Жаркие помещения характеризуются высокой температурой, вызывающей высыхание и разрушение изоляции, а также обильную транспирацию, повышающую опасность поражения током у лиц, находящихся в таких помещениях. Различают помещения жаркие -- с температурой выше 30°С и особо жаркие -- с температурой выше 35°С.

Пожароопасными помещениями считаются те, в которых обрабатываются или хранятся легко воспламеняющиеся предметы или по условиям производства могут образоваться легко воспламеняющиеся газы, пары, пыль и волокна.

Взрывоопасными являются помещения, в которых изготовляют, обрабатывают или хранят взрывчатые вещества или могут образоваться взрывчатые газы, пары, либо взрывчатая смесь их с воздухом.

Применение более совершенной технологии производства, хорошей вентиляции и герметизации дает возможность значительно снизить степень опасности большинства производственных помещений.

Особое значение для электробезопасности имеет токопроводимость пола. Сухие торцовые (без гвоздей) или паркетные полы обладают довольно большим сопротивлением и хорошо изолируют человека от земли. Наоборот, кирпичные, плиточные, бетонные или земляные полы, сопротивление которых резко уменьшается при увлажнении, являются плохой изоляцией.

Полы с высоким сопротивлением могут служить весьма эффективной мерой защиты. В цехах с хорошими торцовыми, паркетными или другими полами, имеющими большое сопротивление, однофазное прикосновение может оказаться менее опасным при поврежденной изоляции.

Как показывает анализ электротравм, на предприятиях с полами, имеющими высокое электрическое сопротивление, возможность электропоражений при эксплуатации электрооборудования значительно уменьшается. Однако, при прикосновении к двум фазам одновременно изолирующие свойства пола не имеют значения и поражение током неизбежно.

31. Причины поражения электрическим током и основные меры защиты от поражения электрическим током

Основные причины несчастных случаев от действия электрического тока:

* случайное прикосновение, приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

* появление напряжения прикосновения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, кожухах и т.п.) в результате повреждения изоляции или по другим причинам;

* появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки;

* возникновение напряжения шага на поверхности земли из-за замыкания провода на землю

Основными мерами защиты от поражения электрическим током являются:

* обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения;

* электрическое разделение сети;

* устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достигается Защитное заземление, зануление, защитным отключением;

* применение малых напряжений;

* защита от случайного прикосновения к токоведущим частям применением кожухов, ограждений, двойной изоляции;

* защита от опасности при переходе с высшей на низшую напряжение;

* контроль и профилактика повреждений изоляции;

* компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю;

* применение специальных электрозащитных средств - переносных приборов и предохранительных устройств;

* организация безопасной эксплуатации электроустановок

32. Напряжение прикосновения, характеристика и схема

Опасность поражения человека электрическим током во многом определяется явлениями, возникающими при стекании электрического тока в землю.

Стекание тока в землю происходит только через проводник, находящийся с нею в непосредственном контакте. Такой контакт может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае проводник или группа соединенных между собой проводников, находящихся в контакте с землей, называется заземлителем.

Причинами стекания тока в землю является: замыкание токоведущей части на заземленный корпус электрооборудования; падения провода на землю; использование земли в качестве провода и т.д. Во всех этих случаях происходит резкое снижение потенциала заземлившейся части электрооборудования jз, В до значения, равного произведению тока, стекающего в землю, Iз, А, на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути, т.е. сопротивление заземлителя растеканию тока Rз, Ом:

Фи = I*R

Cтекание тока в землю сопровождается возникновением не только на заземлителе, но и в земле вокруг заземлителя, а следовательно, и на поверхности земли некоторых потенциалов.

Нам необходимо знать, от чего зависят значения этих потенциалов, как изменяются они при изменениях расстояния до заземлителя, т.е. знать уравнение потенциальной кривой.

Для упрощения анализа будем считать, что земля во всем своем объеме однородна, т.е. в любой точке обладает одинаковым удельным объемным сопротивлением r, Ом*м.

Распределение потенциала на поверхности земли. Замыкание частей электроустановок на землю сопровождается протеканием через нее тока. Земля становится участком электрической цепи. При этом вследствие сопротивления земли имеет место падение напряжения и появляется разность потенциалов между отдельными точками на поверхности земли.

Рассмотрим схему растекания тока в земле при пробое изоляции электроустановки или падении оборванного провода на землю (рис. 1). Примем, что связь с землей осуществляется через полусферический заземлитель. Грунт однородный с удельным сопротивлением р. В этом случае ток замыкания I3 будет стекать с поверхности заземлителя по направлению радиусов от центра сферы. Плотность тока д в точке А на поверхности грунта на расстоянии х от центра сферы

Ток с заземлителя растекается по значительному объему земли. С увеличением расстояния от заземлителя плотность тока уменьшается вследствие резкого возрастания сечения земли, через которое протекает ток. В бесконечно удаленных от заземлителя точках (x>?) плотность тока равна нулю.

Рис. 1

Измерения потенциалов в точке земли на разных расстояниях от заземлителя показали, что распределение потенциалов по поверхности земли при растекании тока с полусферического заземлителя подчиняется гиперболическому закону (см. кривую на рис. 2).

На расстоянии 1 м от заземлителя падение напряжения составляет 68%, на расстоянии 10 м -- 92%, на расстоянии 20 м потенциалы точек настолько малы, что практически могут быть приняты равными нулю. Эти точки поверхности грунта можно считать находящимися вне зоны растекания и называть «землей» в электротехническом смысле слова.

