Источники зажигания и горючая среда

Неосторожное обращение с огнем

Эта причина пожаров является наиболее распространенной

При широком использовании огня факты неосторожного обращения с ним повседневны

Можно, например, назвать такие случаи применения или образования открытого огня, которые приводят к пожарам:

• курение, брошенные не затушенные окурки и спички, небрежность при пользовании зажигательными приспособлениями;
• освещение при помощи спичек, зажигалок, свечей, лучин, факелов и другими способами, связанными с применением открытого пламени;
• отогревание при помощи паяльных ламп, факелов и т. п.;
• разведение костров, сжигание отходов;
• детская шалость с огнем;
• небрежное содержание горячих углей, шлака, золы;
• опаливание битой птицы и животных;
• выстрелы и пиротехнические эффекты;
• отдельные частные случаи применения открытого огня.

Причины пожаров, вызываемые неосторожным обращением с огнем, до некоторой степени схожи по своим особенностям с причинами, составляющими группу искрообразования

Источником искрообразования может являться тот или иной случай использования открытого огня, в то время как неосторожное обращение с огнем может стать причиной пожара чаще всего (так же, как и от искрообразования) при наличии легкогорючей среды. Однако как те, так и другие причины пожаров имеют свои, присущие только им особенности, которые не позволяют их объединить одной группой

Кроме того, каждый из случаев неосторожного обращения с огнем тоже имеет свою специфику. Ее необходимо учитывать, поскольку из этого вытекают особенности установления причины, причинная связь между предшествующими событиями и фактом пожара, виновность определенных лиц.

Указанные выше возможные случаи применения открытого огня не нуждаются в пояснениях. Отметим лишь, что все случаи приме нения открытого огня в быту, в условиях производства и т.д. невозможно заранее перечислить и могут быть такие, которые нельзя отнести ни к одному из наших примеров. Так, в одном из учреждений возник пожар в результате того, что рабочие проверили зажженной бумагой состояние тяги в вентиляционной системе после ее ремонта.

Необходимость учета и анализа отдельных таких случаев делает целесообразным выделение их особой группой.

Устройство и роль в автомобиле

Конструкция свечи зажигания

Базовая конструкция свечи включает в себя следующие элементы:

• Корпус из металла с нанесенной на внешнюю сторону резьбой для крепления свечи в головке блока цилиндров. Он также выполняет функцию отвода излишков тепла и служит проводником от «массы» к боковому электроду.
• Изолятор. Он, как правило, имеет ребристую поверхность, что удлиняет фактический путь поверхностных токов и предотвращает пробой по поверхности.
• Центральный и боковой электроды, между которыми возникает искра, воспламеняющая топливовоздушную смесь. Боковой электрод выполняют из стали, легированной никелем и марганцем. Центральный – из благородных металлов, что обеспечивает возможность самоочищения электрода.
• Контактный вывод для крепления свечи к высоковольтным проводам системы зажигания. Соединение может быть резьбовым или с защелкивающимся контактом.

В устройстве автомобильной свечи системы зажигания также может быть предусмотрен резистор. Его основной задачей является подавление помех, создаваемых системой зажигания. Сопротивление может варьироваться от 2 кОм до 10 кОм.

Свечи, используемые в двигателях внутреннего сгорания, также называют искровыми. Они формируют искру на каждом такте сжатия (либо сжатия и выпуска при применении ), воспламеняя топливовоздушную смесь в определенный момент, на протяжении всего времени работы мотора. На каждый цилиндр двигателя, как правило, приходится одна свеча (за исключение двигателей типа Twinspark), которая ввинчивается при помощи резьбы в специальные отверстия в корпусе головки блока цилиндров. Рабочая часть при этом находится в камере сгорания двигателя, а ее контактный вывод снаружи.

Условия образования и виды горючей среды

Горючая среда – это все то, что может воспламениться при воздействии источника зажигания, другими словами, она может представлять собой любую внешнюю среду, воспламеняющуюся при соприкосновении с тем или иным источником зажигания, при этом обладает способностью самостоятельного горения даже после ликвидации этого источника.

