Охрана труда

2.4 Опасные факторы комплексного характера

К опасным факторам комплексного характера относятся такие факторы, при возникновении которых имеют место различные ОВПФ: механические, химические, физические и др.

Например, при возникновении пожара при горении выделяются вредные вещества, человек подвергается воздействию теплового излучения большого уровня, возможно обрушение конструкций и механическое травмирование и т. д. Пожар — это чрезвычайная ситуация, и совокупность возникающих при нем ОВПФ определяется характером пожара и объекта возгорания.

Герметичные системы, находящиеся под давлением, при разрушении приводят к поражению человека осколками и обломками разлетающихся конструкций, ударной волной. В зависимости от степени опасности среды, находящейся в герметичных системах, возможно отравление людей, а при наличии горючих сред — возникновение пожара и взрыва.

Статическое электричество может создавать электростатические поля большой напряженности, а возникшая при разряде электростатических зарядов искра может стать причиной пожара и взрыва.

2.4.1 Пожаровзрывоопасность

Основные сведения о пожаре и взрыве

Пожар — неконтролируемое горение вне специального очага наносящее материальный ущерб и создающее опасность для жизни и здоровья людей.

Горение — окислительный процесс, возникающий при контакте горючего вещества, окислителя и источника зажигания.

По скорости распространения пламени горение подразделяется на нормальное (дефлаграционное), при котором пламя распространяется со скоростью до нескольких десятков метров в секунду; взрывное — при скорости распространения пламени до нескольких сотен метров в секунду и детонационное — при распространении пламени со скоростью до нескольких тысяч метров в секунду.

В процессе реакции горения сгорание веществ может быть полным и неполным.

Концентрацию горючего вещества и окислителя, при которой происходит полное сгорание вещества, называют стехиометрической.

Расчет стехиометрического содержания горючего вещества для углеводородов осуществляется по формуле:

парообразных продуктов, которые свободно рассеиваются в атмосфере. Тление твердого вещества возможно при недостатке кислорода в зоне горения, при недостатке выделяющейся в зоне теплоты, при очень быстром отводе выделяющейся теплоты из зоны возникшей реакции горения.

Холоднопламенное горение — основная форма нетеплового самовозгорающегося режима реакции, которая при этом остается незавершенной, т. к. не вся химическая энергия реагирующей смеси расходуется на разогрев продуктов реакции.

Для оценки пожаро- и взрывоопасности производств необходимо знать показатели пожаро- и взрывоопасности веществ, используемых в производственных процессах.

Горючие вещества, применяемые в производстве, подразделяются на:

газообразные — вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 °С равно или выше 300 кПа;

жидкие — вещества с температурой плавления не более 50˚С;

твердые — вещества с температурой плавления, превышающей 50°С;

пыли — размельченные твердые вещества с размером частиц менее

850 мкм.

Горючесть — это способность вещества или материала к горению под воздействием источника зажигания.

По горючести (возгораемости) материалы подразделяются на три грѵппы:

негорючие (несгораемые),

грудногорючие (трудносгораемые);

горючие (сгораемые).

Принято считать негорючими такие материалы, которые не горят, не тлеют и не обугливаются под воздействием открытого м пламени или высокой температуры.

Трудногорючие материалы — материалы, которые загораются и горят только при воздействии на них открытого огня.

Горючие материалы — материалы, горение которых продолжается после удаления источника огня, которым они были подожжены.

Горючие материалы и вещества подразделяются на:

легковоспламеняющиеся вещества и материалы, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30˚С) воздействия источника зажигания

снизкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т. п.);

вещества средней воспламеняемости, которые воспламеняются от длительного воздействия источника зажигания с низкой температурой;

трудновоспламеняющиеся вещества, которые способны воспламеняться только под действием мощного источника зажигания.

К легковоспламеняемым веществам относятся прежде всего горючие жидкости (ЛВЖ — легковоспламеняемые жидкости). ЛВЖ — горючие жидкости

стемпературой вспышки в закрытом тигле не выше 61°С или в открытом тигле не выше 66°С.