Аналогичное распределение потенциалов происходит при растекании тока с заземлителей другой формы (труба, пластина, место соприкосновения оборванного провода с землей и т.п.).

Рис. 2

33. Напряжение шага, характеристика и схема

В случае контакта проводника, по которому течёт ток, с землёй, возникает явление стекания тока в землю, т.е. в земле возникает поле растекания тока, которое представляет собой полусферу в земле радиусом R=20 м. Потенциал в поле растекания тока распределяется по гиперболической зависимости. В реальных условиях поле растекания тока возникает при следующих обстоятельствах:

1. при обрыве линий электропередач на землю;

2. при повреждении изоляции кабеля, пролегающего в земле;

3. от заземляющих устройств в случае пробоя на корпус электрооборудования.

Человек, попав в поле растекания тока, оказывается под воздействием U_шага, которое определяется как разность потенциалов, т.е. разности потенциалов между ногами человека.

Величина U_шага зависит от:

- от места нахождения человека относительно места стекания тока. Очень опасно, когда R = 2 м.

Рис. 3

- от расстояния между точками касания человеком земли. При расчётах l_шага= 0,8 м.

- от характера потенциальной кривой в поле растекания тока.

- удельного сопротивления грунта, если грунт влажный - то менее благоприятно.

Рекомендации:

- Выходить на одной ноге;

- Мелкими шаркающими шагами.

34. Защитное заземление, назначение, применение, схема заземления

Защитное заземление есть преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Суть защиты заключается в том, что пробой на корпус превращается в пробой на землю. При этом в земле возникает поле растекания тока, что обеспечивает снижение напряжения прикосновения до безопасной величины.

Применяется:

- в сетях с изолирующей нейтралью при U<1000 B;

- в сетях с любым режимом работы нейтрали при U>1000 В;

Заземлению подлежат установки с повышенной опасностью, особо опасные и наружные установки, работающие при:

Без повышенной опасности заземлению подвергаются установки, работающие при:

Нормативные значения сопротивление защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1000В в сети с изолированной нейтралью при мощности генератора или трансформатора до 100кВА- 10 Ом, а при мощности более 100кВА - 4 Ом.

Соединение металлических нетоковедущих частей оборудования с землей осуществляется с помощью заземляющих проводников и заземлителей.

Заземлитель -- это совокупность металлических стержней, находящихся в земле и соединенных между собой металлическим проводником. Заземлители бывают искусственные (только для заземления) и естественные (металлические предметы в земле для иного предназначения).

Заземляющие проводники соединяют части заземляемых установок с заземлителем. Естественные заземлители -- трубопроводы.

Рис. 4

Потенциальная кривая ц(х), напряжение прикосновения Uпр, К - корпус электроустановки, Rз - сопротивление заземления, Rh - электрическое сопротивление тела человека

35. Зануление, назначение, принцип действия, применение, схема зануления

Преднамеренное элект. соединение нетоковедущих частей электрооборудования с нулевым защитным проводником. Применяется в установках U<1000B в сетях с глухозаземленной нетралью.

Схема зануления:

Рис. 5

Суть в том, что при пробое на корпус возникает цепь однофазного короткого замыкания. При этом выходит автоматич. срабатывающее устройство 1, устройство 2,3 работают с перегрузкой и через некоторое время выходит из строя. Время - 1-2 сек. (откл. оборудование), а при использовании плавких вставок - 5-7 секунд.

Особенность в том, что с момента отключения поврежденной фразы и до полного отключения оборудования от сети на корпус поврежденного электрооборудования на нулевом защитном проводнике и на всех корпусах не поврежденных, но присоединенных к нулевому защитному проводнику, сохраняется опасный потенциал. Человек в такой ситуации, дотронувшись до неповрежденного корпуса, может получить поражение электр. током. Для искл-ия этого нулевой защитный проводник повторного заземляется.

Запрещается при такой схеме защиты:

1. использовать нестанд. автом. срабатывающие устройства «жучки»

2. в одной и той же цепи использовать оборудование, присоед. к нулевому защитному проводнику и заземленное, т.к. при пробое на заземл. обор-ии на нулевом защитном проводнике, а также всех корпусах, не поврежденных присоединенных к нему, возникает опасный потенциал.

Защитное зануление-- это преднамеренное электрическое заземление с нулевым защитным проводом на конце металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевой защитный проводник - это проводник соединяющий заземляемые части с нулевой нейтральной точкой обмотки источника тока.

Нулевой защитный проводник следует отличать от нулевого рабочего провода, который предназначен для питания электрических приемников. Нулевой рабочий провод через 20-30 метров повторно заземляется.

36. Первая помощь человеку, пораженному электрическим током

Помощь попавшему под напряжение состоит из освобождения пострадавшего от тока, определения степени поражения и оказания первой помощи пострадавшему. Основными условиями успеха при оказании помощи людям, попавшим под напряжение, являются быстрота действий, находчивость и умение правильно оказывать помощь.

Исход поражения зависит от продолжительности протекания тока через человека, поэтому необходимо быстро освободить пострадавшего от источника тока. При невозможности отключить электроустановку от сети нужно сразу же приступить к освобождению пострадавшего от токоведущих частей, не прикасаясь при этом к пострадавшему. Если пострадавший находится на высоте, нужно предотвратить возможность травмирования его при падении.

После освобождения пострадавшего от тока необходимо в соответствии с его состоянием оказать помощь. Если пострадавший не потерял сознание, необходимо обеспечить ему отдых, а при наличии травм или повреждений необходимо оказать первую помощь. Если не работает только сердце, а дыхание есть, необходимо применить непрямой массаж сердца. Если прекратилось дыхание, а сердце работает, необходимо проводить искусственное дыхание.

