Температурата на согорување на различни супстанции. Температура на пожар при согорување на разни материјали

Значаен фактор што го попречува воведувањето на различни полимерни материјали е нивната опасност од пожар поради запаливост и поврзани процеси.

Запаливост- Ова комплексни карактеристикиматеријал или структура - ја одредува способноста на материјалот да се запали, одржува и шири процесот на согорување. Се карактеризира со следните количини - температура на палење или самозапалување, брзина на согорување и ширење на пламенот по површината, како и услови под кои е можен процесот на согорување (атмосферски состав, индекс на кислород, температура индекс).
Запаливоста се должи на високата содржина на јаглерод и водород од кои се составени полимерните макромолекули. Кога се загреваат, макромолекулите лесно се распаѓаат на заситени и незаситени јаглеводороди со мала молекуларна тежина, кои подлежат на егзотермни реакции на оксидација.

Запаливост- Ова е запалено согорување на супстанција иницирано од извор на палење и продолжува по неговото отстранување. За стапка опасност од пожарсупстанции одреди ја температурата на палење. Меѓу термопластиките, највисоките вредности се за CPVC - 482 °C, како и за полипропилен - 325 °C.

Индекс на кислород, што укажува на процентот на кислород потребен за поддршка на согорувањето на супстанцијата. Содржината на кислород во атмосферата е 21%, а кислородниот индекс на CPVC е 60 - односно, согорувањето на овој материјал може да се случи со дополнително снабдување со 39% кислород. Затоа, овој материјал е класифициран како „само-гасне“. Ова го разликува овој материјал од другите термопластики, како што се полипропилен и полиетилен, чиј индекс на кислород е 17 и затоа неговото согорување продолжува по палењето, големата опасност во такви случаи е формирањето на запалени капки, кои служат како дополнителен извор на палење. Во случај на CPVC, материјалот не се топи и не се формираат топли капки.

Токсичност. Токсичноста на супстанциите што се создаваат за време на согорувањето е непожелен фактор за безбедноста на луѓето. Колку е помал процентот на чад и главните производи за согорување - CO и CO2.
Поврзани процеси на согорување:
- емисија на чад при согорување и изложување на пламен,
- токсичност на производи од согорување и пиролиза - распаѓање на супстанција под влијание на високи температури,
- отпорност на пожар на материјал или производ - способност за одржување на физички и механички карактеристики (јачина, цврстина) и функционални својства кога се изложени на пламен.
Затоа, намалувањето на запаливоста на полимерните материјали е задача да се оптимизира комплексот на карактеристики на создадениот материјал.
Природата на повеќето полимерни материјали е таква што тие не можат да бидат целосно огноотпорни. Единственото нешто што може да се направи е да се намали нивната способност за палење и одржување на согорувањето. За таа цел се користат адитиви кои го попречуваат палењето и ја намалуваат брзината на ширење на пламенот - ретарданти на пламен.

Ориз. Бр. 1. Дијаграм на процесот на согорување

Согорувањето на полимерите е многу сложен физички и хемиски процес (шема 1), вклучувајќи хемиски реакции за време на уништувањето на полимерот, како и хемиски реакции на трансформација и оксидација гасни производи, со интензивно ослободување на топлина и губење на масата на материјата. Како резултат хемиски реакциисе формираат два вида производи за согорување - запаливи и незапаливи гасови и пепел (што содржи јаглерод или минерал). Табелата бр. 1 ги прикажува температурите на палење на полимерите и производите на нивното распаѓање за време на согорувањето.

Табела бр. 1 .

*Материјал*	*Производи за пиролиза*	*Производи за согорување*	*Температура на палење, °C*	*Кислороден индекс, %*
Полиолефини	олефини, парафини, алициклични јаглеводородни остатоци	CO, CO²		17,4
Полистирен	мономери, димери, тримери на стирен	CO, CO²		18,6
Полиакрилати	акрилни мономери	CO, CO²		17,3
ПВЦ	ароматични јаглеводороди, HCl	CO, CO², HCl		47 (само-гасне)
Поликарбонат	CO2, фенол	CO, CO²
Полиамид - 6,6	амини, CO, CO²	CO, CO², NH³, амини		28.7 (само-гасне)
Полиестери	стирен, бензоева киселина	CO, CO²		22,8

При согорување на органски полимерни материјали, оксидирачкиот агенс е атмосферскиот кислород, а горивото е водород и гасовити производи кои содржат јаглерод од уништување на полимерот. Кога се загреваат, макромолекулите лесно се распаѓаат на заситени и незаситени јаглеводороди со мала молекуларна тежина, кои се подложени на егзотермни реакции на оксидација, односно реакцијата е придружена со ослободување на топлина.
Кога горат полимерите, се забележуваат и критични феномени карактеристични за процесите на согорување воопшто. Намалувањето на температурата на пламенот поради една или друга причина доведува до нагло преминување од еден режим на оксидација - согорување - во друг до многу бавна оксидација. Овие режими се разликуваат по брзина за многу редови на големина. Затоа, можеме да зборуваме за постоење на критични услови кои ги одредуваат границите на можното согорување на даден материјал. Треба да се напомене дека овие услови зависат од геометријата на примероците и пламенот, температурата на полимерот и гасната средина и не се апсолутни карактеристики на даден материјал.
Еден од најтипичните примери за практична употреба на критичните појави при согорување на полимери е експерименталниот метод за проценка на нивната запаливост, првпат предложен од англискиот научник Мартин.

Примерокот се запали одозгора со специјален гас режач, по што горилникот се отстранува, а примерокот или продолжува сам да гори, гори речиси до крај, или брзо се гаси. Ваквите експерименти се изведуваат под различни состави на гасната атмосфера, односно различни соодноси на кислород и азот. Критичната концентрација на кислород во смесата (во вол.%), над која е можно независно согорување, а под која не е, се нарекува кислороден индекс(CI) и ја карактеризира запаливоста на овој материјал. Физичка суштинаМетодот е дека како што се намалува концентрацијата на кислород, потрошувачката на топлина за загревање на инертниот гас - азот - се зголемува, температурата на пламенот се намалува, што ги одредува критичните услови на согорување. Во моментов, овој метод е широко користен низ целиот свет.

Табела бр.2 .

Класификација на степенот на запаливост на материјалите според методот Мартин

Индекс	V - 2	V - 1	V - 0
Број на палење
Време на горење по отстранување на пламенот, сек
Вкупно време на согорување на пет примероци, две палење, сек,
Присуство на капки кои ја запалуваат памучната волна	Да	бр	бр	бр	бр
Максимално време на тлеење на примерокот, сек
Согорување на примерокот пред стегање	бр	бр	бр	бр	бр

ВО моменталноПроцесот на транзиција на Единствениот енергетски систем кон унифициран стандард на материјали за градба, усвоен во 2001 година, е при крај. Во овој стандард, запаливоста се одредува со букви од азбуката: А ( заштитник на пламен), Е ( краткорочна отпорност на пожар) и F ( материјали отпорни на оган).

Ретардантите на пожар се поделени на 3 големи групи :

Адитиви од првиот тип се користи главно за термосети (епоксидни, незаситени полиестерски смоли, итн.). За полиестерски смоли, главно се користи дибромонопентил гликол (DBNPG), а за епоксидни смоли најдобриот системсе препознаваат органски фосфорни соединенија. Овие соединенија се вградени во хемиската мрежа на терморегулатори и не ги нарушуваат физичките и механичките својства на производите.
Адитиви од вториот тип тие го запираат согорувањето на полимерот во рана фаза, односно во фаза на неговото термичко распаѓање, придружено со ослободување на запаливи гасовити производи.
Процесот на нагорување вклучува комбинација на формирање на кокс и пенење на површината на полимерот што гори. Добиениот пенлив клеточен кокс слој, чија густина се намалува со зголемување на температурата, го штити материјалот што гори од ефектите на протокот на топлина или пламенот.
Адитиви од трет тип се користи за термопластика, термосети и еластомери.
Постојат неколку видови на такви адитиви, од кои трите најчести се:
кои содржат халогени;
кои содржат фосфор;
метални хидроксиди.

Ефикасноста на забавувачите на пламен што содржат халоген се зголемува во серијата F-Cl-Br-I. Најчесто, соединенијата што содржат хлор и бром се користат како огноотпорни, бидејќи обезбедуваат најдобар сооднос цена/квалитет.

