Безопасность взрывных работ

Содержание

1. Пожаровзрывоопасность:     показатели, оценка; предотвращение взрывов и пожаров……………………..	3
1.1  Количественная оценка взрывоопасности технологических объектов	4
1.2 Методы и средства взрывозащиты	9
1.3 Пожаровзрывоопасность электроустановок	11
1.4  Статическое электричество как источник воспламенения горючих смесей и защита от него	15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Пожаровзрывоопасность: показатели, оценка;предотвращение

                                      взрывов и пожаров.

 

Пожарная  опасность производственных объектов характеризуется прежде всего свойствами и количеством пожаровзрывоопасных веществ, которые применяются, перерабатываются, образуются по условиям технологии. В большинстве случаев горение представляет собой экзотермическое окислительное взаимодействие горючего вещества с окислителем. Согласно современным представлениям, к горению относят не только процессы взаимодействия веществ с кислородом (кислородом воздуха), но и разложение взрывчатых веществ, соединение ряда веществ с хлором и фтором, оксидов натрия и бария с диоксидом углерода и т. д. Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Горючим называется вещество, способное самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. Под источником зажигания понимают любой инициатор, обладающий запасом энергии и температурой, достаточной для возникновения горения других веществ.

Пожар - это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Взрыв - это быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся образованием большого количества сжатых газов, под давлением которых могут происходить разрушения. Горючие газообразные продукты взрыва, соприкасаясь с воздухом, часто воспламеняются, что обычно приводит к пожару.

Опасными  факторами пожара (ОФП), воздействующими  на людей и материальные ценности, являются:  пламя и искры, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и термического разложения, пониженная концентрация кислорода. Предельные значения ОФП следующие: температура среды – 70⁰С, тепловое излучение (облучение) – 500 Вт/м², содержание оксида углерода – 0,1% (об.), содержание диоксида углерода – 6% (об.), содержание кислорода – менее 17% (об.). К вторичным проявлениям опасных факторов пожара относятся: осколки, части разрушающихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций; радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок; электрический ток, в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов; опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010-ХХ «Взрывобезопасность. Общие требования» (максимальное давление и температура взрыва, скорость нарастания давления при взрыве, давление во фронте ударной волны, дробящие и фугасные свойства взрывоопасной среды), происшедшего вследствие пожара, огнетушащие вещества.

Возникновению пожара или взрыва часто способствует наличие в помещении горючей пыли или волокон, сосудов и аппаратов с горючими жидкостями. Причины пожаров можно  сгруппировать по ряду следующих  признаков: не соблюдение противопожарных разрывов, при отсутствии резерва площади, без учета направления господствующих ветров и категорий производств по пожаро- и взрывоопасности  технологических процессов; неправильный монтаж электрооборудования, осветительных приборов, электродвигателей и нарушение правил их эксплуатации; самовозгорание и самовоспламенение веществ и материалов в результате нарушения правил их складирования и хранения; разряды статического и атмосферного электричества; нарушение Правил пожарной безопасности при пользовании открытым огнем, курении и др.

 

Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов

 

Пожарная  и взрывная опасность веществ  и материалов оценивается с помощью специальных показателей, регламентированных ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения». Характер показателей и их количество зависят от агрегатного состояния горючих материалов (газы, жидкости, твердые, пыли).

При оценке пожаровзрывоопасности к газам относят вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 °С равно или превышает 300 кПа или критические температуры которых ниже 50 °С; к жидкостям - вещества с температурой плавления (каплепадения) менее 50 °С; к твердым веществам - вещества с температурой плавления (каплепадения) от 50 ° С и выше; к пыли - диспергированные твердые вещества с частицами размером менее 50мкм. Перечень показателей, которые характеризуют пожаровзрыво-опасность веществ и материалов, приведен в табл. 1.

 

Таблица 1. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов

Показатель	Агрегатное состояние веществ  и материалов
	газы	жидкости	твердые вещества	пыли
Группа горючести Температура вспышки Температура воспламенения Температура самовоспламенения Концентрационные пределы  распространения пламени (воспламенения) Температурные пределы распространения пламени (воспламенения) Температура тления Условие 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 Показатель токсичности  продуктов горения полимерных материалов Минимальное взрывоопасное  содержание кислорода Максимальное давление взрыва Скорость нарастания давления взрыва	+ - - +   +   - - - + -     +   + - - -   -   + + +	+ + + +   +   - - + - +     +   + - - -   +   + + +	+ + + +   -   - + + - +     +   - - + +   +   - - -	+ - + +   +   - + + + -     +   - - - -   +   + + +

 

Примечание. Знак «+» означает применимость показателя, знак «-» неприменимость

 

 

 

Группа горючести - классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению.

