entzündet werden kann. In diesem Fall findet keine stabile Verbrennung der Flüssigkeit statt.
Anhand ihres Flammpunktes werden Flüssigkeiten in brennbare Flüssigkeiten (brennbare Flüssigkeiten) eingeteilt. deren Flammpunkt 45 °C nicht überschreitet (Alkohole, Aceton, Benzin usw.) und brennbare Kraftstoffe (GL), deren Flammpunkt mehr als 45 °C beträgt (Öle, Heizöle, Glycerin usw.) .
Zündtemperatur ist der niedrigste Temperaturwert einer Flüssigkeit, bei dem die Intensität ihrer Verdampfung so groß ist, dass nach der Zündung durch eine äußere Quelle eine selbständige Flammenverbrennung auftritt. Bei brennbaren Flüssigkeiten liegt die Zündtemperatur normalerweise 1–5 °C höher als der Flammpunkt, bei brennbaren Flüssigkeiten kann dieser Unterschied 30–35 °C erreichen.
Dampf-Luft-Gemische sowie Gas-Luft-Gemische sind explosionsgefährlich. Ihre Explosivität wird durch Parameter charakterisiert, die die Explosivität von Gas-Luft-Gemischen bestimmen – Zündenergie, Verbrennungstemperatur, normale Flusw.
Feuergefahr feste brennbare Stoffe Stoffe und Materialien werden durch den Heizwert von 1 kg Stoff, die Verbrennungs-, Selbstentzündungs- und Zündtemperaturen, die Abbrandgeschwindigkeit und die Verbrennungsausbreitung über die Oberfläche von Materialien charakterisiert.
Die Brand- und Explosionseigenschaften von Stäuben werden durch die Konzentrationen des Staub-Luft-Gemisches, das Vorhandensein einer Zündquelle mit ausreichender Wärmeenergie, die Größe der Staubpartikel usw. bestimmt.
Kleine Partikel fester brennbarer Stoffe mit einer Größe von 10~5-10~7 cm können lange Zeit in der Luft schweben und ein dispergiertes System – eine Luftsuspension – bilden. Um eine Luftsuspension zu zünden, ist es erforderlich, dass die Staubkonzentration in der Luft nicht unter der unteren Zündkonzentrationsgrenze liegt. Die obere Zündkonzentrationsgrenze des Staub-Luft-Gemisches ist in den meisten Fällen sehr hoch und schwer zu erreichen (für Torfstaub – 2200 g/m3, Puderzucker – 1350 g/m3).
Die thermische Energie der Zündquelle zur Zündung des Staub-Luft-Gemisches muss in der Größenordnung von mehreren MJ oder mehr liegen.
Abhängig vom Wert der unteren Zündkonzentrationsgrenze werden Stäube in explosionsgefährliche und feuergefährliche Stäube unterteilt. Zu den explosionsfähigen Stäuben zählen Stäube mit einer unteren Explosionsgrenze von bis zu 65 g/m3 (Schwefel-, Zucker-, Mehlstaub) und zu den feuergefährlichen Stäuben gehören Stäube mit einer unteren Explosionsgrenze über 65 g/m3 (Tabak- und Holzstaub).
Die Brandgefahr von Stoffen und Materialien ist gekennzeichnet durch: und Eigenschaften wie die Tendenz einiger Substanzen und Materialien, sich bei Kontakt mit Luft zu elektrisieren und spontan zu entzünden (Phosphor, Schwefelmetalle usw.). Wasser (Natrium, Kalium, Calciumcarbid usw.) und untereinander (Methan + Chlor, Salpetersäure + Sägemehl usw.).
Die Brandgefahr von nicht brennbaren Stoffen und Materialien wird durch die Temperatur, bei der sie verarbeitet werden, die Möglichkeit der Entstehung von Funken, Flammen, Strahlungswärme sowie den Verlust der Tragfähigkeit und Zerstörung bestimmt.
Im letzten Jahrzehnt ist die Zahl der Tanklager zur Lagerung von Öl und Erdölprodukten gewachsen, eine beträchtliche Anzahl unterirdischer Stahlbetontanks mit einem Volumen von 10, 30 und 50.000 m3 sowie oberirdische Metalltanks mit einem Volumen von 10.000 und 20.000 m3 m3 wurden gebaut, Tankkonstruktionen mit Pontons und Schwimmdächern mit einem Volumen von 50.000 m 3, in der Region Tjumen wurden Stauseen mit einem Volumen von 50.000 m auf einer Pfahlgründung gebaut.