Огноотпорни средства кои содржат бром, се многу поефикасни од оние што содржат хлор, бидејќи нивните производи за согорување се помалку испарливи. Покрај тоа, забавувачите на пламен што содржат хлор ослободуваат хлор во широк температурен опсег, така што неговата содржина во гасната фаза е ниска, а заштитувачите на пламен што содржат бром се распаѓаат во тесен температурен опсег, со што се обезбедува оптимална концентрација на бром во гасната фаза . Огноотпорните соединенија на бром лесно се рециклираат поради нивното високо ниво на отпорност на топлина.

Ретарданти на пламен што содржат хлор: содржат голема количина на хлор и делуваат во гасната фаза. Најчесто се користи во комбинација со антимон оксиди како синергетик. Тие се релативно евтини и не се распаѓаат кога се изложени на светлина, но за да се постигне саканата класа за заштита од пожари бараат голем процент на вклучување во полимерот. Тие се помалку термички стабилни во споредба со ретарданти на пламен што содржат бром, но имаат тенденција да предизвикаат сериозна корозија на опремата.

Ретарданти на пламен што содржат фосфор. Соединенијата што содржат фосфор можат да бидат органски и неоргански. Тие се активни во гасната или кондензирана фаза, а понекогаш и во двете.
Опсегот на соединенија што содржат фосфор е доста широк, и за почеток, можеме да ги поделиме во 2 групи - што содржат халогени и без халогени.
Предноста на соединенијата што содржат халоген и фосфор е тоа што, прво, со елиминирање на халогените радикали за време на распаѓањето, тие ги деактивираат активните радикали H* и OH* според вообичаениот механизам за халогени и, второ, придонесуваат за формирање на газирани структури ( саѓи , пепел).

Синергистички мешавини. Повеќето забавувачи на пламен што содржат халогени се користат во форма на синергистички мешавини со антимон оксиди. Самиот антимон оксид не го забавува согорувањето, бидејќи се топи на температури над температурата на палење на повеќето пластики. Меѓутоа, кога се меша со соединенија што содржат халоген, антимон оксидот формира антимон халиди и оксихалиди, кои се во гасовита состојба на температурата на палење и ги разредуваат запаливите гасови. Дополнително, халидите и оксихалидите делуваат како OH* радикали, слично на дејството на HCl и HBr. Оксидите на антимон често се користат за подобрување на отпорноста на пожар на ПВЦ, поради синергетскиот ефект со хлорот содржан во основниот полимер. Не се препорачува употреба на антимон оксиди во проѕирни и проѕирни производи. Во овој случај, и за производство на производи со подобрени електрични изолациски својства, железниот оксид може да се користи како синергист. Сеопфатните студии покажаа дека антимон оксидот не е канцерогено соединение.

Критериуми за избор на халоген заштитник на пламен.

При изборот на заштитник на пожар, главните фактори се: видот на полимерот, барањата за запаливост и неговото однесување при обработката на полимерот - неговата отпорност на топлина, точката на топење и квалитетот на дисперзија во полимерот.
Ефикасност на ретарданти на пожар не зависиза степенот на нивната дисперзија или растворливост во полимерот, бидејќи повеќето реакции поврзани со инхибиција на согорувањето се случуваат во гасната фаза. Се одредува според стапката на дифузија на халогените радикали и брзината на нивната интеракција со слободните радикали.

Но, неопходно е да се земе предвид ефектот на отпорот на пожар врз физичките, механичките, електричните и другите својства утврдени со конечната употреба на производот. Воведувањето на ретарданти на пожар обично доведува до мало намалување на физичките, механичките, диелектричните и другите оперативни и технолошки својстваматеријали.

Ова е местото каде што униформниот фактор на дисперзија се покажува како важен. Покрај тоа, се препорачува да се избере заштитник на пожар на таков начин што халогените радикали се формираат на иста температура како и запаливите производи од полимерна пиролиза. Така, чистачите на слободните радикали ќе бидат во гасна фаза истовремено со горивото, што ќе обезбеди максимална ефикасност на отпорот на пожар. Брзината на формирање на халогени радикали мора да биде таква што може да се случи апсење на активните радикали се додека температурата на површината останува над температурата на палење на испарливите материи.

Огноотпорни средства од други класи .

Метални хидроксиди .

Алуминиум и магнезиум хидроксиди го заземаат првото место меѓу противпожарните средства во однос на обемот на употреба (повеќе од 40% од вкупниот волумен на огноотпорни средства). Ова се должи на нивната ниска цена во споредба со системите базирани на халоген или фосфор.

Механизам на дејство. Металните хидроксиди се распаѓаат кога се изложени на високи температури, ослободувајќи вода. Реакцијата на распаѓање е ендотермична (придружена со апсорпција на топлина), што доведува до ладење на подлогата до температури под точката на палење. Создавањето вода помага да се разредат запаливите гасови што се ослободуваат за време на распаѓањето, го ослабува ефектот на кислородот и ја намалува стапката на согорување. Ефективноста на хидроксидите е директно пропорционална со нивната содржина во полимерот.

Магнезиум хидроксид (MH) – е бел прав со големина на честички од 0,5 до 5 микрони. За да се постигне соодветен огноотпорен ефект, се внесува во количина од 50-70% од тежината на полимерот. Магнезиум хидроксид е поскап од алуминиум хидроксид, така што опсегот на примена е помал од редот на големината. Но, има една непобитна предност - има поголема отпорност на топлина (до 3000 0 C), затоа може да се користи за обработка на структурни термопластики. Главно се користи во полипропилен, ABS пластика и полифенилиден оксид. Не се препорачува употреба на овој заштитник на пламен во термопластични полиестри (ПЕТ, ПБТ), бидејќи го забрзува уништувањето на таквите полимери.

Фотографиите покажуваат микрографија на честичка од магнезиум хидроксид и пена кокс полимер со магнезиум хидроксид.

Алуминиум хидроксид (ATH) – се користи во еластомери, термосети и термопластика. Се распаѓа на температури од 190 - 2300C во зависност од големината на честичките (0,25-3 микрони). Една од главните области на примена е подобрување на отпорноста на пожар на стирен-бутадиен латекс кој се користи во производството на теписи. Исто така, широко се користи за производство на незапаливи еластомери за изолација на кабли, подвижни ленти, покривни материјалии црева. Можно е да се користат незаситени полиестри за да се зголеми отпорноста на пожар. Овој отпорен на пожар е широко користен во полиолефини, ПВЦ и термопластични еластомери.
Најголема ефикасност се забележува при користење на алуминиум хидроксид во полимери кои содржат кислород - PET, PBT, PA.

Меламин и неговите деривати – мал, но прилично брзо развиен пазарен сегмент.

Вклучува меламин, неговите хомолози и соли со органски и неоргански киселини (борна, цијанурична и фосфорна). Главниот производител на адитиви од овој тип е DSM. Кога се користат забавувачи на пламен што содржат меламин, се јавува ендотермично распаѓање со разредување на гасови, апсорпција на активни радикали со формирање на јаглеродни структури. Покрај тоа, соединенијата што содржат меламин се ефтини, нетоксични и некорозивни за опремата.
Во моментов, оваа класа на огноотпорни средства се користи главно во пенливи и термопластични полиуретани и полиамиди. За полиолефини и термопластични полиестери, исто така, се развиваат средства за забавување на пламен што содржат меламин.

Нанокомпозитиимаат многу предности во однос на традиционалните противпожарни средства. Мали количини на модифицирани слоевити силикати се користат како полнила. Така, нивните механички својства се исти како оние на ненаполнетите полимери. Рециклирањето на нанокомпозитите е многу едноставно, а нанокомпозитите не содржат халогени и се сметаат за еколошка алтернатива.
Механизмот на потиснување на пламенот преку воведување силикатни нанокомпозити се заснова на формирање на јаглероден слој и неговата структура. Јаглеродниот слој го изолира основниот полимер од изворот на топлина и со тоа формира бариера што го намалува ослободувањето на испарливи производи за време на процесот на согорување. Иако потиснувањето на пламенот е релативно нова сфераУпотребата на нанокомпозити како полнила е многу важна за создавање на релативно огноотпорни полимери со подобрени својства. Комбинациите на органоалуминиум со други полнила отпорни на пламен, како што е алуминиум хидроксид, исто така ветуваат.

Обично се користи во комбинација со соединенија кои содржат фосфор, антимон оксиди или метални хидроксиди, кои обезбедуваат поддршка за слојот од графитна пена. Недостаток на графитот е неговата црна боја и електричната спроводливост, што ја ограничува неговата употреба.