Доврачебную помощь нужно начать оказывать немедленно, по возможности на месте происшествия, одновременно вызвав врача.

Массаж следует проводить в ритме нормальной работы сердца, т.е. 60-70 надавливаний в минуту.

Искусственное дыхание производится при отсутствии или очень слабом естественном дыхании по способу «изо рта в рот» или «изо рта в нос».

Частота вдуваний для взрослых должна достигать 12-16, для детей -- 18-20 в минуту.

37. Горение, характеристика процессов горения

Горение - это быстро протекающее химическое превращение веществ с выделением большого количества тепла и сопровождающееся свечением.

Условия горения:

1. Наличие горючего вещества.

2. Наличие окислителя (кислорода воздуха).

3. Источник зажигания (начальная энергия).

По скорости распространения горение бывает нормальным (10 м/с), взрывным (100 м/с), детонационным (до 5000 м/с).

В отличие от взрыва и детонации протекает с более низкими скоростями и не связано с образованием ударной волны. В основе горения лежит хим. р-ция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла (тепловое горение) или активных промежут. продуктов (цепное горение). наиб. распространено тепловое горение; цепное горение в чистом виде встречается сравнительно редко, гл. обр. в случае нек-рых газофазных р-ций при низких давлениях.

Условия термич. самоускорения м. б. обеспечены для всех р-ций с достаточно большими тепловыми эффектами и энергиями активации. наиб. обширный класс р-ций горения-окисление углеводородов, напр. при горении прир. топлив, водорода, металлов и т. п.; окислители-кислород, галогены, нитросоединения, перхлораты. В режиме горения могут происходить: разложение озона, ацетилена, гидразина, динитрогликоля, метилнитрата и др.; окислит.-восстановит. р-ции, в к-рых восстановители-элементы с высоким сродством к кислороду (Са, Al, Si, Mg и др. ); синтез из элементов оксидов, галогенидов, халькогенидов, гидридов, интерметаллидов, тугоплавких нитридов и карбидов.

Горение может начаться самопроизвольно в результате самовоспламенения либо быть инициированным зажиганием (см. Воспламенение). При фиксиров. внеш. условиях (давление, т-ра, размеры реактора, параметры тепло- и массопереноса и др. ) непрерывное горение может протекать в стационарном режиме, когда осн. характеристики процесса - скорость р-ции, кол-во тепла, выделяющегося в единицу времени (мощность тепловыделения), т-ра и состав продуктов - не изменяются во времени, либо в периодич. режиме, когда эти характеристики колеблются около своих средних значений. Вследствие сильной нелинейной зависимости скорости р-ции от т-ры горение отличается высокой чувствительностью к внеш. условиям: при их незначит. изменении медленная р-ция может перейти в режим горения или, наоборот, развитое горение может прекратиться. Это же св-во горения обусловливает существование неск. стационарных режимов при одних и тех же условиях (гистерезисный эффект).

Виды горения:

1. вспышка - быстрое сгорание горючей смеси без образования сжатых газов, температура вспышки - наименьшая температура, при которой образовавшиеся над ее поверхностью пары или газы способны вспыхнуть в воздухе при поднесении источника зажигания. При этом скорость образования паров недостаточна для устойчивого горения.

2. Воспламенение - возгорание с появлением пламени.

3. Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций в веществе, приводящее к возникновению горения вещества, но без источника зажигания. бывает тепловым - от внешнего нагрева вещества, микробиологическим, химическим.

4. Самовоспламенение - самовозгорание с появлением пламени. Самовозгораться могут древесные опилки, торф, зерно и т. д.

5. Взрыв - быстрое превращение вещества с выделением энергии и образованием сжатых газов.

6. Детонация - передача тепла от слоя к слою вещества посредством ударной волны.

38. Горение жидкостей, характеристика, температура вспышки

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости

Легковоспламеняющиеся жидкости -- это жидкости с температурой вспышки до 60°С и ниже. Горючие жидкости - это жидкости, температура вспышки которых превышает 60°С. К горючим жидкостям относятся кислоты, растительные и смазочные масла, температура вспышки

Краски и лаки

Хранение и использование большинства красок, лаков и эмалей, кроме тех, которые имеют водяную основу, связано с высокой пожарной опасностью. Масла, содержащиеся в масляных красках, сами по себе не являются легковоспламеняющимися жидкостями (льняное масло, например, имеет температуру вспышки выше 204°С). Но в состав красок обычно входят воспламеняющиеся растворители, температура вспышки которых может составлять всего 32°С. Все остальные компоненты многих красок также являются горючими. То же относится к эмалям и масляным лакам.

Даже после высыхания большинство красок и лаков продолжают оставаться горючими, хотя воспламеняемость их значительно снижается при испарении растворителей. Воспламеняемость сухой краски фактически зависит от воспламеняемости ее основы.

Свойства некоторых газов

Далее рассмотрены наиболее важные свойства некоторых воспламеняющихся газов. Этими свойствами объясняется различная степень тех опасностей, которые возникают в случае скопления газов в ограниченном объеме или при их растекании.

Ацетилен. Этот газ перевозится и хранится, как правило, в баллонах. В целях безопасности внутри баллонов с ацетиленом помещают пористый заполнитель - обычно диатомовую землю, имеющую очень небольшие поры или ячейки. Кроме того, заполнитель пропитывается ацетоном - воспламеняющимся материалом, который легко растворяет ацетилен. Таким образом, баллоны с ацетиленом содержат значительно меньше газа, чем это кажется. В верхней и нижней частях баллонов установлено по несколько плавких вставок, через которые газ выходит в атмосферу в случае, если в баллоне температура или давление повышаются до опасного уровня.

