Самовоспламенение и самовозгорание
Реакция окисления горючих веществ при определенных условиях может самопроизвольно ускоряться и переходить в реакцию горения. Это может произойти при нагреве горючего вещества до определенной температуры, когда оно начнет окисляться и будет выделяться дополнительно тепло реакции окисления. Вместе с выделением тепла в результате окисления будет наблюдаться теплоотвод в окружающую среду. Если скорость окисления окажется медленной, то разогрев вещества не приведет к горению, так как тепло будет успевать рассеиваться в окружающую среду. Если же скорость выделения тепла при окислении будет превышать скорость теплоотдачи, то медленная реакция окисления перейдет в бурную реакцию – горение. Такой процесс возникновения горения называется самовоспламенение.
Самовоспламенение – это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. Процесс самовоспламенения возникает при определенной для каждого горючего вещества температуре.
Температурой самовоспламенения называется самая низкая температура вещества, при которой материалы могут возгораться без источника зажигания.
При оценке пожарной опасности веществ и материалов и при разработке мероприятий по предупреждению пожаров помимо температуры самовоспламенения следует учитывать также температуру самонагревания.
Температурой самонагревания называется самая низкая температура, при которой в веществе или материале, находящихся в атмосфере воздуха, возникают практически различимые экзотермические процессы окисления, разложения. Температуру самонагревания учитывают при определении условий безопасного длительного нагрева вещества. Температуры самовоспламенения и самонагревания некоторых веществ и материалов приведены в таблице:
|
Вещества и материалы |
Температура, °С |
|
|
самовоспламенения |
самонагревания |
|
|
Бумага Войлок строительный Древесина дубовая Древесина сосновая Дерматин Клеенка Целлулоид |
- 370 375 399 165 410 141 |
100 80 120 80 40 70 50 |
Из таблицы видно, что температура самонагревания значительно ниже температуры самовоспламенения. Для того, чтобы предупредить пожары от самовоспламенения, следует знать причины его. Наиболее частыми причинами самовоспламенения являются следующие:
- соприкосновение горючих веществ с нагретыми до температуры самовоспламенения поверхностями тел (при нарушении правил эксплуатации печей, сушке дров, одежды, при отсутствии разделок между дымоходами, печами и сгораемыми конструкциями, при применении бумажных и матерчатых абажуров, при попадании бензина на выпускную трубу двигателя);
- нагревание веществ до температуры самовоспламенения (при варке олифы, в закалочных масляных ваннах);
- механическое трение (самовоспламенение веществ, например, при недостаточной смазке подшипников, при пробуксовке в ременной передаче);
- действие лучистой тепловой энергии на горючие вещества (загорание одежды, развешанной для сушки перед открытой дверкой топящейся печи или над газовыми горелками, самовоспламенение от сфокусированных лучей солнца линзами, бутылями с прозрачными жидкостями).
Не исключена возможность самовоспламенения горючих веществ в результате выделения тепла химических реакций. Например, при попадании воды на карбид кальция выделяется большое количество тепла, и карбид разогревается до температуры самовоспламенения фосфористых водородов, которые выделяются в результате химической реакции, а также газа – ацетилена.
Физические и химические свойства горючих веществ не одинаковы, поэтому и температура самовоспламенения их различна. Так, белый фосфор при контакте с воздухом самонагревается до возникновения горения при обычной температуре окружающего воздуха. Вещества, имеющие температуру самовоспламенения ниже температуры 50°С, условно выделили в отдельную группу и стали называть самовозгорающимися веществами, а процесс возникновения горения в результате самонагревания – самовозгоранием. Самовозгорание – начало горения без воздействия источника зажигания.
Сущность процессов самовозгорания и самовоспламенения одинакова, условия самоускорения реакции окисления их одни и те же. Основное различие заключается в том, что самовозгорание происходит при температуре окружающего воздуха или несколько выше, а для самовоспламенения необходимо нагревание горючего вещества извне.
Саморазогревание веществ и переход экзотермической реакции окисления в реакцию горения может произойти в результате химических, микробиологических и тепловых процессов.
Под химическими процессами, вызывающими самовозгорание, понимаются все те процессы, которые могут сопровождаться саморазогреванием веществ до возникновения их горения в результате выделения тепла химических реакций. Примерами могут служить самовозгорание белого фосфора при контакте с воздухом, щелочных металлов с водой, хромового ангидрида – с ацетоном, керосином.
Под микробиологическими процессами, вызывающими самовозгорание, понимаются процессы, связанные с прорастанием зерновых продуктов и жизнедеятельностью микроорганизмов, в результате чего выделяется значительное количество тепла и начинается интенсивное окисление (самовозгорание сена, зерна, хлопка, не очищенного от семян, фрезерного торфа).
Под тепловым самовозгоранием понимается самовозгорание, вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества выше температуры самонагревания. Так как тепловое самовозгорание происходит при нагреве веществ в атмосфере воздуха, оно не имеет резкого отличия от химического самовозгорания веществ при контакте их с кислородом воздуха. К тепловому самовозгоранию имеют склонность многие вещества и материалы, в том числе масла, жиры, каменные угли и некоторые химические вещества.
Самовозгорание промасленных материалов
Самовозгорание веществ в условиях повышенных температур
Вещества, самовозгорающиеся при контакте друг с другом