Трендови на пазарот за отпорни на пламен.

Глобалниот пазар на отпорни на пламен се проценува на приближно 30% од вкупната потрошувачка на полимерни адитиви (без пигменти и бои). Структурата на пазарот за отпорност на пожар е како што следува:

Пожари од класа А

Дрво и дрвени материјали.

Поради неговата широка употреба, дрвото е многу често главниот запалив материјал. На бродовите се користи како палуба и внатрешна декорацијапрегради (само на мали бродови), постелнина и материјал за сепарација итн. Дрвените материјали содржат рециклирано дрво или дрвени влакна. Тие вклучуваат некои видови изолација, тавани за завршна обработка, иверица и обвивка, хартија, картон и фазер.

Карактеристиките на дрвото и дрвените материјали зависат од нивниот специфичен тип. Сепак, сите овие материјали се запаливи, под одредени услови се јагленосуваат, тлеат, се палат и горат. Како по правило, нивното самозапалување не се случува. За палење обично е потребен извор на палење како што е искра, отворен пламен, жешка површина или топлинско зрачење. Но, како резултат на пиролиза, дрвото може да се претвори во јаглен, чија температура на палење е пониска од температурата на палење на самото дрво.

Дрвото се состои првенствено од јаглерод, водород и кислород, со мали количини на азот и други елементи. Во сува состојба, најголемиот дел од неговата маса е целулоза. Други компоненти на суво дрво вклучуваат шеќер, смоли, минерали(од кој се формира пепел при согорување на дрвото).

Карактеристики на запаливост.

Температурата на палење на дрвото зависи од фактори како што се големината, обликот, содржината на влага и степенот. Како по правило, температурата на самозапалување на дрвото е околу 200 ° C, но општо прифатено е дека 100 C е максималната температура на која дрвото може да биде долго изложено без страв од спонтано согорување.

Стапката на согорување на дрво и материјали засновани на дрво во голема мера зависи од конфигурацијата на производите направени од нив, количината на воздухот што го опкружува, содржината на влага и други фактори. Но, за целосно согорување на дрвото, пареата мора да се ослободи под влијание на топлина.

Оган со бавно горење или зрачен извор на топлина може постепено да пренесе доволно енергија за да започне пиролизата на дрвените производи на преградите и таваните. Ослободените запаливи пареи ќе се измешаат со околниот воздух. Штом оваа смеса е во опсегот на запалливост, кој било извор на палење може да предизвика целата маса да се запали речиси моментално. Оваа состојба се нарекува општа појава. При гаснење пожари поврзани со согорување на запаливи материјали како што се готови дрвени панелипрегради и мебел во мали простори на постари бродови, екипажот мора да преземе мерки на претпазливост против општа појава. На современите бродови, незапаливи материјали се користат во кабини, коридори и други затворени простори.

За повеќето цврсти запаливи материјали, пламенот се движи бавно. Пред да се прошири пламенот, запаливите пареи мора да се ослободат од цврстиот запалив материјал, кои потоа се мешаат со воздухот во одредена пропорција.

Обемните цврсти материјали со мала површина (како што се дебели трупци) горат побавно од цврстите материјали кои се потенки, но имаат поголема површина (како што се листовите од иверица). Цврстите материјали во форма на струготини, струготини и прашина согоруваат побрзо бидејќи вкупната површина на поединечните честички е многу голема. Како по правило, колку е подебел запаливиот материјал, толку подолго е потребно за испарувањата да избегаат во воздухот и толку подолго ќе гори. Како поголема површинаповршината, толку побрзо гори цврстиот материјал, бидејќи голема површина овозможува запаливи материи да се ослободуваат со поголема брзина и брзо да се мешаат со воздухот.

Производи за согорување.Кога дрвото и материјалите на база на дрво согоруваат, тие произведуваат водена пареа, топлина, јаглерод диоксид и јаглерод моноксид. Главната опасност за екипажот е недостатокот на кислород и присуството на јаглерод моноксид. Покрај тоа, кога гори дрвото, се формираат алдехиди, киселини и разни гасови. Овие супстанции сами или во комбинација со водена пареа, во најмала рака, можат да бидат многу иритирачки. Поради токсичноста на повеќето од овие гасови, употребата на апарати за дишење е неопходна кога се работи во или во близина на пожарна зона.

Лицата може да изгорат при директен контакт со пламен или од топлината што се емитува од пожар. Пламенот ретко го напушта материјалот што гори на некое значително растојание. Сепак, некои видови пожари што тлеат може да произведат топлина, чад и гас без видлив оган, а воздушните струи можат да ги однесат далеку од огнот.

Како и повеќето органски материи, дрвото и материјалите на база на дрво имаат способност да произведуваат големи количини чад во почетните фази на пожарот. Во некои случаи, согорувањето може да не биде придружено со формирање на видливи производи од согорување, но обично за време на пожар се ослободува чад, кој, како пламен, служи како видлив знак на пожар. Чадот е често првото предупредување за пожар. Во исто време, формирањето на чад, што значително ја нарушува видливоста и предизвикува иритација на респираторниот систем, обично придонесува за паника.

Текстилни и влакна материјали.

На бродовите широко се користат текстилни материјали во форма на облека, тапацир за мебел, теписи, церади, платно, јажиња и постелнина. Покрај тоа, тие можат да се транспортираат како товар. Речиси сите текстилни материјали се запаливи. Ова го објаснува големиот број пожари поврзани со палењето текстилни материјалии придружени со повреди и смрт.

Растителни (природни) влакна, кои вклучуваат памук, јута, коноп, лен и сисал, се состојат првенствено од целулоза. Памукот и другите влакна се запаливи (температурата на самозапалување на памучните влакна е 400°C). Нивното согорување е придружено со ослободување на чад и топлина, јаглерод диоксид, јаглерод моноксид и вода. Растителните влакна не се топат. Леснотијата на палење, брзината на ширење на пламенот и количината на создадена топлина зависат од структурата и финишот на материјалот, како и од дизајнот на готовиот производ.

Животинските влакна како што се волната и свилата имаат различен хемиски состав од растителните влакна и не горат толку лесно како овие влакна, тие имаат тенденција да тлеат. На пример, волната, која главно се состои од протеини, е потешко да се запали од памукот (температурата на автоматско палење на волнените влакна е 600 ° C) и гори побавно, па затоа е полесно да се изгасне.

Синтетички текстилни материјали се ткаенини направени целосно или главно од синтетички влакна. Тие вклучуваат вискоза, ацетат, најлон, полиестер, акрилик. Опасноста од пожар поврзана со синтетичките влакна често е тешко да се процени бидејќи некои се собираат, се топат и крварат кога се загреваат. Повеќето синтетички текстилни материјали во до различен степензапаливи, а температурата на палење, стапката на горење и другите својства на согорување значително се разликуваат една од друга.

Карактеристики на запаливост.Согорувањето на текстилните материјали зависи од многу фактори, меѓу кои најважни се хемискиот состав на влакната, доработката на ткаенината, нејзината тежина, густината на плетењето на конците и импрегнацијата на отпорна на пламен.

Растителните влакна се запаливи и добро согоруваат, создавајќи значителна количина густ чад. Делумно изгорените растителни влакна може да претставуваат опасност од пожар дури и откако пожарот е изгаснат. Полуизгорените влакна секогаш треба да се отстранат од огнот до места каде повторното палење нема да создаде дополнителни тешкотии. Повеќето балирани растителни влакна брзо апсорбираат вода.

Балите отекуваат и се зголемуваат во тежината кога се хранат големо количествовода во процес на гаснење пожар.

Волната не се запали лесно освен ако не е изложена на силна топлина; повеќе тлее и горат отколку слободно да гори. Сепак, волната придонесува за засилување на пожарите и впива голема количина вода. Овој фактор треба да се земе предвид кога се гаси пожар долго време.

Свилата е најопасното влакно. Лошо се запали и слабо гори. За неговото согорување обично е потребен надворешен извор на топлина. Кога е исончана, свилата ја задржува топлината подолго од другите влакна. Покрај тоа, апсорбира големи количини на вода. Влажната свила може спонтано да се запали. Кога ќе се запали куп свила надворешни знаципожарите се појавуваат само кога балата изгоре до надворешната површина.