К горючим жидкостям (ГЖ) относятся такие, которые способны самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, но имеют температуру вспышки выше 61°С в закрытом тигле.

Температура вспышки — наименьшая температура горючего вещества, при которой образовавшиеся над его поверхностью пары и газы способны вспыхивать в воздухе от источника зажигания, однако скорость образования паров или газов еще недостаточна для поддержания устойчивого горения.

Температура вспышки является одним из критериев, по которому устанавливают безопасные способы хранения, транспортирования и применения веществ.

Ацетон имеет температуру вспышки -18°С, разные сорта бензина от -39 до - 17°С, керосин +40°С, масло трансформаторное +147°С.

Основными показателями взрыво- и пожароопасности твердых и жидких веществ являются температура воспламенения и самовоспламенения.

Температура воспламенения — наименьшая температура вещества, при которой вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания начинается устойчивое горение.

Температуру воспламенения применяют для установления группы горючести веществ, оценки пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ.

Для ЛВЖ температура воспламенения отличается от температуры вспышки на 1...5°С, для других веществ — на 20°С и более.

Температура самовоспламенения — самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением.

Температура самовоспламенения газов и паров горючих жидкостей находится в пределах 250...700°С; для твердых веществ (цинка, магния, алюминия) — 450...800 °С; дерева, каменного угля торфа — 250...450°С.

В зависимости от температуры самовоспламенения различают

горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения выше температуры окружающей среды;

горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения равную температуре окружающей среды;

горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения ниже температуры окружающей среды.

Последние вещества называют самовозгорающимися, т. к. они могут загораться без внесения тепла извне и представляют собой большую опасность.

Самовозгорающиеся вещества подразделяют на три группы:

вещества, способные самовозгораться от воздействия воздуха (например, растительные масла и животные жиры, бурый и каменный уголь, торф, обтирочные концы, древесные опилки и т. п.);

вещества, подверженные самовозгоранию при действии на них воды (например, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, металлические калий и натрий и др.);

вещества, самовозгорающиеся в результате смешения друг с другом;

вэту группу входят различные газообразные, жидкие и твердые окислители (галлоиды — хлор, бром; ацетилен, водород, метан и этилен в смеси с хлором самовозгораются).

Основными показателями пожаро- и взрывоопасности горючих газов и паров являются нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения (взрываемости), выраженные в объемной доле компонента в смеси (%) или в массовых концентрациях (мг/м 3).

Минимальная концентрация горючих газов, паров, пыли в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НПВ).

Максимальная концентрация горючих газов, паров и пыли, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения (ВПВ).

Область смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения, называется областью воспламенения.

Нижнему и верхнему концентрационным пределам соответствуют нижний и верхний температурные пределы.

Температурные пределы воспламенения паров — это такие значения температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно НПВ и ВПВ, и называются соответственно нижним (НТПВ) и верхним (ВТПВ) температурными пределами воспламенения.

При определении степени опасности пыли, находящейся во взвешенном состоянии в производственном помещении, необходимо учитывать в первую очередь ее способность образовывать с воздухом (кислородом) взрывоопасные смеси, а также чувствительность таких смесей к различным источникам воспламенения. Пыль, осевшая на поверхностях различных предметов, может взрываться только после ее перехода во взвешенное состояние (аэрозоль). Для начала ее горения или взрыва необходим источник зажигания. В осевшем состоянии степень пожаровзрывопасности пыли определяется возможностью ее самовозгорания.

Основные причины и источники пожаров и взрывов. Основные причины пожаров на предприятиях: нарушение технологического режима — 33%; неисправность электроустановок —16%; самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию, — 10%.

Открытое пламя и искры наиболее часто являются источником зажигания различной горячей среды (открытое пламя и искры возникают при сварке, резке металлов, заточке инструмента, зачистке швов и целом ряде других технологических процессов). Наиболее частой причиной пожара из-за неисправности электроустановок являются: короткие замыкания, особенно с образованием электрической дуги; перегрузка электрической сети в результате подключения потребителей (машин, оборудования и т. д.) повышенной

мощности, на которую не рассчитана электрическая сеть. Причиной пожара могут быть разряды статического электричества, а также разряды молнии.

