Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Том 29, № 1 (2020)
Скачать выпуск PDF

НОВОСТИ, КОНФЕРЕНЦИИ, ВЫСТАВКИ

ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ, ДЕТОНАЦИИ И ВЗРЫВА

9-21 391
Аннотация

Введение. Пожары, которые происходят при газовых взрывах в бытовых помещениях, усугубляют и без того опасную ситуацию, но они возникают не всегда. Это позволяет надеяться на возможность снижения пожарных рисков при газовых взрывах за счет проведения исследований и разработки соответствующих мер.

Задача исследования определена как изучение условий, при которых возникают пожары в случае газовых взрывов в помещении. Процесс взаимодействия газов и горючих материалов характеризуется кратковременностью взрыва и нагревом горючих материалов при дефиците кислорода. Предположительно, условиями возгорания горючих материалов являются их малая теплоемкость, место положения в объеме помещения и поступление туда наружного воздуха.

Методы и средства исследования. Экспериментальные исследования проводились в кубической камере объемом 10 м3, заполненной пропан-воздушной смесью. Осуществлялась регистрация давления взрыва и видеозапись вне и внутри камеры. Для оценки уровня воздействия пламени на горючий материал использовались специально разработанные индикаторы тепловых импульсов с чувствительным элементом из бумаги. Внутри камеры было установлено 35 индикаторов.

Результаты исследования и их обсуждение. Исследованиями установлено, что наименее пожароопасными местами, где тепловой импульс составлял менее 500 кДж/м2, оказались углы камеры и ее пристенные области (за исключением верхней стенки), а наиболее пожароопасным — объем от центра вверх и до оконного проема по всей его ширине, где тепловой импульс составлял 600 кДж/м2 и более. В местах склейки бумаги и проволоки коксование было заметно меньше, чем на остальной ее части. Бумага, находившаяся в пожаро-опасной зоне, воспламенялась при поступлении наружного воздуха после взрыва.

Выводы. Предположения об условиях возникновения пожара при газовом взрыве в помещении подтвердились: опасность возникновения пожара зависит от теплоемкости горючих материалов, места их положения в объеме и поступления наружного воздуха в камеру после взрыва.

23-31 333
Аннотация

Введение. Для проведения расчетов времени блокирования путей эвакуации по потере видимости реша¬ющее значение имеет удельный коэффициент дымообразования, который определяется в маломасштабной экспериментальной установке. Однако параметры процесса дымообразования зависят от множества факторов, влияние которых изучено недостаточно. Поэтому необходимо научное обоснование условий прове¬дения испытаний по определению удельного коэффициента дымообразования.

Цель и задачи. Целью настоящей работы является исследование влияния условий в камере сгорания на -дымообразующую способность древесины. Для достижения данной цели: выполнена модификация существующей экспериментальной установки, позволяющая определять оптическую плотность дыма внутри экспозиционной камеры; проведены экспериментальные исследования горения древесины, в ходе которых измерялась оптическая плотность дыма в зависимости от расстояния между электронагревательным излучателем в камере сгорания установки и поверхностью образца исследуемого материала.

Методы. Измерения температуры и плотности теплового потока внутри камеры сгорания проводились на различном расстоянии от электронагревательного излучателя, на сертифицированном оборудовании в условно герметичном объеме экспериментальной установки.

Результаты. Эксперименты показали, что удельный коэффициент дымообразования Dm существенно зависит от условий испытаний в камере сгорания. Коэффициент дымообразования, полученный на модифицированной установке при горении древесины хвойных пород, изменяется от 22,1 до 56,9 Нп·м2/кг в режиме горения и от 82,9 до 134,5 Нп·м2/кг в режиме тления. Для хвойных древесных материалов значение Dm, используемое при моделировании пожаров, равно 57–61 Нп·м2/кг, что соизмеримо с диапазоном его изменения в проведенных экспериментах. Значения коэффициента дымообразования, полученные на стандартизированной установке (ГОСТ 12.1.044–2018), значительно выше полученных на модифицированной установке: на 233,1 Нп·м2/кг в режиме горения и на 640,5 Нп·м2/кг в режиме тления.

Заключение. Конструктивные особенности экспериментальной установки и условия в камере сгорания оказывают сильное влияние на величину удельного коэффициента дымообразования горючего материала. Для достоверного расчета времени блокирования путей эвакуации по потере видимости необходимо проведение дальнейших исследований, позволяющих научно обосновать методику определения коэффициента дымообразования.

БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

32-42 317
Аннотация

Введение. Широкое применение для обустройства пассажирских вагонов (шторы, обивка и чехлы кресел и диванов, постельные принадлежности) имеют ткани из огнезащищенных, химически модифицированных ­полиэфирных волокон, удовлетворяющие зарубежным требованиям. Экспериментальные исследования параметров пожарной опасности таких трудновоспламеняемых тканей согласно российским требованиям к материалам для отделки вагонов показали невозможность достижения нормативных критериев по токсичности продуктов горения и дымообразующей способности из-за особенностей процесса их термического разло­жения. Поэтому важной задачей является проведение комплексных исследований по обоснованию возмож­ности установления реально приемлемых численных значений критериев токсичности продуктов горения и дымообразования.