Выход ацетилена из баллона может сопровождаться взрывом или пожаром. Ацетилен возгорается легче, чем большинство воспламеняющихся газов, и горит более быстро. Это способствует усилению взрывов и создает трудности для вентиляции, позволяющей предотвратить взрыв. Ацетилен лишь немного легче воздуха, поэтому при выходе из баллона он легко перемешивается с воздухом.

Безводный аммиак. Состоит из азота и водорода и используется в основном для производства удобрений, в качестве холодильного агента и источника водорода, необходимого при термической обработке металлов. Это довольно токсичный газ, но присущие ему резкий запах и раздражающее действие служат хорошим предупреждением о его появлении. Сильные утечки этого газа стали причиной быстрой гибели многих людей до того, как они смогли покинуть район его появления.

Безводный аммиак перевозится в грузовых автомобилях, железнодорожных вагонах-цистернах и баржах. Он хранится в баллонах, цистернах и в криогенном состоянии в изолированных емкостях. Взрывы расширяющихся паров кипящей жидкости в неизолированных баллонах, содержащих безводный аммиак, редки, что объясняется ограниченной воспламеняемостью газа. Если такие взрывы все же происходят, то обычно они бывают связаны с пожарами других горючих веществ.

При выходе из баллона безводный аммиак может взрываться и гореть, но его высокий нижний предел взрываемости и низкая теплота сгорания значительно снижают эту опасность. Выход большого количества газа при использовании его в системах охлаждения, а также хранение при необычайно высоком давлении могут привести к взрыву.

Этилен. Представляет собой газ, состоящий из углерода и водорода. Обычно он применяется в химической промышленности, например, при изготовлении полиэтилена; в меньших количествах используется для дозревания фруктов. Этилен имеет широкий диапазон воспламеняемости и быстро горит. Будучи нетоксичным, он является анестезирующим и удушающим средством.

Этилен перевозится в сжатом виде в баллонах и в криогенном состоянии в теплоизолированных грузовых автомобилях и железнодорожных вагонах-цистернах. Большинство баллонов с этиленом защищено от избыточного давления разрывными диафрагмами. Баллоны с этиленом, применяемые в медицине, могут иметь плавкие вставки или комбинированные предохранительные устройства. Для защиты цистерн применяют предохранительные клапаны. Баллоны могут разрушаться под воздействием пожара, но не расширяющихся паров кипящей жидкости, поскольку жидкости в них нет.

При выходе этилена из баллона возможны взрыв и пожар. Этому способствуют широкий диапазон воспламеняемости и высокая скорость горения этилена. В раде случаев, связанных с выходом в атмосферу большого количества газа, происходят взрывы.

Сжиженный природный газ. Представляет собой смесь веществ, состоящих из углерода и водорода, основным компонентом которых является метан. Кроме того, в нем содержатся этан, пропан и бутан. Сжиженный природный газ, используемый в качестве топлива, нетоксичен, но является удушающим веществом.

Сжиженный природный газ перевозится в криогенном состоянии на судах-газовозах. Хранится в изолированных емкостях, защищенных от избыточного давления предохранительными клапанами.

Выход сжиженного природного газа из баллона в закрытое помещение может сопровождаться взрывом и пожаром. Данные испытаний и опыт показывают, что взрывов сжиженного природного газа на открытом воздухе не происходит.

Сжиженный нефтяной газ

Данный газ является смесью веществ, состоящих из углерода и водорода. Промышленный сжиженный нефтяной газ - это, как правило, пропан или нормальный бутан либо их смесь с небольшими количествами других газов. Он нетоксичен, но является удушающим веществом. Используется в основном в качестве топлива в баллонах для бытовых нужд.

Сжиженный нефтяной газ перевозится в виде сжиженного газа в неизолированных баллонах и цистернах на грузовых автомобилях, в железнодорожных вагонах-цистернах и на судах-газовозах. Кроме того, он может перевозиться морем в криогенном состоянии в теплоизолированных емкостях. Хранится в баллонах и теплоизолированных цистернах. Для защиты емкостей сжиженного нефтяного газа от избыточного давления обычно используют предохранительные клапаны. В некоторых баллонах устанавливают плавкие вставки, а иногда предохранительные клапаны и плавкие вставки вместе. Большая часть емкостей может разрушаться при взрывах расширяющихся паров кипящей жидкости.

Выход сжиженного нефтяного газа из емкости может сопровождаться взрывом и пожаром. Поскольку этот газ используется в основном в помещениях, взрывы происходят чаще, чем пожары. Опасность взрыва усиливается в связи с тем, что из 3,8 л жидкого пропана или бутана получается 75-84 м³ газа. При выходе большого количества сжиженного нефтяного газа в атмосферу может произойти взрыв.