Опасные факторы пожара. Независимо от причин пожар характеризуется рядом опасных факторов, воздействующих на людей и материальные ценности в условиях производства.

Опасный фактор пожара (ОФП) — фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу. К ОФП относятся следующие:

открытое пламя и искры;

повышенная температура окружающей среды;

токсичные продукты горения;

дым;

пониженная концентрация кислорода;

последствия разрушения и повреждения объекта;

опасные факторы, проявляющиеся в результате взрыва (ударная волна, пламя, обрушение конструкций и разлет осколков, образование вредных веществ с концентрацией в воздухе существенно выше ПДК).

Пламя чаще всего поражает открытые части тела. Очень опасны ожоги, получаемые от горящей одежды, которую трудно потушить и сбросить. Особенно легко воспламеняется одежда из синтетических тканей. Температурный порог жизнеспособности тканей человека составляет около 45°С.

Повышенная температура окружающей среды, поверхностей предметов нарушает тепловой режим тела человека, вызывает перегрев, ухудшение самочувствия из-за интенсивного выведения необходимых организму солей, нарушения ритма дыхания, деятельности сердца и сосудов. Необходимо избегать длительного облучения инфракрасными лучами интенсивностью около 540 Вт/м2

икратковременного облучения с интенсивностью 1050 Вт/м2. Температура тела человека в зоне облучения при пожаре не должна превышать 39...40 °С, т. к. при этом возникает опасность теплового удара, а при 60...70°С в организме человека происходят необратимые изменения, при которых наступает смерть.

Токсичные продукты горения. Состав продуктов сгорания зависит от состава горящего вещества и условий, при которых происходит его горение. При горении прежде всего выделяется большое количество оксида углерода (СО),

углекислого газа (С02), оксидов азота (NOx), которые заполняют объем помещения, в котором происходит горение, и создают опасные для жизни человека концентрации. Концентрация СО может достигать 100% от объема помещения, в то время как при 1% объемной концентрации человек теряет

сознание, а затем может наступить смерть. Концентрация углекислого газа С02 более 3...4% становится опасной при вдыхании воздуха с такой концентрацией более получаса. Концентрация углекислого газа в 8...10% вызывает быструю потерю сознания и смертельный исход.

Однако в продуктах сгорания могут быть и значительно более токсичные вещества, например цианистый водород (HCN) и др. Наиболее опасны продукты сгорания различных синтетических веществ, пластмасс.

Дым, выделяющийся при пожаре, очень разнообразен по своему составу и свойствам. По цвету он может быть белым, серым, черным и представляет собой аэрозоль, состоящий из мельчайших твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в продуктах сгорания. В дыме содержатся раздражающие и токсичные вещества, дым снижает видимость, в результате чего теряется ориентация человека в помещении и усложняются условия эвакуации.

Недостаток кислорода. Нормальное содержание кислорода в атмосферном воздухе примерно 21% по объему. При пожаре атмосферный кислород расходуется как окислитель в реакции горения, и его концентрация в помещении резко снижается. Человек теряет сознание при концентрации кислорода примерно 18 % по объему, возникает удушье. Практика показывает, что наибольшее количество людей погибает при пожарах не от прямого воздействия огня, а от удушья, связанного с недостатком кислорода, и от отравления токсичными продуктами сгорания.

Обрушение и разрушение несущих конструкций здания. При воздействии высоких температур, возникающих в очаге пожара, несущие конструкции здания теряют свою механическую прочность, и происходит их обрушение. Это приводит к гибели людей и большим материальным потерям.

Взрыв приводит к быстрому обрушению конструкции. Человек может быть также поражен ударной волной, разлетающимися осколками и элементами конструкций.

Таким образом, пожары наносят большой материальный и моральный ущерб, ведут к разрушению промышленных зданий, гибели людей.

Категорирование помещений и зданий по степени взрывопожарной опасности. Согласно НПБ 105—95, предусматривается категорирование промышленных и складских помещений, зданий и сооружений по взрывопожарной и пожарной опасности.