Если описать проще,  то это все, что есть в помещении, включая, воздух, в котором содержится кислород, являющейся необходимым элементом для начала возгорания. В науке данную среду назвали «пожарной нагрузкой». Усредненной величиной является 50 кг такой среды на 1 м квартиры.

В зависимости от того, что в нее входит, она с разной силой может быть подвержена возгоранию. Существуют 3 класса веществ и материалов: негорючие, трудногорючие и горючие. Следует заметить, что каждое горючее вещество имеет индивидуальную температуру возгорания. Температура в 300оС  является максимальной для большинства твердых материалов.

Чтобы узнать, к какому классу пожарной опасности относится то или иное оборудование или вещество необходимо заглянуть в сопроводительный документ.

Пожар в квартире

Виды источников зажигания

1.
ТЕРМИЧЕСКИЕ
ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ

—
Открытый огонь (непотушенной спички;
топки; печи; зажигалки; паяльной лампы;
керосинового нагревательного или
осветительного прибора; свечи; газовой
горелки; костра; факела; огневого
реактора; газовой плиты и т.п.).

—
Нагретая поверхность (огневого
воздухонагревателя; печи; радиатора;
трубопровода; химического реактора;
установки для адиабатического сжатия
прессуемых пластмасс и т.п.).

—
Искры (из топки; двигателей внутреннего
сгорания; огневой сушилки; при газосварке
и т.п.).

—
Очаг тления (непотушенная сигарета;
головешка; остатки непотушенного костра;
частицы угля, шлака).

—
Нагретый газ (как продукт химических
реакций и сжатия газов; газообразные
продукты сгорания, выходящие из огневых
сушилок, печей, двигателей внутреннего
сгорания, топок; образующиеся при горении
факелов, костров и т.п.).

2.
МЕХАНИЧЕСКИЕ
ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ

Разогретые
от трения детали и материалы (подшипники
при перекосе, заклинивании, дефектах
смазки; транспортерные ленты; приводные
ремни на шкивах механизмов при пробуксовке,
заклинивании, перегрузке; волокна
материала, намотанного на вал;
обрабатываемые на станках материалы
при увеличении скорости резания,
сверления, увеличении глубины подачи,
работе затупленным инструментом и
т.п.).

Искры
фрикционные (при шлифовании; работе
металлическим инструментом; перемещении
камней, частиц металла в дробилках и
измельчителях; ударах лопатки вентилятора
о кожух, крышки металлического люка –
о раму и т.п.).

3.
САМОВОЗГОРАНИЕ

—
Очаг тепловыделения при микробиологических
процессах.

—
Очаг тепловыделения при химической
реакции (при самовозгорании пирофорного
вещества; взаимодействии вещества с
водой; взаимодействии вещества с
кислородом воздуха; взаимодействии
веществ друг с другом).

—
Очаг внутреннего тепловыделения при
внешнем тепловом, физическом воздействии
на вещество (тепла; света; удара; трения).

4.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ

—
Разряд атмосферного электричества
(прямой удар молнии; вторичное воздействие;
занос высокого потенциала молнии).

—
Разряд статического электричества
между проводящими телами.

—
Газовый разряд (дуговой; искровой;
тлеющий; коммутационный).

—
Нагретая поверхность токопроводников,
корпусных деталей (при коротком замыкании;
токовой перегрузке в электросетях
вследствие увеличения момента на валу
электродвигателя – при повышении
напряжения в сети, подключении
дополнительного электроприемника,
несоответствии сечения электропроводки
нагрузке в сети, аварийном отключении
одной фазной линии питания трехфазного
двигателя; при увеличении электросопротивления
из-за переходного сопротивления на
контактирующих деталях – в
электронагревательных приборах для
отопления, приготовления пищи, в
электроосветительных приборах с лампами
накаливания и люминесцентными
светильниками; при наличии на элементах
электротехнических устройств тока
утечки; при попадании напряжения на
корпус электротехнических устройств
или детали, которые нормально током не
обтекаются).

—
Раскаленные частицы металла (при коротком
замыкании; электрической сварке;
выключении и включении в коммутирующих
аппаратах).