39. Горение газов, характеристика, область воспламенения

Для образования высокотемпературного пламени при газовой сварке, пайке, нагреве и других операциях тепловой обработки металлов используются горючие газы. Горючий газ может быть использован, как в чистом виде, так и в смеси с кислородом. Газово-кислородная смесь имеет более высокую температуру горения. Смеси горючего газа с кислородом используют в газосварочных постах

Горючие газы можно разделить на две группы:

Сжимаемые или сжатые - это такие газы, которые в обычных условиях хранения не превращаются в жидкое состояние (примеры сжатых газов: метан, водород, многокомпонентные газы)

Сжиженные это газы, которые при обычных условиях хранения имеют жидкое состояние (пропан, бутан и их смеси)

Сжиженный газ по сравнению со сжатым обладает следующими преимуществами:

в баллонах одинаковой емкости сжиженного газа помещается примерно в 2 раза больше, чем сжатого;

сжиженный газ при сгорании выделяет теплоты в 3 раза больше, чем такое же объемное количество сжатого газа;

сжиженный газ хранят в резервуарах при давлении более чем в 10 раз меньшем по сравнению со сжатым, что снижает стоимость

Основные характеристики горючих газов

Жаропроизводительность представляет собой максимальную температуру, развиваемую при полном сгорании сухого топлива в необходимом для горения количестве воздуха.

Жаропроизводительность, °С,

метан 2043,

пропан 2500,

бутан 2118,

водород 2235,

ацетилен 3620.

МАПП газ 2960

Количество кислорода, необходимое для горения, составляет примерно 1 м3 на 21 МДж теплотворной способности газа. В связи с тем, что в воздухе около 21% кислорода, то для сжигания 1 м3 метана необходимо 10 м3 воздуха, пропана 24 м3, бутана 31м3.

Температура воспламенения это минимальная температура газо-воздушной смеси, при которой начинается самопроизвольный процесс горения за счет выделения теплоты горящими частицами газа. Воспламенение смеси может быть вызвано нагревом до температуры воспламенения либо применением внешних источников зажигания (запального пламени, электрических искр). Первый способ используется в двигателях внутреннего сгорания, второй -- при сжигании газа с помощью горелок.

Чтобы начался процесс горения, температура поджигающего источника должна быть выше, чем температура воспламенения.

Температура воспламенения, °С,

ацетилен 335,

водород 510,

метан 545,

бутан 430,

пропан 504

Предел воспламеняемости воспламенение и дальнейшее самопроизвольное горение газо-воздушной смеси возможно только при определенных соотношениях газа и воздуха это и называют пределами воспламеняемости.

Нижний предел воспламеняемости, об. %:

ацетилен 2,5,

водород 4,

метан 5,

пропан 2,3,

бутан 1,9;

Верхний предел воспламеняемости, об. %:

ацетилен 80,

водород 75,

метан 15,

бутан 8,5,

пропан 9,5.

Если содержание газа в смеси меньше нижнего предела воспламенения, то такая смесь самостоятельно гореть не может.

При содержании газа, большем верхнего предела воспламенения, количества воздуха в смеси недостаточно для полного сгорания газа.

Газо-воздушная смесь, содержание газа в которой находится между нижним и верхним пределами воспламенения, взрывоопасна.

Взрыв явление быстрого перехода вещества из одного состояния в другое, сопровождаемое нагревом продуктов сгорания до высокой температуры и резким повышением давления.

Если горючая смесь находится в закрытом объеме (сосуд, трубопровод, помещение), то при появлении источника теплоты или пламени с температурой, достигающей температуры воспламенения, происходит взрыв этой смеси.

Например, давление при взрыве метано-воздушной смеси достигает 0,7-0,75 МПа, пропан-бутановой смеси -- 0,8-0,9.

40. Горение пылей, характеристика, предел воспламенения

В процессе производства, при обработке некоторых твердых и волокнистых материалов образуется пыль, которая представляет значительную пожарную опасность.

Пыли, взвешенные в воздухе (аэрозоли), способны образовывать взрывчатые смеси, а пыли, осевшие из воздуха (аэрогели) на оборудование или конструкции здания, могут тлеть и гореть.

Пыли по пожарной опасности во много раз превосходят продукт, из которого они получены. Объясняется это тем, что образующаяся в процессе измельчения твердого вещества пыль имеет большую удельную поверхность. В результате понижается температура самовоспламенения пыли, находящейся в состоянии аэрогеля, увеличивается ее адсорбирующая способность, а также способность к электризации и самовозгоранию. При измельчении твердого вещества в пыль резко изменяются и его свойства. Поверхность окисления вещества становится настолько большой, что выделяющееся тепло не успевает отводиться во внешнюю сферу и возникает самовозгорание.

Взрыв пылей, как и смесей горючих паров и газов с воздухом, может произойти, когда концентрация их в воздухе находится в области воспламенения. При этом основное значение имеет нижний предел воспламенения, поскольку концентрация пыли, соответствующая ему, может образоваться как в машинах, обрабатывающих твердые вещества, так и в производственных помещениях.

Концентрация пыли, соответствующая верхнему пределу воспламенения, составляющая несколько килограммов в 1 м3 воздуха (для сахарной пудры - 13,5 кг/м3), может образоваться только в машинах, размалывающих твердые вещества.

Пыль тем опаснее, чем меньше ее нижний концентрационный предел воспламенения и ниже температура самовоспламенения.

Взрывы пылевых смесей в отличие от взрывов газо- и паровоздушных смесей характеризуются неполнотой сгорания, так как сгорают в основном газообразные продукты, а углеродистый остаток сгорать не успевает. Поэтому взрываться способны лишь пыли, в которых газообразные продукты составляют более 10% веса пыли.

К взрывоопасным относят пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки). Пыли, у которых нижний концентрационный предел больше 65 г/м3, считают пожароопасными.

Процесс горения твердых горючих материалов возникает только в том случае, если достаточной толщины слой горючего материала прогреется до определенной температуры, обеспечивающей образование газообразной горючей смеси продуктов распада твердых горючих материалов с воздухом, и температура поверхностного слоя будет выше температуры воспламенения (поджигания) этой газообразной горючей смеси.

