Самовозгорание

Самовозгорание:

1) резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага пожара;
2) загорание без внешнего источника зажигания, происходящее в результате самоинициируемых экзотермических процессов.

Особенностью самовозгорания является то, что оно возникает в результате окисления при относительно низких температурах (см. Температура самовозгорания) в средах, представляющих собой мелкодисперсные вещества и материалы. Важнейшими условиями самовозгорания являются способность веществ к указанным процессам и аккумуляция выделяемой энергии, что наиболее свойственно сыпучим материалам при скопления в больших объёмах (см. Склонность к самовозгоранию). Процессу возникновения горения при самовозгорании предшествует медленная стадия самонагревания. Самовозгорание происходит там, где процесс самонагревания обеспечивает повышение температуры до определенной критической величины. Существенная разница в процессе загорания и самовозгорания заключается в различных периодах индукции: при загорании этот период исчисляется секундами и минутами, а при самовозгорании – часами и даже днями и месяцами.
В зависимости от источника самонагревания процессы самовозгорания подразделяются на микробиологические, тепловые и химические.

Микробиологическое самовозгорание характерно для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность бактерий и микроорганизмов, сопровождающаяся экзотермическими проявлениями. Самовозгоранию способствуют: повышенная влажность материалов; масличность; засорённость посторонними включениями; пористость, обеспечивающая диффузию кислорода к скоплениям дисперсных веществ и материалов и большую сорбционную способность продуктов термического и термоокислительного распада, катализирующих процесс самонагревания и самовозгорания.
При изменении температуры в объёме материала обычно фиксируют 2 температурных максимума, отстоящих друг от друга промежутком времени. Первый максимум наступает в промежутке от одного дня до недели с момента зарождения очага и достигает температуры 40-45°С. В данном диапазоне температур выделение тепла происходит за счёт жизнедеятельности микрофлоры, неспособной существовать при температуре свыше 45°С. Второй максимум, достигающий 75-85°С, возникает за счёт развития термофильных бактерий. На процесс тепловыделения основное влияние оказывают 2 фактора – размер популяции микроорганизмов (размер очага самонагревания) и предельная температура, при которой они могут существовать. Дополнительным источником выделения тепла в материалах растительного происхождения является их дыхание (например, быстрый рост температуры в небольших кучах свежескошенной травы или при формировании стогов сена).
Дисперсные материалы имеют чёткую границу соприкосновения с окружающей средой. По этой границе воздух проникает между частицами внутрь массы материала, адсорбируется в порах частиц или волокон. Наличие развитой поверхности твёрдого материала с адсорбированным на ней кислородом воздуха – одно из условий теплового самовозгорания, к которому наиболее склонны материалы, обладающие большой пористостью и структурой, обеспечивающей проникновение кислорода в зону реакции. Склонность к самовозгоранию увеличивается при повышении адсорбционной способности материала.

Поскольку промежуточным продуктом при самовозгорании большинства органических материалов является уголь, закономерности его самовозгорания оказывают существенное влияние на процесс в целом. При этом значительную роль в самовозгорании угля играет его способность сорбировать пар и влагу на начальной стадии процесса, протекающего с экзотермическим эффектом. Чем больше объём дисперсного материала, тем лучше условия аккумуляции тепла в нём и выше вероятность его воспламенения. С увеличением пористости частиц и пористости слоя (начальной плотности) улучшается перенос кислорода к межфазной поверхности в зону реакции окисления. Это способствует более интенсивному самонагреванию материала, т.к. уменьшается теплопроводность смеси частиц с воздухом и увеличивается скорость нагрева за счет снижения теплоёмкости единицы объёма материала. Наоборот, уплотнение слоя частиц способствует отводу тепла из зоны реакции вследствие увеличения его теплопроводности. Важную роль в процессе самонагревания и самовозгорания веществ и материалов играет влага.