Вид
источника зажигания характерен для
определенных условий и процессов и
отражается на динамике развития пожара.
Однако для горючего материала не
принципиально, чем обусловлена высокая
температура нагретой поверхности:
электронагревательным элементом,
огневой топочной камерой или вихревыми
токами, наведенными в стальном изделии
за счет действия электромагнитного
поля. Все эти подробности относятся к
стадии диагностирования природы
источника зажигания, чтобы затем уже
говорить о причастности соответствующего
явления к возникновению пожара. Сама
же природа происхождения источника
зажигания не имеет принципиального
значения на стадии решения вопроса о
том, возгорается ли данное вещество
(данный материал) в известных условиях.

Сравнительный
анализ показывает, что для экспертных
исследований наиболее характерно
решение задач относительно следующих
видов источников зажигания:

1)
открытый огонь;

2)
нагретая поверхность (при контакте с
веществом);

3)
нагретая поверхность (при тепловом
излучении);

4)
нагретый газ;

5)
горящие частицы (искры);

6)
раскаленные частицы вещества (искры
фрикционные, частицы металла и шлака в
зоне газоэлектросварочных работ и
т.п.);

7)
очаг тления;

8)
очаг внутреннего тепловыделения
микробиологической природы;

9)
очаг внутреннего тепловыделения при
химической реакции;

10)
очаг внутреннего тепловыделения при
тепловом воздействии;

11)
дуговой газовый разряд;

12)
искровой газовый разряд.

Система зажигания состоит из следующих основных элементов:

• источник тока ИТ, функцию которого выполняет аккумуляторная батарея или генератор
• выключатель ВК цепи электроснабжения (выключатель зажигания)
• датчик Д углового положения коленчатого вала
• регуляторы момента зажигания РМЗ, которые задают определенный момент подачи высокого напряжения на свечу в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, разрежения Δрк во впускном трубопроводе и октанового числа бензина
• источник высокого напряжения ИВН, содержащий промежуточный накопитель энергии НЭ и преобразователь низкого напряжения в высокое
• силовое реле СР, в качестве которого могут служить механические контакты прерывателя или электронный ключ (транзистор или тири­стор)
• распределитель Р импульсов высокого напряжения по свечам
• помехоподавительные устройства ПП (экранирующие элементы системы зажигания или помехоподавительные резисторы)
• свечи зажигания СВ, на которые подается высокое вторичное напряжение

В батарейной системе зажигания источником энергии является аккумуляторная батарея или генератор (в зависимости от режима работы двигателя). Система зажигания от магнето принципиально отличается от батарейной тем, что источник электроэнергии в ней — магнитоэлектрический генератор, конструктивно объединенный с индукционной катушкой. Система зажигания от магнето в настоящее время на автомобилях практически не применяется, однако находит применение на пусковых бензиновых двигателях тракторных дизелей.

Система зажигания обеспечивает генерацию импульсов высокого напряжения в нужный момент времени на тактах сжатия в цилиндрах двигателя и их распределение по цилиндрам в соответствии с порядком их работы. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания УОЗ, который представляет собой угол поворота коленчатого вата от положения в момент подачи искры до положения, когда поршень проходит через верхнюю мертвую точку ВМТ.

Электрическая искра вызывает появление в ограниченном объеме топливовоздушной смеси первых активных центров, от которых на­чинается развитие химической реакции оксидирования топлива, со­провождающейся выделением теплоты. Процесс сгорания рабочей смеси разделяют на три фазы:

• начальная, в которой формируется пламя, инициированное ис­кровым разрядом в свече
• основная, в которой пламя распространяется на большую часть камеры сгорания
• конечная, в которой пламя догорает у стенок цилиндра

Для бесперебойного искрообразования на свечу зажигания необходимо подать напряжение до 30 кВ.

Высокий уровень напряжения обеспечивает промежуточный источник энергии. По способу накопления энергии в промежуточном источнике различают системы с накоплением энергии в магнитном поле (в индуктивности) или в электрическом поле конденсатора (в емкости). В обоих случаях для получения импульса высокого напряжения используется катушка зажигания, представляющая собой трансформатор (или автотрансформатор), содержащий две обмотки: первичную L1 с малым числом витков и электросопротивле­нием в доли и единицы ома и вторичную обмотку L2 с большим числом витков и сопротивлением в единицы и десятки килоом.

