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.
(2 votes, average: 4,00 out of 5)