Загальні відомості про горіння. Пожежовибухонебезпечні властивості речовин і матеріалів

З'єднання окисника з горючою речовиною носить екзотермічний характер, тобто має місце виділення теплової енергії.

При певній температурі (температурі займання), що залежить від природи речовини та деяких інших факторів, виникає активізація, різко підвищується рівноважна температура і речовина займається. Для того, щоб мало місце спалахування, тобто займання, що супроводжується появою полум'я, речовина повинна розпочати виділяти горючі гази або пари в результаті випаровування, розкладу або хімічної реакції. У протилежному випадку горіння буде безполуменевим.

Горіння виникає за одночасної наявності трьох основних та деяких додаткових умов, наведених на рис. 8.1. Розглянемо їх.

ДЖЕРЕЛО ЗАПАЛЮВАННЯ − це теплова енергія, що призводить до займання. Це джерело повинно мати певний запас енергії та температуру, достатню для початку реакції.

Горюча речовина (пальне) та окисник повинні знаходитися в необхідному співвідношенні один з одним. Як правило, окисник − це кисень повітря, вміст якого в атмосфері, що нас оточує, становить близько 21 %.

Основні необхідні умови Додаткові умови

Рис. 1. Умови виникнення горіння

Горючі речовини разом з окисником утворюють горючу систему (горючу суміш). Широко використовується поняття ГОРЮЧЕ СЕРЕДОВИЩЕ. Це середовище, що здатне самостійно горіти після видалення джерела запалювання.

Для повного згоряння необхідна наявність достатньої кількості кисню, щоб забезпечити повне перетворення пального в його насичені оксиди. При недостатній подачі повітря окиснюється тільки частина речовини. Залишок розкладається з виділенням великої кількості диму. При цьому утворюється найбільш розповсюджений продукт неповного згоряння − оксид вуглецю (CO). Дим складається з твердих та рідких частинок, які залишаються у завислому стані в газоподібних продуктах горіння та пересуваються разом з ними. Речовини, в продуктах розкладу яких вміщується більший процент важких фракцій, наприклад смоли, утворюють густий дим.

Розрізняють наступні різновиди горіння: вибух, детонація, спалах, займання, спалахування, самозаймання та самоспалахування, тління.

Вибух − надзвичайно швидке хімічне перетворення, що супроводжується виділенням енергії і утворенням стиснутих газів, здатних виконувати механічну роботу.

Детонація − це горіння, яке поширюється зі швидкістю кілька тисяч метрів за секунду. Виникнення детонації пояснюється стисненням, нагріванням та переміщенням незгорівшої суміші перед фронтом полум'я, що призводить до прискорення поширення полум'я і виникнення в суміші ударної хвилі. Таким чином, наявність достатньо потужної ударної хвилі є необхідною умовою для виникнення детонації, оскільки в цьому випадку передача теплоти в суміші здійснюється не шляхом повільного процесу теплопровідності, а шляхом поширення ударної хвилі.

Спалах − швидке згоряння горючої суміші без утворення стиснутих газів, яке не переходить у стійке горіння.

Займання − виникнення горіння під впливом джерела запалювання.

Спалахування − займання, що супроводжується появою полум'я.

Самозаймання − початок горіння без впливу джерела запалювання.

Самоспалахування − самозаймання, що супроводжується появою полум'я.

Тління − горіння без випромінювання світла, що, як правило, розпізнається з появою диму.

Залежно від внутрішнього імпульсу процеси самозаймання (самоспалахування) поділяються на теплові, мікробіологічні та хімічні.

Теплове самозаймання − виникає при зовнішньому нагріванні речовини на певній відстані (через повітря). При цьому речовина розкладається, адсорбує і в результаті дії процесів оксидування самонагрівається. При температурі близько 100 °С дерев'яна тирса, ДВП та деякі інші речовини схильні до самозаймання. Захист від теплового самозаймання − запобігання нагріву матеріалів від зовнішніх джерел тепла.

Мікробіологічне самозаймання відбувається в результаті самонагрівання, що спричинене життєдіяльністю мікроорганізмів в масі речовини. До мікробіологічного самозаймання схильні речовини рослинного походження (в основному не висушені) − сіно, зерно, тирса, торф.

Хімічне самозаймання виникає внаслідок дії на речовину повітря, води, а також при взаємодії речовин. Наприклад, самозаймаються промаслені матеріали (ганчір'я, дерев'яна тирса, навіть металеві ошурки). Внаслідок оксидування масел киснем повітря відбувається самонагрівання, що може призвести до самозаймання. До речовин, що здатні самозайматися при дії на них води, відносяться калій, натрій, цезій, карбіди кальцію та лужних металів та ін. Ці речовини при взаємодії з водою виділяють горючі гази, які нагріваючись за рахунок теплоти реакції, самозаймаються. До речовин, що призводять до самозаймання при взаємодії з ними, належать газоподібні, рідкі та тверді окислювачі. Наприклад, стиснутий кисень викликає самозаймання мінеральних мастил, які не самозаймаються на повітрі.