Карактеристиките на запаливост на синтетичките влакна зависат од материјалите што се користат во нивното производство. Табелата ги прикажува карактеристиките на запаливост на некои од најчестите синтетички материјали. Овие спецификации можеби не се точни врз основа на лабораториски испитувања. Некои синтетички материјали може да изгледаат отпорни на оган кога се тестираат со мал извор на пламен, како на пример кибрит. Но, ако истите материјали се тестираат со посилен извор на пламен, тие силно согоруваат и целосно изгоруваат, создавајќи големи количини црн чад. Целосните тестови исто така ги даваат истите резултати.

Карактеристики на запаливост на некои синтетички материјали:

Материјал	Карактеристики на запаливост
Ацетат	Запалив приближно исто како и памукот; гори и се топи, пред пламенот
Акрилик	Гори и се топи; омекнува на 235-330°C; температура на палење 560°C
Најлон	Тешко е да се одржи согорувањето; се топи и тече; точка на топење 160 - 260°C; температура на палење 425°C и погоре
Полиестер	Брзо гори; омекнува на 256-292°C и се исцедува; температура на палење 450-485°C
Пластична амбалажа	Не поддржува согорување, се топи
Вискоза	Гори приближно исто како и памукот

Производи за согорување

Како што беше претходно наведено, сите запаливи материјали произведуваат запаливи гасови, пламен, топлина и чад, што доведува до намалени нивоа на кислород. Главните гасови произведени за време на согорувањето се јаглерод диоксид, јаглерод моноксид и водена пареа.

Растителните влакна, како што е јутата, испуштаат големи количини на остар, густ чад кога се согоруваат.

Кога гори волната, таа произведува густ сиво-кафеав чад и исто така произведува водород цијанид, кој е многу отровен гас. Кога волната се јагленисува, таа произведува леплива црна материја која наликува на катран.

Производот на согорување на свилата е порозен јаглен помешан со пепел, кој продолжува да тлее или гори само во услови на силен провев. Тлеењето е придружено со ослободување на светло сив чад, што предизвикува иритација на респираторниот тракт. Под одредени услови, согорувањето на свилата може да ослободи водород цијанид.

Пластика и гума

Производството на пластика користи огромно количество органски материи, вклучувајќи фенол, крезол, бензен, метил алкохол, амонијак, формалдехид, уреа и ацетилен. Пластиката базирана на деривати на целулоза се состои главно од памучни компоненти; Дрвото брашно, дрвната маса, хартијата и ткаенината се користат за производство на многу видови пластика.

Почетните материјали за производство на гума се природни и синтетички гуми.

Природната гума е направена од гумен латекс (сокот на гуменото дрво) со комбинирање со супстанции како саѓи, масла и сулфур. Синтетичката гума има некои карактеристики слични на природната гума. Примери за синтетичка гума се акрилната, бутадиенската и ноопренската гума.

Карактеристики на запаливост.Карактеристиките на запаливост на пластиката се различни. Тие во голема мера зависат од обликот на производите, кои можат да бидат во форма на цврсти профили, филмови и листови, обликувани производи, синтетички влакна, гранули или прав. Однесувањето на пластиката за време на пожар зависи и од нивното хемиски состав, цели и причини за сончање. Многу пластики се запаливи и, во случај на силен пожар, придонесуваат за негово засилување.

Во зависност од брзината на согорување, пластиката може да се подели во три групи.

1 група.Материјали кои воопшто не горат или престануваат да горат кога ќе се отстрани изворот на палење. Оваа група вклучува фенол-алдехидни смоли исполнети со азбест, некои поливинил хлориди, најлон и флуорирани јаглеводороди.

2-ра група.Материјали кои се запаливи и горат релативно бавно; Кога ќе се отстрани изворот на палење, нивното согорување може да престане или може да продолжи. Оваа група на пластика вклучува формалдехиди исполнети со дрво и некои винил деривати.

3-та група.Материјали кои лесно горат и продолжуваат да горат откако ќе се отстрани изворот на палење. Оваа група вклучува полистирен, акрил, дел од целулоза ацетат и полиетилен.

Посебна класа формира најстариот, добро познат вид пластика - целулоид или нитроцелулоза, која е најопасна од пластиката. На температури од 121°C и повеќе, целулоидот многу брзо се распаѓа, без потреба од дополнителен кислород од воздухот. Распаѓањето произведува запаливи пареи. Ако овие испарувања се акумулираат, може да дојде до силна експлозија. Согорувањето на целулоидот е многу насилно и тешко е да се изгасне таков пожар.

Калориската вредност на гумата е приближно два пати поголема од онаа на другите цврсти запаливи материјали. На пример, калориската вредност на гумата е 17,9-10 6 kJ, а на борово дрво е 8,6-10 6 kJ. Многу видови на гума омекнуваат и течат кога согоруваат, а со тоа придонесуваат за брзо ширење на пожарот. Природната гума полека се распаѓа кога првично се загрева, но потоа, на приближно 232°C и погоре, таа почнува брзо да се распаѓа, ослободувајќи гасови кои можат да предизвикаат експлозија. Температурата на самозапалување на овие гасови е приближно 260 °C. Синтетичката гума се однесува слично, но температурата на која почнува брзо да се распаѓа е малку повисока.

За повеќето пластика, во зависност од нивните компоненти, температурата на распаѓање е 350°C или повисока.

Производи за согорување.Согорувањето на пластиката и гумата произведува гасови, топлина, пламен и чад, создавајќи производи од согорување кои можат да предизвикаат токсичност или смрт.

Видот и количината на чад произведен од согорувањето на пластиката зависи од природата на пластиката, присутните адитиви, вентилацијата и дали согорувањето пламнува или тлее. Повеќето пластики се распаѓаат кога се загреваат и произведуваат густ чад. Вентилацијата помага да се исфрли чадот, но не може да обезбеди добра видливост. Оние пластики што горат со чист пламен произведуваат помалку густ чад кога се изложени на оган и висока температура.

Кога гори пластиката што содржи хлор, како што е поливинил хлорид, кој е изолационен материјал за кабли, главниот производ на согорувањето е водород хлоридот, кој има лут, иритирачки мирис. Вдишување на водород хлорид може да предизвика смрт.

Запалената гума испушта густ црн, мрсен чад кој содржи два токсични гасови - водород сулфид и сулфур диоксид. И двата гаса се опасни бидејќи нивното вдишување може да предизвика смрт под одредени услови.

Нормална локација на брод.

Иако бродовите се направени од метал и се чини дека не се запаливи, тие секогаш содржат големи количини на запаливи материјали. Речиси сите овие материјали се транспортираат како товар, складирани во складишта за товар или на палубата, во контејнери или на големо. Покрај тоа, на бродот широко се користат цврсти материјали, чие палење може да предизвика пожари од класа А. Опременоста во станбените простории на патниците, оценките и командниот персонал обично се направени од материјали, чие палење доведува до пожари од класа А. Во салоните и просторите за рекреација може да има софи, фотелји, маси, телевизори, книги и други предмети целосно или делумно направени од овие материјали.

Меѓу локациите на таквите материјали се следниве:

навигациски мост каде што се инсталирани дрвени маси, се концентрирани карти, астрономски годишници и други предмети од запаливи материјали;

столарија, пошто може да има различни видовидрво;

магацин за чамци, во кој се чуваат разни видови растителни јажиња;

метални карго контејнери, кои обично се обложени со дрво или материјали на база на дрво на дното;

простор каде што може да се складира дрва за набавки, скелиња итн.;

ходниците, бидејќи тука често се оставаат голем број кеси со алишта за да се носат до пералната и назад.

Боречки пожари од класа А.

Материјалите кои најверојатно ќе се запалат најдобро е да се изгаснат со вода, најчестото средство за гаснење пожар.

Индикатори за опасност од пожар на супстанции.За целосно да се процени опасноста од пожар од цврсти материи и материјали, како и од течности и гасови, потребни се одредени индикатори.

Температура на палењее најниската температура на запалива материја при која испушта запаливи пареи или гасови со таква брзина што, по палењето од надворешен извор на палење, супстанцијата постојано гори. Температурата на палење е показател за опасност од пожар само на запаливи материи и материјали, бидејќи ја карактеризира нивната способност самостојно да горат.

Температура на самозапалувањее најниската температура на супстанцијата (или нејзината мешавина со воздухот) на која нагло зголемувањебрзина на егзотермни реакции, што доведува до појава на запалено согорување.

Температурата на палење на гасовите и пареите се зема предвид во следниве случаи:

класификација на гасови и пареи на запаливи течности по групи на опасност од експлозија за да се избере типот на електрична опрема (што значи стандардна температура на автоматско палење);

избор на температурни услови за безбедна употреба на супстанција при загревање на високи температури (со користење минимална температурасамозапалување);

пресметките максимум дозволена температуразагревање на нетермички изолирани површини на технолошка, електрична и друга опрема;

испитување на причините за пожарот, доколку е потребно да се утврди дали супстанцијата можела спонтано да се запали од загреана површина.

Склоност кон спонтано согорувањеја карактеризира способноста на голем број супстанции и материјали спонтано да се запалат кога се загреваат на релативно ниски температури или во контакт со други супстанции, како и кога се изложени на топлина што ја создаваат микроорганизмите за време на нивната животна активност. Во согласност со ова, се разликуваат термичко, хемиско и микробиолошко спонтано согорување.

Склоност кон термичко спонтано согорувањесе карактеризира со температури на самозагревање и тлеење, како и зависност на температурата на околината во која се јавува спонтано согорување од големината и обликот на примерокот. Тенденцијата за спонтано согорување се зема предвид при развивање мерки за заштита од пожари.

Температура на самозагревањее најниската температура на која се случуваат практично забележливи егзотермички процеси на оксидација и распаѓање во супстанција или материјал, што може да доведе до спонтано согорување.

Греењето до самозагревачка температура, најниската температура на супстанцијата, потенцијално може да претставува опасност од пожар. Температурата на самозагревање се зема предвид при утврдување на условите за безбедно долгорочно (или постојано) загревање на супстанцијата.

Сигурна температура на греењена дадена супстанција или материјал (без оглед на големината на примерокот) треба да се смета за температура што не надминува 90% од температурата на самозагревање.

Температура на тлеењесе нарекува критична температура на цврста супстанција, при која стапката на самозагревање нагло се зголемува, што доведува до појава на извор на тлеење. Температурата на тлеење се зема предвид при истражување на причините за пожари, утврдување на безбедни услови за греење на цврсти материјали итн.

Да ги разгледаме карактеристиките на процесот на оксидација на спонтано запаливи материи од растително потекло, фосилни јаглени, масло и масти, хемикалии и мешавини.

Самозапаливи супстанции од растително потекло вклучуваат:оброк, рибен оброк, сено, колачи, итн. Влажните растителни производи во кои микроорганизмите продолжуваат да функционираат се особено подложни на спонтано согорување.
Присуството на влага во растителните производи на одредени температури е придружено со пролиферација на микроорганизми, чијашто витална активност предизвикува зголемување на температурата. Растителните производи се лоши спроводници на топлина, па нивната температура дополнително се зголемува.
Под поволни услови за акумулација на топлина: значителна маса на растителен производ, на пример, сено или колачи во складиштето, температурата може да достигне 70°C.

На оваа температура, микроорганизмите умираат, а нивното распаѓање е придружено со дополнително зголемување на температурата со формирање на порозен јаглерод, кој е способен да апсорбира пареа и гасови во големи количини.
Овој процес е проследен и со ослободување на топлина и постепено зголемување на температурата на 100 - 130 ° C, при што новите соединенија се распаѓаат со формирање на порозен јаглен. На температура од 200 °C, влакната, кои се дел од растителните производи, се распаѓаат и формираат новиот видјаглен, способен за интензивна оксидација. Процесот на оксидација на јаглен доведува до дополнително зголемување на температурата, додека не дојде до согорување.

Јагленот добиен од термичко распаѓање на целулозни материјали, како што е јагленот, исто така може да се запали спонтано.Покрај тоа, ова се случува веднаш по неговото производство. Со текот на времето, неговата способност да апсорбира пареи и гасови се намалува, како резултат на што јагленот, долго време изложен на воздух, ја губи својата склоност кон спонтано согорување.

Некои видови фосилни јаглен може да оксидираат кога ниски температурии апсорбира кислород од воздухот и други гасови или пареи. Но главна причинаСпонтаното согорување е оксидација на јагленот. Апсорпцијата на пареа и гасови со јаглен е придружена и со зголемување на температурата.
Младиот јаглен што содржи влага има најголем капацитет за апсорпција. Така, свежо ископаниот кафеав јаглен содржи 10 - 20% хигроскопна влага, а посниот јаглен содржи приближно 1%, така што вториот е поотпорен на спонтано согорување. Зголемувањето на влагата предизвикува зголемување на температурата на јагленот на 60 - 75 ° C, а дополнително ослободување на топлина се јавува поради оксидација на органска материја.

Развој на процесот на спонтано согорување на фосилниот јаглензависи од степенот на неговото мелење: колку е пофин јагленот, толку е поголема површината на апсорпција и оксидација, толку е поголема брзината на нивниот проток, толку повеќе топлина се ослободува.

Често причина за пожар е спонтано согорување на масти и масла од минерално, растително или животинско потекло., со кои се импрегнирани влакнести материјали и ткаенини.

Минералните масла (машинско масло, соларно масло, трансформаторско масло) се мешавина од заситени јаглеводороди и не можат спонтано да запалат во чиста форма. Можно е спонтано согорување во присуство на нечистотии од растителни масла. Растителни масла (коноп, ленено семе, сончоглед, памук) и животински масла (путер) се мешавина од глицериди на масни киселини.

Многумина хемиски супстанцииа нивните мешавини се способни за самозагревање кога се во контакт со воздух или влага. Овие процеси често завршуваат со спонтано согорување.

Врз основа на нивната способност за спонтано согорување, хемикалиите се поделени во три групи:

1 група.

Супстанции кои спонтано се палат при контакт со воздух(активен јаглен, бел фосфор, растителни маслаи масти, сулфурни метали, алуминиум во прав, карбид на алкален метал, железо во прав, цинк итн.).
Оксидацијата на некои супстанции од оваа група, предизвикана од нивната интеракција со водена пареа во воздухот, е придружена со ослободување на голема количина топлина и продолжува толку брзо што набрзо се претвора во согорување или експлозија. За други супстанции, процесите на самозагревање продолжуваат долго време (на пример, процесот на спонтано согорување на бел фосфор завршува со согорување по неколку секунди, а процесот на спонтано согорување на свежо подготвен активен јаглен продолжува неколку дена).

2-ра група.

Супстанции кои предизвикуваат согорување кога се во интеракција со вода(алкални метали и нивните карбиди, калциум оксид (брз вар), натриум пероксид, калциум фосфат, натриум фосфат итн.).
Интеракцијата на алкалните метали со влагата на водата или воздухот е придружена со ослободување на водород, кој се запали поради топлината на реакцијата. Притискање на жива вармала количина на вода предизвикува самозагревање, што резултира со силно загревање (до степен на блескање), така што блиските запаливи материјали можат да се запалат.

3-та група.

Супстанции кои спонтано се палат кога се мешаат една со друга.Така, ефектот на азотна киселина врз дрво, хартија, ткаенини, терпентин и есенцијални маслапредизвикува воспаление на второто; хромниот анхидрид запали алкохоли, естри и органски киселини; ацетилен, водород, метан и етилен спонтано се палат во атмосфера на хлор на дневна светлина; кршено железо (струготини) спонтано се запали во атмосфера на хлор; Карбидите на алкалните метали се палат во атмосфера на хлор и јаглерод диоксид.

Точка на палењее најниската температура на запалива материја при која, при посебни услови за испитување, над нејзината површина се формираат пареи или гасови кои можат да се запалат во воздухот од надворешен извор на палење.

Точката на палење е параметар кој грубо ги означува температурните услови под кои запаливата материја станува запалива. Точката на палење на запаливи течности со оваа класификација се одредува само во затворен сад.

Областа за палењегасови (пари) во воздухот е областа на концентрација на даден гас во воздухот во атмосферски притисок, во која мешавините на гас и воздух се способни да се запалат од надворешен извор на палење со последователно ширење на пламенот низ смесата.

Граничните концентрации на областа за палење се нарекуваат соодветно долните и горните граници на запаливостгасови (пари) во воздухот. Вредностите на границите на палење се користат при пресметување на дозволените концентрации на гасови во експлозивни технолошки уреди, системи за вентилација, како и при определување на максималната дозволена експлозивна концентрација на пареа и гасови при работа со оган или алат за искри.

Концентрацијата на гас или пареа во воздухот во внатрешноста на процесниот апарат, која не надминува 50% од долната граница на запаливост, може да се земе како концентрација отпорна на експлозија. Обезбедување безбедност при експлозијаоколината во опремата при нормални технолошки услови не дава причина оваа опрема да се смета за неексплозивна.