По горючести  вещества и материалы подразделяются на три группы (табл.2):                                                                                                            табл.2

1.	Негорючие	(несгораемые)	вещества и материалы, не способные к горению в воздухе (окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);
2.	Трудногорючие	(трудносгораемые)	вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления;
3.	Горючие	(сгораемые)	вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

 

Горючие жидкости с температурой вспышки  не выше 61 °С в закрытом тигле или 66 "С в открытом тигле, зафлегматизированные смеси, не вспыхивающие в закрытом тигле, относят к легковоспламеняющимся. Особо опасными называют легковоспламеняющиеся жидкости с температурой, вспышки не более 28 °С.

Результаты  оценки группы горючести применяют: при классификации веществ и материалов по горючести с включением этих данных в стандарты и технические условия на вещества и материалы; при определении категории помещений по взрывопожароопасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Температура вспышки - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает.

Значение  температуры вспышки следует  применять: при характеристике пожарной опасности жидкости, включая эти  данные в стандарты и технические  условия на вещества; при определении  категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности и взрывобезопасности.

Температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.

Значение  температуры воспламенения применяют: при определении группы горючести  вещества; при оценке пожарной опасности  оборудования и технологических  процессов, связанных с переработкой горючих веществ; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности. Его необходимо также включать в стандарты и технические условия на жидкости.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением.

Значение  температуры самовоспламенения  применяют при определении группы взрывоопасной смеси по ГОСТ 12.1.011-78, для выбора типа взрывозащищенного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с нормативными требованиями. Его необходимо также включать в стандарты или технические условия на вещества и материалы. Нижний (верхний) концентрационные пределы распространения пламени (НКПРП и ВКПРП) — минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

ГОСТ  12.1.011-XX ССБТ  "Смеси взрывоопасные.   Классификация и методы испытаний"  разделяет все взрывоопасные смеси на 2 категории:

• I - метан на  подземных горных работах (рудничный метан);
• II - газы и пары,   за исключением метана  на  подземных горных работах   (промышленные газы и пары). В зависимости от значения безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ) взрывоопасные смеси категории 2 согласно ГОСТ Р 51330.11-99 подразделяются  (табл. 3).

Кроме того, взрывоопасные смеси газов и  паров в  зависимости от температуры самовоспламенения  подразделяются на    группы (таблица 4).

 

Таблица 3  Категории взрывоопасных смесей

Категория наименования     взрывоопасных  смесей	Величина БЭМЗ,         мм
II А II В II С	Свыше 0,9 Свыше 0,55 до 0,9 включительно До 0,55

 

Таблица  4 - Группы взрывоопасных смесей (ГОСТ 12.1.011)

Группы взрывоопасных  смесей	Температура  самовоспламенения,0 С
Т1	свыше 450
Т2	свыше 300 до 450 включительно
Т3	свыше 200 до 300 включительно
Т4	свыше 135 до 200 включительно
Т5	свыше 100 до 135 включительно
Т6	свыше  85 до 100 включительно

 

Минимальным взрывоопасным содержанием  кислорода (МВСК) в газо- или паровоздушной смеси называется такая концентрация кислорода, ниже которой воспламенение и горение смеси становятся невозможными при любом содержании горючего в этой смеси. Концентрация флегматизатора в смеси воздуха с флегматизатором, соответствующая минимальному взрывоопасному содержанию кислорода, называется минимальной флегматизирующей концентрацией.

Значения  МВСК используют при расчетах взрывопожаробезопасных режимов работы технологического оборудования, выборе режимов работы систем «азотного дыхания», разработке систем и установок взрывоподавления и тушения пожаров.

Мощность источника и минимальная  энергия зажигания. С изменением мощности источника зажигания может измениться область воспламенения. Особенно это характерно для диэлектрических разрядов. Так, увеличение мощности искры приводит к расширению пределов воспламенения горючей смеси, причем наиболее сильно увеличивается ВКПРП. Однако расширение области воспламенения происходит не бесконечно: выше определенной мощности искры эта область не изменяется. Искры, которые не вызывают дальнейшего расширения области воспламенения, называются насыщенными.

Допустимая  энергия искрового разряда не должна превышать 40 % минимальной энергии зажигания.

Минимальной энергией зажигания называется наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь газа (пара или пыли) с воздухом.

Значение  минимальной энергии зажигания  используют для обеспечения пожаровзрывобезопасных условий переработки горючих  веществ и электростатической искробезопасности технологических процессов.

Температурные пределы распространения  пламени (воспламенения) — такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел, НТПРП) и верхнему (верхний температурный предел, ВТПРП) концентрационным пределам распространения пламени.