Охорона праці в авіації - Буріченко Л. А. - 15.3. Вибухи газових, парових і пилоповітряних сумішей

Вибух відрізняється від звичайного горіння швидкістю реакції, яка відбувається, і утворенням при цьому стиснутих газів, здатних виконувати роботу. Виникаючи в одній точці, він швидко поширюється у вигляді сферичної хвилі. Як правило, вибух дуже небезпечний.

Вибухонебезпечна речовина - це речовина, здатна до вибуху або до детонації без участі кисню повітря.

Для виникнення горіння необхідні: спалима речовина, кисень повітря або інший окислювач і джерело запалювання. При цьому реагуючі речовини мають бути нагрітими до певної температури. Цю роль виконує джерело запалювання. Щоб запалення виникло і самовільно відбувалося, необхідно підтримувати в певному співвідношенні спалиму речовину і повітря. Джерело запалювання при цьому повинно мати певну температуру і запас енергії.

Вибухонебезпечним середовищем є: суміші речовин (газів, парів, пилу) з повітрям та іншими окислювачами (киснем, озоном, хлором, окисами азоту і т. ін.), які здатні до вибухового перетворення, а також індивідуальні речовини, схильні до вибухового розпаду (ацетилен, озон, аміачна селітра та ін.).

До основних параметрів, які характеризують вибухонебезпечність середовища, відносяться: температура спалаху; небезпечність запалення (температурні та концентраційні границі - границі вибуховості); мінімальний вибухонебезпечний вміст кисню (окислювача); температура самозапалення; нормальна швидкість поширення полум'я; мінімальна енергія запалення; схильність до вибуху і детонації; чутливість до механічної дії (удару і тертя).

Ступінь небезпеки вибуху характеризується: тиском на фронті ударної хвилі, максимальним тиском вибуху, середньою і максимальною швидкостями наростання тиску під час вибуху, дробовою або фугасною властивістю вибухонебезпечного середовища. Згідно з теорією вибуху газових сумішей останні не вибухають як при недостачі, так і при надлишку кисню повітря (окислювача).

Найменша концентрація газів і пари у повітрі, за якої можливий вибух, називається нижньою концентраційною границею вибуху, а концентрація газів і пари, нижче від якої стається вибух і вище якої суміш не займається, - верхньою границею.

Експериментальні дані концентраційних границь вибухонебезпечних сумішей різних сортів авіабензинів і реактивного пального наведені в табл. 5.1, а органічних розчинників на 1 м повітря при t = 20°С і тискові Р = 101325 Па - в табл. 15.2.

Таблиця 15.1

Експериментальні дані концентраційних границь вибухонебезпечних сумішей органічних розчинників

Паливо

Об'ємні концентраційні границі вибухонебезпечних сумішей, %

Нижня

Верхня

Б-70

0,79

5,16

Б-91/115

0,89

5,46

Б-95/130

0,98

5,48

Т-2

1,1

6,8

Т-1

1,4

7,5

Гас освітлювальний

1,4

7,5

(спалах при 58°С)

Концентрація вибухонебезпечних сумішей може бути визначена різними приладами (наприклад, газоаналізаторами), а також розрахунком. Джерелами ініціювання вибуху є: тіла, які горять, або розпечені тіла, електричні розряди, теплові прояви хімічних реакцій і механічних дій, іскри від удару і тертя, ударні хвилі, сонячна радіація, електромагнітні випромінювання. Домішки інертних газів і пари, добавлені у спалимі суміші, можуть істотно змінити властивості сумішей і за певних умов зробити їх вибухобезпечними. Для визначення границь вибуху насиченої пари рідин більш зручніше користуватися температурними границями, вираженими через температуру рідини.

Розрізняють нижню і верхню температурні границі вибуху.

Нижньою температурною границею вибуху називається найменша температура рідини, за якої утворюється суміш насиченої пари з повітрям, здатна займатися в разі піднесення до неї джерела запалювання.

Таблиця 15.2

Експериментальні дані органічних розчинників

Об'ємні концентраційні границі вибухонебезпечних

Розчинник

Сумішей, %

Нижня

Верхня

Ацетон

2,0

13,0

Бензол

1,4

9,5

Дихлоретан

6,2

15,9

Ксилол

3,0

7,6

Метиловий

Спирт

5,5

37,0

Сірковуглець

1,0

50,0

Етилацетат

2,2

11,4

Етиловий спирт

3,3

19,0

Верхньою температурною границею вибуху називається найбільша температура рідини, за якої утворюється суміш насиченої пари з повітрям, здатна займатися ще до піднесення до неї джерела запалювання.

При температурах, нижчих за нижню температурну границю і вищих за верхню, рідина утворює пару, яка в суміші з повітрям займатися не може. Горючі суміші різних речовин при зміні тиску поводяться під час підйому літака на висоту неоднаково.

Коли зовнішній атмосферний тиск знижується, температурні границі утворення вибухонебезпечних сумішей звужуються і зміщуються в бік нижчих температур, а на висоті 19000 м, наприклад, для авіаційних бензинів - сходяться і стають однаковими.

Пилові суміші утворюються під час очищення деталей ПС і двигунів кісточковим кришивом в ангарах, в столярних майстернях тощо. Пил горючих речовин являє собою небезпеку не тільки для запалювання, але й для вибуху.

За своїм станом пил розрізняють як завислий у повітрі - аерозоль і як осілий на стінах, стелях, поверхнях верстатів та інших механізмів - аерогель. Небезпечність пилу тим більша, чим менший розмір пилинок. Найбільшу небезпеку для вибуху створює аерозоль.

Існує така класифікація пилу за небезпекою вибуху і запалювання в приміщеннях:

- вибухонебезпечний пил у стані аерозолів:

І клас - найбільш вибухонебезпечний пил з нижньою концентраційною границею вибуху до 0,015 кг/м3 (пил нафталіну, сірки, ебоніту, антрациту, каніфолі тощо);

ІІ клас - вибухонебезпечний пил з нижньою концентраційною границею вибуху 0,016-0,065 кг/м3 (пил ряду барвників, деревної муки, торфу тощо);

- пожежонебезпечний пил у стані аерогелів:

ІІІ клас - найбільш пожежонебезпечний пил з температурою самозапалювання до 250°С (пил деревного вугілля, бавовняний пил тощо);

IV клас - пожежонебезпечний пил з температурою самозапалювання 250°С і більше (пил вугілля із зольністю 32-36 %, пил деревної тирси та ін.).

Багато металів, наприклад, алюміній, цинк та багато інших в компактному стані не здатні горіти. Якщо ж вони знаходяться в повітрі у вигляді пилу, то горять зі швидкістю вибуху.

Порошки заліза і свинцю, приготовлені методом прожарювання відповідних оксалатів, самозаймаються в стані аерозолю. Алюміній, перетворений в пудру, набуває здатності самозайматися у стані аерогелю. Пил небезпечний ще й тим, що в процесі його переміщення по трубопроводах, повітропроводах тощо здатний їх наелектризовувати до тисяч вольт (статична електрика). Під час горіння аерозолю спостерігаються ті самі закономірності, що й під час горіння твердих і газоподібних горючих речовин. Волога, яка міститься в пилові, ускладнює його запалювання і поширення в ньому полум'я.

Пояснюється це тим, що в процесі нагрівання пилу велика кількість теплоти витрачається на випаровування вологи. Домішка негорючих газів і пари в пиловій суміші також знижує інтенсивність її горіння, вибухонебезпечність, оскільки введення негорючих газів і пари знижує відсоток кисню в суміші.

Схожі статті




Охорона праці в авіації - Буріченко Л. А. - 15.3. Вибухи газових, парових і пилоповітряних сумішей

Предыдущая | Следующая