В отличие от горения газов механизм горения твердых веществ и материалов характеризуется многостадийностью и включает совокупность различных физико-химических процессов (фазовые переходы, термо- и термоокислительное разложение и др.), в результате которых исходное вещество превращается в нагретые до высокой температуры продукты сгорания. Все горючие твердые вещества подразделяются на два класса: безгазовые и газофицирующиеся при горении.

К веществам и материалам первого класса, не образующим при горении газообразных продуктов, могут быть отнесены различные термитные смеси, продуктами сгорания которых являются нелетучие конденсированные вещества-окислы металлов. Подавляющее большинство твердых веществ и материалов относятся ко второму классу. Основными процессами, обусловливающими их подвод в зону пламени, являются диффузия и конвекция. Если при разложении твердого материала выделяется недостаточное количество горючих паров и газов, то наблюдается горение без пламени - непосредственно на поверхности (процесс тления).

41. Причины пожаров на машиностроительных предприятиях. Пожароопасные технологические процессы

Предприятия машиностроительной промышленности нередко отличаются повышенной пожарной опасностью, так как их характеризует сложность производственных установок, значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых сгораемых материалов, большое количество емкостей и аппаратов, в которых находятся пожароопасные продукты под давлением; разветвленная сеть трубопроводов с запорно-пусковой и регулирующей арматурой; большая оснащенность электроустановками.

Основной причиной пожаров на машиностроительных предприятиях является нарушение технологического режима, В известной мере это связано с большим разнообразием и сложностью технологических процессов. Они, как правило, помимо операций механической обработки материалов и изделий включают процессы очистки и обезжиривания, сушки и окраски, связанные с использованием веществ, обладающих высокой пожарной опасностью. Многие предприятия применяют огневые стенды и другие операции с наличием открытого огня. Сложность противопожарной защиты современных машиностроительных предприятий усугубляется их гигантскими размерами, большой плотностью застройки, увеличением вместимости товарно-материальных складов, применением в строительстве облегченных конструкций из металла и полимерных материалов, обладающих низкой огнестойкостью. Анализ зарегистрированных крупных пожаров на машиностроительных предприятиях показал, что при пожарах на этих предприятиях создается сложная обстановка для пожаротушения, поэтому требуется разработка комплекса мероприятий по противопожарной защите. Этот комплекс включает мероприятия профилактического характера и устройство систем пожаротушения и взрывозащиты. Они рекомендуются ведомственными документами.

Стандартами возможная частота пожаров и взрывов допускается такой, чтобы вероятность их возникновения в течение года не превышала 10^-6 или чтобы вероятность воздействия опасных факторов на людей в течение года не превышала 10^-6 на человека.

Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на организационные, технические, режимные и эксплуатационные.

Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин и внутризаводского транспорта, правильное содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж рабочих и служащих, организацию добровольных пожарных дружин, пожарно-технических комиссий, издание приказов по вопросам усиления пожарной безопасности и т. д.

К техническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании зданий, при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения, правильное размещение оборудования.

Мероприятия режимного характера - это запрещение курения в неустановленных местах, производства сварочных и других огневых работ в пожароопасных помещениях и т.д.

Эксплуатационными мероприятиями являются своевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического оборудования.

42. Категорирование зданий и помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Современная противопожарная защита зданий и сооружений представляет собой комплекс организационных, технических и конструктивных решений, направленных на предотвращение, своевременное обнаружение, ограничение распространения и ликвидацию пожара, обеспечение безопасной эвакуации людей.

С учетом технологических процессов, большой пожарной нагрузки, опасности обращающихся и хранящихся веществ и материалов, НПБ 5-2005 «Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» устанавливают требования категорированию помещений, зданий и наружных установок.

Опыт применения требований указанных Норм показывает, что ответственные лица категорируют складские и производственные помещения без необходимых расчетов, исходя только из вида пожарной нагрузки, не учитывая ее количество, порядок размещения и свойства.

Достаточно часто руководство и ответственные за пожарную безопасность лица считают достаточным разместить на дверях гаражей, мастерских, технических помещений, кладовых знак в соответствии с ППБ РБ 1. 01 (примеры на рис. 6), не осознавая, какие требования следует выполнять в помещениях установленных категорий.

Рис. 6

Вместе с тем, в зависимости от категории устанавливаются необходимые объемно-планировочные (наружные стены и покрытия), конструктивные (внутренние стены, перегородки и перекрытия, проемы) решения зданий, пожарных отсеков и помещений, необходимость их оборудования автоматическими установками пожаротушения, системами пожарной сигнализации, определяются параметры путей эвакуации, типы противопожарных преград (противопожарные стены, перегородки, двери, окна), наличие первичных средств пожаротушения.

Не установив категорию по НПБ 5-2005, невозможно в проекте и при эксплуатации объекта определить противопожарные требования, необходимые в соответствии с действующими техническими нормативными правовыми актами. Напрямую зависят от категории по взрывопожарной и пожарной опасности и вопросы размещения складских и производственных помещений в зданиях по этажам, площади пожарных отсеков.

Понятно, что в современных условиях наряду с техническими требованиями следует учитывать и экономическую составляющую. Затраты на противопожарную защиту взрывопожароопасных и пожароопасных зданий и помещений категорий В1-В3 несоизмеримо больше, чем на обеспечение пожарной безопасности помещений и зданий категории В4 и, тем более, Д. Поэтому чрезвычайно важно правильно установить категорию в соответствии с требованиями Норм.

