Процесс возгорания и воспламенения

Возгоранием называется возникновение горения под воздействием источника зажигания. Под источником зажигания понимается горящее или накаленное тело, а также электрический разряд с запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения других веществ.

Если возгорание сопровождается появлением пламени, то такой процесс возникновения горения называется воспламенением. Воспламенение хотя и является частным случаем возгорания, однако в практике имеет наибольшее распространение.

Физическая сущность процесса воспламенения та же, что и самовоспламенения, так как условия самоускорения реакции окисления у них одни и те же. Основное различие между ними заключается в том, что процесс
воспламенения пространственно ограничен частью объема горючего вещества, в то время как процесс самовоспламенения происходит во всем объеме. Поэтому при воспламенении удельная поверхность теплоотвода горючего вещества обычно выше, чем при самовоспламенении, и ускорение реакции окисления начинается при более высокой температуре.

Из твердых горючих веществ наиболее подвержены возгоранию или воспламенению от искр волокнистые и мелкораздробленные материалы: хлопок, войлок, ткань, сено, мякина, шерсть и др. Все они имеют малую теплопроводность и большую поверхность, что способствует сохранению тепловой энергии искры в небольшом объеме горючего вещества и быстрому нагреву его.

Причинами пожаров довольно часто являются электрические искры. Они могут воспламенить не только газы, жидкости, пыли, но и твердые вещества. При возникновении электрической искры в объеме газа между электродами образуются свободные атомы и радикалы, которые, диффундируя в горючую смесь, инициируют цепную реакцию окисления. Одновременно в объеме около искры интенсивно повышается температура.

СКЛОННОСТЬ ВЕЩЕСТВ К САМОВОЗГОРАНИЮ

Температура самонагревания

Температурой самонагревания называется самая низкая температура вещества (материала, смеси), при которой возникает его самонагревание. Самонагревание веществ, находящихся в атмосфере воздуха, обычно обусловлено происходящими в них химическими и физическими процессами, выделяющими тепло: окисления, разложения, замещения, адсорбции и др.

Вещества, имеющие температуру самонагревания ниже 50 °С условно выделили в отдельную группу и стали называть пирофорными веществами, а процесс возникновения горения в результате их самонагревания — самовозгоранием.

Различают самовозгорание тепловое, микробиологическое и химическое в зависимости от причины выделения тепла в начальной фазе самонагревания веществ и материалов.

Тепловое самовозгорание

Тепловым называется самовозгорание, вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества (материала, смеси) выше температуры самонагревания. Так как тепловое самовозгорание происходит при нагреве веществ в атмосфере воздуха, оно не имеет резкого отличия от химического самовозгорания веществ при контакте их с кислородом воздуха.

К тепловому самовозгоранию имеют склонность многие вещества и материалы, но к пирофорным (в особом состоянии) можно отнести масла и жиры, каменные угли и некоторые химические вещества.

Масла и жиры. Самовозгорание масел и жиров часто является причиной пожаров. Существует три вида масел: минеральные, растительные и животные. Масла и жиры могут самовозгораться только при определенных условиях:

а) при содержании в масле и жире значительного количества глицеридов непредельных кислот;

б) при большой поверхности окисления масел и жиров и малой
теплоотдаче;

в) если жирами и маслами пропитаны какие-либо горючие материалы;

г) при определенной уплотненности промасленного материала.

Чем выше йодное число масла, тем больше способно масло к самовозгоранию. Ниже приведены йодные числа некоторых растительных масел и животных жиров.

Полунатуральные олифы, представляющие собой смеси окисленного льняного масла с растворителями, имеют небольшие йодные числа и мало способны к самовозгоранию. Искусственные олифы совершенно не способны самовозгораться.

Жиры рыб и морских животных имеют высокое йодное число, но обладают незначительной способностью к самовозгоранию, что обусловлено присутствием в них продуктов, замедляющих окисление.

Способность масел и жиров к самовозгоранию тем больше, чем больше уплотнен промасленный материал. Но если материал слишком уплотнен, то способность промасленного материала к самовозгоранию уменьшается, так как при сжатии поверхность окисления уменьшается и подвод кислорода к маслу сокращается.

Способность промасленных материалов к самовозгоранию увеличивается в присутствии в них катализаторов, ускоряющих окисление и полимеризацию масел - соли различных металлов — марганца, свинца, кобальта, так называемых сиккативов.