Пожарная опасность
технических газов
Оценивать пожарную опасность технических газов только по признакам их горючести и способности образовывать взрывоопасные смеси совершенно недостаточно. Например, хлор и кислород не являются горючими, однако они могут вызвать самовозгорание некоторых горючих веществ. Струя кислорода вызывает самовозгорание материалов, пропитанных маслами и олифами, ацетилен самовозгорается в среде хлора. Поэтоиц для оценки пожарной опасности технических газов кроме пожаро- и взрывоопасных свойств необходимо знать и их физико-химические свойства.
По степени
пожарной опасности и отношению к процессу горения газы, применяемые для
технических целей, можно разделить на три группы:
- горючие газы (ацетилен, водород, пропан, бутан,
пропан-бутановая смесь);
- негорючие газы – окислители (сжатый воздух, сжатый и
жидкий кислород, хлор);
- газы негорючие и не поддерживающие горение (азот,
углекислый газ, аргон, гелий).
Ацетилен – газ без цвета и запаха.
Специфический запах техническому ацетилену придают примеси других газов,
которые образуются при получении его из карбида кальция. Технический карбид
кальция в количестве 1 кг дает около 300 л ацетилена. Применяют ацетилен для
газовой сварки и резки металлов. Ацетилен очень опасный газ. Концентрационные
пределы его воспламенения с воздухом от 2,5 до 18%, с кислородом до 93%.
Температура самовоспламенения 335°С. Ацетилен обладает способностью к
самопроизвольному взрывчатому разложению при давлении выше 0,15-0,20 МПа (1,5-2
кгс/см²) и температуре 520°С. Пламя при горении ацетилена имеет очень высокую
температуру (при горении в воздухе 2350, а в чистом кислороде 3250°С). При
взрыве ацетилено-воздушных смесей развивается давление до 1,03 МПа (10,3 кгс/см²).
Он легко электризуется при выходе через узкие щели.
Так как при
повышенных давлениях может произойти его взрывчатый самораспад, то
транспортирование ацетилена производится в баллонах, заполненных пористой
угольной массой, в которую заливают ацетон, а затем в ацетоне растворяют
ацетилен.
Водород в промышленных масштабах
получается электролизом воды. Он находит применение как горючий компонент в
горелках, для наполнения шаров-зондов на метеостанциях. Это бесцветный газ, не
имеющий запаха, в 14,5 раза легче воздуха. Пределы его воспламенения от 4,2 до
75%, а температура самовоспламенения от 410 до 600°С – в зависимости от
влажности смеси, температуры и мощности источника зажигания. Смесь, состоящая
из двух объемных частей водорода и одной объемной части кислорода, носит
название «гремучей смеси». Такая смесь может образовываться, например, при
заряде аккумуляторов.
Аммиак в технике получают синтезом
водорода и азота. Это газ без цвета с резким характерным запахом (нашатырный
спирт), легче воздуха. При атмосферном давлении и температуре минус 33,5°С
аммиак превращается в прозрачную жидкость, а при температуре 25°С переходит в
жидкое состояние при давлении 0,99 МПа (9,9 кгс/см²). Аммиак хорошо
растворяется в воде. В воздухе горит зеленоватым пламенем и образует
взрывоопасные смеси. Пределы воспламенения от 15 до 28%. Температура
самовоспламенения 650°С.
Сжиженные технические газы представляют собой смесь
углеводородов, состоящую из жидких пропана и бутана, в отдельных случаях в
состав смеси входят пропилен и бутилен. Основными источниками сырья для
получения сжиженных газов являются попутные нефтяные газы, получаемые при
переработке на заводах нефтехимической промышленности, и природные газовые и
газоконденсатные месторождения. Состав технических газов приведен в таблице:
|
Состав |
Объемная доля, % |
||
|
Пропан технический |
Бутан технический |
Смесь пропана и бутана техническая |
|
|
Этан-этилен Пропан-пропилен Бутан-бутилен Пентан-амилен |
Не более 4 Не менее 93 Не более 3 - |
- Не более 4 Не менее 93 Не более 3 |
Не более 4 - - Не более 3 |
Сжиженные газы применяются для газовой
резки и сварки металлов, как топливо в котельных, для бытовых нужд.
Характеристика пожарной опасности сжиженных газов дана в таблице:
|
Наименование |
Относительная плотность по воздуху |
Температура самовоспламенения, °С |
Пределы воспламенения, % |
|
|
нижний |
верхний |
|||
|
Метан Этан Этилен Пропан Пропилен Бутан Бутилен |
0,554 1,048 0,974 1,561 1,450 2,066 1,933 |
537 515 540 466 410 405 384 |
5,0 2,9 3,0 2,1 2,2 1,8 1,6 |
15,0 15,0 32,0 9,5 10,3 9,1 9,4 |
Кислород в промышленных масштабах
получается из воздуха на кислородно-добывающих станциях. Применяется он для
газовой резки и сварки металлов, в медицине, в изолирующих противогазах. Это
газ без цвета и запаха, не горит, но является сильным окислителем, и многие
горючие материалы самовозгораются в среде кислорода. В струе жидкого кислорода
самовоспламеняются практически все органические горючие вещества.
Сжатый кислород
транспортируется в баллонах вместимостью 50 л под давлением 15 МПа (150 кгс/см²),
баллоны окрашиваются в голубой цвет с надписью черным цветом «Кислород».
Хотя кислород
не горючий газ, однако, как показывает статистика, взрывы баллонов с кислородом
имеют место даже чаще, чем баллонов с ацетиленом. Взрывы кислородных баллонов могут произойти
по следующим причинам:
- если в баллон или в вентиль баллона, а также на
редуктор попало растительное, животное или минеральное масло, которое в струе
сжатого кислорода самовоспламеняется со взрывом;
- если баллон будет нагрет свыше 105°С, давление в
баллоне возрастет выше 22,5 МПа (225 кгс/см²);
- в случае утончения стенок баллона в результате коррозии.