Автотрансформаторная связь обмоток упрощает конструкцию и технологию изготовления катушки, а также несколько увеличивает вторичное напряжение. Коэффициент трансформации катушек зажигания находится в пределах 50—225.

В системах зажигания с накоплением энергии в катушках зажигания (в индуктивности) первичная обмотка L1 катушки подключается к источнику электроснабжения последовательно через механический или электронный прерыватель S2. В системах зажигания с накоплением энергии в электрическом поле конденсатора (в емкости) первичная обмотка катушки периодически подключается к конденсатору управляемым электронным переключателем S2. Конденсатор предварительно за­ряжается от источника электроснабжения на автомобиле через статический преобразователь напряжения.

Возможный источник — зажигание

Возможные источники зажигания на установках: аппараты с источниками открытого огня; продукты, нагретые в условиях производства выше температуры самовоспламенения; высоконагретые поверхности аппаратов и труб; самовозгорание веществ, обтирочного материала, спецодежды, пирофорных соединений и отложений; перекиси и другие сильные окислители; искры при ударе твердых тел, искры и электрические дуги при неисправности и повреждениях электрооборудования, разряды статического электричества.
 

Возможными источниками зажигания в системах пневмотранспорта являются разряды статического электричества, искры удара и трения, самовозгорание пылевых отложений.
 

Возможными источниками зажигания газа и взрывоопасных смесей в газгольдерах могут быть искры механического происхождения, огонь, а также искры сварочных и резательных аппаратов, электрические искры в электропроводках и электрооборудовании, самовозгорание пирофорных отложений.
 

Помимо разрядов статического электричества возможными источниками зажигания в пневмотранспортных системах могут быть искры удара и трения при попадании внутрь оборудования металлических предметов или теплота трения.
 

Эти меры должны основываться на выявлении возможных источников зажигания и их устранении, применении отсекателей пламени, взрывоподавителей или предохранительных устройств для стравливания давления взрыва.
 

Мероприятия по предотвращению взрывов и пожаров в производственных помещениях в основном сводятся к изоляции возможных источников зажигания от взрыво — или пожароопасной среды посредством их удаления или снабжения взрывозащитными устройствами. Степень надежности применяемых мер зависит от степени взрывопожароопасности веществ и материалов, используемых в производстве.
 

Считают, что для обеспечения безаварийной эксплуатации кислородного оборудования требуется выявить и, следовательно, ликвидировать возможные источники зажигания.
 

В настоящее время считают, что для обеспечения безаварийной эксплуатации кислородного оборудования требуется выявление и, следовательно, ликвидация возможных источников зажигания.
 

Перед выгрузкой ила реторты полностью заливают водой, чтобы изолировать раскаленные куски карбида под слоем ила и тем самым ликвидировать возможный источник зажигания.
 

Пожаровзрывоопасность производства определяется параметрами по-жароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов и веществ, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием возможных источников зажигания и условий для быстрого распространения огня в случае пожара.
 

Пожаровзрывоопасность производства определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов и веществ, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием возможных источников зажигания и условий для быстрого распространения огня в случае пожара.
 

Предлагается метод определения пожарной опасности технологических процессов, который включает: установление пожаро — и взрывоопасное среды внутри аппаратов и в производственных помещениях и критическую оценку имеющихся средств защиты; выявление возможных причин повреждений и аварий производственного оборудования и оценку средств защиты; выявление возможных источников зажигания и оценку мер против их появления; определение возможных причин и путей развития пожара и наличия защитных устройств, препятствующих этому.
 

Условия горения

Понятие пожарной опасности тесно связано с горючестью веществ, материалов, то есть с их способностью загораться и гореть в течение определенного времени. Чтобы горение произошло, необходимо наличие 3-х факторов:

• потенциально горючего вещества;
• окислителя;
• источника огня (или высокой температуры).

Без присутствия одного из них реакция невозможна, так как суть горения — самораспространяющийся окислительный процесс. Идеальным окислителем является кислород. Быстрее всего вещество сгорает в чистом кислороде, но если его содержание в газовой смеси падает до 10%, то процесс прекращается. Кроме кислорода, окислителями являются хлор, фтор, бром, йод и некоторые другие элементы таблицы Менделеева.

