5.2. Фактори пожежної небезпеки різних галузевих об’єктів

Пожежна небезпека технологічних процесів значною мірою визначається фізико-хімічними властивостями сировини, матеріалів, напівфабрикатів, які використовуються у виробництві, а також характеристиками кінцевої продук­ції. Номенклатура показників пожежо- і вибухонебезпеки речовин та матеріа­лів, їхнє застосування, а також методи їхнього визначення встановлені ГОСТ ССБП 12.1.044-84 “Пожежо- і вибухонебезпека речовин і матеріалів, номенк­латура показників і методи їх визначення”.
Показники пожежо- і вибухонебезпеки використовуються для визна­чення категорійності приміщень та будівель, під час розроблення систем для забезпечення пожежної безпеки та вибухобезпеки відповідно до вимог стандартів ССБП ГОСТ 12.1.004–85, ГОСТ 12.1.010–76. Ці стандарти визна­чають вимоги до систем попередження пожеж та вибухів, вимоги до систем пожежного вибухозахисту, організаційні і технічні заходи для забезпечення пожежної безпеки та вибухобезпеки. Крім того, в цих стандартах встановлю­ються також основні терміни та визначення, використання яких обов’язкове під час виготовлення технічної документації.
Застосування показників пожежо- і вибухонебезпеки визначається агре­гат­ним станом речовин. При цьому розрізняють:
гази речовини, абсолютний тиск парів яких при температурі 50 0С дорівнює або більший за 340 кПа або критична температура яких менша за 50 0С;
рідини речовини з температурою плавлення (краплепадіння) меншою за 50 0С;
тверді речовини і матеріали з температурою плавлення (краплепадіння) понад 50 0С;
пил – дисперговані тверді речовини і матеріали з розміром частинок меншим за 850 мкм.
Група горючості – показник, який застосовується для речовин всіх агрегатних станів.
Горючість – здатність речовин або матеріалів до горіння. За горючістю речовини та матеріали поділяються на три групи.
Негорючі – речовини та матеріали, які на повітрі не горять. Негорючі речовини можуть бути пожежонебезпечними (наприклад, окисники (окислю­вачі), а також речовини, що виділяють горючі продукти при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним).
Важкогорючі – речовини та матеріали, які загораються на повітрі від джерела запалювання, але не можуть самостійно горіти після зникнення джерела запалювання.
Легкогорючі – речовини та матеріали, що мають властивість самозаго­ратися, а також загоратися від джерела запалювання та самостійно горіти після його зникнення. Із цієї групи виділяють легкозаймисті речовини та матеріали.
Легкозаймистими називають горючі речовини та матеріали, що мають властивість горіти від короткочасної дії джерела запалювання з низькою енергією (полум’я сірника, іскра, тліюча сигарета).
Горіння – екзотермічна реакція окислення речовини, яка супрово­джується виділенням диму та (або) виникненням полум’я та (або) світінням. Для горіння необхідна наявність горючої речовини, окисника та джерела запалювання.
Розрізняють два види горіння: повне – за достатньої кількості окисника, та неповне – за його пониженої кількості. Горіння може бути гомогенним та гетерогенним. При гомогенному горінні речовини, що вступають в реакцію, мають однаковий агрегатний стан, наприклад, газоподібний. Якщо при цьому горюча речовина та окисник не перемішані, то відбувається дифузне горіння, при якому процес горіння лімітується дифузією окисника через продукти горіння до горючої речовини. Якщо вихідні речовини знаходяться в різних агрегатних станах і є межа поділу фаз у горючій системі, то таке горіння називають гетерогенним. Гетерогенне горіння, при якому одночасно утворю­ються потоки горючих газоподібних речовин, є одночасно дифузним. Як правило, пожежі характеризуються гетерогенним дифузним горінням, швид­кість переміщення полум’я якого залежить від швидкості дифузії кисню повітря до осередку горіння.
Розрізняють такі різновидності горіння: вибух, детонація, спалах, займання, спалахування, самозаймання, самоспалахування, тління.
Вибух – надзвичайно швидке хімічне перетворення, що супроводжується виділенням енергії й утворенням стиснених газів, здатних виконувати меха­нічну роботу. В основному ця механічна робота зводиться до руйнувань, які виникають під час вибуху і обумовлені утворенням ударної хвилі – раптового стрибкоподібного зростання тиску. Із віддаленням від місця вибуху механічна дія ударної хвилі послаблюється.
Детонація – це горіння, яке поширюється зі швидкістю декілька тисяч метрів на секунду. Виникнення детонації пояснюється стисненням, нагріван­ням та переміщенням незгорівшої суміші перед фронтом полум’я, що прис­корює поширення полум’я і виникнення в суміші ударної хвилі. Отже, наявність достатньо потужної ударної хвилі є необхідною умовою для виник­нення детонації, оскільки в цьому випадку передача теплоти в суміші здійснюється шляхом поширення ударної хвилі.
Спалах – короткочасне інтенсивне згорання обмеженого об’єму газо по­віт­ряної суміші над поверхнею горючої речовини або пилеповітряної суміші, що супроводжується короткочасним видимим випромінюванням, але без ударної хвилі і стійкого горіння.
Займання – початок горіння під впливом джерела запалювання.
Спалахування – займання, що супроводжується появою полум’я.
Тління – безполуменеве горіння матеріалу (речовини) у твердій фазі з видимим випромінюванням світла із зони горіння.
Самозаймання – початок горіння внаслідок самоініційованих екзот ер­міч­них процесів.
Самоспалахування – самозаймання, що супроводжується появою по­лум’я.
Температура спалаху – найменша температура речовини, за якої за встановленими умовами випробування над її поверхнею утворюється пара, здатна до спалаху у повітрі під впливом джерела запалювання, але швидкість утворення пари недостатня для підтримання горіння.
За температурою спалаху розрізняють:

  • легкозаймисті рідини (ЛЗР) – рідини, які мають температуру спалаху, що не перевищує 61 0С у закритому тиглі (бензин, ацетон, етиловий спирт та ін.);
  • горючі рідини (ГР) – рідини, які мають температуру спалаху понад 61 0С у закритому тиглі або 66 0С у відкритому тиглі (мінеральні оливи, мазут, формалін та ін.).

Температура займання – найменша температура матеріалу (речовини), за якої за встановленими умовами випробування матеріал (речовина) виділяє горючі пару або гази з такою швидкістю, що під впливом джерела запалювання відбувається займання та стійке горіння.
Температура самозаймання – найменша температура навколишнього середовища, за якої за встановленими умовами випробування відбувається самозаймання матеріалу чи речовини.
Нижня (НКМ) та верхня (ВКМ) концентраційні межі поширення полум’я – це мінімальний та максимальний вміст горючої речовини в одно­рідній суміші з окислювальним середовищем, за якого можливе поширення полум’я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання. У замк­неному об’ємі спалахування має зазвичай вибуховий характер, тому вказані концентраційні межі іноді ще називають межами вибуховості.
Повітряні суміші, що містять горючої речовини менше НКМ чи вище ВКМ, горіти або вибухати не можуть. Наявність областей негорючих кон­центрацій речовин та матеріалів надає можливість вибрати такі умови їх зберігання, транспортування та використання, при яких виключається мож­ливість виникнення пожежі чи вибуху.
Значну вибухову та пожежну небезпеку становлять різноманітні горючі пилоподібні речовини у завислому стані. Залежно від значення нижньої концентраційної межі поширення полум’я пил поділяється на вибухо- та пожежонебезпечний. При значенні НКМ меншому за 65 г/м3 пил є вибухо­небезпечним (пил сірки, борошна, цукру тощо), а при інших значеннях концентрації – пожежонебезпечним (пил деревини, тютюну).
Розрізняють також нижню (НТМ) та верхню (ВТМ) температурні межі поширення полум’я. НТМ та ВТМ – це такі температури матеріалу (речовини), за яких його (її) насичена пара утворює в окислювальному середовищі концентрації, що дорівнюють відповідно НКМ та ВКМ.
Температурні межі поширення полум’я використовують зокрема для вибору температурних умов зберігання рідин у тарі, за яких концентрація насичених парів буде безпечною щодо пожежі чи вибуху.
Для правильного планування та успішного проведення заходів пожежної профілактики вагоме значення має оцінка об’єктів щодо вибухо- та пожежо­небезпеки. Умови виникнення та поширення пожежі в будівлях та примі­щеннях залежать від кількості та пожежонебезпечних властивостей речовин і матеріалів, що в них знаходяться (використовуються), а також особливостей технологічних процесів розміщених у них виробництв.
За вибухо- та пожежною небезпекою приміщення та будівлі відповідно до норм технологічного проектування ОНТП 24–86 поділяються на п’ять категорій: А, Б, В, Г, Д.
Категорія А (вибухо-, пожежонебезпечна) – приміщення, в яких збе­рігаються чи використовуються горючі гази, легкозаймисті рідини з темпе­ратурою спалаху не більшою за 28 0С у такій кількості, що вони можуть утворювати вибухонебезпечні паро- і газоповітряні суміші, при спалахуванні яких виникає розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні, що перевищує 5 Кпа; речовини та матеріали, здатні вибухати та горіти у разі взаємодії з водою, киснем повітря або одне з одним у такій кількості, що розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні перевищує 5 КПа.
Категорія Б (вибухо-, пожежонебезпечна) – приміщення, де зберігають­ся або використовуються горючий пил або волокна, легкозаймисті рідини з температурою спалаху більше 28 0С та горючі рідини в такій кількості, що можуть утворювати вибухонебезпечні пило- або пароповітряні суміші, при спалахуванні яких виникає розрахунковий надлишковий тиск у приміщенні, що перевищує 5 КПа.
Категорія В (пожежонебезпечна) – приміщення, в яких зберігаються або використовуються горючі та важко горючі рідини, тверді та важкогорючі речовини та матеріали, здатні при взаємодії з киснем повітря, з водою або одне з одним лише горіти за умови, що приміщення, в яких вони знаходяться (використовуються), не належать до категорій А чи Б.
Категорія Г (пожежонебезпечна) – приміщення, де зберігаються або використовуються негорючі речовини та матеріали в гарячому, розжареному або розплавленому стані, процес обробки яких супроводжується виділенням променистого тепла, іскор, полум’я, горючі гази, рідини, тверді речовини, які спалюються або утилізуються як паливо.
Категорія Д – приміщення, в яких зберігаються або використовуються негорючі речовини та матеріали в холодному стані.