Проблематика вопроса. Особенностью термического разложения полиэтилентерефталата (ПЭТФ) является его способность при высоких температурах находиться в вязкотекучем состоянии. Наиболее эффективный метод огнезащиты волокон из ПЭТФ — химическое модифицирование на стадии их получения за счет введения в процессе синтеза фосфорорганических функциональных соединений. Широкое применение в обустройстве вагонов огнезащищенных тканей значительно сдерживается из-за их несоответствия требованиям по дымообразующей способности и показателю токсичности продуктов горения.

Результаты и их обсуждение. Введение в полимерную цепь ПЭТФ замедлителей горения, не влияющих на условия технологической переработки, возможно при их содержании не более 10 % (масс.). Такое количество антипирена обеспечивает устойчивость материала к воспламенению и распространению пламени по поверхности, отсутствие образования горящего расплава, но не изменяет существенно показатель токсичности продуктов горения и коэффициент дымообразования. Представлены экспериментальные данные по токсичности продуктов горения (выход СО и СО2 в режиме пламенного горения) трудновоспламеняемых, медленно распространяющих пламя по поверхности тканей из огнезащищенных полиэфирных волокон. Проведено сопоставление результатов определения показателя токсичности продуктов горения для тканей с результатами расчетов обобщенного индекса токсичности CITg.

Выводы. Установлено критериальное значение CITg (0,75) для оценки возможности применения текстильных материалов в спальных вагонах железнодорожного транспорта, соответствующее показателю токсичности продуктов горения от 34 до 52 мг/м3 (43 мг/м3 ± 20 %), что свидетельствует о возможности применения ­тканей с показателем токсичности продуктов горения HCl50 ≥ 35 мг/м3. Разработаны предложения по совершенствованию требований пожарной безопасности к текстильным материалам, применяемым в пассажирских вагонах железной дороги.

43-54 344
Аннотация

Введение. Беспламенному, тлеющему горению подвержены многие материалы: уголь, хлопок, торф, карбонизующиеся полимеры и пр. Пожарная опасность тлеющего горения органических материалов состоит в том, что для инициирования процесса горения достаточно низкокалорийных источников зажигания, процесс носит скрытый характер, что затрудняет его обнаружение, и может самопроизвольно перейти в пламенный. 

Цель и задачи. Цель настоящей работы состояла в определении параметров макрокинетики пиролиза и термо­окислительного разложения древесины разных видов хвойных и лиственных пород методами термического анализа. 

Методы. Образцы исследовали методами термического анализа в инертной и воздушной среде. Для этого использовали автоматизированную модульную систему Du Pont-9900, включающую термовесы ТГА-951, дифференциально-сканирующий калориметр ДСК-910.

Результаты. В работе установлено, что пиролиз основных компонентов древесины (гемицеллюлозы и целлю­лозы) протекает по механизму нуклеации и росту ядер по закону случая R (n = 1) с энергиями активации, близкими по порядку величины для разных пород (98–136 кДж/моль — для гемицеллюлоз и 203–233 кДж/моль — для целлюлозы). На стадиях термоокислительного разложения компонентов древесины и гетерогенного окисления карбонизованного продукта механизмом, контролирующим процесс, становится диффузия типа D3 (D4) в сферической геометрии. Эффективная энергия активации разложения гемицеллюлоз снижается до 90,9–95,8 кДж/моль, а целлюлозы — до 138,3–160,9 кДж/моль. В беспламенное, тлеющее горение материа­ла существенный вклад вносит реакция гетерогенного окисления карбонизованных продуктов. Она является диффузионно-контролируемой и характеризуется высокими значениями энергии активации (до 285 кДж/моль).

Вывод. Результаты работы позволяют оценить макрокинетические параметры пиролиза и термоокислительного разложения древесины разных пород при беспламенном горении. Полученные данные могут использоваться как основные параметры при моделировании гетерогенного горения древесины разных пород в зданиях.

55-68 436
Аннотация

Введение. Целью исследования было изучение влияния углеродных наноструктур (УНС) — астраленов на экс­плуатационные характеристики огнезащитных вспучивающихся композиций (ОВК), а также установление зависимости огнезащитной эффективности модифицированных вспучивающихся покрытий от их термической стабильности, адгезионной прочности и электрофизических свойств.

Материалы и методы исследований. В качестве объекта исследования использовался огнезащитный вспучивающийся состав “Термобарьер” 2 на основе эпоксидных смол с астраленами в условиях электрофизической модификации. Экспериментальная часть включала исследование методом синхронного термического анализа, измерение диэлектрической проницаемости, определение адгезии методом отрыва, установление взаимосвязи свойств ОВК с условиями модификации методом нейросетевого моделирования, определение огнезащитной эффективности покрытий в условиях факельного горения углеводородов.

