Пожежо- та вибухонебезпечні об’єкти
В Україні є понад 1200 великих вибухо- та пожежонебезпечних об’єктів, на яких знаходиться понад 13,6 міліонів тон твердих і рідких вибухо- та пожежонебезпечних речовин. Ці об’єкти розташовані в центральних, східних і південних областях країни, де сконцентровані хімічні, нафто- і газопереробні, коксохімічні, металургійні та машинобудівні підприємства, розгалужена мережа нафто-, газо-, аміакопроводів, експлуатуються нафтогазопромисли і вугільні шахти.
За певних умов, у процесі виробництва стають небезпечними і легко спалахують деревний, вугільний, борошняний, зерновий, амонієвий, торф’яний, льняний та бавовниковий пил.
Вибухи і пожежі трапляються на об’єктах, які виробляють або зберігають вибухонебезпечні та хімічні речовини в системах і агрегатах під великим тиском (до 100 атм), а також на газо- і нафтопроводах. Найбільше (у 2005 pоці) HC пов’язаних з пожежами (вибухами) було на підприємствах вугледобувної – 42, хімічної, нафтохімічної і нафтопереробної галузей промисловості – 12, транспорті – 16.
Причиною загоряння, вибухів, руйнувань і пожеж може бути наявність у виробничих приміщеннях парів легкозаймистих рідин або газів і джерела запалення. Імовірність вибуху і його небезпечність визначаються такими характеристиками парів, рідин і газів, які бувають у виробничих приміщеннях агропромислового комплексу:
- межами вибухової концентрації в повітрі парів (у відсотках до об’єму);
- щільністю парів і газів відносно щільності повітря, яка приймається за одиницю;
- температурою самоспалахування парів і газів;
- температурою самозагоряння парів і газів; точкою загоряння парів рідин (нижня межа температури, при якій можливе спалахування від стороннього джерела запалювання).
Пари деяких рідин і газів можуть загорятися від відкритого вогню, електричної іскри, розжареного предмета, сигарети. Більш небезпечними є рідини з низькою точкою загоряння (табл. 2.5) – тому що їхні пари можуть спалахувати при температурі навколишнього повітря.
Таблиця 2.5 – Характеристика деяких легкозаймистих рідин і газів
| Назва рідин і газів | Межі вибухової концентрації, об’ємні % | Точка загоряння парів, оС | Відносна густина парів і газів | Максимум тиску вибуху, кПа | Температура спалахування, оС |
| Ацетилен | 2,5 – 100 | – | 0,91 | ||
| Ацетон | 2,6 – 12,8 | –18 | 2,00 | ||
| Аміак | 15,0 – 28,0 | – | –0,58 | – | |
| Бутан | 1,8 – 9,0 | – | 1,9 | ||
| Етиловий спирт | 3,3 – 19,0 | 1,59 | |||
| Етилен | 2,7 – 36,0 | – | 0,69 | ||
| Водень | 4,0 – 75,0 | – | 0,07 | ||
| Метан | 1,5 – 15,0 | – | 0,55 | – | |
| Лігроїн | 1,3 – 6,0 | – 43 | 3,0 – 4,0 | – | 250 – 400 |
| Пропан | 2,2 – 10,0 | – | 1,5 |
Небезпечні також важкі гази, які можуть збиратися до вибухової концентрації в підвалах, погребах, ярах, долинах; менш небезпечні гази, які мають щільність меншу від щільності повітря, вони швидко піднімаються і розсіюються у верхніх шарах атмосфери.
При складанні планів цивільної оборони і прогнозуванні можливої обстановки необхідно звернути увагу на проведення заходів, які зменшують імовірність виникнення спалахування і вибухів легкозаймистих рідин і газів, які є на конкретному виробництві. Імовірність спалахування і вибуху зменшують:
- ефективна вентиляція;
- обладнання приладів, які попереджують виділення парів і газів і збирання вибухових концентрацій;
- вилучення потенційних джерел запалювання (електроприлади та ін.);
- ізоляція або відокремлення вибухонебезпечних приміщень;
- встановлення пристроїв для придушення вибуху;
- встановлення полум’ягасних металевих сіток, перфорованих листів металу, сотових структур із гофрованих металевих стрічок і коробів, заповнених галькою або керамічними кільцями;
- винесення вибухонебезпечних робіт на відкрите повітря;
- обладнання вихідних отворів кришками і перегородками, які легко відкидаються або руйнуються.