Следует отметить, что проведение расчетов категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (если подобные мероприятия не являются составной частью расчетов по определению уровня обеспечения пожарной безопасности людей, вероятности возникновения пожара, оценке экономической эффективности систем пожарной безопасности) не является лицензируемым видом деятельности. Ответственные лица объектов за пожарную безопасность, инженерно-технический персонал в состоянии провести указные расчеты без привлечения сторонних специалистов. Вместе с тем, при определении категорий производственных и складских зданий, возникает немало проблемных вопросов, не позволяющих в ряде случаев принять правильное решение, соответствующее требованиям НПБ 5-2005.

11 августа 2009 года Министерством по чрезвычайным ситуациям внесено изменение в указанные Нормы, позволяющее относить к категории Д негорючие вещества и материалы в холодном состоянии, горючие вещества и материалы в таком количестве, что удельная пожарная нагрузка на участке их размещения в помещении не превышает 100 МДж/кв. м. При этом, следует учитывать, что считается только площадь размещения пожарной нагрузки, а не все помещение.

Несколько примеров

Помещения складского и производственного назначения, вентиляционные камеры категории В4 и Д не подлежат обязательной защите системами пожарной сигнализации и автоматическими установками пожаротушения.

Условная защищаемая площадь одним огнетушителем в соответствии с нормами обеспечения первичными средствами пожаротушения в помещениях категории Г и Д составляет 1200 м2, что в 6 раз превышает защищаемую площадь категории В1-В4 с наличием горючих газов и жидкостей и в 4 раза - площадь других помещений категории В1-В4. Это значит, при отнесении помещения к категории Д количество огнетушителей уменьшается в 6 и 4 раза соответственно.

Технологические процессы с различной взрывопожарной и пожарной опасностью следует размещать в отдельных помещениях; при этом помещения категорий А, Б и В1-В3 по взрывопожарной и пожарной опасности следует отделять одно от другого, а также от помещений иных категорий и коридоров противопожарными перегородками (с установкой противопожарных дверей) и противопожарными перекрытиями. По результатам расчетов при отнесении помещений к категориям В4 и Д проведение данных мероприятий не требуется.

Практика применения требований к категорированию показывает, что при упорядоченном размещении и минимизации пожарной нагрузки, организации экономят значительные материальные средства на противопожарную защиту зданий и сооружений, одновременно выполняя действующие требования технических нормативных правовых актов.

43. Огнестойкость строительных конструкций, характеристика. Методы повышения огнестойкости

Огнестойкость конструкции - способность конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара. Показателем огнестойкости является предел огнестойкости.

Предел огнестойкости строительной конструкции - это время в часах (минутах), определяется в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов до достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:

для несущих и ограждающих строительных конструкций

- потеря несущей способности (R);

- потеря целостности (Е);

- потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I)

- достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

Для заполнения проемов в противопожарных преградах - при потере целостности (Е), - теплоизолирующей способности (I) - достижении предельной величины плотности теплового потока (W) - дымогазонепроницаемости (S).

Методы определения пределов огнестойкости строительных конструкций и признаков предельных состояний устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности. Условные обозначения пределов огнестойкости строительных конструкций содержат буквенные обозначения предельного состояния и группы.

Пожарная опасность строительной конструкции - свойство конструкции способствовать возникновению опасных факторов пожара и развитию пожара, характеризуется классом пожарной опасности.

Класс пожарной опасности строительных конструкций - определяется. Строительные конструкции подразделяются на четыре класса: К0 - непожароопасные; К1 - малопожароопасные; К2 - умереннопожароопасные; К3 - пожароопасные.

Примечание. Знак «+» обозначает, что при отсутствии теплового эффекта не регламентируется.

Численные значения критериев отнесения строительных конструкций к определенному классу пожарной опасности определяются в соответствии с методами, установленными нормативными документами по пожарной безопасности.

Огнестойкость каменных конструкций - зависит от их сечения, конструктивного исполнения, теплофизических свойств каменных материалов и способов обогрева. Кирпичные конструкции выдерживают нагревание до 900^оС.

Огнестойкость железобетонной конструкции зависит от размеров ее сечения, толщины защитного слоя, вида, количества и диаметра арматуры, класса бетона и вида заполнителя, нагрузки на конструкцию и схемы ее опирания. С увеличением толщины и уменьшением плотности бетона предел огнестойкости железобетонной конструкции возрастает. Предел огнестойкости колонн зависит от схемы приложения нагрузки (центральное, внецентренное), размеров поперечного сечения, процента армирования, вида крупного заполнителя бетона и толщины защитного слоя у продольной арматуры.

Огнестойкость металлических конструкций определяется способностью металла к пластическим деформациям при нагреве: до 400-500^оС - стали; 180-200^оС - алюминия. Это приводит к быстрому обрушению конструкций. Предел огнестойкости незащищенной металлической конструкции зависит от способа обогрева, площади сечения, условий работы конструкции, но не значительно, и составляет от 10 до 30 минут. Повышение предела огнестойкости достигается: защитой конструкций материалами с большой теплоизолирующей способностью: обетонирование, обкладка кирпичом, оштукатуривание поверхности элементов конструкций, использование крупноразмерных листовых и плитных огнезащитных облицовок; применением огнезащитных конструктивных элементов (например, огнезащитных подвесных потолков, конструкций на относе) - до 2 часов; заполнением внутренних полостей конструкций водой - до 2-2,5 ч; обмазкой вспучивающимися обмазками - до 45. . . 60 мин; окрашивание специальными красками - до 30 минут.