Вредноста на максимално дозволената концентрација отпорна на експлозија (MAEC) на пареа и гасови при работа со алат за оган или искри треба да се земе како концентрација што не надминува 5% од долната граница на палење на дадена пареа или гас во воздухот во отсуството на кондензирана фаза во предметниот апарат.

Температурни граници за палење на пареа во воздухотОва се температурните граници на супстанцијата при која заситените пареи формираат концентрации еднакви на долната или горната граница на концентрација на палење, соодветно.

Температурните граници на палење се земаат предвид при пресметување на безбедни температурни услови во затворени технолошки волумени со течности (карго резервоари за гориво итн.) кои работат на атмосферски притисок.

Температурата и максималниот експлозивен притисок треба да се сметаат за безбедни во однос на можноста за формирање на експлозивни мешавини пареа-воздух.

Максимален експлозивен притисок - ова е највисокиот притисок што се создава за време на експлозија. Се зема предвид при пресметување на отпорноста на експлозија на опремата со запалив гас, течности и прашкасти материи, како и сигурносни вентили и експлозивни мембрани, школки од електрична опрема отпорна на експлозија.

Индекс на запаливост(коефициент К) ~бездимензионална количина што го изразува односот на количината на топлина ослободена од примерокот за време на тестирањето до количината на топлина што се ослободува од изворот на палење,

Каде q - топлина ослободена од примерокот за време на согорувањето, kcal;

q и - термички импулс, т.е. топлина доставена до примерокот од постојан извор

палење, kcal.

Врз основа на резултатите од тестот, степенот на запаливост се проценува на следниов начин.

Огноотпорни материјали- материјали кои при загревање на 750°C не горат и не испуштаат запаливи гасови во воздухот во количини доволни за нивно палење од применет пламен. Бидејќи коефициентот определен со методот на калориметрија ДО< 0,1, таквите материјали не се способни да горат во воздух.

Огноотпорни материјали- материјали чија температура на палење е под 750°C, а материјалот гори, тлее или се јагленосува само под влијание на нанесен пламен и престанува да гори или тлее по неговото отстранување (0,1< ДО< 0,5).

Огноотпорни материјали(или само-гасне) - материјали чија температура на палење е под 750 ° C, а материјалот гори, тлее или јагленира под влијание на нанесен пламен. По неговото отстранување, материјалот продолжува да гори со умирачки пламен кој не се шири над примерокот (0,5< ДО< 2,1). Такие материалы не способны возгораться в воздушна срединадури и со продолжено изложување на извор на палење со мала енергија (пламен од кибрит 750 - 800°C, тлеење цигари 700 - 750°C итн.).

Запаливи материјали - материјали чија температура на палење е под 750°C, а материјалот, откако ќе се запали од нанесен пламен, продолжува да гори или тлее по неговото отстранување (ДО> 2,1).

Стапка на горење.Стапката на согорување на цврсто тело зависи од неговата форма. Мелените цврсти материи во форма на струготини или струготини ќе изгорат побрзо од цврстите. Во смачкана запалива материја, поголема површина на согорување е изложена на топлина, така што топлината се апсорбира многу побрзо, испарувањето се случува многу поактивно, ослободувајќи повеќепареа Согорувањето се одвива многу интензивно, како резултат на што запаливата супстанција брзо се троши. Од друга страна, монолитна запалива материја ќе гори подолго од смачкана.

Облаците од прашина се составени од многу мали честички. Кога облак од запалива прашина (како жито) добро се меша со воздух и се запали, согорувањето се случува многу брзо и често е придружено со експлозија. Вакви експлозии биле забележани при товарење и истовар на жито и други згмечени запаливи материи.

Постојат две стапки на согорување: масовно и линеарно.

Стапка на масовно согорувањее масата (t, kg) на изгорената супстанција по единица време (мин, ч).

Линеарна стапка на согорување на цврсти запаливи материинаречена брзина на ширење на пожарот (m/min) и стапка на раст на површината на пожарот (m 2 /min). Стапката на согорување на цврстите материи зависи од степенот на нивното мелење, влажноста, волуметриската тежина, пристапот до воздухот и голем број други фактори.

Проучувањето на случаи на пожар на бродови овозможува да се прифати следната просечна линеарна стапка на горење (m/min) на различни предмети:

Контролни станици................................................ ........ .................0.5

Простори за живеење................................................ ................1,0-1,2

Комунални простории, магацини за запаливи материјали.....0,6-1,0

Товарни простори....................................................................... .... ...............0,5-0,7

Палубите на фериботите за автомобили ...................................................... ....1,5

Машина со мотор со внатрешно согорување при согорување на дизел гориво под шпорети....10

Одделенија за помошни механизми.......................................1,2

Простории за електрична опрема ..................................................... ....0.8

Котлари при согорување на мазут под шпорети......8.0

Приближно во првите 2-3 минути од пожарот, областа на неговиот извор брзо се зголемува (на патнички бродови - до 20 m 2 / мин). Ова време обично се троши на алармирање на екипажот на бродот и затоа активното гасење на пожарот сè уште не е во тек. Во следните 10 минути, кога ќе почнат да се користат стационарни средства за гаснење вода и пена, растот на пожарната област се забавува.

Линеарната брзина на ширење на пожарот ја одредува областа на пожарот, а степенот на горење на сè што може да изгори во оваа област го одредува времетраењето на пожарот.

Линеарна стапка на согорување на течностасе карактеризира со висината на нејзиниот слој (мм, см) согорен по единица време (мин, ч). Брзината на ширење на пламенот при палење на запаливи гасови се движи од 0,35 до 1,0 m/s.

Стапка на согорувањесе карактеризира со количината на согорено гориво по единица време по единица површина на согорување. Го одредува интензитетот на согорување на материјалите во пожар. Неопходно е да се знае за да се пресмета времетраењето на пожар во која било течност. Стапка на согорување на течноста што се истури на површината морска вода, приближно исто како кога изгорува од отворените површини на контејнерите.

Температура. Најважниот параметарВо случај на пожар на брод, температурата во голема мера ги одредува не само инженерските и превентивните мерки, туку и тактичките дејствија на итни страни и групи бродови. Посебно големо значењеима температура при внатрешни пожари на бродот.

Интензитетот на пренос на топлина од зоната на пожар до пожарот зависи од температурата на пожарот. животната средина, брзината на движење на тековите на гасот, како и можноста за експлозии, кои претставуваат крајна опасност при гаснење пожар.

Температурното поле на пожарот е многу хетерогено.Колку е поблиску до зоната на пожар, по правило, температурата е повисока. Воздухот на врвот на собите обично е потопол отколку на палубите. Земајќи го предвид однесувањето на конструкциите и материјалите на бродот и од огнено-тактичка гледна точка, најзгодно е просечната температура да се земе како температура на пожарот. димни гасовипополнување на пожарната зона. Значајни се и температурите на површините на бродските конструкции што ја заградуваат зоната на пожар: температурата на површината свртена кон пожарот и температурата на површината спротивна на огнот.

Приближно, температурата во некои точки од зоната на пожар може да се определи индиректно - со топење на неизгорените материјали лоцирани во зоната на пожар или со блескавата боја на загреаните тела (Табела 4.1).

Табела 4.1

Зависност на блескавата боја од температурата

При согорување на цврсти материјалиТемпературата на пожарот главно зависи од видот на материјалите, големината на оптоварувањето на пожарот, условите на протокот на воздух и отстранувањето на производите од согорувањето, како и од времетраењето на согорувањето.

Зависноста на температурата на пожарот од времетраењето на согорувањето за сите цврсти материи е приближно иста.Првично, температурата нагло се зголемува до максимум, а како што материјалот изгорува, постепено се намалува. Како што се зголемува оптоварувањето на пожарот, се зголемува вкупното времетраење на согорувањето, се зголемува максималната температура на пожарот, температурата се намалува побавно, но природата на зависноста останува непроменета.

Во услови на ограничена размена на гасови, како на пр затворени отвориво дневната соба, зголемувањето на температурата се случува многу побавно. Максималната температура достигнува 800 -900°C.

Температурниот режим во просториите при согорување на течности има свои карактеристики.Бидејќи течностите обично се наоѓаат во некој вид контејнер (во палети, резервоари итн.), нивното согорување е често локално по природа. Под овие услови, ако односот на површината за горење и површината на палубата е блиску до единството, температурата на пожарот е приближно 1100°C. Ако површината за горење е само мал дел од површината на палубата, температурата е многу помала.