Тепловое самовозгорание характеризуется тем, что оно начинается при предварительном умеренном нагреве. Примером такого вида с. является самовозгорание древесноволокнистых плит и изоляционного материала из стекловолокна при складировании больших масс продукции после производственного процесса, связанного с повышенной температурой.
В основе химического самовозгорания лежат процессы химического взаимодействия веществ и материалов или их окисления, которые сопровождаются выделением большого количества тепла. Примерами химических реакций, вызывающих горение при самовозгорании, являются: действие на органические материалы концентрированных серной и азотной кислот; самопроизвольное загорание промасленной ветоши; возникновение горения пирофорных материалов: некоторых металлов, гидридов металлов, металлоорганических соединений и др. (см. Пирофорность).

Методы определения склонности веществ и материалов к самовозгоранию основаны на определении критических условий воспламенения вещества (материала), характеризующих кинетику этого процесса. Профилактика самовозгорания основана на применении методов и средств, уменьшающих химическую активность реагирующих веществ или обеспечивающих стационарные условия теплообмена между материалом и окружающей средой при температуре ниже температуры самовозгорания для заданных условий применения, хранения или транспортирования материалов. Выбор метода защиты определяется свойствами материала, особенностями технологического процесса и экономической целесообразностью.
Для обнаружения очага самовозгорания внутри массы хранящегося продукта устанавливают систему датчиков, реагирующих на повышение температуры. Эта система дистанционного контроля зачастую бывает малоэффективна в силу низкой теплопроводности и высокой теплоемкости дисперсного материала, вследствие чего очаг самонагревания и самовозгорание регистрируется с большим опозданием. Более оперативным способом обнаружения очага повышенной температурной активности, возникающего в силу различных причин в насыпи дисперсного материала, является способ, основанный на анализе продуктов термической и термо-окислительной деструкции (например, окись углерода, метан, водород), по номенклатуре и содержанию которых определяются стадии самонагревания и самовозгорание, а также местонахождение его очага. При несвоевременном обнаружении очага самовозгорания горючие газы, выделяющиеся в замкнутом пространстве, в смеси с воздухом и при наличии источника зажигания (например, очага самовозгорания) могут привести к взрыву.

Литература: ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения;

Кольцов К.С., Попов Б.Г. Самовозгорание твёрдых веществ и материалов и его профилактика. М., 1978;

Горшков В.И. Самовозгорание веществ и материалов. М., 2003.