Результаты исследования. ОВК, модифицированные астраленами в концентрации 0,1 % об. и подвергшиеся воздействию переменного поля низкой частоты, обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками: время наступления предельной температуры защищаемой поверхности выросло с 65 до 96 мин, адгезионная прочность — на 38 %, кислородный индекс — на 11 % в сравнении с базовым составом. При этом ­экзотермические пики на температурном участке 550–700 °С смещаются на 85 °С в область бульших значений относительно базового состава. При электрофизическом воздействии происходит упорядочивание ­астраленов в материале, о чем свидетельствует снижение диэлектрической проницаемости покрытия на 45 % в сравнении с немодифицированным составом.

Выводы. Модификация огнезащитного состава астраленами ведет к повышению огнезащитной эффективности, адгезионной прочности, термической стабильности, снижению горючести и диэлектрической проница­емости ОВК при условии равномерного распределения астраленов в покрытии в концентрации 0,1 % об. Результаты нейросетевого моделирования позволили сделать выводы, что физико-химический механизм повышения эксплуатационных характеристик ОВК при введении в состав астраленов и электрофизическом воздействии связан с упорядочиванием УНС в матрице полимера, со снижением горючести при увеличении адгезионной прочности покрытия. Данные результатов исследований отражают возможность применения астраленов в качестве компонента рецептур для улучшения эксплуатационных характеристик ОВК на основе эпоксидных смол в условиях факельного горения углеводородов.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

69-77 357
Аннотация

Введение. Соблюдение норм и правил пожарной безопасности в общежитиях образовательных учреждений требует ответственного отношения администрации и высокого уровня осведомленности студентов. Студентам, живущим в общежитиях, необходимо знать правила поведения в случае возникновения пожара. Подобные объекты потенциально являются источниками повышенного риска возникновения возгораний. Для их профилактики необходимо изучить состояние пожарной безопасности объекта и выявить проблемные вопросы в его обеспечении.

Цели и задачи. На основе обзора исследований по данной проблеме выявлена необходимость повышения культуры безопасности среди студентов. Полученные результаты подтверждены в ходе исследования. Культура безопасности студентов напрямую влияет на пожарные риски. Обоснованием актуальности является необходимость принятия мер, повышающих знания и навыки студентов по предотвращению возгораний. Для решения данной проблемы следует усовершенствовать управление пожарной безопасностью общежитий.

Методы. В работе использовались современные методы определения уровня осведомленности студентов о пожарной безопасности, а также методы обучения и контроля по данному вопросу, что позволит снизить пожарный риск подобных объектов. Для определения осведомленности студентов применялось тестирование, в результате которого были выявлены проблемные вопросы.

Результаты и обсуждение. По результатам исследования выявлено слабое знание студентами основ пожарной безопасности. Даны рекомендации и предложения по совершенствованию обучения мерам пожарной безопасности и контроля за их соблюдением. Все рекомендации оказывают непосредственное влияние на обеспечение пожарной безопасности в общежитии.

Вывод. Необходимо развивать осведомленность студентов о пожарной безопасности для снижения пожарного риска в общежитиях путем использования инструктажей, тренингов, проведения периодических учений и т. д.

СТАТИСТИКА И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

79-88 396
Аннотация

В статье приведена информация о “стоимости” пожаров (потерь от пожаров и затрат на борьбу с ними) в различных странах мира в начале XXI в. Представленная оценка “стоимости” пожаров (прямой и косвенный ущерб от пожаров, стоимость содержания противопожарных служб, стоимость систем противопожарной защиты зданий, стоимость содержания систем противопожарного страхования) получена на основе анализа данных Всемирного центра пожарной статистики (ВЦПС) за период 1981–2011 гг. Показано, что в среднем прямой ущерб от пожаров для всех стран оценивается в 0,21 % валового национального продукта (ВНП), косвенный — 0,04 % (в 5 раз меньше прямого). Содержание пожарной охраны состав­ляет 0,16 % ВНП, противопожарная защита зданий — 0,28 % и содержание страховых компаний — 0,11 %. В целом для 20 развитых стран потери от пожаров достигают 0,25 % ВНП, затраты на борьбу с ними — 0,57 % ВНП, т. е. затраты больше потерь почти в 3 раза. В среднем суммарная “стоимость” пожаров в этих 20 странах составляет 0,8 % ВНП. Если к этому добавить социальные потери, связанные с гибелью и травмированием людей, затраты на научные исследования, подготовку кадров для пожарной охраны и т. п., то “стоимость” пожаров достигнет примерно 1–2 % ВНП. Представлена оценка “стоимости” пожаров в США по материалам отчетов Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) США. Проведено сравнение данных по “стоимости” пожаров ВЦПС и NFPA. Получены достаточно надежные оценки “стоимости” пожаров в современном мире.

ВОПРОС - ОТВЕТ

89-92 302
Аннотация

Представлены технические решения с применением активных молниеприемников, работающих по принципу раннего выброса стримера (ESE), и устройств нейтрализации прямого удара молнии (DAS/СTS). Рассмотрены исследования эффективности действия данных систем молниезащиты. Указаны особенности применения ESE-молниеприемников и устройств DAS/CTS для защиты объектов в условиях грозовой активности. Приведены основные результаты анализа работы данных устройств на реальных объектах. Показана нецелесообразность использования устройств ESE и DAS/СTS взамен существующих классических молниеприемников.



ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)