Категории помещений и зданий определяются по табл. 2.17.

Таблица 2.17 - Категории помещений по взрывопожарной опасности

Категорирование помещений и зданий применяется для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности.

Категории помещений определяются путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д).

Категория самого здания определяется согласно следующим рекомендациям:

здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% всех помещений или 200 м2. В случае оборудования помещений установками автоматического пожаротушения допускается не относить к категории А здания и сооружения, в которых доля помещений категории А менее 25% (но не более 1000 м2);

к категории Б относятся здания и сооружения, если они не относятся

ккатегории А и суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание

ккатегории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения;

здание относится к категории В, если оно не относится к категории А или Б и суммарная площадь помещений категории А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. В случае оборудования помещений категории А, Б и В установками автоматического пожаротушения допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В не превышает 25% (но не более 3500 м2) суммарной площади всех размещенных в нем помещений;

если здание не относится к категориям А, Б и В и суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений, то здание относится к категории Г. Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не

более 5000 м2), а помещения категорий А, Б, В и Г оборудуются установками автоматического пожаротушения;

здания, не отнесенные к категориям А, Б, В и Г, относят к категории

Д.

На объектах категорий В, Г и Д возникновение отдельных пожаров будет зависеть от степени огнестойкости зданий, а образование сплошных пожаров — от плотности застройки.

2.4.2 Герметичные системы, находящиеся под давлением

Герметизированные системы, в которых под давлениемнаходятся сжатые газы и жидкости (нередко токсичные, пожаровзрывоопасные или имеющие высокую температуру), широко применяются в современном производстве. Такие системы являются источником повышенной опасности, и поэтому при их проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте должны строго соблюдаться установленные правила и нормы. К рассматриваемым установкам, сосудам и системам относят паровые и водогрейные котлы, экономайзеры и пароперегреватели; трубопроводы пара, горячей воды и сжатого воздуха; сосуды, цистерны, бочки; баллоны; компрессорные установки; установки газоснабжения.

Одним из основных требований, предъявляемых к системам, находящимся под давлением, является их герметичность.

Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы устройств и установок.

Принцип герметичности, т. е. непроницаемость, используется во всех устройствах и установках, в которых в качестве рабочего тела применяется жидкость или газ. Этот принцип является также обязательным для вакуумных установок.

Любые системы повышенного давления всегда представляют собой потенциальную опасность.

Классификация герметичных систем. Принцип герметичности, используемый при организации рабочего процесса ряда устройств и установок, является важным с точки зрения безопасности их эксплуатации. Из множества герметичных устройств и установок можно выделить те, которые наиболее широко применяются в промышленности. К ним следует отнести:

Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводам, разбиты на следующие десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов

(табл. 2.18).

Таблица 2.18 – Окраска трубопроводов

Чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца (табл. 2.19).

Таблица 2.19 – Сигнальные цветные кольца, наносимые на трубопроводы

При нанесении колец желтого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской газов и кислот, а также при нанесении колец зеленого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской воды кольца имеют соответственно черные или белые каемки шириной не менее 10 мм. Число предупреждающих колец какого-либо цвета должно соответствовать степени опасности транспортируемого вещества.

Кроме цветных сигнальных колец применяют также предупреждающие знаки, маркировочные щитки и надписи на трубопроводах (цифровое обозначение вещества, слово «вакуум» для вакуум-проводов, стрелки, указывающие направление движения жидкости, и др.), которые располагаются на наиболее ответственных местах коммуникаций.

2 Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов при температурах 223...333 °К (-50...+60 С). Баллоны изготовляют малой вместимости 0,4—12 л, средней — 20—50 л и большой вместимости 80—500 л. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют на рабочие давления 30, 15 и 20 МПа из углеродистой стали и на рабочие давления 15 и 20 МПа из легированной стали.

Для того чтобы легко и быстро распознать баллоны, предназначенные для определенных газов, предупреждать их ошибочное наполнение и предохранять наружную поверхность от коррозии, на заводах-изготовителях баллоны