Przemysłowe źródło zapłonu. Wyładowanie iskrowe Zapłon medium palnego w wyniku przegrzania na skutek tarcia
Przeczytaj także
Iskry elektryczne są dość częstą przyczyną pożarów. Mogą zapalić nie tylko gazy, ciecze, pyły, ale także niektóre ciała stałe. W elektrotechnice jako źródło zapłonu często wykorzystuje się iskry. Mechanizm zapłonu substancji palnych przez iskrę elektryczną jest bardziej złożony niż zapłon przez ogrzane ciało. Kiedy w objętości gazu pomiędzy elektrodami tworzy się iskra, cząsteczki są wzbudzane i jonizowane, co wpływa na charakter reakcji chemicznych. Jednocześnie następuje intensywny wzrost temperatury w objętości osłony. W związku z tym zaproponowano dwie teorie mechanizmu zapłonu iskrami elektrycznymi: jonową i termiczną. Obecnie problematyka ta nie jest jeszcze dostatecznie zbadana. Badania pokazują, że w mechanizmie zapłonu iskrami elektrycznymi biorą udział zarówno czynniki elektryczne, jak i termiczne. Jednocześnie w niektórych warunkach dominują elektryczne, w innych termiczne. Biorąc pod uwagę, że wyniki badań i wnioski z punktu widzenia teorii jonowej nie są sprzeczne z teorią termiczną, przy wyjaśnianiu mechanizmu zapłonu od iskier elektrycznych najczęściej opiera się na teorii termicznej.
Wyładowanie iskrowe. Iskra elektryczna pojawia się, gdy pole elektryczne w gazie osiąga pewną wartość Ek (krytyczne natężenie pola lub siłę przebicia), która zależy od rodzaju gazu i jego stanu.
Odbicie impulsu dźwiękowego iskry elektrycznej od płaskiej ściany. Zdjęcie uzyskano metodą ciemnego pola.| Przejście impulsu dźwiękowego przez cylindryczną ścianę z otworami. Zdjęcie wykonano metodą ciemnego pola. Iskra elektryczna wytwarza niezwykle krótki błysk; prędkość światła jest nieporównanie większa od prędkości dźwięku, o której wielkości porozmawiamy poniżej.
Iskry elektryczne, które mogą pojawić się podczas zwarcia w instalacji elektrycznej, podczas prac spawalniczych, podczas iskrzenia urządzeń elektrycznych, podczas wyładowań elektryczność statyczna. Wielkość kropelek metalu osiąga 5 mm podczas spawania elektrycznego i 3 mm podczas zwarcia przewodów elektrycznych. Temperatura metalu spada podczas spawania elektrycznego jest bliska temperaturze topnienia, a krople metalu powstające podczas zwarcia instalacji elektrycznej są wyższe od temperatury topnienia, np. dla aluminium osiągają 2500 C. Temperatura spadku na końcu jego lotu ze źródła powstawania na powierzchnię substancji palnej przyjmuje się w obliczeniach na 800 C.
Iskra elektryczna jest najczęstszym impulsem zapłonu termicznego. Iskra powstaje w momencie zamknięcia lub otwarcia obwodu elektrycznego i ma temperaturę znacznie wyższą niż temperatura zapłonu wielu substancji palnych.
Iskra elektryczna pomiędzy elektrodami powstaje w wyniku impulsowych wyładowań kondensatora C, wytwarzanych przez elektryczny obwód oscylacyjny. Jeżeli w momencie rozładowania pomiędzy narzędziem 1 a częścią 2 znajduje się ciecz (nafta lub olej), wówczas wydajność obróbki wzrasta, ponieważ cząstki metalu wyrwane z części anodowej nie osiadają na narzędziu.
Iskra elektryczna może narodzić się bez żadnych przewodników ani sieci.
Charakterystyka przejściowej propagacji płomienia podczas zapłonu iskrowego (Olsen i in. / - wodór (pomyślny zapłon. 2 - propan (pomyślny zapłon. 3 - propan (niepowodzenie zapłonu). Iskra elektryczna jest dwojakiego rodzaju, a mianowicie wysokiego i niskiego napięcia. A iskra wysokiego napięcia wytworzona przez generator wysokiego napięcia przebija iskiernik o ustalonym rozmiarze. Iskra niskiego napięcia przeskakuje w miejscu przerwy w obwodzie elektrycznym, gdy następuje samoindukcja w przypadku przerwania prądu.
Iskry elektryczne są źródłami małej energii, ale jak pokazuje doświadczenie, często mogą stać się źródłem zapłonu. W normalnych warunkach pracy większość urządzeń elektrycznych nie wytwarza iskier, ale niektóre urządzenia zazwyczaj wytwarzają iskry.
Iskra elektryczna ma wygląd jasno świecącego cienkiego kanału łączącego elektrody: kanał może być skomplikowany zakrzywiony i rozgałęziony. W kanale iskry przemieszcza się lawina elektronów, powodując gwałtowny wzrost temperatury i ciśnienia oraz charakterystyczny trzask. W woltomierzu iskrowym elektrody kulkowe są łączone ze sobą i mierzona jest odległość, na jaką iskra przeskakuje pomiędzy kulkami. Piorun to gigantyczna iskra elektryczna.
Schemat ideowy aktywowanego generatora łuku prąd przemienny.| Schemat ideowy generatora iskry skondensowanej.
Iskra elektryczna to wyładowanie powstające w wyniku dużej różnicy potencjałów pomiędzy elektrodami. Substancja elektrody przedostaje się do iskrowej szczeliny analitycznej w wyniku emisji wybuchowych palników z elektrod. Wyładowanie iskrowe przy dużej gęstości prądu i wysokiej temperaturze elektrod może przekształcić się w wyładowanie łukowe o wysokim napięciu.
Wyładowanie iskrowe. Iskra elektryczna powstaje, gdy pole elektryczne w gazie osiągnie pewną wartość Ec (krytyczne natężenie pola lub siłę przebicia), która zależy od rodzaju gazu i jego stanu.
Iskra elektryczna rozkłada NH2 na elementy składowe. W kontakcie z katalitycznie substancje czynne jego częściowy rozkład następuje nawet przy stosunkowo niewielkim ogrzewaniu. Amoniak nie pali się w powietrzu w normalnych warunkach; jednakże istnieją mieszaniny amoniaku i powietrza, które zapalają się po zapaleniu. Pali się również, jeśli zostanie wprowadzony do ognia w powietrzu. płomień gazowy.
Iskra elektryczna rozkłada gaz na pierwiastki składowe. W kontakcie z substancjami aktywnymi katalitycznie, już przy stosunkowo niewielkim ogrzewaniu następuje jego częściowy rozkład. Amoniak nie pali się w powietrzu w normalnych warunkach; jednakże istnieją mieszaniny amoniaku i powietrza, które zapalają się po zapaleniu. Pali się również, jeśli zostanie wprowadzony do płomienia gazowego płonącego w powietrzu.
Iskra elektryczna pozwala z powodzeniem wykonywać wszelkiego rodzaju operacje - cięcie metali, wykonywanie w nich otworów o dowolnym kształcie i rozmiarze, szlifowanie, powlekanie, zmianę struktury powierzchni... Szczególnie korzystna jest obróbka części o bardzo złożonej konfiguracji wykonanych twardych stopów metalowo-ceramicznych, mieszanek węglikowych, materiałów magnetycznych, stali i stopów żaroodpornych o wysokiej wytrzymałości oraz innych materiałów trudnych w obróbce.
Iskra elektryczna powstająca pomiędzy stykami w przypadku przerwania obwodu jest gaszona nie tylko poprzez przyspieszenie przerwy; Ułatwiają to także gazy emitowane przez włókno, z którego wykonane są uszczelki 6, specjalnie ułożone w tej samej płaszczyźnie co styk ruchomy.
Schemat ideowy układu zapłonowego.| Schemat układu zapłonu akumulatora. Iskra elektryczna wytwarzana jest poprzez przyłożenie impulsu prądu o wysokim napięciu do elektrod świecy zapłonowej. Wyłącznik zapewnia rozwarcie styków zgodnie z kolejnością cykli, a rozdzielacz 4 dostarcza impulsy wysokiego napięcia zgodnie z kolejnością pracy cylindrów.
Instalacja dla czyszczenie ultradźwiękowe części szklane z odpowietrzeniem komory roboczej. Iskra elektryczna startuje cienka warstwa szkło z obrabianej powierzchni. Przedmuchany przez ten łuk gaz obojętny (argon) ulega częściowej jonizacji, a cząsteczki zanieczyszczeń ulegają zniszczeniu w wyniku bombardowania jonami.
W niektórych przypadkach iskry elektryczne mogą prowadzić do eksplozji i pożaru. Dlatego zaleca się, aby te części instalacji lub maszyn, na których gromadzą się ładunki elektrostatyczne, były specjalnie połączone z ziemią za pomocą metalowego drutu, co umożliwi swobodne przejście ładunków elektrycznych z maszyny do ziemi.
Iskra elektryczna składa się z szybko rozkładających się atomów powietrza lub innego izolatora i dlatego jest dobrym przewodnikiem przez bardzo krótki czas. Krótki czas trwania wyładowania iskrowego od dawna utrudnia jego badanie i dopiero stosunkowo niedawno udało się ustalić najważniejsze prawa, którym ono podlega.
Wyładowanie iskrowe. Iskra elektryczna powstaje, gdy pole elektryczne w gazie osiąga pewną wartość Ek (krytyczne natężenie pola, czyli siłę przebicia), która zależy od rodzaju gazu i jego stanu.
Zwykła iskra elektryczna przeskakująca przez urządzenie generatora dała, zgodnie z oczekiwaniami naukowca, podobną iskrę w innym urządzeniu, odizolowanym i kilka metrów od pierwszego. W ten sposób po raz pierwszy odkryto to, co przewidywano. Maxwell, wolne pole elektromagnetyczne zdolne do przesyłania sygnałów bez użycia przewodów.
Wkrótce iskra elektryczna zapala alkohol, fosfor i wreszcie proch strzelniczy. Doświadczenie przechodzi w ręce magików, staje się punktem kulminacyjnym programów cyrkowych, wszędzie wzbudzając gorące zainteresowanie tajemniczym czynnikiem – elektrycznością.
Temperatury płomienia różnych mieszanin gazów. Iskra elektryczna wysokiego napięcia to wyładowanie elektryczne w powietrzu pod normalnym ciśnieniem pod wpływem wysokiego napięcia.
Iskra elektryczna nazywana jest również formą przepływu prądu elektrycznego przez gaz podczas rozładowywania kondensatora o wysokiej częstotliwości przez krótką szczelinę wyładowczą i obwód zawierający samoindukcję. W tym przypadku podczas znacznej części półcyklu prądu o wysokiej częstotliwości wyładowanie jest wyładowaniem łukowym w trybie przemiennym.
Przepuszczając iskry elektryczne przez powietrze atmosferyczne, Cavendish odkrył, że azot utlenia się pod wpływem tlenu atmosferycznego do tlenku azotu, który można przekształcić w kwas azotowy. W związku z tym Timiryazev postanawia spalając azot z powietrza, można uzyskać sole azotanowe, które z łatwością mogą zastąpić chilijską saletrę na polach i zwiększyć plony roślin torfowych.
Przepuszczając iskry elektryczne przez powietrze atmosferyczne, Cavendish odkrył, że azot utlenia się pod wpływem tlenu atmosferycznego do tlenku azotu, który można przekształcić w kwas azotowy. W związku z tym Timiryazev decyduje, że spalając azot z powietrza, można uzyskać sole azotanowe, które z łatwością mogą zastąpić chilijską saletrę na polach i zwiększyć plony roślin torfowych.
Prądy o wysokiej częstotliwości są wzbudzane przez iskry elektryczne w przewodach. Rozprzestrzeniają się wzdłuż przewodów i emitują fale elektromagnetyczne do otaczającej przestrzeni, zakłócając odbiór radiowy. Zakłócenia te przedostają się do odbiornika różnymi drogami: 1) przez antenę odbiornika, 2) poprzez przewody sieć oświetleniowa, jeżeli odbiornik jest podłączony do sieci, 3) przez indukcję od oświetlenia lub innych przewodów, przez które rozchodzą się fale zakłócające.
Wpływ iskry elektrycznej na mieszaniny palne jest bardzo złożony.
Uzyskanie iskry elektrycznej o wymaganej intensywności podczas zapłonu akumulatora nie ogranicza się do minimalnej liczby obrotów, ale przy zapłonie z iskry bez sprzęgła gazu jest zapewnione przy około 100 obr/min.
Zapłon iskrą elektryczną w porównaniu do innych metod wymaga minimalnej energii, ponieważ niewielka ilość gazu na drodze iskry zostaje przez nią nagrzana do wysokiej temperatury w niezwykle krótkim czasie. Minimalną energię iskry wymaganą do zapalenia mieszaniny wybuchowej w jej optymalnym stężeniu określa się eksperymentalnie. Przywraca się normalność warunki atmosferyczne- ciśnienie 100 kPa i temperatura 20 C. Zwykle minimalna energia potrzebna do zapalenia mieszanin wybuchowych pyłowo-powietrznych jest o jeden lub dwa rzędy wielkości większa niż energia potrzebna do zapalenia mieszanin wybuchowych gazowych i parowo-powietrznych.
Stacyjka. Podczas przebicia iskra elektryczna odparowuje cienką warstwę metalu osadzoną na papierze, a w pobliżu miejsca przebicia papier zostaje oczyszczony z metalu, a otwór przebicia zostaje wypełniony olejem, co przywraca funkcjonalność kondensatora.
Iskry elektryczne są najbardziej niebezpieczne: prawie zawsze ich czas trwania i energia są wystarczające do zapalenia mieszanin palnych.
Wreszcie iskra elektryczna służy do pomiaru dużych różnic potencjałów za pomocą szczeliny kulowej, której elektrodami są dwie metalowe kulki o polerowanej powierzchni. Kulki są rozsuwane i przykładany jest do nich zmierzony potencjał. Następnie kulki zbliżają się do siebie, aż między nimi przeskoczy iskra. Znając średnicę kulek, odległość między nimi, ciśnienie, temperaturę i wilgotność powietrza, znajdź różnicę potencjałów między kulkami za pomocą specjalnych tabel.
Pod wpływem iskry elektrycznej rozkłada się wraz ze wzrostem objętości. Chlorek metylu jest wysoce reaktywny związek organiczny; Większość reakcji z chlorkiem metylu polega na zastąpieniu atomów halogenu różnymi rodnikami.
Kiedy iskry elektryczne przepuszczane są przez ciekłe powietrze, bezwodnik azotawy tworzy się w postaci niebieskiego proszku.
Aby uniknąć iskry elektrycznej, należy połączyć odłączone części gazociągu zworką i zainstalować uziemienie.
Zmiana granicznych stężeń zapłonu w zależności od mocy iskry. Wzrost mocy iskier elektrycznych prowadzi do rozszerzenia obszaru zapłonu (eksplozji) mieszanin gazowych. Jednak również w tym przypadku istnieje granica, w przypadku której nie występują dalsze zmiany granic zapłonu. Iskry o takiej mocy nazywane są zwykle nasyconymi. Ich zastosowanie w urządzeniach do oznaczania stężenia i limity temperatury zapłonu, temperatury zapłonu i innych wartości daje wyniki nie różniące się od zapłonu przez rozgrzane ciała i płomień.
Kiedy iskra elektryczna przepuszcza się przez mieszaninę fluorku siarki i wodoru, tworzą się H2S i HF. Mieszaniny S2F2 z dwutlenkiem siarki tworzą w tych samych warunkach fluorek tionylu (SOF2), a mieszaniny z tlenem tworzą mieszaninę fluorku tionylu i dwutlenku siarki.
Kiedy iskry elektryczne przepuszczane są przez powietrze w zamkniętym naczyniu nad wodą, następuje większy spadek objętości gazu niż przy spalaniu w nim fosforu.
Ilość energii iskry elektrycznej potrzebnej do zainicjowania wybuchowego rozkładu acetylenu silnie zależy od ciśnienia i rośnie w miarę jego spadku. Według danych S. M. Kogarko i Iwanowa35 wybuchowy rozkład acetylenu jest możliwy już przy ciśnieniu bezwzględnym 0,65 od, jeśli energia iskry wynosi 1200 J. Pod ciśnieniem atmosferycznym energia iskry inicjującej wynosi 250 J.
W przypadku braku iskry elektrycznej lub łatwopalnych zanieczyszczeń, takich jak tłuszcz, reakcje zwykle zachodzą zauważalnie tylko w wysokich temperaturach. Etforan C2Fe reaguje powoli z rozcieńczonym fluorem w temperaturze 300°C, natomiast k-heptforan reaguje gwałtownie, gdy mieszanina zapali się od iskry elektrycznej.
Kiedy iskry elektryczne przepuszczają tlen lub powietrze, pojawia się charakterystyczny zapach, którego przyczyną jest powstawanie nowej substancji – ozonu. Ozon można uzyskać z całkowicie czystego tlenu do ucha; wynika z tego, że składa się tylko z tlenu i reprezentuje jego alotropową modyfikację.
Energia takiej iskry elektrycznej może wystarczyć do zapalenia mieszaniny palnej lub wybuchowej. Wyładowanie iskrowe o napięciu 3000 V może zapalić prawie całą parę i mieszaniny gaz-powietrze, a przy 5000 V - zapłon większości palnych pyłów i włókien. Zatem ładunki elektrostatyczne powstające w warunkach przemysłowych mogą służyć jako źródło zapłonu, które w obecności mieszanin palnych może spowodować pożar lub eksplozję.
Energia takiej iskry elektrycznej może być na tyle duża, aby spowodować zapalenie mieszaniny palnej lub wybuchowej.
Kiedy iskry elektryczne przepuszczają tlen, powstaje ozon – gaz zawierający tylko jeden pierwiastek – tlen; Ozon ma gęstość od 1 do 5 razy większą niż tlen.
Kiedy iskra elektryczna przechodzi przez szczelinę powietrzną pomiędzy dwiema elektrodami, a fala uderzeniowa. Kiedy fala ta oddziałuje na powierzchnię bloku kalibracyjnego lub bezpośrednio na PAE, w tym ostatnim wzbudzany jest impuls sprężysty o czasie trwania rzędu kilku mikrosekund.
W warunkach produkcyjnych źródła zapłonu mogą być bardzo zróżnicowane zarówno pod względem charakteru występowania, jak i parametrów.
Wśród możliwych źródeł zapłonu wyróżniamy otwarty ogień i gorące produkty spalania; termiczna manifestacja energii mechanicznej; termiczny, manifestacja energia elektryczna; termiczna manifestacja reakcji chemicznych.
Otwarty ogień i gorące produkty spalania. Pożary i eksplozje często powstają na skutek stale działających lub nagle pojawiających się źródeł otwartego ognia i produktów towarzyszących procesowi spalania – iskier, gorących gazów.
Otwarty ogień może zapalić prawie wszystkie substancje łatwopalne, ponieważ temperatura podczas płomieniowego spalania jest bardzo wysoka (od 700 do 1500 ° C); W takim przypadku uwalniana jest duża ilość ciepła, a proces spalania z reguły się wydłuża. Źródła ognia mogą być różnorodne - technologiczne piece grzewcze, reaktory pożarowe, regeneratory ze spalaniem substancji organicznych z niepalnych katalizatorów, piece i instalacje do spalania i unieszkodliwiania odpadów, urządzenia pochodniowe do dopalania gazów bocznych i towarzyszących, wędzenie, użycie pochodni do rur grzewczych itp. e. Głównym środkiem ochrony przeciwpożarowej przed stacjonarnymi źródłami otwartego ognia jest ich odizolowanie od łatwopalnych par i gazów na wypadek wypadków i uszkodzeń. Dlatego też lepiej jest umieszczać aparaty o napędzie pożarowym na terenach otwartych z zachowaniem pewnej odległości ogniowej od sąsiednich aparatów lub izolować je umieszczając oddzielnie w pomieszczeniach zamkniętych.
Zewnętrzne piece rurowe pożarowe wyposażone są w urządzenie, które w razie awarii pozwala na utworzenie wokół nich kurtyny parowej, a w przypadku obecności sąsiadujących urządzeń ze skroplonymi gazami (np. jednostek frakcjonowania gazu) piece są od nich oddzielone przez pustą ścianę o wysokości 2-3 m, na którą kładzie się perforowaną rurę, aby utworzyć welony parowe. Aby bezpiecznie rozpalić piece, użyj zapalników elektrycznych lub specjalnych zapalniki gazowe. Dość często podczas wytwarzania ognia (na przykład spawania) dochodzi do pożarów i eksplozji prace naprawcze ze względu na nieprzygotowanie urządzeń (jak omówiono powyżej) i miejsc, w których się znajdują. Prace naprawcze po pożarze, z wyjątkiem
obecność otwartego płomienia, któremu towarzyszy rozproszenie
z boków i spadanie cząstek gorącego metalu na niżej położone obszary, gdzie mogą spowodować zapalenie materiałów łatwopalnych. Dlatego oprócz odpowiedniego przygotowania urządzeń do naprawy przygotowywane jest także otoczenie. Wszystkie materiały łatwopalne i pyły są usuwane w promieniu 10 m, konstrukcje palne są zabezpieczane ekranami i podejmowane są działania zapobiegające przedostawaniu się iskier na znajdujące się pod nimi podłogi. Zdecydowana większość prac gorących wykonywana jest na specjalnie wyposażonych stanowiskach stacjonarnych lub warsztatach.
W każdym indywidualnym przypadku uzyskuje się specjalne zezwolenie administracji i sankcję na pracę gorącą. straż pożarna.
Jeśli to konieczne, rozwijaj się dodatkowe środki zapewnienie bezpieczeństwa. Miejsca gorących prac są sprawdzane przez specjalistów straży pożarnej przed i po zakończeniu prac. W razie potrzeby na czas prac instalowana jest remiza strażacka wyposażona w odpowiedni sprzęt gaśniczy.
Do palenia na terenie przedsiębiorstwa oraz w warsztatach są wyposażone specjalne pokoje lub przydzielone są odpowiednie obszary; Do ogrzania zamarzniętych rur należy używać nagrzewnic wodnych, parowych lub indukcyjnych.
Iskry to gorące, stałe cząstki niecałkowicie spalonego paliwa. Temperatura takich iskier najczęściej mieści się w przedziale 700-900°C. Po uwolnieniu do powietrza iskra pali się stosunkowo wolno, ponieważ dwutlenek węgla i inne produkty spalania są częściowo adsorbowane na jej powierzchni.
Zmniejszenie zagrożenia pożarowego od iskier osiąga się poprzez eliminację przyczyn powstawania iskier, a w razie potrzeby poprzez wychwytywanie lub gaszenie iskier.
Wychwytywanie i gaszenie iskier podczas pracy pieców i silników wewnętrzne spalanie osiąga się poprzez zastosowanie łapaczy iskier i łapaczy iskier. Konstrukcje łapaczy iskier są bardzo różnorodne. Urządzenia do wychwytywania i gaszenia iskier opierają się na wykorzystaniu siły grawitacji (komory strąceniowe), siły bezwładności (komory z przegrodami, dyszami, siatkami, urządzeniami żaluzjowymi), siły odśrodkowej (cyklony).
łapacze, turbinowo-wirowe), siły przyciągania elektrycznego (filtry elektryczne), chłodzenie produktów spalania wodą (kurtyny wodne, wychwytywanie przez powierzchnię wody), chłodzenie i rozcieńczanie gazów parą wodną itp. W niektórych przypadkach działają one są zainstalowane
/ - palenisko; 2 - komora osadcza; 3 - cyklonowy łapacz iskier; 4 - dysza dopalająca 
kilka systemów gaszenia iskier połączonych szeregowo, jak pokazano na ryc. 3.7.
Termiczna manifestacja energii mechanicznej. Niebezpieczna ze względu na ogień przemiana energii mechanicznej w ciepło następuje podczas uderzeń ciał stałych z powstawaniem iskier, tarcia ciał podczas wzajemnego ruchu względem siebie, adiabatycznego sprężania gazów itp.
Jeśli jest to wystarczające, powstają iskry uderzeniowe i cierne silny wpływ lub intensywne ścieranie metali i innych ciał stałych. O wysokiej temperaturze iskier tarcia decyduje nie tylko jakość metalu, ale także jego utlenienie tlenem atmosferycznym. Temperatura iskry niestopowych stali niskowęglowych czasami przekracza
Zmianę temperatury iskier uderzeniowych i tarcia w zależności od materiału zderzających się ciał oraz przyłożonej siły przedstawiono na wykresie na rys. 3.8. Pomimo wysokiej temperatury iskry uderzeniowe i cierne mają niewielką rezerwę ciepła ze względu na niewielką masę. Ustaliły to liczne eksperymenty 
Ryż. 3.8. Zależność temperatury iskier uderzeniowych i tarcia od nacisku zderzających się ciał
Najbardziej wrażliwe na iskry uderzeniowe i tarcia są acetylen, etylen, dwusiarczek węgla, tlenek węgla i wodór. Substancje posiadające długi okres indukcji i wymagające do zapłonu znacznej ilości ciepła (metan, gaz ziemny, amoniak, aerozole itp.) nie zapalają się pod wpływem iskier uderzeniowych i tarcia.
Iskry spadające na osiadły pył i materiały włókniste tworzą tlące się obszary, które mogą spowodować pożar lub eksplozję. Iskry powstające, gdy przedmioty aluminiowe uderzają w utlenioną powierzchnię, mają duży potencjał zapłonu. części stalowe. Zapobieganie wybuchom i pożarom na skutek iskier, uderzeń i tarcia osiąga się poprzez stosowanie nieiskrzących narzędzi w codziennym użytkowaniu oraz podczas prac awaryjnych w warsztatach wybuchowych; magik
separatory nitek i łapacze kamieni na liniach podawania surowca do maszyn udarowych, młynów itp.; wykonywanie części maszyn mogących ze sobą kolidować z metali nieiskrzących lub poprzez ścisłe dopasowanie wielkości szczeliny pomiędzy nimi.
Narzędzia wykonane z brązu fosforowego, miedzi, stopów aluminium AKM-5-2 i D-16, stali stopowych zawierających 6-8% krzemu i 2-5% tytanu itp. Uważa się za nieiskrzące. Nie zaleca się stosowania miedzi -narzędzia platerowane. We wszystkich przypadkach, jeśli to możliwe, operacje udarowe należy zastąpić operacjami bezuderzeniowymi*. Podczas używania stali instrumenty perkusyjne w środowiskach zagrożonych wybuchem miejsce pracy jest dobrze wentylowane, a powierzchnie uderzające narzędzia są nasmarowane smarem.
Nagrzewanie się ciał wskutek tarcia podczas wzajemnego ruchu zależy od stanu powierzchni trących się ciał, jakości ich smarowania, wzajemnego nacisku ciał oraz warunków odprowadzania ciepła do otoczenia.
W normalnym stanie i prawidłowe działanie trących się parami, powstający nadmiar ciepła jest szybko usuwany do otoczenia, zapewniając utrzymanie temperatury na zadanym poziomie, czyli jeśli Qtp = QnoT, to /work = Const. Naruszenie tej równości doprowadzi do wzrostu temperatury ciał trących. Z tego powodu dochodzi do niebezpiecznych przegrzań łożysk maszyn i urządzeń, podczas ślizgania się pasów przenośnikowych i napędowych oraz podczas nawijania materiały włókniste na wałach obrotowych, obróbka stałe substancje łatwopalne itp.
Aby zmniejszyć możliwość przegrzania, zamiast łożysk ślizgowych, w wałach szybkoobrotowych i mocno obciążonych stosuje się łożyska toczne.
Bardzo ważne posiada systematyczne smarowanie łożysk (zwłaszcza łożysk ślizgowych). Do normalnego smarowania łożysk należy stosować typ oleju dopuszczalny, biorąc pod uwagę obciążenie i prędkość wału. Jeśli naturalne chłodzenie nie wystarczy do usunięcia nadmiaru ciepła, stosuje się wymuszone chłodzenie łożyska bieżącą wodę lub olej obiegowy, zapewniają kontrolę temperatury
stosunek łożysk do cieczy użytej do ich chłodzenia. Stan łożysk jest na bieżąco monitorowany, oczyszczany z kurzu i brudu, nie dopuszcza się przeciążeń, wibracji, odkształceń i nagrzewania powyżej ustalonych temperatur.
Należy unikać przeciążania przenośników, zaciskania pasa, rozluźniania napięcia pasa lub taśmy. Stosowane są urządzenia, które automatycznie sygnalizują pracę z przeciążeniem. Zamiast napędów z pasem płaskim stosuje się napędy z paskiem klinowym, które praktycznie eliminują poślizg.
Od wejścia włókien w szczeliny pomiędzy obracającymi się i nieruchomymi częściami maszyny, stopniowego zagęszczania masy włóknistej i jej tarcia o ścianki maszyny (w fabrykach tekstylnych, lnianych i konopno-jutowych, w suszarniach fabryki włókna chemiczne itp.) zmniejszyć szczeliny pomiędzy czopami wałów i łożyskami, zastosować tuleje, osłony, osłony i inne urządzenia zapobiegające nawijaniu w celu zabezpieczenia wałów przed kontaktem z materiałami włóknistymi. W niektórych przypadkach instalowane są noże zapobiegające zwijaniu się itp.
Ogrzewanie gazów palnych i powietrza podczas ich sprężania w sprężarkach. Wzrost temperatury gazu podczas sprężania adiabatycznego określa równanie
gdzie Tll1 Tk to temperatura gazu przed i po sprężaniu, °K; Pm Pk - ciśnienie początkowe i końcowe, kg/cm2\ k - wskaźnik adiabatyczny, dla powietrza = 1,41.
Temperatura gazu w cylindrach sprężarki przy normalnym stopniu sprężania nie przekracza 140-160 ° C. Ponieważ końcowa temperatura gazu podczas sprężania zależy od stopnia sprężania, a także od początkowej temperatury gazu, aby uniknąć nadmiernego przegrzania po sprężeniu do wysokiego ciśnienia gaz jest stopniowo sprężany w sprężarkach wielostopniowych i schładzany po każdym stopniu sprężania w lodówkach międzystopniowych. Aby uniknąć uszkodzenia sprężarki, należy monitorować temperaturę i ciśnienie gazu.
Wzrost temperatury podczas sprężania powietrza często prowadzi do eksplozji sprężarki. Stężenia wybuchowe powstają w wyniku odparowania i rozkładu oleju smarowego w warunkach podwyższonej temperatury. Źródłami zapłonu są źródła samozapłonu produktów rozkładu oleju osadzonych w kanale powietrza wylotowego i odbiorniku. Ustalono, że na każdy wzrost temperatury w cylindrach sprężarki o każdy IO0C procesy utleniania przyspieszają 2-3 razy. Naturalnie eksplozje z reguły nie występują w cylindrach sprężarek, ale w kanałach powietrza wylotowego i towarzyszy im spalanie kondensatu olejowego i produktów rozkładu oleju gromadzących się na wewnętrznej powierzchni kanałów powietrznych. Aby uniknąć eksplozji Sprężarki powietrza Oprócz monitorowania temperatury i ciśnienia powietrza ustalają i ściśle utrzymują optymalne dawki oleju smarowego oraz systematycznie oczyszczają kanały i odbiorniki powietrza wylotowego z osadów łatwopalnych.
Termiczna manifestacja energii elektrycznej. Efekt cieplny prądu elektrycznego może objawiać się w postaci iskier elektrycznych i łuków elektrycznych podczas zwarcia; nadmierne przegrzanie silników, maszyn, styków i poszczególnych obszarów sieci elektryczne podczas przeciążeń i rezystancji przejściowych; przegrzanie w wyniku pojawienia się prądów wirowych indukcji i samoindukcji; podczas wyładowań iskrowych elektryczności statycznej i wyładowań atmosferycznych.
Oceniając możliwość pożaru od sprzętu elektrycznego, należy wziąć pod uwagę obecność, stan i przydatność istniejących zabezpieczeń przed narażeniem środowisko, zwarcia, przeciążenia, rezystancje przejściowe, wyładowania elektryczności statycznej i atmosferycznej.
Termiczna manifestacja reakcji chemicznych. Reakcje chemiczne zachodzące z wydzieleniem znacznej ilości ciepła stwarzają ryzyko pożaru lub eksplozji, ponieważ w tym przypadku reagujące lub znajdujące się w pobliżu substancje łatwopalne mogą zostać ogrzane do temperatury ich samozapłonu.
Ze względu na niebezpieczeństwo termicznych przejawów reakcji egzotermicznych substancje chemiczne dzieli się na następujące grupy (więcej szczegółów na ten temat omówiono w rozdziale I).
A. Substancje zapalające się w kontakcie z powietrzem, tj. posiadające temperaturę samozapłonu niższą od temperatury otoczenia (na przykład związki glinoorganiczne) lub ogrzane powyżej temperatury samozapłonu.
B. Substancje samozapalne w powietrzu - oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce, kamień i węgiel drzewny, związki żelaza i siarki, sadza, sproszkowane aluminium, cynk, tytan, magnez, torf, odpady lakierów nitrogliftowych itp.
Samozapłonowi substancji zapobiega się poprzez zmniejszenie powierzchni utleniania, poprawę warunków odprowadzania ciepła do otoczenia, obniżenie temperatury początkowej otoczenia, stosowanie inhibitorów procesów samozapłonu, izolację substancji od kontaktu z powietrzem (przechowywanie i przetwarzanie pod osłonami gazów niepalnych, zabezpieczanie powierzchni rozdrobnionych substancji warstwą tłuszczu itp.).
V. Substancje palne w kontakcie z wodą to metale alkaliczne (Na, K, Li), węglik wapnia, wapno palone, proszek i wióry magnezu, tytanu, związki glinoorganiczne (trietyloglin, triizobutyloglin, chlorek dietyloglinu itp.). Wiele substancji z tej grupy w reakcji z wodą tworzy łatwopalne gazy (wodór, acetylen), które w trakcie reakcji mogą zapalić się, a niektóre (np. związki glinoorganiczne) w kontakcie z wodą eksplodują. Naturalnie takie substancje są przechowywane i wykorzystywane, zabezpieczone przed kontaktem z wodami przemysłowymi, atmosferycznymi i glebowymi.
d. Substancje zapalające się w kontakcie ze sobą to głównie utleniacze, które w pewnych warunkach mogą spowodować zapalenie substancji łatwopalnych. Reakcje interakcji utleniaczy z substancjami palnymi ułatwiają mielenie substancji, podwyższona temperatura i obecność inicjatorów procesu. W niektórych przypadkach reakcje są wybuchowe. Nie wolno przechowywać środków utleniających razem z substancjami palnymi, nie można dopuścić do kontaktu między nimi, chyba że wynika to z charakteru procesu technologicznego.
e. Substancje zdolne do rozkładu w wyniku zapłonu lub eksplozji pod wpływem ogrzewania, uderzenia, ściskania itp. Należą do nich materiały wybuchowe, azotany, nadtlenki, wodoronadtlenki, acetylen, porofor ChKhZ-57 (kwas azodinitrylizomasłowy) itp. Substancje takie podczas przechowywania i stosowania chronią przed niebezpiecznymi temperaturami i niebezpiecznymi wpływami mechanicznymi.
Substancji chemicznych z powyższych grup nie można przechowywać razem ani razem z innymi substancjami i materiałami palnymi.
W zależności od ciśnienie gazu, konfiguracji elektrod i parametrów obwodu zewnętrznego, wyróżnia się cztery rodzaje niezależnych wyładowań:
- wyładowanie jarzeniowe;
- wyładowanie iskrowe;
- wyładowanie łukowe;
- wyładowanie koronowe.
1. Wyładowanie jarzeniowe Występuje, gdy niskie ciśnienia. Można to zaobserwować w szklanej rurce z przylutowanymi na końcach płaskimi elektrodami metalowymi (ryc. 8.5). W pobliżu katody znajduje się cienka warstwa świetlna tzw katodowa warstwa świetlna 2.
Pomiędzy katodą a filmem znajduje się Ciemna przestrzeń Astona 1. Na prawo od folii świetlnej znajduje się słabo świecąca warstwa zwana katoda ciemna przestrzeń 3. Warstwa ta wchodzi w obszar świetlisty, który nazywa się tlący się blask 4, tląca się przestrzeń jest ograniczona ciemną szczeliną - Ciemna przestrzeń Faradaya 5. Tworzą się wszystkie powyższe warstwy część katodowa wyładowanie jarzeniowe. Pozostała część rurki wypełniona jest żarzącym się gazem. Ta część nazywa się kolumna dodatnia 6.
Wraz ze spadkiem ciśnienia zwiększa się część katodowa wyładowania i ciemna przestrzeń Faradaya, a kolumna dodatnia ulega skróceniu.
Pomiary wykazały, że prawie wszystkie potencjalne krople występują w pierwszych trzech sekcjach wyładowania (ciemna przestrzeń Astona, błona świetlna katody i katoda ciemne miejsce). Ta część napięcia przyłożonego do lampy nazywa się spadek potencjału katody.
W obszarze tlącego się blasku potencjał się nie zmienia – tutaj natężenie pola wynosi zero. Wreszcie, w ciemnej przestrzeni Faradaya i kolumnie dodatniej potencjał powoli rośnie.
Ten rozkład potencjału jest spowodowany tworzeniem się dodatniego ładunku przestrzennego w ciemnej przestrzeni katody, w wyniku zwiększonego stężenia jonów dodatnich.
Jony dodatnie, przyspieszane spadkiem potencjału katody, bombardują katodę i wybijają z niej elektrony. W ciemnej przestrzeni Astona elektrony te, lecąc bez kolizji w obszar ciemnej przestrzeni katodowej, mają dużą energię, w wyniku czego częściej jonizują cząsteczki niż je wzbudzają. Te. Intensywność świecenia gazu maleje, ale powstaje wiele elektronów i jonów dodatnich. Powstałe jony mają początkowo bardzo małą prędkość, dlatego w ciemnej przestrzeni katody powstaje dodatni ładunek przestrzenny, co prowadzi do redystrybucji potencjału wzdłuż lampy i wystąpienia spadku potencjału katody.
Elektrony powstające w ciemnej przestrzeni katody wnikają w obszar tlącego się jarzenia, który charakteryzuje się dużą koncentracją elektronów i jonów dodatnich oraz polarnym ładunkiem przestrzennym bliskim zeru (plazma). Dlatego natężenie pola jest tutaj bardzo niskie. W obszarze tlącego się żaru zachodzi intensywny proces rekombinacji, któremu towarzyszy emisja energii wyzwolonej w tym procesie. Zatem tlący się blask jest głównie blaskiem rekombinacyjnym.
Z obszaru tlącego się blasku w ciemną przestrzeń Faradaya elektrony i jony przenikają w wyniku dyfuzji. Prawdopodobieństwo rekombinacji tutaj znacznie spada, ponieważ stężenie naładowanych cząstek jest niskie. Dlatego w ciemnej przestrzeni Faradaya istnieje pole. Elektrony porywane przez to pole gromadzą energię i często ostatecznie tworzą warunki niezbędne do istnienia plazmy. Kolumna dodatnia przedstawia plazmę wyładowczą. Działa jako przewodnik łączący anodę z katodowymi częściami wyładowania. Świecenie kolumny dodatniej spowodowane jest głównie przejściami wzbudzonych cząsteczek do stanu podstawowego.
2. Wyładowanie iskrowe występuje w gazie zwykle pod ciśnieniem rzędu ciśnienia atmosferycznego. Charakteryzuje się formą przerywaną. Przez wygląd wyładowanie iskrowe to wiązka jasnych, zygzakowatych, rozgałęzionych cienkich pasków, które natychmiast przenikają przez szczelinę wyładowczą, szybko gasną i stale się wymieniają (ryc. 8.6). Te paski nazywają się kanały iskrowe.
 |
T gaz = 10 000 K ~40cm I= 100 kA T= 10 –4 s l~10 km |
Po „przerwaniu” szczeliny wyładowczej przez kanał iskrowy, jej rezystancja staje się niska, a przez kanał przechodzi krótkotrwały impuls prądowy Wielka siła, podczas którego na okres rozładowania spada tylko niewielkie napięcie. Jeśli moc źródła nie jest zbyt duża, to po tym impulsie prądowym wyładowanie ustaje. Napięcie między elektrodami zaczyna rosnąć do poprzedniej wartości, a rozkład gazu powtarza się wraz z utworzeniem nowego kanału iskrowego.
W naturalnym naturalne warunki wyładowanie iskrowe obserwuje się w postaci błyskawicy. Rysunek 8.7 pokazuje przykład wyładowania iskrowego - piorun, czas trwania 0,2 ÷ 0,3 przy natężeniu prądu 10 4 - 10 5 A, długość 20 km (ryc. 8.7).
3. Wyładowanie łukowe . Jeżeli po otrzymaniu wyładowania iskrowego z potężnego źródła odległość między elektrodami będzie stopniowo zmniejszana, wówczas wyładowanie staje się ciągłe z przerywanego i pojawia się nowa forma wyładowania gazowego, zwana wyładowanie łukowe(ryc. 8.8).
 |  |
|
| ~ 10 3 A | ||
| Ryż. 8.8 | ||
W tym przypadku prąd gwałtownie wzrasta, osiągając dziesiątki i setki amperów, a napięcie na szczelinie wyładowczej spada do kilkudziesięciu woltów. Według V.F. Litkiewicza (1872 - 1951) wyładowanie łukowe utrzymuje się głównie dzięki emisji termoelektrycznej z powierzchni katody. W praktyce oznacza to spawanie, mocnymi piecami łukowymi.
4. Wyładowanie koronowe (Rys. 8.9).występuje w silnym niejednorodnym polu elektrycznym o stosunkowo wysokie ciśnienia gaz (około atmosferyczny). Takie pole można uzyskać pomiędzy dwiema elektrodami, z których powierzchnia jednej ma dużą krzywiznę (cienki drut, końcówka).
 |
 |
Obecność drugiej elektrody nie jest konieczna, ale jej rolę mogą pełnić pobliskie, otaczające uziemione przedmioty metalowe. Kiedy pole elektryczne w pobliżu elektrody o dużej krzywiźnie osiąga wartość około 3∙10 6 V/m, wokół niej pojawia się poświata przypominająca otoczkę lub koronę, od której wzięła się nazwa ładunku.
ŹRÓDŁO ZAPŁONU – źródło energii inicjujące spalanie. Musi mieć wystarczającą energię, temperaturę i czas ekspozycji.
Jak wspomniano wcześniej, spalanie może nastąpić, gdy gaz zostanie wystawiony na działanie różnych źródeł zapłonu. Ze względu na pochodzenie źródła zapłonu można sklasyfikować:
otwarty ogień, gorące produkty spalania i nagrzewane przez nie powierzchnie;
termiczne przejawy energii mechanicznej;
termiczne przejawy energii elektrycznej;
termiczne objawy reakcji chemicznych (z tej grupy otwarty ogień i produkty spalania są rozdzielone na osobną grupę).
Otwarty ogień, gorące produkty spalania i nagrzewane przez nie powierzchnie
Do celów produkcyjnych powszechnie stosuje się piece ogniowe, paleniskowe, reaktory i pochodnie do spalania par i gazów. Podczas wykonywania prac naprawczych płomień palników i lampy lutownicze, używaj pochodni do ogrzania zamarzniętych rur, ogniska do ogrzania ziemi podczas spalania odpadów. Temperatura płomienia, a także ilość wydzielanego ciepła jest wystarczająca do zapalenia prawie wszystkich substancji palnych.
Otwarty ogień. Zagrożenie pożarowe płomienia zależy od temperatury palnika i czasu jego oddziaływania na substancje łatwopalne. Przykładowo zapłon jest możliwy od takich „niskokalorycznych” zapłonów jak tlący się niedopałek papierosa lub niedopałek papierosa, czy zapalona zapałka (tab. 1).
Źródła otwartego ognia - pochodnie - są często wykorzystywane do podgrzewania zamrożonego produktu, do oświetlenia podczas kontroli sprzętu w ciemności, na przykład podczas pomiaru poziomu cieczy, podczas rozpalania ognia na terenie obiektów, w których znajdują się ciecze łatwopalne i gazy.
Wysoko nagrzane produkty spalania to gazowe produkty spalania, które powstają w wyniku spalania substancji stałych, ciekłych i gazowych i mogą osiągać temperatury 800-1200oC. Zagrożenie pożarowe powstaje w wyniku uwolnienia się silnie nagrzanych produktów przez nieszczelności w murze palenisk i kanałów dymowych.
Przemysłowymi źródłami zapłonu są także iskry powstające podczas pracy pieców i silników. Są to stałe, gorące cząstki paliwa lub zgorzeliny w strumieniu gazu, które powstają w wyniku niepełnego spalania lub mechanicznego usunięcia substancji palnych i produktów korozji. Temperatura takiej cząstki stałej jest dość wysoka, ale zapas energii cieplnej (W) jest niewielki ze względu na małą masę iskry. Iskra może spowodować zapalenie tylko substancji, które są dostatecznie przygotowane do spalania (mieszanki gazów, pary i powietrza, osiadły pył, materiały włókniste).
Paleniska „iskrzą” z powodu wad konstrukcyjnych; ze względu na użycie rodzaju paliwa, dla którego palenisko nie jest przeznaczone; z powodu zwiększonego dmuchania; z powodu niepełnego spalania paliwa; z powodu niewystarczającej atomizacji płynne paliwo, a także z powodu nieprzestrzegania zasad czyszczenia piekarników.
Iskry i nagary podczas pracy silnika spalinowego powstają w wyniku niewłaściwej regulacji układu zasilania paliwem i zapłonu elektrycznego; gdy paliwo jest zanieczyszczone olejami smarowymi i zanieczyszczeniami mineralnymi; podczas długotrwałej pracy silnika z przeciążeniami; w przypadku naruszenia terminów oczyszczenia układu wydechowego z osadów węglowych.
Zagrożenie pożarowe powodowane przez iskry z kotłowni, kominów lokomotyw parowych i spalinowych oraz innych maszyn oraz pożary w dużej mierze zależą od ich wielkości i temperatury. Ustalono, że iskra d = 2 mm jest niebezpieczna pożarowo, jeśli ma temperaturę » 1000°C; d=3 mm - 800°C; d = 5 mm - 600°C.
Niebezpieczne termiczne przejawy energii mechanicznej
W warunkach produkcyjnych obserwuje się niebezpieczny pożarowo wzrost temperatury ciała w wyniku zamiany energii mechanicznej na energię cieplną:
przy uderzeniach ciał stałych (z powstawaniem iskier lub bez);
z tarciem powierzchniowym ciał podczas ich wzajemnego ruchu;
podczas obróbki twarde materiały narzędzie tnące;
podczas sprężania gazów i tłoczenia tworzyw sztucznych.
Stopień nagrzania ciał i możliwość pojawienia się źródła zapłonu zależy od warunków przejścia energii mechanicznej na energię cieplną.
Iskry powstające w wyniku uderzenia ciał stałych.
Wielkość iskier uderzeniowych i tarcia, którymi jest kawałek metalu lub kamienia nagrzany do temperatury żarzenia, zwykle nie przekracza 0,5 mm. Temperatura iskry niestopowych stali niskokątowych może osiągnąć temperaturę topnienia metalu (około 1550°C).
W warunkach przemysłowych acetylen, etylen, wodór, tlenek węgla, dwusiarczek węgla, mieszanina metanu z powietrzem i inne substancje zapalają się pod wpływem iskier.
Im więcej tlenu w mieszance, tym intensywniejsze jest spalanie iskry, tym wyższa jest palność mieszaniny. Lecąca iskra nie zapala bezpośrednio mieszanki pyłowo-powietrznej, jednak w przypadku trafienia na osiadły pył lub materiały włókniste, spowoduje pojawienie się tlących się skupisk. Tak więc w młynach, tkalniach i przędzalniach bawełny około 50% wszystkich pożarów powstaje w wyniku iskier powstających w wyniku uderzeń ciał stałych.
Iskry powstające, gdy aluminiowe elementy uderzają w utlenioną powierzchnię stali, prowadzą do reakcji chemicznej z wydzieleniem znacznej ilości ciepła.
Iskry powstają, gdy metal lub kamienie uderzają w samochody.
W maszynach z mieszalnikami, kruszarkami, mieszalnikami i innymi, jeśli kawałki metalu lub kamienie dostaną się do przetwarzanych produktów, może powstać iskra. Iskry powstają także wtedy, gdy ruchome mechanizmy maszyn uderzają w ich nieruchome części. W praktyce często zdarza się, że wirnik wentylatora odśrodkowego zderza się ze ściankami obudowy lub bębnami igłowymi i nożowymi maszyn oddzielających i rozpraszających włókna, które szybko obracając się uderzają w nieruchome stalowe kraty. W takich przypadkach obserwuje się iskrzenie. Jest to również możliwe na skutek niewłaściwej regulacji luzów, odkształceń i wibracji wałów, zużycia łożysk, odkształceń i niewystarczającego zamocowania narzędzia tnącego na wałach. W takich przypadkach możliwe jest nie tylko iskrzenie, ale także awaria poszczególnych części maszyn. Z kolei awaria elementu maszyny może spowodować powstanie iskier, ponieważ cząstki metalu przedostają się do produktu.
Zapłon medium palnego na skutek przegrzania na skutek tarcia.
Każdy ruch ciał stykających się ze sobą wymaga wydatku energii na pokonanie pracy sił tarcia. Energia ta jest przekształcana głównie w ciepło. W normalnych warunkach i przy prawidłowym działaniu trących się części, wydzielające się ciepło jest szybko usuwane przez specjalny układ chłodzenia, a także odprowadzane do otoczenia. Zwiększenie wytwarzania ciepła lub zmniejszenie odprowadzania ciepła i strat ciepła prowadzi do wzrostu temperatury ciał trących. Z tego powodu do zapłonu łatwopalnego medium lub materiałów dochodzi w wyniku przegrzania łożysk maszyn, szczelnie dokręconych uszczelek olejowych, bębnów i przenośników taśmowych, kół pasowych i pasów napędowych, materiałów włóknistych podczas ich nawijania na wały maszyn i urządzeń, które się obracają.
Pod tym względem najbardziej niebezpieczne pożarowo są łożyska ślizgowe mocno obciążonych i szybkoobrotowych wałów. Zła jakość smarowania powierzchni roboczych, ich zanieczyszczenie, niewspółosiowość wałów, przeciążenia maszyn i nadmierne dokręcenie łożysk - wszystko to może powodować przeciążenia. Bardzo często obudowa łożyska zostaje zanieczyszczona łatwopalnymi osadami pyłowymi. Stwarza to również warunki do ich przegrzania.
W zakładach, w których wykorzystuje się lub przetwarza materiały włókniste, zapalają się one w wyniku nawinięcia na zespoły wirujące (przędzarnie, młyny lniane, praca kombajnów). Materiały włókniste i produkty ze słomy nawijane są na wały w pobliżu łożysk. Uzwojeniu towarzyszy stopniowe zagęszczanie masy, a następnie jej silne nagrzewanie podczas tarcia, zwęglenia i zapłonu.
Wydzielanie ciepła podczas sprężania gazów.
Podczas sprężania gazów w wyniku ruchu międzycząsteczkowego uwalniana jest znaczna ilość ciepła. Awaria lub brak układu chłodzenia sprężarki może doprowadzić do ich zniszczenia w wyniku eksplozji.
Niebezpieczne termiczne objawy reakcji chemicznych
W warunkach produkcji i przechowywania chemikaliów występuje duża liczba takich związki chemiczne, których kontakt z powietrzem lub wodą, a także wzajemny kontakt mogą spowodować pożar.
1) Reakcje chemiczne zachodzące z wydzieleniem znacznej ilości ciepła niosą ze sobą potencjalne ryzyko pożaru lub wybuchu, ponieważ istnieje możliwość niekontrolowanego procesu nagrzewania reagujących, nowo powstałych lub znajdujących się w pobliżu substancji łatwopalnych.
2) Substancje samozapalne i samozapalne w kontakcie z powietrzem.
3) Często ze względu na warunki procesu technologicznego substancje znajdujące się w aparacie mogą zostać podgrzane do temperatury przekraczającej temperaturę ich samozapłonu. Zatem produkty pirolizy gazowej przy wytwarzaniu etylenu z produktów naftowych mają temperaturę samozapłonu w zakresie 530 - 550°C, a opuszczają piece do pirolizy w temperaturze 850°C. Olej opałowy o temperaturze samozapłonu 380 – 420°C podgrzewany jest do temperatury 500°C w instalacjach krakingu termicznego; butan i butylen, które mają temperaturę samozapłonu odpowiednio 420°C i 439°C, podczas produkcji butadienu podgrzewają się do 550 - 650°C itd. Kiedy te substancje wydostaną się na zewnątrz, ulegają samozapłonowi.
4) Czasami substancje w procesach technologicznych mają bardzo niska temperatura samozapłon:
Trietyloglin - Al (C2H5)3 (-68°С);
Chlorek dietyloglinu - Al (C2H5)2Сl (-60°С);
Triizobutyloglin (-40°C);
Fluorowodór, fosfor płynny i biały - poniżej temperatury pokojowej.
5) Wiele substancji ma zdolność do samozapłonu w kontakcie z powietrzem. Samozapłon rozpoczyna się w temperaturze otoczenia lub po wstępnym podgrzaniu. Do substancji tych zaliczają się oleje i tłuszcze roślinne, związki siarki żelaza, niektóre rodzaje sadzy, substancje sproszkowane (aluminium, cynk, tytan, magnez itp.), siano, zboże w silosach itp.
Kontakt samozapalnych chemikaliów z powietrzem następuje najczęściej w przypadku uszkodzenia pojemników, rozlania cieczy, pakowania substancji, podczas suszenia, otwarty magazyn rozdrobnione ciała stałe, a także materiały włókniste, podczas pompowania cieczy ze zbiorników, gdy wewnątrz zbiorników znajdują się osady samozapalne.
Substancje zapalające się w kontakcie z wodą.
W obiektach przemysłowych występuje znaczna ilość substancji łatwopalnych w kontakcie z wodą. Ciepło wydzielone podczas tego procesu może spowodować zapłon substancji palnych powstających lub sąsiadujących ze strefą reakcji. Do substancji, które zapalają się lub powodują spalanie w kontakcie z wodą, należą metale alkaliczne, węglik wapnia, węgliki metali alkalicznych, siarczek sodu itp. Wiele z tych substancji podczas interakcji z wodą tworzy łatwopalne gazy, które zapalają się pod wpływem ciepła reakcji:
2K +2H2O=KOH+H2+Q.
Kiedy niewielka ilość (3...5 g) potasu i sodu wchodzi w interakcję z wodą, temperatura wzrasta powyżej 600...650°C. Jeśli wchodzą w interakcję duże ilości wybuchy powstają w wyniku rozpryskiwania stopionego metalu. Rozproszone metale alkaliczne zapalają się w wilgotnym powietrzu.
Niektóre substancje, takie jak wapno palone, są niepalne, ale ciepło ich reakcji z wodą może ogrzać pobliskie materiały palne aż do samozapłonu. Zatem w przypadku kontaktu wody z wapnem palonym temperatura w strefie reakcji może osiągnąć 600°C:
Ca + H2O = Ca(BOH)2 + Q.
Znane są przypadki pożarów w kurnikach, w których jako ściółkę wykorzystywano siano. Do pożarów doszło po zastosowaniu wapna palonego w budynkach drobiarskich.
Kontakt związków glinoorganicznych z wodą jest niebezpieczny, ponieważ ich interakcja z wodą następuje w wyniku eksplozji. Przy próbie gaszenia takich substancji wodą lub pianą może nastąpić intensyfikacja rozpoczętego pożaru lub wybuchu.
Zapalenie substancji chemicznych w wyniku kontaktu następuje, gdy na substancje organiczne działają środki utleniające. Chlor, brom, fluor, tlenki azotu, kwas azotowy, tlen i wiele innych substancji działają jako środki utleniające.
Utleniacze wchodząc w interakcję z substancjami organicznymi powodują ich zapalenie. Niektóre mieszaniny utleniaczy i substancji łatwopalnych mogą zapalić się pod wpływem kwasu siarkowego lub azotowego lub niewielkiej ilości wilgoci.
Reakcję utleniacza z substancją palną ułatwia rozdrobnienie substancji, jej podwyższona temperatura początkowa, a także obecność inicjatorów procesu chemicznego. W niektórych przypadkach reakcje są wybuchowe.
Substancje, które zapalają się lub eksplodują pod wpływem ogrzewania lub oddziaływania mechanicznego.
Niektóre chemikalia mają charakter niestabilny i mogą z czasem ulegać degradacji pod wpływem temperatury, tarcia, wstrząsów i innych czynników. Są to z reguły związki endotermiczne, a proces ich rozkładu wiąże się z wydzieleniem dużej lub mniejszej ilości ciepła. Należą do nich azotany, nadtlenki, wodoronadtlenki, węgliki niektórych metali, acetylenki, acetylen itp.
Naruszenie przepisów technologicznych, stosowanie lub przechowywanie takich substancji lub wpływ źródła ciepła na nie może doprowadzić do ich wybuchowego rozkładu.
Acetylen ma skłonność do wybuchowego rozkładu pod wpływem podwyższonej temperatury i ciśnienia.
Termiczne przejawy energii elektrycznej
Jeżeli sprzęt elektryczny nie jest zgodny z charakterem środowiska technologicznego, a także w przypadku nieprzestrzegania zasad eksploatacji tego sprzętu elektrycznego, podczas produkcji może powstać zagrożenie pożarem i wybuchem. Zagrożenia pożarowe i wybuchowe powstają w procesach produkcyjnych podczas zwarć, uszkodzeń warstwy izolacyjnej, nadmiernego przegrzania silników elektrycznych, uszkodzeń niektórych odcinków sieci elektrycznych, wyładowań iskrowych elektryczności statycznej i atmosferycznej itp.
Wyładowania energii elektrycznej atmosferycznej obejmują:
Bezpośrednie uderzenia pioruna. Niebezpieczeństwo bezpośredniego uderzenia pioruna polega na kontakcie GE z kanałem piorunowym, w którym temperatura osiąga 2000 ° C przy czasie działania około 100 μs. Wszystkie mieszaniny palne zapalają się od bezpośredniego uderzenia pioruna.
Wtórne przejawy błyskawicy. Niebezpieczeństwo wtórnych przejawów pioruna polega na wyładowaniach iskrowych powstających w wyniku indukcji i wpływ elektromagnetyczny elektryczność atmosferyczna na urządzeniach produkcyjnych, rurociągach i konstrukcjach budynków. Energia wyładowania iskrowego przekracza 250 mJ i jest wystarczająca do zapalenia substancji palnych od Wmin = 0,25 J.
Poślizg wysoki potencjał. Wysoki potencjał jest przenoszony do budynku za pośrednictwem metalowych przewodów komunikacyjnych nie tylko w przypadku bezpośredniego uderzenia pioruna, ale także wtedy, gdy przewody znajdują się w pobliżu piorunochronu. W przypadku niezgodności bezpieczne odległości pomiędzy piorunochronem a komunikacją energia możliwych wyładowań iskrowych osiąga wartości 100 J lub więcej. Oznacza to, że wystarczy zapalić prawie wszystkie substancje łatwopalne.
Efekt cieplny prądów zwarciowych. W wyniku zwarcia na przewodniku następuje efekt termiczny, który nagrzewa się do wysokich temperatur i może stanowić medium łatwopalne.
Iskry elektryczne (krople metali). Iskry elektryczne powstają podczas zwarcia w przewodach elektrycznych, spawania elektrycznego oraz podczas topienia elektrod żarowych lamp elektrycznych ogólnego przeznaczenia.
Wielkość kropelek metalu podczas zwarcia przewodów elektrycznych i topienia żarnika lamp elektrycznych osiąga 3 mm, a podczas spawania elektrycznego 5 mm. Temperatura łuku podczas spawania elektrycznego sięga 4000°C, zatem łuk będzie źródłem zapłonu wszystkich substancji łatwopalnych.
Elektryczne lampy żarowe. Zagrożenie pożarowe lamp wynika z możliwości kontaktu lampy palnej z żarówką żarówki elektrycznej, nagrzaną powyżej temperatury samozapłonu oprawy. Temperatura nagrzewania żarówki zależy od jej mocy, rozmiaru i umiejscowienia w przestrzeni.
Iskry elektryczności statycznej. Wyładowania elektrostatyczne mogą powstawać podczas transportu cieczy, gazów i pyłów, podczas uderzeń, szlifowania, natryskiwania i podobnych procesów mechanicznego oddziaływania na materiały i substancje będące dielektrykami.
Wniosek: Aby zapewnić bezpieczeństwo procesów technologicznych, w których możliwy jest kontakt substancji palnych ze źródłami zapłonu, należy dokładnie poznać ich charakter, aby uniknąć oddziaływania na środowisko.
Pytanie 2: Działania zapobiegawcze eliminacja wpływu źródeł zapłonu na środowisko palne;
Środki gaśnicze wykluczające kontakt medium palnego (FME) z otwartym płomieniem i gorącymi produktami spalania.
Aby zapewnić bezpieczeństwo pożarowe i wybuchowe procesów technologicznych, procesów przetwarzania, przechowywania i transportu substancji i materiałów, konieczne jest opracowanie i wdrożenie środków inżynieryjno-technicznych zapobiegających tworzeniu się lub wprowadzaniu źródła zapłonu do instalacji gazowej.
Jak zauważono wcześniej, źródłem zapłonu nie jest każde nagrzane ciało, ale tylko te ciała, które są w stanie ogrzać określoną objętość mieszaniny palnej do określonej temperatury, gdy szybkość wydzielania ciepła jest równa lub większa od szybkości spalania. usuwanie ciepła ze strefy reakcji. W takim przypadku moc i czas trwania wpływu termicznego źródła muszą być takie, aby przez pewien czas utrzymały się warunki krytyczne niezbędne do utworzenia czoła płomienia. Znając zatem te warunki (warunki powstawania IZ), można stworzyć takie warunki prowadzenia procesów technologicznych, które wykluczą możliwość powstawania źródeł zapłonu. W przypadkach niespełnienia warunków bezpieczeństwa wprowadza się rozwiązania inżynieryjne i techniczne, które pozwalają wykluczyć kontakt układu hydraulicznego ze źródłami zapłonu.
Głównym rozwiązaniem inżynierskim zapobiegającym kontaktowi medium palnego z otwartym płomieniem, gorącymi produktami spalania, a także silnie nagrzanymi powierzchniami jest izolowanie ich od ewentualnego kontaktu zarówno podczas normalnej pracy urządzeń, jak i podczas wypadków.
Projektując procesy technologiczne z obecnością urządzeń „ogniowych” (piece rurowe, reaktory, pochodnie) należy przewidzieć izolację tych instalacji przed możliwym zderzeniem z nimi łatwopalnych par i gazów. Osiąga się to:
umieszczanie instalacji w pomieszczeniach zamkniętych, oddzielonych od innych urządzeń;
umieszczanie na otwartych przestrzeniach pomiędzy aparaturą „strzelającą” a niebezpiecznymi pożarowo instalacjami barier ochronnych. Na przykład rozmieszczenie konstrukcje zamknięte które pełnią rolę barier.
zgodność z ognioodpornymi regulowanymi szczelinami między urządzeniami;
stosowanie kurtyn parowych w przypadkach, gdy nie jest możliwe zapewnienie odległości bezpiecznej pożarowo;
zapewnienie bezpiecznej konstrukcji palników pochodniowych z urządzeniami spalania ciągłego, których schemat przedstawiono na rys. 1.
Rysunek 1 - Pochodnia do spalania gazów: 1 - przewód doprowadzający parę wodną; 2 - linia zapłonowa następnego palnika; 3 - przewód doprowadzający gaz do następnego palnika; 4 - palnik; 5 - lufa latarki; 6 - przerywacz ognia; 7 - separator; 8 - linia, przez którą dostarczany jest gaz do spalania.
Rozpalać ogień mieszanina gazów w kolejnym palniku odbywa się to za pomocą biegnącego tzw. płomienia (wcześniej przygotowaną mieszaninę palną zapala się za pomocą zapalarki elektrycznej, a płomień wznosząc się do góry zapala gaz palnika). Aby ograniczyć powstawanie dymu i iskier, do palnika palnika doprowadzana jest para wodna.
z wyjątkiem tworzenia „niskokalorycznego” IZ (w obiektach palenie dozwolone jest tylko w specjalnie wyposażonych obszarach).
używanie gorącej wody lub pary do ogrzania zamarzniętych miejsc wyposażenie technologiczne zamiast pochodni (wyposażenie otwartych parkingów w systemy nawiewu gorącego powietrza) lub nagrzewnic indukcyjnych.
czyszczenie rurociągów i instalacji wentylacyjnych z osadów palnych środkiem ogniochronnym (czyszczenie parą i mechaniczne). W wyjątkowych przypadkach dopuszcza się spalanie odpadów po demontażu rurociągów w specjalnie do tego wyznaczonych miejscach i stałych miejscach prac gorących.
monitorowanie stanu muru kanałów dymowych podczas pracy palenisk i silników spalinowych, aby zapobiec wyciekom i przepaleniom rur wydechowych.
zabezpieczenie silnie nagrzanych powierzchni urządzeń technologicznych (komór returbencyjnych) poprzez izolację termiczną osłonami ochronnymi. Niezwykle dopuszczalna temperatura powierzchni nie powinna przekraczać 80% temperatury samozapłonu substancji palnych stosowanych w produkcji.
zapobieganie niebezpiecznym iskrzeniom z pieców i silników. W praktyce ten obszar ochrony osiąga się poprzez zapobieganie powstawaniu iskier oraz stosowanie specjalnych urządzeń do ich wychwytywania i gaszenia. Aby zapobiec tworzeniu się iskier, należy zapewnić: automatyczna konserwacja optymalna temperatura mieszanki palnej dostarczanej do spalania; automatyczna regulacja optymalnego stosunku paliwa do powietrza w mieszance palnej; ostrzeżenie długa praca piece i silniki w trybie wymuszonym, z przeciążeniem; stosowanie tych rodzajów paliwa, dla których zaprojektowano palenisko i silnik; systematyczne czyszczenie powierzchni wewnętrznych palenisk, kanałów dymowych z sadzy, kolektorów wydechowych silnika z osadów oleju węglowego itp.
Do wychwytywania i gaszenia iskier powstających podczas pracy pieców i silników stosuje się łapacze i łapacze iskier, których działanie opiera się na wykorzystaniu grawitacji (komory osadowe), bezwładności (komory z przegrodami, siatkami, dyszami) , siły odśrodkowe (komory cyklonowe i turbinowo-wirowe).
Najczęściej stosowane w praktyce są łapacze iskier typu grawitacyjnego, inercyjnego i odśrodkowego. Stosowane są m.in. w kanałach dymowych osuszaczy spalin, układach wydechowych samochodów osobowych i ciągników.
Aby zapewnić głębokie oczyszczanie gazów spalinowych z iskier, w praktyce często stosuje się nie jeden, ale kilka różnych typów łapaczy iskier i łapaczy iskier, które są ze sobą połączone szeregowo. Wielostopniowe gaszenie i gaszenie iskier sprawdziło się niezawodnie m.in procesy technologiczne suszenie rozdrobnionych materiałów palnych, gdzie jako chłodziwo wykorzystuje się spaliny zmieszane z powietrzem.
Środki bezpieczeństwa przeciwpożarowego eliminujące niebezpieczne przejawy termiczne energii mechanicznej
Zapobieganie powstawaniu źródeł zapłonu na skutek niebezpiecznych skutków cieplnych energii mechanicznej jest pilnym zadaniem w obiektach zagrożonych wybuchem i pożarem, a także w zakładach, w których wykorzystuje się lub przetwarza pyły i włókna.
Aby zapobiec powstawaniu iskier podczas uderzeń, a także wydzielaniu się ciepła podczas tarcia, stosuje się następujące rozwiązania organizacyjno-techniczne:
Używanie narzędzi nieiskrzących. W miejscach, w których mogą tworzyć się wybuchowe mieszaniny par lub gazów, należy stosować narzędzia w wykonaniu przeciwwybuchowym. Przyrządy wykonane z brązu, brązu fosforowego, mosiądzu, berylu itp. uważane są za iskrobezpieczne.
Przykład: 1. Nieiskrzące szczęki hamulcowe kolei. zbiorniki.2. Mosiężne narzędzie do otwierania beczek z węglikiem wapnia w stacjach acetylenu.
Zastosowanie łapaczy magnetycznych, grawitacyjnych lub inercyjnych. Dlatego też, aby oczyścić surową bawełnę z kamieni przed wprowadzeniem jej do maszyn, instaluje się grawitacyjne lub inercyjne łapacze kamieni. Zanieczyszczenia metalowe w materiałach sypkich i włóknistych wychwytywane są także przez separatory magnetyczne. Urządzenia tego typu znajdują szerokie zastosowanie w produkcji mąki i zbóż oraz w młynach paszowych.
Jeżeli istnieje niebezpieczeństwo przedostania się do maszyny stałych niemagnetycznych zanieczyszczeń, przeprowadzają, po pierwsze, staranne sortowanie surowców, a po drugie, wewnętrzna powierzchnia maszyn, o którą mogą uderzać te zanieczyszczenia, jest wyłożona miękkim metalem , gumowe lub plastikowe.
Zapobieganie wpływom ruchomych mechanizmów maszyn na ich nieruchome części. Główne działania przeciwpożarowe mające na celu zapobieganie powstawaniu iskier uderzeniowych i tarcia sprowadzają się do starannej regulacji i wyważenia wałów, odpowiedniego doboru łożysk, sprawdzenia wielkości szczelin pomiędzy ruchomymi i nieruchomymi częściami maszyn, ich niezawodnego mocowania, co wyklucza możliwość ruchów wzdłużnych; zapobiegając przeciążeniu maszyny.
Montaż posadzek nieiskrzących w strefach zagrożonych pożarem i wybuchem. Zwiększone wymagania zgodnie z bezpieczeństwem iskrowym, rozszerza się je na pomieszczenia produkcyjne, w których występuje acetylen, etylen, tlenek węgla, dwusiarczek węgla itp., których podłogi i podesty wykonane są z materiału nie wytwarzającego iskier lub są wyłożone gumą maty, ścieżki itp.
Zapobieganie spalaniu substancji w obszarach intensywnego wytwarzania ciepła na skutek tarcia. W tym celu, aby zapobiec przegrzaniu łożysk, łożyska ślizgowe wymienia się na łożyska toczne (o ile istnieje taka możliwość). W pozostałych przypadkach realizowana jest automatyczna kontrola temperatury ich ogrzewania. Wizualna kontrola temperatury odbywa się poprzez nakładanie farb wrażliwych na ciepło, które zmieniają kolor pod wpływem nagrzania obudowy łożyska.
Zapobieganie przegrzaniu łożysk osiąga się również poprzez: wyposażanie automatycznych systemów chłodzenia w oleje lub wodę jako chłodziwo; terminowość i wysoka jakość Konserwacja techniczna(systematyczne smarowanie, zapobieganie nadmiernym dokręceniom, eliminowanie zniekształceń, oczyszczanie powierzchni z zanieczyszczeń).
Aby uniknąć przegrzania i pożaru taśm przenośnikowych i pasów napędowych, nie należy dopuszczać do pracy z przeciążeniami; należy monitorować stopień napięcia taśmy, paska i ich stan. Należy unikać blokowania butów podnośnika produktami, zniekształcania pasów i ocierania ich o osłony. Przy zastosowaniu wydajnych przenośników i podnośników można zastosować urządzenia i urządzenia, które automatycznie sygnalizują pracę przy przeciążeniach i zatrzymują ruch taśmy w przypadku zablokowania ślizgacza podnośnika.
Aby zapobiec nawijaniu się materiałów włóknistych na wirujące wały maszyn, należy je zabezpieczyć przed bezpośrednim zderzeniem z obrabianymi materiałami poprzez zastosowanie tulei, osłon cylindrycznych i stożkowych, przewodników, prowadnic, osłon przeciwuzwojowych itp. Ponadto między czopami wału a łożyskami ustala się minimalną szczelinę; prowadzony jest systematyczny monitoring wałów, na których mogą znajdować się zwoje, w odpowiednim czasie oczyszczanie ich z włókien, zabezpieczanie specjalnymi ostrymi nożami zapobiegającymi nawijaniu, które przecinają nawijane włókno. Takie zabezpieczenie posiadają np. czerparki w młynach lnianych.
Zapobieganie przegrzaniu sprężarek podczas sprężania gazów.
Zapobieganie przegrzaniu sprężarki zapewnia podzielenie procesu sprężania gazu na kilka etapów; rozmieszczenie układów chłodzenia gazu na każdym stopniu sprężania; zainstalowanie zaworu bezpieczeństwa na przewodzie tłocznym za sprężarką; automatyczna kontrola oraz regulowanie temperatury sprężonego gazu poprzez zmianę natężenia przepływu chłodziwa dostarczanego do lodówek; system automatycznego blokowania, który zapewnia wyłączenie sprężarki w przypadku wzrostu ciśnienia gazu lub temperatury w przewodach tłocznych; czyszczenie powierzchni wymiany ciepła lodówek i wewnętrznych powierzchni rurociągów ze złóż węgla i ropy.
Zapobieganie tworzeniu się źródeł zapłonu podczas termicznych przejawów reakcji chemicznych
Aby zapobiec zapłonowi substancji palnych w wyniku interakcji chemicznej w kontakcie z utleniaczem, wodą, należy po pierwsze poznać przyczyny, które mogą prowadzić do takiej interakcji, a po drugie, chemię procesów samozapalenia. zapłon i samozapłon. Znajomość przyczyn i warunków powstawania niebezpiecznych termicznych przejawów reakcji chemicznych pozwala na opracowanie skutecznych środków gaśniczych wykluczających ich wystąpienie. Dlatego głównymi środkami gaśniczymi, które zapobiegają niebezpiecznym przejawom termicznym reakcji chemicznych, są:
Niezawodna szczelność urządzeń, wykluczająca kontakt z powietrzem substancji nagrzanych powyżej temperatury samozapłonu, a także substancji o niskiej temperaturze samozapłonu;
Zapobieganie samozapaleniu substancji poprzez zmniejszenie szybkości reakcji chemicznych i procesów biologicznych, a także eliminację warunków gromadzenia ciepła;
Ograniczanie szybkości reakcji chemicznych i procesów biologicznych odbywa się różnymi metodami: ograniczaniem wilgotności podczas przechowywania substancji i materiałów; obniżanie temperatury przechowywania substancji i materiałów (np. zboża, paszy) poprzez sztuczne chłodzenie; przechowywanie substancji w środowisku o niskiej zawartości tlenu; zmniejszenie powierzchni właściwej kontaktu substancji samozapalnych z powietrzem (brykietowanie, granulowanie substancji sproszkowanych); stosowanie przeciwutleniaczy i konserwantów (przechowywanie mieszanek paszowych); eliminowanie kontaktu z powietrzem i substancjami aktywnymi chemicznie (związki nadtlenkowe, kwasy, zasady itp.) poprzez oddzielne składowanie substancji samozapalnych w szczelnych pojemnikach.
Znając wymiary geometryczne stosu oraz temperaturę początkową substancji, można określić bezpieczny okres ich przechowywania.
Eliminację warunków akumulacji ciepła przeprowadza się w następujący sposób:
ograniczenie wielkości stosów, przyczep kempingowych lub hałd magazynowanych substancji;
aktywna wentylacja powietrza (siano i inne włókniste materiały roślinne);
okresowe mieszanie substancji podczas długotrwałego przechowywania;
zmniejszenie intensywności powstawania osadów palnych w urządzeniach technologicznych za pomocą urządzeń wychwytujących;
okresowe czyszczenie urządzeń technologicznych z samozapalnych osadów palnych;
Zapobieganie zapaleniu substancji w przypadku wzajemnego kontaktu. Pożarom powstałym w wyniku zapłonu substancji po zetknięciu się ze sobą zapobiega się poprzez oddzielne przechowywanie, a także eliminując przyczyny ich awaryjnego uwolnienia z aparatury i rurociągów.
Eliminacja zapłonu substancji w wyniku samorozkładu podczas ogrzewania lub uderzenia mechanicznego. Zapobieganie zapaleniu substancji podatnych na rozkład wybuchowy zapewnia ochrona przed nagrzaniem do temperatur krytycznych, wpływami mechanicznymi (uderzenie, tarcie, ciśnienie itp.).
Zapobieganie powstawaniu źródeł zapłonu na skutek termicznych przejawów energii elektrycznej
Zapobieganie niebezpiecznym przejawom termicznym energii elektrycznej zapewnia:
prawidłowy dobór poziomu i rodzaju zabezpieczenia przeciwwybuchowego silników elektrycznych i urządzeń sterujących, pozostałych elektrycznych i sprzęt pomocniczy zgodnie z klasą zagrożenia pożarowego lub wybuchowego strefy, kategorii i grupy mieszaniny wybuchowej;
okresowe badania rezystancji izolacji sieci elektrycznych i maszyn elektrycznych zgodnie z harmonogramem konserwacji zapobiegawczej;
ochrona urządzeń elektrycznych przed prądami zwarcie(zwarcie) (użycie szybkich bezpieczników lub wyłączników automatycznych);
zapobieganie przeciążeniom technologicznym maszyn i urządzeń;
zapobieganie wysokim rezystancjom przejściowym poprzez systematyczny przegląd i naprawę części stykowej sprzętu elektrycznego;
eliminowanie wyładowań elektrostatycznych poprzez uziemianie urządzeń technologicznych, zwiększanie wilgotności powietrza lub stosowanie zanieczyszczeń antystatycznych w najbardziej prawdopodobnych miejscach powstawania ładunków, jonizację środowiska w urządzeniach i ograniczanie prędkości przepływu cieczy naelektryzowanych;
ochrona budynków, budowli, urządzeń wolnostojących przed bezpośrednim uderzeniem pioruna za pomocą piorunochronów oraz ochrona przed jego skutkami wtórnymi.
Nie należy zaniedbywać środków zapobiegania pożarom w przedsiębiorstwach. Ponieważ wszelkie oszczędności na ochronie przeciwpożarowej będą nieproporcjonalnie małe w porównaniu ze stratami spowodowanymi pożarem, który ma miejsce z tego powodu.
Podsumowanie lekcji:
Eliminacja wpływu źródła zapłonu na substancje i materiały jest jednym z głównych działań zapobiegających powstaniu pożaru. W obiektach, w których nie ma możliwości wyeliminowania obciążenia ogniowego, szczególną uwagę zwraca się na eliminację źródła zapłonu.
Wyładowanie iskrowe następuje przy napięciu pole elektryczne osiąga wartość przebicia dla danego gazu. Wartość zależy od ciśnienia gazu; dla powietrza pod ciśnieniem atmosferycznym wynosi około . Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta. Zgodnie z prawem eksperymentalnym Paschena stosunek natężenia pola przebicia do ciśnienia jest w przybliżeniu stały:
Wyładowaniu iskrowemu towarzyszy utworzenie jasno świecącego, krętego, rozgałęzionego kanału, przez który przechodzi krótkotrwały impuls wysokiego prądu. Przykładem może być błyskawica; jego długość może wynosić do 10 km, średnica kanału do 40 cm, natężenie prądu może osiągnąć 100 000 amperów lub więcej, czas trwania impulsu wynosi około .
Każda błyskawica składa się z kilku (do 50) impulsów podążających tym samym kanałem; ich całkowity czas trwania (wraz z przerwami między impulsami) może sięgać kilku sekund. Temperatura gazu w kanale iskrowym może dochodzić do 10 000 K. Gwałtowne, silne nagrzewanie gazu prowadzi do gwałtownego wzrostu ciśnienia i pojawienia się fal uderzeniowych i dźwiękowych. Dlatego wyładowaniu iskrowemu towarzyszą zjawiska dźwiękowe - od słabego trzaskającego dźwięku iskry o małej mocy po grzmot towarzyszący błyskawicy.
Wystąpienie iskry poprzedzone jest utworzeniem w gazie silnie zjonizowanego kanału, zwanego streamerem. Kanał ten uzyskuje się poprzez blokowanie poszczególnych lawin elektronów zachodzących na drodze iskry. Założycielem każdej lawiny jest elektron powstały w wyniku fotojonizacji. Schemat rozwoju streamera pokazano na ryc. 87.1. Niech natężenie pola będzie takie, że elektron wyrzucony z katody w wyniku jakiegoś procesu uzyska energię wystarczającą do jonizacji na średniej drodze swobodnej.
W związku z tym elektrony się rozmnażają - powstaje lawina (powstające w tym przypadku jony dodatnie nie odgrywają znaczącej roli ze względu na ich znacznie mniejszą ruchliwość, a jedynie wyznaczają ładunek kosmiczny, powodując redystrybucję potencjału). Promieniowanie krótkofalowe emitowane przez atom, z którego podczas jonizacji został usunięty jeden z elektronów wewnętrznych (promieniowanie to pokazano na schemacie liniami falistymi) powoduje fotojonizację cząsteczek, a powstające elektrony generują coraz większe lawiny. Po nałożeniu się lawin tworzy się dobrze przewodzący kanał - streamer, przez który silny przepływ elektronów przepływa od katody do anody - następuje awaria.
Jeżeli elektrody mają kształt, w którym pole w przestrzeni międzyelektrodowej jest w przybliżeniu równomierne (np. są to kulki o odpowiednio dużej średnicy), to przebicie następuje przy bardzo określonym napięciu, którego wartość zależy od odległości między elektrodami kulki. Jest to podstawa woltomierza iskrowego, który służy do pomiaru Wysokie napięcie. Podczas pomiarów wyznaczana jest największa odległość, przy której pojawia się iskra. Następnie pomnóż przez, aby otrzymać wartość zmierzonego napięcia.
Jeśli jedna z elektrod (lub obie) ma bardzo dużą krzywiznę (na przykład elektroda służy cienki drut lub końcówka), wówczas gdy napięcie nie jest zbyt wysokie, następuje tzw. wyładowanie koronowe. Wraz ze wzrostem napięcia wyładowanie to zamienia się w iskrę lub łuk.
Podczas wyładowania koronowego jonizacja i wzbudzenie cząsteczek nie zachodzą w całej przestrzeni międzyelektrodowej, a jedynie w pobliżu elektrody o małym promieniu krzywizny, gdzie natężenie pola osiąga wartości równe lub przekraczające . W tej części wyładowania gaz jarzy się. Jarzenie ma wygląd korony otaczającej elektrodę, stąd wzięła się nazwa tego typu wyładowań. Wyładowanie koronowe z końcówki ma wygląd świetlistej szczotki i dlatego czasami nazywane jest wyładowaniem szczoteczkowym. W zależności od znaku elektrody koronowej mówią o koronie dodatniej lub ujemnej. Pomiędzy warstwą koronową a elektrodą niekoronową znajduje się zewnętrzny obszar koronowy. Tryb awarii istnieje tylko w warstwie koronowej. Dlatego możemy powiedzieć, że wyładowanie koronowe jest niepełnym rozkładem szczeliny gazowej.
W przypadku korony ujemnej zjawiska na katodzie są podobne do zjawisk na katodzie wyładowania jarzeniowego. Jony dodatnie przyspieszane przez pole wybijają z katody elektrony, co powoduje jonizację i wzbudzenie cząsteczek w warstwie koronowej. W zewnętrznym obszarze korony pole nie jest wystarczające, aby zapewnić elektronom energię niezbędną do jonizacji lub wzbudzenia cząsteczek.
Dlatego elektrony wnikające w ten obszar dryfują pod wpływem zera do anody. Niektóre elektrony są wychwytywane przez cząsteczki, co powoduje powstawanie jonów ujemnych. Zatem prąd w obszarze zewnętrznym jest określany tylko przez nośniki ujemne - elektrony i jony ujemne. W tym regionie wyładowanie nie jest samowystarczalne.
W koronie dodatniej lawiny elektronów powstają na zewnętrznej granicy korony i pędzą w kierunku elektrody koronowej – anody. Pojawienie się elektronów generujących lawiny wynika z fotojonizacji wywołanej promieniowaniem z warstwy koronowej. Nośnikami prądu w zewnętrznym obszarze korony są jony dodatnie, które pod wpływem pola dryfują do katody.
Jeżeli obie elektrody mają dużą krzywiznę (dwie elektrody koronowe), w pobliżu każdej z nich zachodzą procesy charakterystyczne dla elektrody koronowej danego znaku. Obie warstwy koronowe są oddzielone obszarem zewnętrznym, w którym poruszają się przeciwprądy dodatnich i ujemnych nośników prądu. Taka korona nazywana jest bipolarną.
Niezależny wyładowanie gazowe, o którym mowa w § 82, w przypadku liczników jest wyładowaniem koronowym.
Grubość warstwy koronowej i siła prądu rozładowania rosną wraz ze wzrostem napięcia. Przy niskim napięciu korona jest niewielka, a jej blask jest niezauważalny. Taka mikroskopijna korona pojawia się w pobliżu końcówki, z której wypływa wiatr elektryczny (patrz § 24).
Korona, która pojawia się pod wpływem elektryczności atmosferycznej na szczytach masztów statków, drzew itp., w starożytności nazywana była ogniem św. Elma.
W zastosowaniach wysokiego napięcia, szczególnie w liniach przesyłowych wysokiego napięcia, wyładowania koronowe prowadzą do szkodliwego upływu prądu. Dlatego należy podjąć działania, aby temu zapobiec. W tym celu bierze się na przykład druty linii wysokiego napięcia o dość dużej średnicy, im większa, tym wyższe napięcie sieciowe.
Wyładowania koronowe znalazły przydatne zastosowanie w technologii elektrofiltrów. Oczyszczany gaz przemieszcza się w rurze, wzdłuż której osi znajduje się ujemna elektroda koronowa. Jony ujemne, obecne w dużych ilościach w zewnętrznym obszarze korony, osadzają się na cząsteczkach lub kropelkach zanieczyszczających gaz i są przenoszone wraz z nimi do zewnętrznej elektrody nieulotnej. Po dotarciu do tej elektrody cząstki są neutralizowane i osadzane na niej. Następnie po uderzeniu w rurę osad utworzony przez uwięzione cząstki wpada do zbioru.