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.