Как Происходит самовозгорание?

Процессы, протекающие в .газофазных системах при отсутствии в них веществ, склонных к взрывным химическим превращениям, следует рассматривать как взрывы сжатых газов. При этом за исходные параметры принимают температуру и давление, при которых происходит разрушение технологической аппаратуры; энергию взрыва и параметры ударных.волн определяют по критическим значениям температуры и давления газовой среды, при которых происходит разрушение.

При наличии в технологической ‘системе негорючих жидкой и паровой сред возможны перегрев жидкости и повышение давления пара над ней до критических значений, при которых происходит разрушение системы; при этом общая энергия взрыва будет равна сумме эквивалентов энергий сжатого пара и перегрева жидкости при критических значениях параметров;

Особое внимание должно быть обращено на разность давлений теплоносителя и нагреваемой среды. При нарушении герметичности теплообменных элементов парогазовые среды из системы высокого давления могут попасть в систему относительно низких давлений, что может вызвать разрушение аппаратуры. Поэтому нельзя считать обоснованным расположение воздушных холодильников над насосным и другим потенциально опасным оборудованием: при возникновении даже локальных взрывов или паров на этих объектах происходит разрушение воздушных холодильников.

сителей, когда на здания воздействуют ударные волны вертикального направления или под некоторым небольшим углом oi вертикали. В этих случаях происходит разрушение кровли и перекрытий при незначительном разбросе элементов здания. Такой характер разрушений пульта управления наблюдался при рассмотренном выше взрыве на Новоярославском НПЗ. Здание пульта управления было раздавлено ударной волной вертикаль ного направления.

При воспламенении горючих газовых или пылегазовых смесей по ним распространяется пламя, представляющее собой волну химической реакции с выделением большого количества тепла. Однако, как правило (если не считать детонационных режимов сгорания), эти процессы происходят недостаточно быстро для образования взрывной волны. Поэтому процесс сгорания большинства газовых и пылегазовых горючих смесей нельзя называть взрывом, хотя такое название широко распространено в технической литературе. Это, по-видимому, связано с тем, что если такие смеси воспламеняются внутри оборудования или помещений^ то_ в результате значительного повышения давления происходит разрушение последних, которое по своей природе и по всем своим внешним проявлениям носит характер взрыва. Поэтому, если не разделять процессы горения и собственно разрушения оболочек, а рассматривать все явление в целом, такое название аварийной ситуации в некоторой мере можно считать оправданным.

Сила взрыва и вызываемые им разрушения бывают различными. При сильных взрывах происходит разрушение не только аппарата, в котором произошел взрыв, но и соседних с ним аппаратов, а также кожуха блока разделения. Восстановление разрушенной установки требует больших материальных затрат.

При любой деформации в материале возникают препятствующие ей внутренние силы, уравновешивающие действие внешних сил. Внутренние силы могут увеличиваться только до определенного предела, зависящего от механической прочности материала. Если внутренние силы не могут уравновесить внешние нагрузки, то происходит разрушение материала.

При любой деформации в материале возникают- внутренние силы, препятствующие деформации и уравновешивающие действие внешних сил. Внутренние силы могут увеличиваться только до определенного предела, зависящего от механической прочности материала. Если внутренние силы не могут уравновесить внешние нагрузки, то происходит разрушение материала.

На предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности общая протяженность трубопроводов составляет десятки тысяч километров, а число трубопроводной арматуры, например, для предприятий, перерабатывающих 6 млн. т нефти в год, достигает 10 тыс. единиц. Сеть трубопроводов является источником повышенной опасности: вследствие тяжелых условий эксплуатации происходит разрушение материала труб и разгерметизация соединений, а из-за большой протяженности и разветвленности сети контроль за ее состоянием затруднен.

Исследуемые смеси сжигают в прочной стальной бомбе, чаще всего цилиндрической формы, расположенной вертикально. В нижний фланец бомбы ввинчивается авиационная свеча для поджигания. При начальных давлениях, заметно больших атмосферного, нецелесообразно поджигать смесь высоковольтным разрядом. С повышением давления становится все труднее осуществить электрический пробой газа между электродами. При увеличении напряжения возрастают утечки тока на поверхности изоляционного материала, разделяющего электроды свечи, так как на нем сорбированы следы влаги. Кроме того, легко происходит разрушение изоляции свечи и ее пробой. При высоких начальных давлениях. высоковольтное зажигающее устройство часто не срабатывает.

Критической температурой 7* называется температура прогрева, при которой происходит разрушение нагруженной конструкции вследствие температурной ползучести. Время прогрева т конструкции до критической температуры 7* называется пределом огнестойкости по несушей способности,
мых при приготовлении пищи. Это явление легко можно продемонстрировать с помощью установки открытого типа. Тщательное наблюдение показывает, что пламя начинается в струе раскаленных летучих продуктов. Сначала мы различаем его над зеркалом жидкости, затем происходит обратная вспышка, которая мгновенно вызывает интенсивный пожар, поскольку температура жидкости к этому времени будет уже близка к своей температуре кипения. Температура жидкости, при которой происходит самовозгорание, будет зависеть от площадки зеркала жидкости. Эта температура весьма чувствительна к любому движению воздуха, которое могло бы привести к возмущению и охлаждению струи летучих продуктов (разд. 6.1).

Чем ниже температура, при которой происходит самовозгорание, тем вещество более опасно. Процессы самовозгорания могут начаться уже при нормальной температуре (10—20°С). Вещества, склонные к самовозгоранию, можно разбить на четыре группы:

Следует иметь в виду, что окисление пирофорных отложений сопровождается взрывами и пожарами только в тех случаях, когда в зоне воспламенения имеются жидкие или парообразные нефтепродукты. Поэтому необходимо особо тщательно удалять горючие и взрывоопасные материалы из тех узлов, где по технологическим условиям вероятно образование пирофорных соединений. Если в аппарате, освобожденном от нефтепродуктов и их паров, и происходит самовозгорание пирофорных соединений, это не приведет к взрыву или пожарам.

Аккумуляция тепла, возникающего в некоторых веществах (материалах) при экзотермических процессах (химических, физических или биохимических), может привести к их самонагреванию. Если количество тепла в результате самонагревания превысит теплоотдачу в окружающую среду, то может наступить воспламенение вещества. Этот процесс принято называть самовозгоранием. Чем ниже температура, при которой происходит самовозгорание, тем более опасно вещество в пожарном отношении.

2. Торф и ископаемые угли — каменные, кроме марки Т (тощих), и бурые, содержащие гуминовые кислоты и битум. Вследствие процесса окисления, возникающего в толще угля с наибольшей интенсификацией при температуре 60° С, происходит самовозгорание угля. Самовозгорание торфа наступает вследствие биологических процессов, полимеризации и окисления гуминовых кислот и лигнина.

Гидросульфит натрия Происходит самовозгорание

Например, на условия самовозгорания существенное влияние оказывает удельная поверхность порошка. На 2′ЗВ рис. 14.1 показано это влияние для двух веществ: сульфонола и синтетического , моющего средства «Лотос-71» (данные ‘ И. В. Гололобовой и сотр.). При длительном нахождении отложений в уело- „„„ виях повышенных температур начальная ‘ температура среды, при которой инициируется процесс самовозгорания, сни- г жается. В координатах lg tc — IgT (где ‘ tc — температура среды, при которой происходит самовозгорание, а т — время 2,20 до самовозгорания) эта зависимость W }Л 1>8 2,2 2,6 имеет линейный характер, что исполь- ^Э^

(в откр. тигле) от 232 до 299° С; т. воспл. от 285 до 351° С; миним. т. самовоспл. (метод МакНИИ) от 368 до 397° С. Битум, нанесенный на развитую поверхность, например на шлаковату, склонен к тепловому самовозгоранию; наилучшим для самовозгорания является соотношение битум : шлаковата, равное 1 : 2, однако даже при незначительном количестве битума в шлаковате (1:20) температура, при которой происходит самовозгорание, повышается несущественно — всего на 60 град. Чем больше твердость битума, тем он легче самовозгорается: т. самонагр. (расчетн.) 53° С; т. тлен, (расчетн.) 195° С. Формулы для расчета услоций самовозгорания: lg/= 1,7241 +0,259 Igs; lg/ = 2,2912 — 0,122 Igt. Тушить тонкораспыленной водой, пеной, развившиеся пожары разлитого продукта на большой площади — мощными струями воды от лафетных стволов.

Д. А. Франк-Ка’Менецкий определил критические значения бкр, при которых происходит самовозгорание (самовоспламенение) материала, для трех форм объема: шара, цилиндра бесконечной длины и беконечного слоя с плоскопараллельным’и стенками. Для шара бкр=3,32, для цилиндра 6Кр = 2,00 и для слоя с плоскопараллельными стенками 6кр = 0,88. При значениях выше бкр тепловой взрыв или тепловое самовозгорание неизбежны.

Минимальной температурой воздуха, при которой происходит самовозгорание образца данного размера, считается температура на 5 °С ниже той, при которой произошло самовозгорание в опыте. Последовательность проведения опытов с образцами одного размера можно изменять с тем, чтобы более точно установить искомую температуру. Время выдержки образца до момента самовозгорания также отсчитывают с момента выравнивания температур в центре и на поверхности образца.

При использовании образца размерами 50Х50Х Х50 мм генерируется тепла больше, чем отводится, что обусловлено большей теплоизоляцией центра образца. В этом случае происходит самовозгорание материала.