Іскроутворююче обладнання (вимикачі, рубильники та ін.) слід встановлювати з пристроями, які гасять іскри (занурювання у мастило). Температура зовнішніх поверхонь електроустаткування має бути нижчою температури спалахування вибухонебезпечних парів і газів, апаратура має бути герметичною, щоб не допускати атмосфери, що спалахнула, до нагрітих деталей, а також викидання полум’я та іскор у навколишнє середовище.
Залізницею у цистернах перевозять зріджені гази, нафту, бензин та багато інших отруйних, легкозаймистих і вибухових речовин. Під час аварій відбуваються розгерметизація місткостей, потрапляння у навколишнє середовище небезпечних речовин. Такі аварії небезпечні не тільки для працюючих на цих підприємствах і залізницях, а й для розміщених поблизу підприємств, навчальних закладів, установ, населених пунктів, сільськогосподарських полів і лісових масивів.
Дуже часто великі жертви, руйнування і пожежі спричиняються вибухами промислового пилу. Швидкому спалахуванню і великій швидкості горіння сприяє те, що пил, завислий у повітрі, має велику площу поверхні на одиницю маси. Полум’я швидко поширюється, утворюючи попереду себе хвилю тиску гарячих газів, яка руйнує на своєму шляху перепони, піднімає в повітря шари пилу, що лежить, і це призводить до більш сильних, ніж перші, повторних вибухів.
Спалахування і вибух пилу залежать від розміру і форми частинок. Зі зменшенням розміру частинок плоскої форми підвищується можливість спалахування.
Пил вибухає при концентрації в повітрі не нижче певної межі. Для більшості матеріалів межею вибуху є 20–40 г/м3, з максимальним тиском вибуху від 7,3 до 450 кПа і температурою спалахування 400–600 °С, за винятком цирконію, який спалахує при 20 °С, та сірки – при 190 °С.
Пил, що знаходиться в шарах, спалахує при нижчій температурі, ніж хмара пилу. Чим товщий шар пилу, тим нижча температура його спалахування (різниця досягає 200 °С). Спочатку тліюче горіння виникає в шарі пилу, а потім, якщо пил піднімається в повітря, відбувається вибух.
Спалахування пилу в хмарі сільськогосподарських продуктів відбувається при температурі від 480 до 550 °С. Зі збільшенням шару товщини пилу до 1,25 см температура займання знижується на 210– 350 °С (табл. 2.6).
Таблиця 2.6 – Температура спалахування хмари і шару пилу
| Вид продукту | Температура спалахування хмари, оС | Температура спалахування шару товщиною 1,25 см, оС |
| Борошно пшеничне | ||
| Соєве борошно | ||
| Порошкове молоко | ||
| Сіно мелене | ||
| Дріжджі |
Відомі випадки виникнення великих аварій на підприємствах внаслідок утворення вибухонебезпечних сумішей та їх спалахування. Наприклад, у 1974 р. на Бременській борошняній фабриці стався вибух, який повністю зруйнував будівлі й спричинив загибель людей. Для вивчення невідомого явища провели дослідження: 4 кг кукурудзяного крохмалю розпилили в повітряному замкнутому просторі, за допомогою електрозапалу була проведена детонізація суміші. Утворилася вогняна куля діаметром 4 м з температурою понад 3000 °С.
Понад 30% усіх зареєстрованих випадків вибуху пилу сталися на деревообробних підприємствах, майже 25% випадків – це вибухи розпилених частинок продовольства, жирів і олії; вибухи комбікормового пилу в бункерах. Встановлено, що пилові частинки розміром не менше 0,5 мм за своїми вибуховими можливостями наближаються до вибуху парів палива. Розвиток пилового вибуху також подібний до вибуху газової суміші.
У сільському господарстві вибухонебезпечними є млини, олійниці, комбікормові цехи та ін., у лісовому господарстві – цехи переробки деревини.