Некоторые вещества, например черный порох, содержат окислитель внутри себя, среди своих компонентов. Поэтому порох может гореть в безвоздушной среде и даже в вакууме, а вот дерево, к примеру, в таких условиях не загорится.

Полыхать могут вещества, находящиеся в любом физическом состоянии — твердом, жидком или газообразном (четвертый тип, плазма, в этом вопросе не рассматривается). При этом в силу ряда причин наибольшую пожарную опасность представляет воспламенение горючих жидких веществ и газов, которое происходит легче и может иметь характер взрыва.

Дело в том, что большинство твердых веществ, включая бумагу, дерево, некоторые виды пластмассы, в своем исходном состоянии не горят. Воспламеняются пары этих веществ, которые начинают образовываться при нагревании. Горит паровоздушная смесь над твердым телом, хотя зрительно кажется, что воспламенился сам объект. Список твердых веществ, способных гореть де-факто, без плавления и испарения, относительно невелик. Среди них можно назвать кокс и древесный уголь, которые сами по себе являются продуктами распада, происходящего в процессе горения, каменного угля и древесины соответственно.

Таким образом, для возгорания необходимо (в большинстве случаев) образование смеси из горючих продуктов испарения или разложения исходного сырья — и воздуха, в котором должен содержаться кислород — не менее 10%. Чем больше процент кислорода, тем активнее идет реакция.

Как начинается горение

От того, при каких условиях начинается горение, во многом зависит пожарная безопасность. Источник горения — это катализатор, запускающий процесс. В случае с хорошо поддающимися огню веществами источником горения становится сам очаг пожара (система поддерживает сама себя). Некоторые горючие системы веществ и материалов при определенных условиях способны к самовозгоранию. Как правило, их основой являются горючие жидкости.

Величину пожарной опасности любого вещества можно охарактеризовать по температуре вспышки, воспламенения и самовоспламенения. Для жидкостей и газов вводится также такое понятие, как верхний и нижний предел воспламенения.

Таблица. Температуры воспламенения и взрываемости некоторых горючих газов

Вспышка — это краткосрочная реакция возгорания, протекающая при минимуме нагрева, когда конкретное вещество испаряется или частично распадается до получения газов, способных войти в состав горючей системы. Вспышка может произойти от поджога или повышения температуры до критичного уровня, но сама по себе не способна перейти в стабильное горение — скорость образования горючих газов слишком мала.

Температура воспламенения — это температура, при которой горючая система веществ или материалов входит в режим самоподдержания. В этом случае скорость образования газов равна или превышает скорость их сгорания.

Температура самовоспламенения — наименьшая температура, при которой в результате внутренней химической реакции вещество может нагреться до такого состояния, что воспламенится без внешнего источника. Вещества в таком состоянии представляют наибольшую пожарную опасность.

Пределы воспламенения определяются степенью концентрации горючих газов в объеме воздуха, при которой они способны гореть.

Разделение на группы по горючести

Для корректной оценки пожарной безопасности различных материалов и веществ был разработан и введен в действие закон № 123-ФЗ (последняя действующая редакция от 29.07.2017).

Данный нормативный акт дифференцирует все известные материалы на строительные, текстильные и кожевенные и все остальные. Для последних, не относящихся к строительству, текстильной или кожевенной промышленности, используется упрощенная градация по степени пожарной опасности.

Итак, любые вещества и материалы, кроме упомянутых обособленных групп, делятся на горючие, трудногорючие и негорючие.

Первые способны полыхать или тлеть без источника горения, в том числе и загораться самостоятельно, поэтому они представляют высокую пожарную опасность.

Трудногорючие могут гореть, но только при непосредственном контакте с источником пламени. С точки зрения пожарной опасности это не самый худший вариант материалов.

Негорючие вещества или материалы не взаимодействуют для горения с воздухом (или не горят вообще). Но в эту же группу отнесены и те, которые могут образовывать горючие смеси при контакте, например, с водой, а также окислители, например тот же кислород.

Необходимо помнить, что некоторые негорючие вещества способны поддерживать горение или быть взрывоопасными.

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством