Общие сведения о горении

Горение — быстро протекающее химическое превращение веществ, которое сопровождается как минимум одним из трех факторов: пламенем, свечением, выделением дыма. Физико-химическая сущность горения заключается в термическом разложении вещества до углеводородных паров и газов, которые под воздействием высоких температур вступают в химическое взаимодействие с окислителем, как правило, с кислородом воздуха, превращаясь в процессе сгорания в углекислый газ (СО₂), угарный газ (СО), сажу (С) и воду (Н₂О).

Взрыв — быстрое экзотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу. При этом сгоревшая смесь превращается в высоко нагретый газ с большим давлением, приводящим к образованию ударной (взрывной) волны.

Для возникновения и развития процесса горения необходимы:

1) горючее вещество;

2) окислитель;

3) источник воспламенения, инициирующий реакцию между горючим и окислителем.

Если разрушить «треугольник огня»: горючее вещество — окислитель — источник воспламенения (зажигания), то горение прекращается. На данном свойстве основана вся система предупреждения и тушения пожаров.

Горючие вещества по агрегатному состоянию подразделяются на горючие газы (ГГ), горючие жидкости (ГЖ), твердые вещества (ТВ), горючие пыли (ГП).

По горючести все вещества и материалы, кроме строительных итекстильных, подразделяют на три группы:

1) негорючие, которые не горят, не тлеют и не обугливаются под действием огня (гранит, бетон, глина и т. п.);

2) горючие, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления (древесина, пластмассы, нефтепродукты, лаки и т. п.);

3) трудногорючие, способные воспламеняться, тлеть и обугливаться только при наличии постороннего источника зажигания и состоящие из горючих и негорючих компонентов (асфальтобетон, древесина, пропитанная негорючим составом и др.).

Окислителем, как правило, является кислород воздуха. Наиболее бурно горят вещества в чистом кислороде. По мере уменьшения его концентрации горение замедляется. Большинство веществ прекращают горение при снижении концентрации кислорода в воздухе до 12—14 %, а тление — до 7—8 %.

Водород, сероуглерод, оксид этилена и некоторые другие вещества могут гореть в воздухе при концентрации кислорода 5 %. Кроме кислорода, окислителями могут быть фтор, бром, сера и кислородсодержащие вещества: марганцовокислый калий, калиевые и натриевые селитры, бертолетова соль, азотная кислота и др., которые при нагревании или ударе разлагаются с выделением кислорода.

Источник воспламенения (зажигания), чтобы обладать воспламеняющей способностью, должен иметь:

– температуру выше температуры самовоспламенения горючей среды;

– количество тепла, превышающее минимальную энергию зажигания вещества;

– время действия, превышающее период индукции горючей среды.

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то источник зажигания не сможет инициировать горение.

Источники зажигания подразделяют на открытые(светящиеся) — пламя, искры, раскаленные поверхности, сварочная дуга, световое излучение и т. п. и скрытые(несветящиеся) — теплота трения, ударов, короткого замыкания, перегрузок электрических сетей, искровые разряды статического электричества и др. Температура сварочных искр, например, достигает 2100 °С, сварочной дуги 4000, пламени горящей спички 620—640, тлеющей папиросы 320—340 °С. Этого вполне достаточно для воспламенения большинства горючих веществ. Например, сосновая древесина воспламеняется при температуре 255 °С, хлопок — при 260, резина — при 270 °С.

Итак, любой очаг пожара возникает только там, где есть чему гореть, т. е. там, где есть горючие материалы, вещества, конструкции и когда в этой среде появляется источник зажигания, способный их воспламенить, возникший или в самой горючей среде, или занесенный в нее извне. В этой связи задача системы предотвращения пожаров включает в себя два основных направления:

1)исключение условий образования горючей среды в помещениях, цехах, на территории предприятий; ограничение массы (объема) одновременно находящихся на рабочих местах исходных материалов, сырья, готовой горючей продукции; применение в строительных конструкциях зданий негорючих и трудногорючих материалов; своевременная уборка горючих отходов, мусора, пыли, промасляной ветоши;

2)исключение условий образования в горючей среде источников зажигания: открытого огня, сверхдопустимого нагрева отдельных элементов оборудования, искр любого происхождения, в том числе от трения, систем электрооборудования, механических ударов, статического электричества, разрядов молний.