Mittel und Taktiken zum Löschen von Öl- und Erdölproduktbränden werden entwickelt und verbessert.
Tanklager werden in 2 Gruppen eingeteilt.
Das erste sind Rohstoffparks von Ölraffinerien und petrochemischen Anlagen; Grundlagen von Erdöl und Erdölprodukten. Diese Gruppe ist abhängig von der Kapazität des Parks (in Tausend m3) in drei Kategorien unterteilt.
St. 100................................................ 1
20-100.................................... 2
Bis zu 20................................................. .... 3
Die zweite Gruppe sind Tanklager, die dazu gehören Industrieunternehmen, dessen Volumen für unterirdische Tanks mit brennbaren Flüssigkeiten 4000 (2000), für gasförmige Flüssigkeiten 20.000 (10.000) m 3 beträgt. Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf oberirdische Tanks.
Klassifizierung von Tanks.Je nach Material: Metall, Stahlbeton. Nach Standort: oberirdisch und unterirdisch. Nach Formular: zylindrisch, vertikal, zylindrisch horizontal, kugelförmig, rechteckig. Durch Druck im Tank: Bei einem Druck, der dem Atmosphärendruck entspricht, sind die Tanks mit Atemgeräten ausgestattet, bei einem Druck über dem Atmosphärendruck, d. h. 0,5 MPa, mit Sicherheitsventilen.
Stauseen in Parks können in Gruppen oder einzeln platziert werden.
Für DVZh Gesamtkapazität
eine Tankgruppe mit Schwimmdach oder Pontons beträgt nicht mehr als 120 und mit Festdächern bis zu 80.000 m 3.
Für gasförmige Flüssigkeiten darf das Fassungsvermögen einer Tankgruppe 120.000 m3 nicht überschreiten.
Die Abstände zwischen oberirdischen Gruppen betragen 40 m, unterirdisch 15 m. Die Einfahrten sind 3,5 m breit und haben harte Oberflächen.
Löschwasserversorgung muss den Wasserfluss zur Kühlung von Bodentanks (außer Tanks mit Schwimmdach) über den gesamten Umfang gemäß SNiP sicherstellen.
Der Löschwasservorrat sollte bei oberirdischen Tanks 6 Stunden und bei unterirdischen Tanks 3 Stunden betragen.
Die Kanalisation im Damm wird auf der Grundlage des Gesamtdurchflusses von gefördertem Wasser, atmosphärischem Wasser und 50 % des berechneten Durchflusses für die Kühlung der Tanks berechnet.
Merkmale der Brandentwicklung. Brände in Tanks beginnen in der Regel mit einer Explosion eines Dampf-Luft-Gemisches im Gasraum des Tanks und dem Abbruch des Daches oder einem Ausbruch eines „fetten“ Gemisches ohne Abriss des Daches, aber mit einer Verletzung der Integrität seiner einzelnen Orte.
Die Explosionskraft ist normalerweise in Tanks größer, in denen ein großer Gasraum vorhanden ist, der mit einer Mischung aus Erdölproduktdampf und Luft gefüllt ist (niedriger Flüssigkeitsstand).
Abhängig von der Stärke der Explosion in einem vertikalen Metalltank kann folgende Situation beobachtet werden:
das Dach wird komplett abgerissen und in einer Entfernung von 20-30 m zur Seite geschleudert. Die Flüssigkeit verbrennt über die gesamte Fläche des Tanks;
das Dach steigt leicht an, löst sich ganz oder teilweise und bleibt dann halb untergetaucht in der brennenden Flüssigkeit (Abb. 12.11);
Das Dach verformt sich und bildet kleine Lücken an den Befestigungspunkten zur Tankwand sowie in den Schweißnähten.
ny Nähte des Daches selbst. Dabei brennen brennbare Flüssigkeitsdämpfe über den entstandenen Rissen. Bei einem Brand in vergrabenen (unterirdischen) Tanks aus Stahlbeton führt die Explosion zur Zerstörung des Daches, in dem sich Löcher bilden große Größen, dann kann die Beschichtung während eines Brandes aufgrund der hohen Temperatur und der Unfähigkeit, ihre tragenden Strukturen abzukühlen, über die gesamte Fläche des Tanks zusammenbrechen.
Bei zylindrischen horizontalen, kugelförmigen Tanks kollabiert der Boden bei einer Explosion meist, wodurch sich die Flüssigkeit großflächig ausbreitet und eine Gefahr für benachbarte Tanks und Bauwerke darstellt.
Der Zustand des Tanks und seiner Ausrüstung nach dem Ausbruch eines Brandes bestimmt die Löschmethode und
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