Поделиться:
img Предыдущая статья Савельев Пётр Степанович Савельев Пётр Степанович (1916-2012), полковник внутр. службы (1965), Заслуженный работник МВД, видный историк пожарного дела в России. Окончив с отличием Ленинградский пожарный техникум (1941), трудовой путь начал с должности инспектора отдела пожарной охраны (ОПО) в г. Вильнюс (Литва). В период Великой Отечественной Войны руководил тушением пожаров в Вильнюсе, а также участвовал в их тушении в Минске, Смоленске. С 1942 по 1944 учился в Челябинском институте электрификации и механизации сельского хозяйства. В 1949 был переведён в распоряжение Главного управления пожарной охраны (ГУПО) МВД СССР, где с 1955 возглавлял отдел Государственного пожарного надзора до выхода на пенсию в 1982.Участвовал в разработке нормативных правовых актов в области пожарной безопасности, в т.ч. постановлений Совета Министров СССР, правил пожарной безопасности для различных объектов. При его непосредственном участии впервые в стране были разработаны основные принципы обеспечения пожарной безопасности объектов с массовым пребыванием людей (театры, кинотеатры, предприятия торговли, дома инвалидов, больницы). С. возглавлял комиссии ГУПО по инспекторским проверкам деятельности пожарной охраны в более чем 30 областях, а также краях и республиках бывшего СССР. Свою литературную деятельность начал в 1955, активно сотрудничая в журнале «Пожарное дело». Опубликованная им в 1957 и выдержавшая три издания книга «Организация работы Госпожнадзора» стала настольной для большой армии инспекторов, а также признанным учебником для пожарно-технических училищ. Им опубликованы высокохудожественные произведения профессиональной направленности: «Пожары – катастрофы» (1983), «Противопожарный щит Москвы» (1987), «Пожарные добровольцы России» (1992, к 100-летию ВДПО). Особое место занимают литературоведческие очерки о пожарах в творчестве Ф.М. Достоевского, И.В. Гете, Ф.И. Тютчева, А.А. Фета, Н.С. Гумилёва, в которых автор проявил незаурядное мастерство исследователя. Награждён орденами Красной Звезды, Трудового Красного Знамени, медалью «За боевые заслуги», знаком «Заслуженный работник МВД», 18 медалями и знаками отличия и трудовой доблести. Литература: Савельев П.С., Груздь С.И., Малков В.И. Пожарные добровольцы России в фотографиях, документах и воспоминаниях. М., 2010.
Следующая статья img Самовоспламенение Самовоспламенение – резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций в смеси вещества с воздухом, сопровождающееся пламенным горением и (или) взрывом. Самовоспламенение возникает при сравнительно умеренном нагревании всей или части массы горючего вещества при отсутствии высокотемпературного внешнего источника зажигания. Процесс самовоспламенения описан теорией теплового взрыва газовых смесей и общей количественной теорией цепных реакций, разработанными одним из основоположников химической физики Н.Н. Семёновым (1896-1986). Согласно тепловой теории возникновение процесса самовоспламенения происходит при условии, когда тепловыделение в результате экзотермической реакции превышает теплопотери из зоны реакции. Согласно цепной теории самовоспламенения обусловливается накоплением активных центров реакции – радикалов и атомарных частиц, обладающих высокой реакционной способностью. Возникновение самовоспламенения характеризуется одним показателем – температурой самовоспламенения. Для её определения предусмотрены стандартные приборы. Температура, при которой наблюдается самовоспламенение, зависит от состава смеси и с повышением давления снижается. Особую группу наиболее пожароопасных веществ, самовоспламенение которых происходит при контакте с воздухом без нагрева, составляют пирофоры. К ним относятся: из газообразных веществ – моносилан (SiН4), диборан (В2Н6); из жидких – металлоорганические (алюминийорганические – триметилалюминий Аl(СН3) и др.); гидриды бора (пентаборан); из твёрдых – некоторые металлы (эвтектика К и Na), гидриды металлов (АlН3 и др.), белый фосфор, сульфид железа и ряд др. веществ.Литература: ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.
Другие разделы портала
  • img История
    История
    История возникновения и развития пожарной охраны в регионе. Интересные факты, архивные фотографии и документы. Музеи и памятные места. Ветераны и династии пожарных. Виртуальные экскурсии и фотоальбомы.
    Читать полностью
  • img Методические материалы
    Методические материалы
    Вопросы пожарной безопасности для детей и подростков очень важны, поэтому, педагоги в школах и воспитатели в детских садах, родители должны уделять должное внимание этому вопросу. Как правило, если возникает пожар, то это случается внезапно и огонь распространяется очень быстро. Не растеряться в такой ситуации невозможно, а уж если у ребенка не достаточно знаний, как вести себя при пожаре, то ситуация может оказаться плачевной. В этом разделе представлен дидактический материал и методические разработки, а также памятки по пожарной безопасности.
    Читать полностью
  • img Культура безопасности для населения
    Культура безопасности для населения
    Пожары всегда были и остаются страшным бедствием. Наиболее опасны среди них бытовые пожары, которые зачастую приводят к человеческим жертвам. Именно в них пострадавшие получают сильнейшие ожоги и травмы, остаются без крова и средств к существованию.
    Читать полностью
  • img Учебный центр
    Учебный центр
    В Российской Федерации в области пожарной безопасности выполняют работы (оказывают услуги) только в рамках лицензируемых видов деятельности порядка 50 тысяч организаций. Кроме этого, на предприятиях различных форм собственности свою деятельность осуществляют работники, на которых возложены обязанности по организации соблюдения требований пожарной безопасности и профилактики пожаров.
    Читать полностью