Огнестойкость деревянных конструкций определяется быстрой возгораемостью древесины, наличием в узлах крепления металлических элементов, а также необходимостью устройства в деревянных конструкциях технологических пустот, по которым в условиях пожара огонь быстро распространяется. Увеличивают огнестойкость путем пропитки их водными растворами огнезащитных составов - антипиренами, нанесением на них штукатурки и облицовкой их негорючими материалами, применением клееных конструкций с высоким пределом огнестойкости. Предел огнестойкости деревянных конструкций, обработанных вспучивающимися обмазками, увеличивается на 0,75 ч. Технологические пустоты заполняют несгораемым материалом.

Огнестойкость конструкций, содержащих полимерные материалы. Недостаток пластмасс - горючесть. Большинство пластмасс воспламеняются при более низких температурах, чем древесина. При горении пластмассы выделяют токсичные продукты и имеют невысокую жёсткость и повышенную ползучесть.

Антипирены - вещества или смеси, предохраняющие древесину, ткани и др. материалы органического происхождения от воспламенения. Наиболее распространенные антипирены: фосфат аммония, бура, борная кислота, хлористый аммоний и др. Механизм действия определяется низкой температурой их плавления, повышенным углеобразованием пропитанных материалов, поглощением большого количества тепла при разложении, выделением газов, не поддерживающих горения (аммиак, сернистый газ), но снижающих концентрацию горючего в зоне горения. Антипирены вводят в материалы глубокой пропиткой, увеличивая время возгорания до 2 часов, или наносят в виде поверхностных огнезащитных покрытий (время возгорания увеличивается до 10-15 минут.

44. Классификация зданий по степени огнестойкости, примеры зданий

В оценке противопожарных качеств зданий и сооружений большое значение имеет их огнестойкость.

Огнестойкость - это способность строительных конструктивных элементов здания выполнять несущие и ограждающие функции в условиях пожара в течение определенного времени. Она характеризуется пределом огнестойкости.

Пределы огнестойкости конструкций объекта должны быть такими, чтобы конструкции сохранили несущие и ограждающие функции в течение всей продолжительности эвакуации людей или пребывания их в местах коллективной защиты. При этом пределы огнестойкости должны назначаться без учета воздействия средств тушения на развитие пожара.

Предел огнестойкости строительных конструкций определяется временем (ч) от начала пожара до возникновения одного из признаков:

а) образования в конструкции сквозных трещин;

б) повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°

С или в какой-либо точке этой поверхности более чем на 180°С по сравнению с температурой конструкции до испытания, или более 220°С независимо от температуры конструкции до испытания;

г) потери конструкцией несущей способности.

Предел огнестойкости отдельных строительных конструкций зависит от их размеров (толщины или сечения) и физических свойств материалов. Например, каменные стены здания толщиной 120 мм. имеют предел огнестойкости 2,5 ч, а при толщине 250 мм предел огнестойкости повышается до 5,5 ч.

Степень огнестойкости здания зависит от степени возгораемости и предела огнестойкости основных строительных конструкций его. Все здания и сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней

45. Огнегасящие вещества, характеристика, применение

Огнетушащее вещество, при попадании в очаг пожара которого снижается скорость горения или горение полностью прекращается. Есть: газообразные (водяной пар), жидкие (вода, пена), твердые (песок, земля, порошки), асбестовые или брезентовые покрывала.

По принципу действия разделяют:

охлаждающие (вода) - лучше горячей, тем быстрее испарение

изолирующие (порошок, пена, покрывала) - изолирование зоны горения от доступа кислорода

разбавление горючих жидкостей или уменьшение содержания кислорода (пар, вода, углекислый газ)

замедление горения (порошки)

На каждом предприятии должны быть первичные средства пожаротушения: песок, вода, покрывала, огнетушители, топоры и др.

Вода - наиболее распространенное средство тушения пожаров. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, поглощая большое кол-во теплоты. При испарении воды образуется пар, который затрудняет доступ воздуха к очагу горения. Водой нельзя тушить горение таких в-в и материалов, как щелочные металлы, карбид кальция, алюминиевая пудра и др., при взаимодействии которых с водой выделяется большое кол-во теплоты, горючие газы и др. Вода - хороший проводник электрического тока, поэтому применение ее для тушения пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением, может привести к поражению электротоком. Воду в виде компактных струй нельзя применять для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей. Водой нельзя гасить лаки, бензин (т. к. они легче), электрооборудование под напряжением (вода хороший проводник), нельзя применять к гашению ценных вещей.

Преимущества воды: доступность, низкая стоимость, большая теплоемкость, химическая нейтральность.

Недостатки воды: невысокая смачиваемость, поэтому добавляют поверхностно-активные вещества - мыло, порошки.

Водные растворы солей относятся к числу жидких огнегасящих средств. Применяются растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и аммония и др. Соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горящего в-ва изолирующие пленки, отнимающие теплоты. При разложении солей выделяются негорючие газы.

Пена - для тушения всех твердых горючих веществ, для которых применимо и тушение водой. Способы получения пены:

химический - соединение щелочи и кислоты, нельзя этим гасить электрооборудование

воздушно-механический - пеногенераторы: смешивание специальных порошков с водой и рассеивание струи на специальных сетках.

Она закрывает доступ кислорода. Применяется и для гашения горючих жидкостей.

Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. При этом образуется газ. Пузырьки газа обволакиваются водой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, которая может долго оставаться на поверхности жидкости. В-ва, которые необходимы для получения диоксида углерода, применяются или в виде водных растворов, или сухих пенопорошков. Применение химической пены в практике сокращается, ее все больше вытесняет воздушно-механическая пена.