Пожаровзрывобезопасность. Показатели пожаро- и взрывоопасности.

В ГОСТ 12.1.044 – 89 регламентирована система оценки пожарной опасности веществ и материалов.

В соответствии с этим стандартом при оценке пожарной опасности веществ различают:

- газы — вещества, абсолютное давление паров которых при 50 °С равно или более 300 кПа или критическая температура которых менее 50 °С;

- жидкости — вещества с температурой плавления ниже 50 °С;

- твердые вещества и материалы с температурой плавления более 50 °С;

- пыли — диспергированные твердые вещества и материалы с частицами размером менее 850 мкм.

Перечень показателей, характеризующих пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов, приведен в табл.1.

Таблица 1.

Показатели, характеризующие пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов

Показатели	Применимость показателей
	для газов	для жид­костей	для твердых веществ	для пылей
Группа горючести	+	+	+	+
Температура вспышки	-	+	-	-
Температура воспламенения	-	+	+	+
Температура самовоспламенения	+	+	+	+
Нижний и верхний концентра­ционные пределы распростране­ния пламени	+	+	-	+
Температурные (нижний и верх­ний) пределы распространения пламени	-	+	-	-
Температура саморазогрева	-	-	+	+
Температура тления	-	-	+	+
Температурные условия теплового самовозгорания	-	-	+	+
Минимальная энергия зажигания	+	+	-	+
Кислородный индекс	-	-	+	-
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами	+	+	+	+
Нормальная скорость распростра­нения пламени	+	+	-	-
Скорость выгорания	-	+	-	-
Коэффициент дымообразования	-	-	+	-
Индекс распространения пламени	-	-	+	-
Показатели токсичности продуктов горения полимерных материалов	-	-	+	-
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода	+	+	-	+
Минимальная флешатизирующая концентрация флегматизатора	+	+	-	+
Максимальное давление взрыва	+	+	-	+
Скорость нарастания давления при взрыве	+	+	-	+
Примечание. Знак «+» означает применимость показателя, знак «-» - неприменимость показателя

Наименьшая (наибольшая) концентрация горючих газов, паров жидкостей или пылей в смеси с воздухом, при которой смесь уже (еще) может воспламениться от источника зажигания и пламя распространяется на весь объем горючей смеси, называется нижним (верхним) концентрационным пределом распространения пламени — НКПР (ВКПР).

Чем шире область воспламенения, тем опаснее горючее вещество.

Температура самовоспламенения (T_{самовоспл}) — самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением.

Нормальная скорость распространения пламени (U_H, м/с) — скорость перемещения плоского фронта пламени относительно не сгоревшей горючей смеси в направлении, перпендикулярном к его поверхности.

Минимальная энергия зажигания (W_мин, Дж) — наименьшее значение энергии электрического разряда, способной воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь газа, пара или пыли с воздухом.

Максимальное давление взрыва (Р_макс, кПа) — наибольшее давление, возникающее при дефлаграционном взрыве газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде (аппарате) при начальном давлении смеси 101,3 кПа.

Скорость нарастания давления взрыва (dP/dτ, кПа/с) — производная давления взрыва по времени на восходящем участке зависимости давления взрыва газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде (аппарате) от времени.

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода (МВСК, % (об.)) — концентрация кислорода в горючей смеси, ниже которой воспламенение и горение смеси становятся невозможными.

Температура вспышки (Т_всп, °С) — самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но при этом скорость их образования еще недостаточна для возникновения устойчивого горения.

ЛВЖ — это жидкости, имеющие температуру вспышки не выше 61 °С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом тигле).

ГЖ —это жидкости, имеющие температуру вспышки выше 61 °С (в закрытом тигле) или 66 °С (в открытом тигле).

Температура воспламенения (T_ВОСПЛ, °С) — наименьшая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение. Для ЛВЖ Т_воспл обычно на 1—5°С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30—35 °С.

Зависимость между НТПР (ВТПР) и НКПР (ВКПР) выражается следующим образом:

,

Где , - давления насыщенных паров при НТПР и ВТПР соответственно, - атмосферное давление.

Свойства пожаровзрывоопасных веществ:

1. Горючесть зависит от состояния системы: вещество – окислитель, от температуры, давления, объема. Горючесть пыли зависит от ее измельченности.

По горючести вещества и материалы делятся на 3 группы:

- не горючие (не сгораемые) – не способны гореть в воздухе;

- трудно горючие вещества – способны возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способны самостоятельно гореть;

- горючие вещества и материалы – способные самовозгораться, а так же возгораться от источника зажигания и даже гореть самостоятельно.

Из группы горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющиеся вещества, к ним относятся вещества и материалы, способные воспламеняться (менее 50⁰ С) от источника зажигания с низкой энергией.

2. Температура вспышки.

Вспышка – быстрое сгорание горючей смеси не сопровождающееся образованием газов и не переходящее в продолжительное горение.

Температура вспышки (Т_всп, °С) — самая низкая температура го­рючего вещества, при которой в условиях специальных испыта­ний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но при этом скорость их об­разования еще недостаточна для возникновения устойчивого го­рения.

3. Температура воспламенения (Т_воспл, °С) — наименьшая темпера­тура горючего вещества, при которой в условиях специальных ис­пытаний вещество выделяет горючие пары или газы с такой скоро­стью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное го­рение.

4. Температура самовоспламенения (Т_{самовоспл}) — самая низкая тем­пература вещества, при которой в условиях специальных испыта­ний происходит резкое увеличение скорости экзотермических ре­акций, заканчивающихся пламенным горением.

5. Нижний и верхний предел распространения пламени.

Нижний концентрационный предел распространения пламени – такая объемная массовая доля горючего вещества в смеси с окислительной средой выраженное в % или мг/м3, при которой смесь становится не способной к распространению пламени, т.е. это минимальное содержание горючего вещества в горючей смеси, при которой возможно распространение от источника зажигания.

Верхний концентрационный предел распространения пламени – такая объемная (массовая) доля горючей смеси со средой, выше которой смесь становится не способной к распространению пламени.

Область распространение пламени – область объемных (массовых) долей горючего вещества, заключенное между нижним и верхним концентрационными пределами.

6. Температурные пределы распространения пламени — такие температуры вещества, при ко­торых его насыщенные пары образуют в определенной окислительной среде концентрации, равные со­ответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени (НКПР и ВКПР).

7. Минимальная энергия зажигания – наименьшая энергия искрового разряда, способная воспламенить наиболее легковоспламеняемые смеси вещества с воздухом.