Температурни услови на пожар при истовремено согорување на течности и цврсти материјализависи од тоа кои запаливи материјали преовладуваат: ако течностите сочинуваат само мал дел од оптоварувањето на пожарот, тогаш температурен режиммалку се разликува од режимот на цврсти материјали.

За време на внатрешните пожари во зоната на агресивна топлина, може да има ненадејни конвективни текови на топли гасови кои се појавуваат кога условите за размена на гас се менуваат предизвикани од отворањето на вратите и другите отвори.

Зоната на агресивна топлина е дел од зоната на чад, може да содржи опасни температури за луѓето. Човекот е многу способен кратко времеда биде на сув воздух на температура од 80 - 100°C. Долготрајниот престој на температура од 50 - 60°C предизвикува тешки последици од прегревање. Влажниот воздух на температура од 50 - 60°C станува неподнослив за многу луѓе по неколку минути.

При проценка на опасноста од пожар на гасовитеопредели ја областа на палење во воздухот, максималниот притисок на експлозијата, температурата на автоматско палење, категоријата на експлозивна смеса, минималната енергија на палење, минималната содржина на експлозивен кислород и номиналната стапка на горење.

При проценка на опасноста од пожар на течностида се определи групата на запаливост, точка на палење, температура на палење, граници на температурата на палење, стапка на изгорување. За запаливи течности дополнително се одредуваат површината на палење во воздухот, максималниот експлозивен притисок, категоријата експлозивна смеса, минималната енергија на палење, минималната содржина на експлозивен кислород. нормална брзинасогорување.

При проценка на опасност од пожарСите цврсти материи и материјали се одредуваат според нивната група на запаливост и температурата на палење. За цврсти материи со точка на топење под 300°C, дополнително се одредуваат: точка на палење, температурни граници за палење на пареите во воздухот.
За порозни, фиброзни и рефус материјалидоколку е потребно, дополнително определете ја температурата на самозагревање, температурата на тлеење при спонтано согорување и температурните услови на термичко спонтано согорување.
За супстанциите што се прашкасти или способни да формираат прашина, дополнително се одредуваат долната граница на запаливост на воздушната суспензија, максималниот експлозивен притисок на воздушната суспензија, минималната енергија на палење на воздушната суспензија и минималната содржина на експлозивен кислород.

При проценка на опасноста од пожар на супстанцијанеопходно е да се проучат неговите својства, да се идентификува можноста за нивни промени со текот на времето и кога се користат под одредени услови. Ова е особено важно да се земе предвид кога супстанцијата доаѓа во контакт со други активни супстанциисо продолжено загревање, зрачење и други надворешни влијанија, како резултат на што може да се променат неговите физичко-хемиски својства.

При тестирање на бродоградба и други цврсти материјали за запаливост, првично се идентификува група на запаливи материјали метод на противпожарна цевка.

Материјалот се смета за запалив, ако, кога се тестира со методот на огнена цевка, времето на независно согорување или тлеење надминува 1 минута, а губењето на тежината на примерокот е 20%. Запаливи материјали, исто така, вклучуваат материјали кои самостојно горат со пламен по целата површина на примерокот, без оглед на губењето тежина и времето на горење. Таквите материјали не се предмет на понатамошно тестирање.

Материјалите кои имаат губење на тежината помало од 20%, како и материјалите кои губат 20% од нивната тежина или повеќе, но самостојно горат или тлеат помалку од 1 минута, подлежат на дополнителни тестови според метод на калориметрија.

Класификација на цврсти запаливи материјали (SCM)

Во согласност со ГОСТ 12.1.04489 „Опасност од пожар и експлозија на супстанции и материјали“, цврсти материјали се оние чија температура на топење или распаѓање надминува 50 ° C, како и супстанции кои немаат точка на топење (дрво, ткаенини, итн. ).

THM може да се класифицира според неколку критериуми:

по хемиски состав,
однесување кога се загрева.

ДО јаглеводородивклучуваат природни, вештачки и синтетички полимерни материјали, кои вклучуваат јаглерод, водород, азот и кислород. Во однос на структурата, јаглеводородите се материјали со хомогена структура.

Посебна подгрупа вклучува природни органски супстанции, чија основа е целулоза. Тука спаѓаат полимерните материјали од растително потекло (дрво, памук и сл.), кои, за разлика од вештачките и синтетичките полимери, не се хомогени материјали, туку мешавина од природни полимери. Однесувањето на сите растителни материјали во услови на пожар е слично и поради оваа причина тие се комбинираат во една група материјали кои содржат целулоза.

Соединенија на органоелементиоргански супстанции, кои вклучуваат елементи како што се сулфур, фосфор, силициум, халогени и метали. Во услови на пожар, органоелементните соединенија формираат особено токсични материи и поради оваа причина тие се класифицирани во посебна група.

Неоргански цврсти запаливи материитоа се метали и неметали. Речиси сите метали оксидираат во воздухот во нормални услови. Но, запаливи материјали вклучуваат само оние што можат да се запалат во воздухот од отворен изворпалење со средна моќност и самостојно гори по неговото отстранување. Најзапаливи се алкалните и земноалкалните метали.

Неметалите вклучуваат фосфор, арсен, силициум и сулфур. Механизмот на нивното палење на многу начини потсетува на карактеристиките на согорувањето на металите.

Како што може да се види од дијаграмот, сите цврсти материи можат да се поделат во две класи според нивното однесување при загревање: без гас и гасифицирачки кога се загреваат.

Огромното мнозинство на кондензирани супстанции припаѓаат на втората класа. Кога се загреваат се гасифицираат, по што доаѓа до хомогено согорување на производите за гасификација. За возврат, гасифицирачките THM се поделени во две големи групи според тоа како тие поминуваат во состојба на пареа-гас. Цврсти запаливи материи кои поминуваат во гасовита состојба низ течната фаза (под услови покачена температурасе топи), обично се нарекува ТХМ од прв вид.

Процесот на палење на THM од 1-ви тип го повторува процесот на подготовка и палење на запаливи течности. Нивното согорување се одвива во хомоген режим.

Цврстите запаливи материјали кои поминуваат во состојба на пареа-гас заобиколувајќи ја течната фаза поради сублимација или термичко уништување на молекулите обично се нарекуваат ТХМ од втор вид. При согорување на супстанции од оваа група, можни се и хомогени и хетерогени начини на согорување.

Општи модели на палење и согорување на THM

Процесите на појава и развој на согорување за цврсти запаливи материјали имаат многу заедничко со процесите на согорување на гасови и течности што ги проучувавме претходно. Меѓутоа, покрај општите карактеристики, постојат и голем број карактеристики поради состојба на агрегацијаи разлики во структурата.

Да го разгледаме механизмот за палење на ТХМ. Кога THM ќе дојде во контакт со IR загреана на висока температура, се јавува размена на топлина, а со материјалот се случуваат следните процеси:

Загревање на површинскиот слој до температурата на фазна транзиција (топење или термичко распаѓање). Ако се работи за материјал од растително потекло, тогаш влагата прво почнува да испарува од него.
Понатамошното загревање води до почеток на фазна транзиција. Ако ова е THM од 1-виот вид, тогаш материјалот се топи и преминува во течна фаза, а потоа топењето се загрева до температурата на вриење или распаѓање. Ако ова е материјал од втор тип, процесот на сублимација или распаѓање веднаш започнува со ослободување на испарливи производи.
Формирање на запалива смеса од пареа-воздух и негово претходно загревање.
Самозапалување на мешавина на пареа-воздух проследено со согорување.

Така, ако при согорувањето на течноста топлинскиот проток што пристигнува на површината се троши само за загревање и испарување на течната фаза, тогаш за цврстите материи, дополнително се неопходни трошоци за топење и распаѓање.

Во секоја фаза има специфични физички и хемиски процеси, кои ја одредуваат состојбата на системот. Следниве зони одговараат на овие фази:

каде T0, Tpyr, Tz, Thot почетна температура, температура на пиролиза, температура на палење, температура на согорување, соодветно.

зона на изворен материјал;
зона за претходно загревање на материјалот до температура на физички и хемиски трансформации;
тоа е фазна транзиција во која се случува топење или распаѓање на материјал;
зона на формирање на запалива смеса и нејзино загревање до температурата на палење;
предната зона на пламенот, каде што се ослободува главниот дел од топлинската енергија и се забележува максималната температура;
зона на производи за согорување каде што производите од реакцијата се мешаат со ладен воздух.

Така, процесот на согорување на повеќето ТХМ започнува со хомоген режим. Согорувањето се карактеризира со голема брзина на ширење, моќни конвективни струи и зрачење.

Времето на палење на THM зависи од брзината на формирање на испарливи компоненти над површината на материјалот во концентрација што ја надминува долната CPRP. Процесот на формирање на испарливи компоненти бара енергија и за материјали со различен состав започнува на различни температури и продолжува со различен интензитет. Способноста на материјалот да се спротивстави на топлина без да ја промени својата хемиска структура се нарекува термичка отпорност на материјалот.

Распространување на пламенот над површината на TGM

По палењето на THM, предниот дел на пламенот се движи по површината. Распространувањето на согорувањето се јавува поради пренос на топлина од зоната на согорување до области на материјалот што сè уште не гори. Преносот на топлина се јавува преку зрачење, конвекција и спроводливост. Во зависност од условите на согорување, односот на количините на топлина што се снабдуваат со овие видови пренос на топлина може да биде различен. Затоа, брзината на ширење на пламенот над површината на TGM зависи од условите на согорување.

Следниве имаат најголемо влијание врз брзината на ширење на пламенот над површината на TGM: фактори:

природата на материјалот, неговите физичко-хемиски својства (стапка на формирање на испарливи производи);
влага на материјалот;
ориентација на примерокот во просторот;
брзина и насока на протокот на воздух;
почетна температура на материјалот;
геометриски димензии на примерокот (дебелина, дисперзија).

Согорување на материјали што содржат целулоза

Целулозатоа е полисахарид со висока молекуларна тежина кој се состои од молекули на гликоза.

Да го разгледаме однесувањето на дрвото за загревање како најчест запалив материјал.

Согорувањето на дрвото значително се разликува од согорувањето на течности и гасови и може да се случи во неколку режими одеднаш - хомогено и хетерогено. Затоа, при согорување на дрво, може да се разликуваат две фази: 1) хомогено (т.е. пламен) согорување на гасовити производи на распаѓање и 2) хетерогено согорување на добиениот цврст јаглероден остаток.

Фазата на согорување на пламенот трае пократок временски период, но се ослободува околу 55x60% од вкупната енергија. Стапката на хетерогено согорување се одредува според брзината на снабдување со воздух на површината.

Тлеење

Тлеењесогорување без пламен на влакнести и порозни материјали, кои, кога се загреваат, формираат цврст јаглероден остаток. Ова е посебен режим на согорување кога запаливите гасови формирани како резултат на пиролиза не изгоруваат, туку се случува само хетерогено согорување на јаглеродниот остаток (површинска оксидација). Тлеењето се јавува поради кислородот содржан во порите на материјалот.

Материјалите кои можат да тлеат вклучуваат широк спектар на материјали од растително потекло (хартија, целулозни ткаенини, струготини), латекс гума и некои видови пластика (полиуретанска пена, фенолна пена). Материјалите кои можат да се стопат или, кога се распаѓаат, да создадат мал остаток на јаглерод, не се способни да тлеат.

Запалена прашина

Прашинаколоиден систем кој се состои од цврста дисперзирана фаза и гасовита дисперзивна средина, т.е. претставува солидна, дисперзирана (ситно здробена) во гасовита средина.

Дисперзираната фаза може да се состои од честички со иста големина ( монодисперзен систем) или честички со различни големини ( полидисперзен систем). Сите индустриски прав се полидисперзни.

Во зависност од просечната големина на честички, прашината може да остане суспендирана долго време или да се таложи веднаш по кратка транзиција кон суспензија.

Се нарекува дисперзивен систем, кој е прашина суспендирана во воздухот аеросол. Населената прашина се нарекува аергел.

Дури и во таложена состојба, секоја поединечна честичка од здробената супстанција е опкружена од сите страни со обвивка од гас (воздух).

Аеросолите во нивните својства заземаат средна позиција помеѓу аергел и хомогена мешавина гас-воздух. Исто како и аерогелите, тие се хетерогени дисперзни системи со иста цврста фаза, а нивното однесување се одредува со физички и хемиски својстваоваа цврста фаза. СО мешавини гас-воздухаеросолите се слични по тоа што повеќето од нив горат експлозивно и се карактеризираат со многу параметри типични за гасните мешавини.

Од својствата на прашината кои ја одредуваат нивната опасност од пожар, најважни се: дисперзија, хемиска активност, капацитет на адсорпција и тенденција за електрификација.

Карактеристики на согорување на аергел

Главните параметри кои ја карактеризираат опасноста од пожар на аергелот се температурата на палење и температурата на самозапалување.

Општо земено, согорувањето на прав во таложена состојба на многу начини потсетува на согорување на цврст запалив материјал од кој се добива оваа прашина. Карактеристична карактеристикааергел е тоа способност да стане суспендиран. Кога се загрева, сè протекува подготвителни процеси, карактеристични за цврстите запаливи материјали, но нивниот проток е поголем, што се објаснува со развиената површина, зголемената хемиска активност, намалената топлинска спроводливост на материјалот како резултат на мелење и зголемениот капацитет на адсорпција на прав. Ова резултира со пократок период на индукција на палење, поголема брзинаширењето на согорувањето, како и зголемена тенденција за спонтано согорување во споредба со оригиналниот материјал од кој се добивала прашината.

Оксидативните процеси се случуваат истовремено и на површината на слојот од прав и во нејзината длабочина. Во овој случај, кислородот адсорбиран на површината на материјалот учествува во реакцијата. Стапката на процесите на оксидација под слојот запалива прашинаред на големина помала отколку на површината, како резултат согорувањето во дебелината на наслагите од прашина може да оди во режим на тлеење. Прашината што тлее претставува голема опасност, бидејќи 1) ослободените запаливи производи на распаѓање може да се акумулираат во затворени волумени, а согорувањето од дифузија може да се претвори во кинетичко; 2) дури и со слабо тресење (виткување), масата што тлее може спонтано да се запали поради ненадеен доток на кислород и да предизвика експлозија на вртлива прашина.

Карактеристики на согорување на аеросол

Аеросолите се палат и горат слично како мешавините гас-воздух. Затоа, нивната опасност од пожар се карактеризира со истите параметри како мешавините гас-воздух: CPRP, минимална енергија на палење, максимален притисок на експлозија.

Тенденцијата на аеросолите за коагулација(адхезија) и седиментацијата значително ги разликува од мешавините гас-воздух. Овој имот одредува поголема енергија на палење(два реда на големина поголема) отколку за мешавини на гасови.

Ако ширењето на пламенот во гасните мешавини се должи на загревање на ладната смеса поради топлинска спроводливост, тогаш ширењето на пламенот во мешавините прашина-воздух се јавува поради загревање на ладна смеса со зрачење, емитирана од предниот дел на пламенот.

Палењето и ширењето на пламенот во аеросол се случуваат само ако концентрацијата е во опсегот на запаливи концентрации.

Најниската концентрација на прашина во воздухот при која смесата може да се запали од извор на палење со последователно ширење на согорувањето низ целиот волумен на смесата се нарекува пониска граница на концентрација на ширење на пламенот.

Исто така постои и горната граница на концентрација за ширење на прашината, која може да се одреди во лабораториски услови, но не се користи во практиката горна границаКога палењето е исклучено, тоа е невозможно и секогаш ќе има момент во кој, како резултат на таложење, концентрацијата на прашина ќе биде во опсегот на експлозив.

Во состојба на аеросол, прашината може да се запали и изгори во кинетички режим, т.е. со експлозија, затоа NCPRP се зема како главен параметар за опасност од пожар. Во таложената состојба, прашината може спонтано да се запали и спонтано да се запали затоа, за да се проценат опасните својства на аергелот од пожар, се користи температурата на самозапалување T st.

Сите запаливи прашини можат да се поделат во две групи и четири класи:

Првата група експлозивна прашина.Прашина способна за кинетичко согорување и со помала концентрациска граница на ширење на пламенот до 65 грама на кубен метар вклучувајќи.

Класа 1 најексплозивна прашина со LEL од 15 g/m3 и подолу;

Експлозивни прашини од класа 2 со LEL од 15 до 65 g/m;

Втора група запаливи прашини

Класа 3 најзапалива прашина со Tb не повисока од 250°C;

Запалива прашина од класа 4 со T над 250°C.

NPR на системите прашина-воздух зависи од голем број фактори, од кои главни се: