Katere snovi so sposobne samovžiga? Snovi in materiali, nagnjeni k samovžigu
SAMOVŽEG, pojav gorenja kot posledica samosegrevanja vnetljivih trdnih materialov, ki ga povzroči samopospeševanje eksotermnih snovi v njih. okrožja. Do samovžiga pride zaradi dejstva, da je sproščanje toplote med delovanjem večje od odvajanja toplote v okolje.
Za začetek samovžiga je značilna temperatura samosegrevanja (Tsn), ki je najnižja temperatura v eksperimentalnih pogojih, pri kateri je zaznano nastajanje toplote.
Ko je v procesu samosegrevanja dosežena določena temperatura, imenovana. t-samovžig (T vžig), pride do zgorevanja materiala, ki se kaže bodisi s tlenjem ali plamenskim gorenjem. V slednjem primeru je T vžiga ustrezna temperaturi samovžiga (T st), kar v gasilstvu pomeni pojav zgorevanja plinov in tekočin pri segrevanju. do neke mere kritično. t-ry. (glej Vžig pri gašenju). Načeloma samovžig in samovžig v fizikalnem smislu. entiteti sta si podobni in se razlikujeta le po vrsti gorenja, do samovžiga pride le v obliki ognjenega gorenja.
V primeru samovžiga se v nekaj minutah razvije samosegrevanje (predeksplozivno segrevanje; glej Vžig). stopinj in se zato ne upošteva pri ocenjevanju požarne in eksplozijske ogroženosti plinov in tekočin. Med samovžigom lahko območje samosegrevanja doseže več. na stotine stopinj (na primer za šoto od 70 do 225 ° C). Zaradi tega se pri ugotavljanju nagnjenosti trdnih snovi k samovžigu vedno upošteva pojav samosegrevanja.
Z Samovžig preučujemo s termostatiranjem proučevanega materiala pri določeni temperaturi in ugotavljanjem razmerja med temperaturo, pri kateri pride do gorenja, velikostjo vzorca in časom njegovega segrevanja v termostatu.
Procesi, ki se pojavljajo med samovžigom vzorcev gorljivega materiala, so prikazani na sliki. Pri temperaturah do T sn (npr. T 1) se material nespremenjeno segreje (brez nastajanja toplote). Ko je Tcn dosežen, pride do eksotermnih reakcij v materialu. okrožja. Slednji lahko, odvisno od pogojev akumulacije toplote (masa materiala, gostota pakiranja njegovih atomov in molekul, trajanje procesa itd.), po obdobju rahlega samosegrevanja po izčrpanju materialnih komponent zmore samosegrevanja, zaključimo z ohlajanjem vzorca na začetno temperaturo termostata (krivulja 1) ali nadaljujemo s samosegrevanjem do T (krivulja 2). Območje med T sn in T snož je potencialno požarno nevarno, pod T sn je varno.
Sprememba temperature T skozi čas v termostatiranih vzorcih gorljivega materiala.
Možnost samovžiga materiala, ki se nahaja na potencialno požarno nevarnem območju, se ugotovi z uporabo naslednjih enačb:
kjer je T temperatura okolice, °C; l-določitev velikosti (običajno debeline) materiala; t-čas, v katerem lahko pride do spontanega vžiga; A 1, n 1 in A 2, n 2 -koeficienti, določeni za vsak material glede na eksperimentalne podatke (glej tabelo).
Po enačbi (1) za dani l poiščite T okolja, pri katerem lahko pride do spontanega vžiga danega materiala, po enačbi (2) - z znanim T okolja vrednost m. Pri temperaturi, nižji od izračunani T okolja ali pri t, ki je manjši od časa, izračunanega po enačbi (2), ne bo prišlo do samovžiga.
Glede na naravo začetnega procesa, ki je povzročil samosegrevanje materiala in vrednosti TCH, se razlikujejo kemični, mikrobiol. in toplotno spontano zgorevanje.
Kemično spontano zgorevanje vključuje eksotermno. interakcija in-in (na primer, ko koncentrirani HN O 3 pride na papir, žagovino itd.). Naib. Tipičen in zelo razširjen primer takega procesa je samovžig zaoljenih krp ali drugih vlaknatih materialov z razvito površino. Posebej nevarna so olja, ki vsebujejo spojine. z nenasičenimi kem. vezi in za katere je značilno visoko jodno število (bombaž, sončnice, juta itd.).
Med pojave kemičnega samovžiga sodi tudi vžig številnih snovi (npr. fino zdrobljenega A1 in Fe, hidridov Si, B in nekaterih kovin, kovinsko-organskih spojin - organoaluminij itd.) ob stiku z zrakom v odsotnost ogrevanja Sposobnost snovi, da se v takšnih pogojih spontano vname, se imenuje. pirofornost. Posebnost pirofornih snovi je, da je njihova Tc (ali Tst) pod sobno temperaturo: - 200 ° C za SiH 4, - 80 ° C za A1 (C 2 H 5) 3. Da bi preprečili kemično samovžig, je postopek skupnega skladiščenja vnetljivih snovi in materialov strogo urejen.
Gorljivi materiali, zlasti navlaženi, ki služijo kot gorivo, so nagnjeni k mikrobiološkemu samovžigu. okolje za mikroorganizme, katerih vitalna aktivnost je povezana s sproščanjem toplote (šota, žagovina itd.). Zaradi tega se med skladiščenjem kmetijskih pridelkov pojavlja veliko število požarov in eksplozij. izdelkov (npr. silaža, navlaženo seno) v dvigalih. Za mikrobiološko in kemično spontano zgorevanje je značilno, da T sn ne presega običajnih vrednosti T okolja in m.b. negativno. Materiali s TSN nad sobno temperaturo so sposobni termičnega spontanega vžiga.
Na splošno je veliko ljudi nagnjenih k vsem vrstam samovžiga. trdni materiali z razvito površino (na primer vlaknati), pa tudi nekatere tekoče in talilne snovi, ki vsebujejo nenasičene spojine, nanesene na razvito (vključno z negorljivo) površino. Izračun kritične pogoji za kemijsko, mikrobiol. toplotno spontano zgorevanje pa poteka po enačbah (1) in (2). Eksperimentalne metode definiciji T sn in T prost ter pogoji samovžiga so podani v posebnem. standard
Lit.: Taubkin S. M., Baratov A. N., Nikitina N. S., Priročnik o toplotni nevarnosti trdnih snovi in materialov, M., 1961; Požarna nevarnost gradbenih materialov, ur. A.N. Baratova, M., 1988; Požarna in eksplozijska nevarnost snovi in materialov ter sredstva za njihovo gašenje. Priročnik, ur. A.N. Baratova, A.Ya. Korolčenko, princ. 1-2, M., 1990. A.N. Baratov.
Zažgani dokumenti
Ostanki zgorelih papirjev in drugih predmetov iz zgorelih materialov lahko vsebujejo forenzično pomembne informacije, zato je treba z njimi ravnati kar se da previdno. Ne glede na to, koliko je papir prežgan, če je kos papirja ohranjen, potem je mogoče ugotoviti naravo papirja in besedila, ki je na njem napisano. Na podlagi teksture in sestave lahko strokovnjak ugotovi, za kakšen papir gre, za navaden ali bankovec, ali gre za rubelj, dolar ali drugo tujo valuto. Besedilo na papirju je možno tudi obnoviti, če je dobro ohranjeno. Zato je na kraju požara nujno: a) kolikor je mogoče, se ne dotikati in ohraniti ostankov papirjev, če je do požara prišlo v banki, pisarni, servisnem prostoru trgovine, skladišču, itd.;
b) da preprečite gorenje papirjev, jih izolirajte od pretoka zraka tako, da jih pokrijete s ponev, rezervoarjem in podobnimi improviziranimi sredstvi. Izpihovanje ali predvsem dovod vode povzroči nepopravljivo izgubo papirja;
c) če so dokumenti ali denar v sefu ali železni škatli (omari), je ne odpirajte takoj po požaru. Sef se mora ohladiti, sicer lahko dostop zraka v notranjost povzroči blisk in hitro uničenje vsebine v ognju.
Pravila za odstranjevanje zoglenelih papirjev tukaj niso obravnavana; Bolje je, da to stori strokovnjak, naloga gasilskega specialista pa je, da te ostanke ohrani do njegovega prihoda.
Enako velja za zoglenele ostanke nekaterih drugih organskih materialov. Sodobne strokovne zmogljivosti omogočajo na primer z analizo cigaretnega pepela (z elektronsko mikroskopijo) ugotoviti, ali je šlo za čisti tobak ali z dodatki marihuane in drugih mamil.
Samovžig je proces zgorevanja, ki nastane brez zunanjega vira vžiga. To se zgodi z močnim povečanjem hitrosti eksotermnih reakcij v določeni prostornini snovi, ko hitrost sproščanja toplote presega hitrost odvajanja toplote v okolje. Samovnetljive snovi so snovi, katerih temperatura samosegrevanja je nižja od temperature samovžiga.
Glavna stvar, ki jo je treba narediti pri pregledu požarišča, ko se pojavi možnost samovžiga, je ugotoviti:
narava materiala ali materialov (snov, mešanica snovi), ki so bili v času požara v žariščnem območju,
Prostornine (geometrijske dimenzije) in količine shranjene snovi (materiala);
Pogoji skladiščenja (temperatura okolja, embalaža, prezračevanje itd.);
Ozadje skladiščnega predmeta (kdaj je bil shranjen, ali so bili kakšni znaki samosegrevanja (dim, vonj) itd.
Glede na primarni impulz, ki sproži mehanizem samosegrevanja materiala, ločimo naslednje vrste spontanega vžiga:
toplotna;
kemična;
Mikrobiološki.
Toplotno spontano zgorevanje
Eksotermni proces oksidacije materiala z atmosferskim kisikom lahko sprožimo s predgretjem tega materiala na določeno temperaturo. Do tega lahko pride ob stiku z ogrevanimi površinami ali plinastim okoljem med proizvodnim procesom materiala, njegovim skladiščenjem ali delovanjem.
Če sumite na toplotno spontano zgorevanje, morate poleg zgornjih informacij ugotoviti:
Ali so bili viri dodatnega segrevanja materiala (peči, grelniki zraka, grelne cevi, druge ogrevane površine);
Kakšne so temperature teh virov, masa, grelna površina, čas delovanja, oddaljenost od materiala;
Ali so bili pogoji za akumulacijo toplote?
Na primer, žagovina, oblanci, vlakna iz jute, balirani papir, fini organski materiali (moka, šota, koncentrat oljnega skrilavca, tehnološke saje), nekatere vrste mineralne volne in drugi izolacijski materiali itd. so nagnjeni k toplotnemu samovžigu.
Samosegrevanje lesa se začne pri temperaturi 130-150 °C, vendar lahko s podaljšanim (več let!) segrevanjem les preide v tako imenovano "piroforno" stanje in se vname pri temperaturi 90-110 °C. C.
Možna je situacija, ko se material, nagnjen k samovžigu, po segrevanju med proizvodnim procesom (na primer med sušenjem) skladišči ali prevaža neohlajen, kar povzroči samovžig. Značilen znak spontanega zgorevanja v tem primeru je lokacija vira v obsegu(v globini materiala), in ne na njegovi površini. Ta okoliščina, če je ugotovljena, mora biti prikazana v poročilu o pregledu.
Lokacija vira v prostornini materiala, bližje središču mase, kjer so najboljši pogoji za akumulacijo toplote in toplotne izgube minimalni, je pomembna kvalifikacijska značilnost procesa spontanega zgorevanja, ne samo termičnega, ampak tudi mikrobiološke.
Obloge barve v lakirnih kabinah in njihovih prezračevalnih sistemih se spontano vžgejo.
Možen je samovžig premoga v kupih in skladih. Če sumite na to vrsto razloga, morate ugotoviti:
Razred skladiščenega premoga;
Mere kupa ali sklada;
Možna vlaga pred požarom;
Stopnja mletja (kosi, prah).
Nagnjenost snovi (materiala) k termičnemu spontanemu vžigu je mogoče določiti iz referenčnih podatkov. Če obstaja neznana snov (material) ali o njej ni referenčnih podatkov, je treba vzeti nezgoreli vzorec te snovi, da se eksperimentalno določi temperatura samosegrevanja in pogoji termičnega spontanega vžiga v skladu z GOST 12.1.044. -89. Zahteve za odvzeti vzorec so navedene v Dodatku 4. Glede na znane dimenzije shranjenega materiala bodo testi določili najnižjo temperaturo okolja in trajanje segrevanja, pri katerem lahko pride do samovžiga tega materiala. Te rezultate je mogoče primerjati z dejanskimi podatki iz preučevanega požara.
Kemično spontano izgorevanje
Kemično samovžig je posledica medsebojnega delovanja dveh snovi med seboj ali z okoljem (voda, zrak kisik), ki nastane ob sproščanju zadostne količine toplote.
To različico je smiselno upoštevati, če se ugotovi, da so bile v prostoru, kjer je prišlo do požara, snovi, ki so nagnjene k eksotermnim reakcijam z vodo, zrakom ali med seboj. Pomembna je tudi prisotnost uničenih posod na območju izbruha ter ostankov vsaj ene od snovi.
Na zraku se spontano vnamejo na primer rumeni in beli fosfor, alkalijske kovine (litij, kalij, natrij), karbidi alkalijskih kovin (v vlažnem zraku razpadejo s sproščanjem acetilena). Zaradi oksidacije na zraku se kovinski prah in prah (aluminij, cink, kobalt itd.) spontano vnamejo.
Rastlinska in živalska olja, terpentin in nekatere druge snovi, ki vsebujejo kemično aktivne nenasičene C-C vezi, so nagnjene k samovžigu. Naravno sušilno olje, ki je narejeno iz lanenega olja, je še bolj nagnjeno k samovžigu kot laneno olje, saj Vsebuje sušilna sredstva, ki pospešujejo oksidacijo in polimerizacijo olja, kar vodi v njegovo izsušitev.
Mineralna (naftna) olja so nagnjena k samovžigu le, če so onesnažena.
Upoštevati je treba, da je samovžig olj in drugih tekočin nemogoč v posodi ali ko se razlijejo v obliki luže ali filma na katero koli površino. Samo s tekočino namočene krpe, vata, volna, žagovina in drugi porozni materiali se spontano vnamejo, na katerih razviti površini je možen dober stik olja s kisikom v zraku. Za samovžig je potrebna optimalna količina olja na površini poroznega materiala (ne preveč, vendar ne premalo) in pogoji akumulacije toplote. Soli kobalta, mangana, svinca in nekaterih drugih kovin pospešujejo samovžig.
Najnižja temperatura, pri kateri smo opazili tovrstno samovžig, je 10-15 °C. Indukcijsko obdobje traja od nekaj ur do nekaj dni.
Če sumite na samovžig olja in podobnih snovi, morate ugotoviti:
Vrsta, vrsta olja, maščobe;
Kaj je lahko bilo nasičeno, v kakšni količini, koliko časa pred požarom;
Razpoložljivost pogojev za akumulacijo toplote.
Kemično samovžig je možen tudi ob stiku para snovi (materialov), od katerih je eden močan oksidant, drugi pa zlahka oksidirana snov.
Prvi vključujejo soli dušikove kisline (solitra), kalijev in natrijev permanganat, klorate, perklorate, bikromate, kromov anhidrid, koncentrirano žveplovo (več kot 95%) in dušikovo kislino, vodikov peroksid, organske perokside itd.
Drugi vključuje tekoče organske snovi (di- in trihidroksilni alkoholi, nekateri ogljikovodiki) in fino razpršene trdne organske snovi (na primer žagovina, granulirani sladkor in prah itd.), Zgornje kovinske prahove.
Če sumite na kemično samovžig, povezan z eksotermno interakcijo dveh snovi, je nujno zahtevati podatke o snoveh, ki bi se lahko nahajale (shranjevale, transportirale) v objektu, kjer je prišlo do požara.
Pri pregledu požarišča morate:
a) preučite okoliške strukture in predmete, da ugotovite območje dolgotrajne nizkotemperaturne pirolize. Praviloma med samovžigom (zlasti kemičnim) sproščena toplota ni dovolj za zagotovitev takojšnjega razvoja gorečega gorenja. Proces se običajno pojavi v začetni fazi v obliki tlenja, na območjih, kjer obstajajo pogoji za akumulacijo toplote, in šele čez nekaj časa preide v plamensko gorenje. Zato moramo poskušati identificirati in zabeležiti taka območja tlenja;
b) vzemite vzorce premoga, da ugotovite temperaturo in trajanje pirolize (glejte poglavje 5). To je potrebno zlasti za potrditev načina zgorevanja na območju, ki se preučuje (tlenje ali plamensko zgorevanje);
c) odvzem vzorcev za nadaljnje instrumentalne študije, da bi odkrili ostanke snovi, ki med seboj reagirajo v žariščnem območju.
Mikrobiološko spontano izgorevanje
Značilen je za organske razpršene in vlaknate materiale, znotraj katerih je možna vitalna aktivnost mikroorganizmov (seno, slama, zelenjava, žito, mleta šota itd.).
Pri razvoju različice mikrobiološkega spontanega zgorevanja je treba, če je mogoče, pridobiti naslednje podatke:
a) vsebnost vlage v senu v času požara (znano je, da mora biti za mikrobiološko samovžig vsebnost vlage najmanj 16 %);
b) čas, ki je pretekel po polaganju (nevarnost samovžiga traja do 3-4 mesece; najverjetneje se pojavi v 10-30 dneh);
c) dimenzije kozolca (po teoretičnih termofizikalnih ocenah naj bi bile najmanj 2 × 2 × 2 m; pri manjših dimenzijah kozolec ni sposoben zagoreti, ker so toplotne izgube v okolico prevelike) .
Pomembno se je pozanimati tudi o pogojih skladiščenja in sušenja sena. Možen je žariščni (t. i. »cluster«) pojav procesa, ki je posledica vnosa bolj navlaženega sena v sklad ali vlaženja posameznih površin skozi netesno streho senožet. "Ploščasto" spontano zgorevanje se lahko začne, ko se vlaga zaradi temperaturne razlike seli v seneno maso, na primer med neenakomernim segrevanjem ali ohlajanjem - medtem ko se kondenzacijska vlaga tvori v obrobnih plasteh, blizu površine.
Kvalifikacijski znaki mikrobiološkega samovžiga, ugotovljeni med pregledom požarišča:
1. Vir se nahaja v središču sklada ali niza drugega materiala, ki je nagnjen k mikrobiološkemu spontanemu vžigu, in ne zunaj. Če je kozolec površinsko zoglenel (gorel), v notranjosti pa ni sledi gorenja, potem ne gre za samovžig, temveč za gorenje, ki je nastalo zaradi zunanjega vira odprtega ognja, iskre ipd.
2. Prisotnost nerazvitih žarišč, tudi v posameznih balah. So lokalni aglomerati sena različnih stopenj termičnega uničenja (glej sliko 6.4).
riž. 6.4. Cone, ki nastanejo v senu med mikrobiološkim samovžigom
Ob preučitvi vprašanja pojava izgorevanja zaradi segrevanja gorljive mešanice na temperaturo samosegrevanja je vredno opozoriti na dejstvo, da v naravi obstaja veliko število vnetljivih snovi in materialov, katerih temperatura samosegrevanja je enaka ali nižja od običajne notranje temperature. Tako je aluminijev prah v stiku z zrakom sposoben oksidirati in se hkrati samosegrevati, dokler ne pride do ognjevitega gorenja tudi pri temperaturi okolja 10 0 C. Ta proces vžiga snovi in materialov imenujemo spontano zgorevanje. Po standardih GOST in CMEA spontano izgorevanje– to je: 1) močno povečanje hitrosti eksotermnih procesov v snovi, ki vodi do nastanka vira zgorevanja; 2) zgorevanje kot posledica samoiniciiranih eksotermnih procesov.
Samovžig kot začetna stopnja zgorevanja se bistveno ne razlikuje od spontanega vžiga (glej sliko 2.4). Nagnjenost snovi in materialov k spontanemu vžigu je mogoče označiti kot funkcijo toplote zgorevanja spojine, hitrosti oksidacijske reakcije, toplotne prevodnosti, toplotne kapacitete, vlažnosti, prisotnosti nečistoč, nasipne gostote, specifične površine, toplotne izgube itd. Za samovžig štejemo, če pride do procesa samosegrevanja snovi in materialov v temperaturnem območju od 273 K do 373 K, to je pri nižjih temperaturah kot pri samovžigu.
riž. 2.4. Diagram zgorevanja
Temperatura samogrevanja je najnižja temperatura snovi, pri kateri pride do samosegrevanja, ki se konča s samovžigom. Samovnetljive snovi delimo v tri skupine: olja, masti in drugi proizvodi rastlinskega izvora; samovnetljive kemikalije; fosilna goriva.
Vzrok za samosegrevanje, ki vodi do vžiga, so lahko številni dejavniki: mikrobiološki proces, adsorpcija, polimirizacija, toplota kemijskih reakcij. Običajno je samovžig razvrščen glede na začetne vzroke samosegrevanja in ga ločimo na: toplotno samovžig, mikrobiološki in kemični samovžig (glej sliko 2.5).
Oglejmo si podrobneje vsako vrsto spontanega izgorevanja.
Toplotno spontano zgorevanje. Teplov imenujemo spontano zgorevanje, ki ga povzroči samosegrevanje, ki nastane pod vplivom zunanjega segrevanja snovi, materiala, zmesi nad temperaturo samosegrevanja. Toplotno spontano zgorevanje nastane, ko se snov segreje na temperaturo, ki zagotavlja njeno toplotno razgradnjo in nadaljnje samopospešeno samosegrevanje zaradi toplote eksotermnih reakcij v prostornini goriva. V tem primeru imajo pomembno vlogo oksidacijske reakcije produktov termičnega razpada. Sam proces poteka v obliki tlenja v globini materiala, ki se nato na površini spremeni v ognjeno zgorevanje. Številne snovi in materiali so nagnjeni k termičnemu spontanemu vžigu, zlasti olja in maščobe, premog in nekatere kemikalije. Samosegrevanje olj in maščob rastlinskega, živalskega in mineralnega izvora nastane kot posledica oksidativnih procesov pod vplivom atmosferskega kisika z razvito površino stika z njimi. Mineralna olja - strojno olje, transformatorsko olje, solarno olje in druga, ki se pridobivajo pri rafiniranju nafte. So večinoma mešanica nasičenih ogljikovodikov in oksidirajo na zraku le pri visokih temperaturah. Rabljena mineralna olja, ki so bila segreta na visoke temperature, lahko vsebujejo nenasičene spojine, ki so sposobne samosegrevanja, kar pomeni, da se lahko spontano vnamejo.
riž. 2.5. Shema razvoja procesa samovžiga trdnih snovi in materialov. Samosegrevalni (samovžig) impulzi: 1 – toplotni, 2 – kemični, 3 – mikrobiološki
Rastlinska olja (bombaževo, laneno, sončnično itd.) in živalska olja (maslo, ribje olje) se po sestavi razlikujejo od mineralnih olj. So mešanica gliceridov maščobnih kislin: palmitinska C 15 H 31 COOH, stearinska C 17 H 35 COOH, oleinska C 17 H 33 COOH, linolna C 17 H 31 COOH, linolenska C 17 H 29 COOH itd. Palmitinska in stearinska kislina. so nasičene, oleinske, linolne in linolenske – nenasičene. Gliceridi nasičenih kislin in s tem olja in maščobe, ki jih vsebujejo v velikih količinah, oksidirajo pri temperaturah nad 150 0 C, kar pomeni naslednje: niso sposobni samovžiga (glej tabelo 2.3). Olja, ki vsebujejo veliko količino gliceridov nenasičenih kislin, začnejo oksidirati pri temperaturah bistveno pod 100 0 C, zato so sposobna samovžiga.
Tabela 2.3.
Sestava maščob in olj
|
Ime maščob in olj |
Kislinski gliceridi, % (mas.) |
|||
|
palmitinska in stearinska |
olei-nova |
lino-levo |
linole-nova |
|
|
sončnica | ||||
|
Bombaž | ||||
Olja in masti se spontano vnamejo le pod določenimi pogoji: a) če vsebujejo olja in maščobe znatno količino gliceridov nenasičenih kislin; b) v prisotnosti velike površine njihove oksidacije in nizkega prenosa toplote; c) če so vlaknasti gorljivi materiali prepojeni z maščobami in olji; d) naoljeni materiali imajo določeno kompaktnost.
Različno sposobnost samovžiga rastlinskih olj in živalskih maščob pojasnjujejo z dejstvom, da vsebujejo gliceride različne sestave, strukture in v neenaki količini.
Gliceridi nenasičenih kislin lahko oksidirajo na zraku pri običajni sobni temperaturi zaradi prisotnosti dvojnih vezi v njihovih molekulah:
Peroksidi zlahka razpadejo in tvorijo atomski kisik, ki je zelo reaktiven:
Atomski kisik medsebojno deluje tudi s težko oksidirajočimi sestavinami olj. Hkrati z oksidacijo poteka tudi reakcija polimerizacije nenasičenih spojin
Proces poteka pri nizkih temperaturah s sproščanjem toplote. Več kot ima glicerid dvojnih vezi, več molekul kisika veže, več toplote se sprosti med reakcijo in večja je njegova sposobnost spontanega vžiga.
Količino gliceridov nenasičenih kislin v olju in maščobi ocenjujemo po jodovem številu olja, to je po količini joda, ki ga absorbira 100 g olja. Višje kot je jodno število, večja je sposobnost te maščobe ali olja za spontani vžig (glej tabelo 2.4).
Najvišjo vrednost joda ima laneno olje. Vlaknasti materiali, prepojeni z lanenim oljem, se pri vseh drugih enakih pogojih spontano vnamejo hitreje kot materiali, prepojeni z drugimi olji. Sušilna olja, pripravljena iz rastlinskih olj, imajo nižje jodno število od osnovne, vendar je njihova sposobnost samovžiga večja. To je razloženo z dejstvom, da je sušilnemu olju dodano sušilno sredstvo, ki pospeši njegovo sušenje, to je oksidacijo in polimerizacijo. Polnaravna sušilna olja, ki so mešanice oksidiranih lanenih ali drugih rastlinskih olj s topili, imajo nizko jodno število in so manj zmožna samovžiga. Sintetična sušilna olja so popolnoma nezmožna samovžiga.
Tabela 2.4.
Jodno število maščob in olj
Maščobe iz rib in morskih živali imajo visoko jodno vrednost, vendar imajo malo sposobnosti spontanega vžiga. To je razloženo z dejstvom, da vsebujejo izdelke, ki upočasnjujejo proces oksidacije.
Sposobnost zaoljenih materialov za samovžig se poveča s prisotnostjo katalizatorjev v njih, ki pospešijo proces oksidacije in polimerizacije olj. Te procese pospeši tudi zvišanje temperature okolja. Katalizatorji za spontano zgorevanje olj so soli različnih kovin: mangan, svinec, kobalt. Najnižja temperatura, pri kateri smo v praksi opazili samovžig olj in maščob, je bila 10-15 0 C.
Indukcijska doba za samovžig naoljenih materialov lahko traja od nekaj ur do nekaj dni. To je odvisno od količine oljenega materiala, stopnje zgoščenosti, vrste olja ali maščobe in njihove količine, temperature zraka in drugih dejavnikov.
Fosilni premog(kamen, rjav), ki so shranjeni v kupih ali skladovnicah, so sposobni samovžiga pri nizkih temperaturah. Glavni razlogi za samovžig so sposobnost premoga, da oksidira in adsorbira hlape in pline pri nizkih temperaturah. Proces oksidacije v premogu pri nizkih temperaturah poteka precej počasi in sprošča se malo toplote. Toda v velikih akumulacijah premoga je prenos toplote težaven in še vedno pride do spontanega zgorevanja premoga. Samosegrevanje v skladovnici premoga se sprva pojavi po celotnem volumnu, izključuje le površinsko plast debeline 0,3-0,5 m, vendar z naraščanjem temperature postane žariščno. Dvig temperature v območju spontanega vžiga na 60 0 C je počasen in se lahko ustavi, ko se dimnik prezrači. Od 60 0 C se hitrost samosegrevanja močno poveča; ta temperatura premoga se imenuje kritično. Nagnjenost premogov k samovžigu v kupih je različna, odvisna je od količine hlapnih snovi, ki se sproščajo iz njih, od stopnje mletja, prisotnosti vlage in pirita. V skladu s standardi skladiščenja so vsi fosilni premogi glede na nagnjenost k samovžigu razdeljeni v dve kategoriji: A - nevarni, B - stabilni.
V kategorijo A spadajo rjavi in črni premog, razen razreda T, ter mešanice različnih kategorij. Najbolj nevarne vrste premoga v smislu samovžiga so OS (Kuznetsk), Zh (Tkvarcheli), G (Tkibul), D (Pechersk, Kuznetsk in Donetsk), B (Raichikhinsky, Ukrainian, Lenirovsky, Angren itd.). Tega premoga ni mogoče dolgo skladiščiti. Kategorija B vključuje antracit in črni premog razreda T. Vsi antracit in premogovi briketi, premogi razredov T (Donetsk, Kuznetsk), Zh (Pechersk in Suchansky), G (Suchansky), D (Chernekhovsky) so stabilni pri dolgotrajnem skladiščenju .
Za preprečitev samovžiga premoga med skladiščenjem so določeni naslednji standardi: 1) omejitev višine skladov premoga; 2) stiskanje premoga v skladovnici, da se omeji dostop zraka v notranjo prostornino skladovnice.
Z izvajanjem teh ukrepov zmanjšamo hitrost oksidacijskih in adsorpcijskih procesov, dvig temperature v dimniku, preprečimo vdor atmosferskih padavin v dimnik in naravno zmanjšamo možnost samovžiga.
Številne kemikalije so tudi nagnjene k termičnemu spontanemu vžigu.. Železovi sulfidi FeS, FeS 2, Fe 2 S 3 so sposobni spontanega vžiga, ker lahko reagirajo s kisikom v zraku pri normalnih temperaturah in sproščajo veliko količino toplote:
FeS 2 + O 2 → FeS + SO 2 + 222,3 kJ.
V skladiščih obratov žveplove kisline in v rudnikih so bili primeri samovžiga pirita ali žveplovega pirita (FeS 2). Samovžig pirita spodbuja vlaga. Predpostavlja se, da reakcija v tem primeru poteka po naslednji enačbi:
2FeS 2 + 7,5O 2 + H 2 O → Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 2771 kJ.
Ko nastane železov sulfat, se volumen poveča, pirit pa poka in melje, kar spodbuja proces samovžiga.
Sulfidi FeS in Fe 2 S 3 se tvorijo v rezervoarjih za shranjevanje naftnih derivatov, vnetljivih plinov in v opremi različnih industrij, kjer so nečistoče vodikovega sulfida. Glede na temperaturo poteka tvorba železovih sulfidov različno. Če je temperatura višja od temperature disociacije vodikovega sulfida, to je nad 310 0 C, nastanejo železovi sulfidi z interakcijo železa z elementarnim žveplom, ki nastane pri razgradnji vodikovega sulfida ali drugih žveplovih spojin. Elementno žveplo lahko dobimo tudi kot rezultat oksidacije vodikovega sulfida, nato pa nastanek železovega sulfida poteka z naslednjimi reakcijami:
2H 2 S + O 2 → 2H 2 O + 2S,
Pri temperaturah pod 310 0 C se železovi sulfidi v proizvodni opremi tvorijo kot posledica delovanja vodikovega sulfida ne na železo, temveč na njegove korozijske produkte:
2Fe(OH) 3 + 3H 2 S → Fe 2 S 2 + 6H 2 O.
Vsi požari v proizvodni opremi, ki so nastali kot posledica samovžiga železovih sulfidov, so nastali po tem, ko je bila oprema osvobojena proizvodov, ki so bili v njej shranjeni ali predelani.
Na primer, v rafineriji nafte, ki predeluje kislo surovo nafto, je bil stolp za destilacijo bencina dan v popravilo. Pri odpiranju lopute je bila na stenah stebra in ploščah odkrita plast železovega sulfida. Hiter dovod pare v kolono je preprečil oksidacijo in spontani vžig železovega sulfida. Kot vidite, je železov sulfid v stolpcu že zdavnaj nastal, vendar zaradi pomanjkanja zraka do oksidacije ni prišlo.
Samovžig železovih sulfidov v proizvodni opremi preprečujemo z naslednjimi metodami: čiščenjem predelanega ali skladiščenega proizvoda pred vodikovim sulfidom, protikorozijskim premazom notranje površine opreme, prepihovanjem opreme s paro ali produkti zgorevanja za odstranitev vnetljivih hlapov in pline, napolni opremo z vodo in jo počasi izprazni, kar vodi do oksidacije sulfida brez pospešitve reakcije.
Beli fosfor (rumeni), vodikov fosfid (fosfin), silicijev vodik (silan), cinkov prah, aluminijev prah, karbidi alkalijskih kovin, kovinski sulfidi - rubidij in cezij, arzini, stibini, fosfini, sulfonirani ogljik in druge snovi so prav tako sposobni oksidira na zraku s sproščanjem toplote, zaradi česar se reakcija pospeši do zgorevanja. Nekatere od naštetih snovi so sposobne spontanega vžiga zelo hitro po stiku z zrakom, druge pa po daljšem časovnem obdobju.
Na primer, beli (rumeni) fosfor pri sobni temperaturi intenzivno oksidira, zato se hitro samosegreje in vžge s tvorbo belega dima:
4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 + 3100,6 kJ.
Ko se vnetljive snovi zmočijo z raztopino fosforja v ogljikovem disulfidu, ogljikov disulfid izhlapi; tanka plast fosforja, ki ostane na površini, hitro oksidira in se spontano vname. Odvisno od koncentracije raztopine se z njo navlažene snovi spontano vžgejo v različnih časovnih intervalih.
Fosfor je treba hraniti in rezati pod vodo, saj se na zraku lahko vname zaradi toplote trenja, beli fosfor pa je zelo strupen.
Nekatere kovine, kovinski prah, prah so sposobni spontanega vžiga na zraku zaradi toplote, ki se sprošča med oksidacijsko reakcijo. Med kovinami v kompaktnem stanju imata to sposobnost rubidij in cezij, med kovinskimi prahovi - aluminijev prah itd. Da preprečimo spontano vžig aluminijevega prahu, ga pripravimo v okolju inertnega plina in nato zmeljemo z maščobami, katerih film ščiti prašek pred oksidacijo. Znani so primeri, ko se je aluminijev prah pod vplivom topila ali segrevanja razmastil in spontano vžgal.
Karbidi alkalijskih kovin K 2 C 2, Na 2 C 2, Li 2 C 2 se spontano vžgejo ne samo v zraku, ampak tudi v atmosferi CO 2 in SO 2.
Dietileter in terpentin sta prav tako sposobna samovžiga na zraku. Dietileter je ob daljšem stiku z zrakom na svetlobi sposoben tvoriti dietil peroksid (C 2 H 5) O 2, ki ob udarcu ali segrevanju na 75 0 C eksplozivno razpade in vžge eter. Terpentin se lahko tudi spontano vname, če zmočimo vlaknate materiale. Razlog za spontano vžig je sposobnost terpentina, da oksidira na zraku pri nizkih temperaturah. Znan je primer samovžiga vate, namočene v terpentin. To vrsto vate so uporabljali za spiranje oljne barve z okraskov. Ponoči se je vata, zbrana na enem mestu, spontano vnela. Obstajajo tudi primeri spontanega vžiga mahu, namočenega v terpentin.
Sulfonirani premog, ki je shranjen v zloženih papirnatih vrečah, je sposoben samovžiga. V prvih 2-3 dneh po zlaganju vreč so bili primeri samovžiga.
Mikrobiološko spontano izgorevanje. Mikrobiološki se imenuje spontano zgorevanje, ki nastane kot posledica samosegrevanja pod vplivom vitalne aktivnosti mikroorganizmov v masi snovi, materiala, zmesi. Takšne snovi vključujejo šoto (večinoma mleto), rastlinske materiale: seno, deteljo, silažo, slad, žitne pridelke, bombaž, kopičenje žagovine in podobne snovi.
Nezadostno posušeni materiali so še posebej dovzetni za samovžig. Vlaga in toplota pospešujeta razmnoževanje mikroorganizmov v masi teh materialov že pri 10-18 0 C. Zaradi slabe toplotne prevodnosti rastlinskih materialov se toplota, ki se sprošča pri gnitju, porabi za segrevanje gnijočega materiala, njegova temperatura se dvigne in lahko dosežejo 70 0 C. Mikroorganizmi pri tej temperaturi odmrejo, vendar se dvig temperature v materialu ne ustavi, saj so nekatere organske spojine v tem času že karbonizirane. Nastali porozni ogljik ima lastnost adsorpcije hlapov in plinov, kar spremlja sproščanje toplote. V primeru nizkega prenosa toplote se premog segreje, preden se začne proces oksidacije in temperatura rastlinskih materialov se dvigne in doseže 200 0 C. To vodi do razgradnje vlaken in nadaljnjega zoglenenja mase. Postopek oksidacije poroznega premoga se intenzivira, zaradi česar se temperatura dvigne in pride do zgorevanja. Ko se rastlinski materiali navlažijo, tako pri normalnih kot pri povišanih temperaturah, se sproščajo plini, tudi vnetljivi. Tako, ko se rastlinske surovine namočijo s paro ali vodo, se pri gašenju gorečega produkta začne sproščanje CO, CH 4, H 2 v količinah, ki znatno presegajo LPR za vsakega od teh plinov. Zato lahko uporaba samo vode ali pare za dušenje izgorevanja rastlinskih materialov v silosih in bunkerjih povzroči eksplozijo skladiščnih prostorov.
Kemično spontano izgorevanje. Kemični imenujemo spontano zgorevanje, ki nastane kot posledica kemijske interakcije snovi. Kemično spontano zgorevanje se pojavi na mestu stika medsebojno delujočih snovi, ki reagirajo s sproščanjem toplote. V tem primeru se spontano izgorevanje običajno opazi na površini materiala, nato pa se razširi globlje. Proces samosegrevanja se začne pri temperaturah pod 50 0 C. Nekatere kemične spojine so nagnjene k samosegrevanju zaradi stika z atmosferskim kisikom in drugimi oksidanti, med seboj in z vodo. Razlog za samosegrevanje je njihova visoka reaktivnost.
Snovi, ki se spontano vžgejo ob stiku z oksidomlitrov. Številne snovi, večinoma organske, lahko v mešanici ali v stiku z oksidanti spontano vžgejo. Oksidanti, ki povzročajo spontano vžig takšnih snovi, so: atmosferski kisik, stisnjen kisik, halogeni, dušikova kislina, natrijev in barijev peroksid, kalijev permanganat, kromov anhidrid, svinčev dioksid, nitrati, klorati, perklorati, belilo itd. Nekatere mešanice oksidantov z vnetljivimi snovmi se lahko spontano vžgejo le, če so izpostavljeni žveplovi ali dušikovi kislini ali ob udarcu in nizki temperaturi.
Spontano zgorevanje na zraku. Nekatere kemične spojine so nagnjene k samosegrevanju zaradi stika s kisikom v zraku. Razlog za samovžig je njihova visoka reaktivnost v stiku z drugimi spojinami. Ker ta proces večinoma poteka pri sobnih temperaturah, ga uvrščamo tudi med samovžig. Dejstvo je, da opazen proces interakcije med komponentami opazimo pri veliko višjih temperaturah, zato se njihova temperatura samovžiga navaja kot temperaturni pokazatelj požarne ogroženosti tovrstnih snovi. Na primer, aluminijev prah se spontano vname na zraku. Vendar pa pride do reakcije pri tvorbi aluminijevega oksida pri 913 K.
Stisnjen kisik povzroča samovžig snovi (mineralno olje), ki se v kisiku pri normalnem tlaku ne vnamejo spontano.
Klor, brom, fluor in jod zelo aktivno kombinirajo z nekaterimi vnetljivimi snovmi, reakcijo pa spremlja sproščanje velike količine toplote, kar vodi do spontanega vžiga snovi. Tako se acetilen, vodik, metan in etilen pomešani s klorom spontano vžgejo na svetlobi ali od svetlobe gorečega magnezija. Če so ti plini prisotni v trenutku sproščanja klora iz katere koli snovi, pride do njihovega spontanega vžiga tudi v temi:
C 2 H 2 + C1 2 → 2HC1 + 2C,
CH 4 + 2C1 2 → 4HC1 + C itd.
Halogenov ne shranjujte skupaj z vnetljivimi tekočinami. Znano je, da se terpentin, razporejen v kateri koli porozni snovi (papir, tkanina, vata), spontano vname v kloru. Hlapi dietiletra se lahko tudi spontano vnamejo v atmosferi klora:
C 2 H 5 OS 2 H 5 + 4C1 2 → H 2 O + 8HC1 + 4C.
Rdeči fosfor se spontano vžge takoj ob stiku s klorom ali bromom.
Ne le halogeni v prostem stanju, tudi njihove spojine burno reagirajo z nekaterimi kovinami. Tako pride do interakcije etantetraklorida C 2 H 2 CI 4 s kovinskim kalijem eksplozivno:
C 2 H 2 C1 4 + 2K → 2KS1 + 2HC1 + 2C.
Mešanica ogljikovega tetraklorida CC1 4 ali ogljikovega tetrabromida z alkalijskimi kovinami eksplodira pri segrevanju na 70 0 C.
Dušikova kislina pri razgradnji sprošča kisik, zato je močan oksidant, ki lahko povzroči samovžig številnih snovi.
4HNO 8 → 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.
Terpentin in etilni alkohol se ob stiku z dušikovo kislino spontano vnameta.
Rastlinski materiali (slama, lan, bombaž, žagovina in oblanci) se bodo spontano vžgali, če bodo izpostavljeni koncentrirani dušikovi kislini.
Naslednje vnetljive in gorljive tekočine se lahko v stiku z natrijevim peroksidom spontano vnamejo: metilni, etilni, propilni, butilni, izoamilni in benzilni alkoholi, etilen glikol, dietileter, anilin, terpentin in ocetna kislina. Nekatere tekočine so se spontano vžgale z natrijevim peroksidom, potem ko ste vanje dodali majhno količino vode. Tako se obnašajo etil acetat (etil acetat), aceton, glicerin in izobutil alkohol. Reakcija se začne z interakcijo vode z natrijevim peroksidom in sproščanjem atomskega kisika in toplote:
Na 2 O 2 + H 2 O → 2NaOH + O.
V trenutku sproščanja atomski kisik oksidira vnetljivo tekočino in se ta spontano vname. Aluminijev prah, žagovina, premog, žveplo in druge snovi, pomešane z natrijevim peroksidom, se takoj spontano vnamejo, ko nanje zadene kapljica vode.
Močan oksidant je kalijev permanganat KMnO4. Njegove mešanice s trdimi vnetljivimi snovmi so izjemno nevarne. Sami se vžgejo zaradi delovanja koncentrirane žveplove in dušikove kisline, pa tudi zaradi udarca in trenja. Glicerol C 3 H 5 (OH) 3 in etilen glikol C 2 H 4 (OH) 2 se nekaj sekund po mešanju spontano vnameta, ko ju mešamo s kalijevim permanganatom.
Kromov anhidrid je tudi močan oksidant. Ob stiku s kromovim anhidridom se spontano vnamejo naslednje tekočine: metilni, etilni, butilni, izobutilni in izoamilni alkoholi; ocetni, masleni, benzojski, propionski aldehidi in paraldehidi; dietil eter, etil acetat, amil acetat, metildioksan, dimetildioksan; ocetna, pelargonska, nitrilakrilna kislina; aceton.
Mešanice solitra, kloratov in perkloratov se lahko spontano vžgejo, če so izpostavljene žveplovi in včasih dušikovi kislini. Vzrok samovžiga je sproščanje kisika pod vplivom kislin. Ko žveplova kislina reagira z bertolitno soljo, pride do naslednje reakcije:
H 2 SO 4 + 2KClO 3 → K 2 SO 4 + 2HClO 3.
Hipoklorova kislina je nestabilna in ko nastane, razpade s sproščanjem kisika:
2HClO3 → 2HC1 + 3O2.
Karbidi alkalijskih kovin K 2 C 2, Na 2 C 2, Li 2 C 2 se spontano vžgejo ne le v zraku, ampak tudi v atmosferi CO 2, SO 2.
Na primer, kalcijev karbid Ca 2 C ob stiku z vodo sprošča vnetljiv plin acetilen C 2 H 2, ki se v mešanici z zrakom vname zaradi segrevanja s toploto, ki se sprošča med reakcijo; Tc acetilena je 603 K.
Snovi, ki se spontano vžgejo ob stiku z vodo. V to skupino materialov spadajo kalijev, natrijev, rubidij, cezij, kalcijev karbid in karbidi alkalijskih kovin, hidridi alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin, kalcijevi in natrijevi fosfidi, silani, živo apno, natrijev hidrosulfid itd.
Alkalijske kovine - kalij, natrij, rubidij in cezij - reagirajo z vodo, pri čemer se sprošča vodik in precejšnja količina toplote:
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2,
2K + 2H 2 O → 2KOH + H 2.
Sproščeni vodik se samovžge in zgori skupaj s kovino le, če je kos kovine po prostornini večji od zrna graha. Interakcija teh kovin z vodo včasih spremlja eksplozija z brizganjem staljene kovine. Hidridi alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin (KH, NaH, CaH 2) se pri interakciji z majhno količino vode obnašajo na enak način:
NaH + H 2 O → NaOH + H 2.
Ko kalcijev karbid reagira z majhno količino vode, se sprosti toliko toplote, da se v prisotnosti zraka nastali acetilen spontano vname. Pri velikih količinah vode se to ne zgodi. Karbidi alkalijskih kovin (na primer Na 2 C 2, K 2 C 2) ob stiku z vodo eksplodirajo, kovine zgorijo in ogljik se sprosti v prostem stanju:
2Na 2 C 2 + 2H 2 O + O 2 → 4NaOH + 4C.
Kalcijev fosfid Ca 3 P 2 pri interakciji z vodo tvori vodikov fosfid (fosfin):
Ca 3 P 2 + 6H 2 O → 3Ca(OH) 2 + 2PH 3.
Fosfin PH 3 je vnetljiv plin, vendar ni sposoben samovžiga. Skupaj z RN 3 se sprosti določena količina tekočine R 2 H 4, ki je sposobna spontanega vžiga v zraku in lahko povzroči vžig RN 3.
Silani, to je spojine silicija z različnimi kovinami, na primer Mg 2 Si, Fe 2 Si, ob stiku z vodo sproščajo vodikov silicij, ki se na zraku spontano vname:
Mg a Si + 4H 2 O → 2Mg(OH) 2 + SiH 4,
SiH 4 + 2O 2 → SiO 2 + 2H 2 O.
Čeprav barijev peroksid in natrijev peroksid reagirata z vodo, med to reakcijo ne nastanejo vnetljivi plini. Vžig lahko nastane, če se peroksidi pomešajo ali pridejo v stik z vnetljivimi snovmi.
Kalcijev oksid (živo apno), ki reagira z majhno količino vode, se segreje, dokler ne zažari in lahko v stiku z njim zažge vnetljive materiale.
Natrijev hidrosulfit, ki je moker, močno oksidira s sproščanjem toplote. Posledica tega je, da med razgradnjo hidrosulfita pride do spontanega vžiga žvepla.
Tako je samovžig in samosegrevanje vnetljivih zmesi, snovi in materialov, ki tečejo pri nizkih temperaturah, enake narave kot samovžig, vendar zaradi večje razširjenosti veliko pogosteje kot samovžig povzročata požare.
Spontano zgorevanje je močno povečanje hitrosti eksotermnih reakcij, ki povzročijo samosegrevanje snovi, kar vodi v zgorevanje brez vira vžiga.
Glede na vzrok sproščanja toplote v začetni fazi samosegrevanja snovi in materialov ločimo samovžig na toplotno, mikrobiološko in kemično.
Toplotno zgorevanje je spontano zgorevanje, ki nastane zaradi samosegrevanja, ki nastane pod vplivom zunanjega segrevanja snovi nad temperaturo samosegrevanja. Številne snovi in materiali so nagnjeni k termičnemu spontanemu vžigu, vključno z olji in maščobami, premogom itd.
Samovžig olj in maščob pogosto povzroči požare. Poznamo tri vrste olj: mineralna, rastlinska in živalska.
Mineralna olja, ki vsebujejo nasičene ogljikovodike, niso sposobna samovžiga. Rabljena mineralna olja lahko vsebujejo nenasičene ogljikovodike, ki se lahko spontano vžgejo.
Rastlinska (laneno, konopljino, bombaževo itd.) in živalska (maslo) olja se po sestavi razlikujejo od mineralnih olj. So mešanica gliceridov maščobnih kislin: palmitinska C 15 H 31 COOH, stearinska C 17 H 35 COOH, oleinska C 17 H 33 COOH, linolna C 17 H 31 COOH, linolenska C 17 H 29 COOH itd. Palmitinska in stearinska kislina. so nasičene, oleinske, linolne in linolenske - nenasičene. Gliceridi nasičenih kislin in s tem tudi olja, ki jih vsebujejo v velikih količinah, oksidirajo pri temperaturah nad 150 o C in niso sposobni samovžiga. Olja, ki vsebujejo velike količine nenasičenih kislinskih gliceridov, so sposobna samovžiga.
Olja in maščobe se lahko spontano vžgejo samo pod določenimi pogoji:
b) z veliko površino za oksidacijo olj in maščob ter nizkim prenosom toplote;
c) če so vnetljivi materiali prepojeni z maščobami in olji;
d) pri določeni gostoti naoljenega materiala.
Količino gliceridov nenasičenih kislin v olju in masti presojamo po jodovem številu olja, t.j. s številom gramov joda, ki ga absorbira 100 g olja. Višje kot je jodno število olja, bolj je sposobno samovžiga (laneno olje ima jodno število v območju 192-197, konopljino olje - 145-167, ricinusovo olje - 82-86). Če je jodno število olja manjše od 50, je njihov samovžig nemogoč.
Olja, masti ali sušilna olja, shranjena v sodih, steklenicah ali rezervoarjih, se ne morejo spontano vžgati, saj je površina njihovega stika z zrakom zelo majhna. Za ustvarjanje pogojev za spontano zgorevanje je potrebno povečati oksidacijsko površino (mokri vlaknati, porozni materiali). Za samovžig pa je potrebno tudi, da je oksidacijska površina bistveno večja od površine za prenos toplote. Takšni pogoji nastanejo, ko so naoljeni materiali zloženi v kupe, sklade, vreče in ležijo blizu drug drugega. Bolj ko je naoljen material zbit, večja je sposobnost olj in maščob za samovžig. Pri močnem stiskanju materialov se zmanjša verjetnost oksidacije zaradi poslabšanja pogojev za difuzijo kisika v olje. Sposobnost naoljenih materialov za spontani vžig se poveča v prisotnosti katalizatorjev (kovinske soli - mangan, svinec, kobalt).
Najnižja temperatura, pri kateri smo v praksi opazili samovžig olj in maščob, je bila 10-15°C. Indukcijska doba za samovžig naoljenih materialov lahko traja od nekaj ur do nekaj dni.
Glavni razlog za samovžig premoga je njegova sposobnost oksidacije in adsorpcije hlapov in plinov pri nizkih temperaturah. Povišanje temperature do 60°C na viru samovžiga se pojavi zelo počasi in ga je mogoče zaustaviti s prezračevanjem dimnika. Od 60 °C se hitrost samosegrevanja močno poveča, zato se ta temperatura premoga imenuje kritična. Samovžig premogov olajša njihovo mletje ter prisotnost pirita in vlage. Vsi fosilni premogi so glede na njihovo sposobnost spontanega vžiga razdeljeni v dve kategoriji: kategorija "A" - nevarna (sem spadajo rjavi in črni premog), kategorija "B" - stabilna (antracit in črni premog razreda T - Kuznetsk, Doneck itd.).
Za preprečitev samovžiga premoga med skladiščenjem:
1.omejitev višine nizov;
2. zbijanje premoga v kupe, da se prepreči ali omeji prodiranje zraka.
Železovi sulfidi FeS, FeS 2, Fe 2 S 3 so tudi sposobni samovžiga. Glavni razlog za spontano zgorevanje sulfidov je njihova sposobnost, da pri normalnih temperaturah reagirajo s kisikom v zraku, pri čemer se sprosti velika količina toplote:
FeS 2 + O 2 = FeS + SO 2 + 222,3 kJ
Pri temperaturah pod 310 °C nastanejo železovi sulfidi v proizvodni opremi, ko vodikov sulfid reagira s produkti korozije železa.
Samovžig železovih sulfidov v proizvodni opremi preprečujemo z naslednjimi metodami:
Zaščita pred vodikovim sulfidom iz predelanega ali skladiščenega proizvoda s protikorozijskim premazom notranje površine opreme;
Oprema za pihanje s paro ali produkti zgorevanja;
Tako, da opremo napolnimo z vodo in jo počasi izpraznimo, kar vodi do oksidacije sulfida brez pospeševanja reakcije.
Beli (rumeni) fosfor pri sobni temperaturi intenzivno oksidira. Zato se hitro spontano vžge s tvorbo belega dima:
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + 3100,6 kJ
Fosfor je treba hraniti in rezati pod vodo, saj se na zraku zaradi trenja lahko vname.
Dietileter in terpentin sta prav tako sposobna samovžiga na zraku. Razlog za spontano vžig je sposobnost oksidacije v zraku pri nizkih temperaturah.
Kemično zgorevanje je spontano zgorevanje, ki nastane kot posledica kemijske interakcije snovi. V skupino snovi, ki se ob stiku z vodo spontano vnamejo, spadajo kalijev, natrijev, rubidij, cezij, kalcijev karbid in karbidi alkalijskih kovin, hidridi alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin, kalcijevi in natrijevi fosfidi, živo apno, natrijev hidrosulfid itd.
Alkalijske kovine - kalij, natrij, rubidij in cezij - reagirajo z vodo, pri čemer se sprošča vodik in precejšnja količina toplote:
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
Sproščeni vodik se samovžge in zgori skupaj s kovino le, če je kos kovine po prostornini večji od zrna graha.
Številne snovi, večinoma organske, lahko v mešanici ali v stiku z oksidanti spontano vžgejo. Oksidanti, ki povzročajo samovžig takšnih snovi, so stisnjen kisik, halogeni, dušikova kislina, natrijev in barijev peroksid, belilo itd.
Na primer, acetilen, vodik, metan, etilen, pomešan s klorom, se spontano vžgejo na svetlobi ali od svetlobe gorečega magnezija.
Halogenov ne shranjujte skupaj z vnetljivimi tekočinami. Terpentin in etilni alkohol se ob stiku z dušikovo kislino spontano vnameta.
Mikrobiološki se imenuje spontano zgorevanje kot posledica samosegrevanja, ki je nastalo pod vplivom vitalne aktivnosti mikroorganizmov v masi snovi.
Največjo sposobnost samovžiga imajo mleta šota, seno, detelja, silaža, listje, slad, bombaž itd. Nezadostno posušeni materiali so še posebej dovzetni za samovžig. Vlaga in toplota spodbujata razmnoževanje mikroorganizmov. Zaradi slabe toplotne prevodnosti rastlinskih materialov gre toplota, ki se sprošča pri razpadanju, predvsem za segrevanje materialov, temperatura se dvigne in lahko doseže 70°C. Pri tej temperaturi mikroorganizmi umrejo, vendar se proces zvišanja temperature v rastlinskih materialih s tem ne konča. Nekatere organske spojine karbonizirajo že pri 70°C. Nastali porozni premog ima lastnost absorbiranja hlapov in plinov. Adsorpcijo spremlja sproščanje toplote, v primeru nizkega prenosa toplote pa se premog segreje, preden se začne proces oksidacije. Posledično se temperatura rastlinskega materiala dvigne in doseže 200°C. Pri 200°C začnejo vlaknine, ki so del rastlinskih surovin, razpadati, kar vodi do zoglenitve in nadaljnje stopnjevanja oksidacije.
Spontano izgorevanje- pojav nenadnega povečanja inertnosti reakcije, ki vodi do začetka zgorevanja snovi (materiala, zmesi) v odsotnosti vidnega vira vžiga. Bistvo tega procesa je, da se ob daljši izpostavljenosti toploti material kopiči (nabira) v materialu in ko je dosežena temperatura samosegrevanja, pride do tlenja ali vžiga. Akumulacija toplote lahko traja od nekaj dni do nekaj mesecev.
Samovnetljive snovi- so med prevozom razvrščeni kot nevarno blago. Nevarno blago so tiste snovi in predmeti, ki lahko med prevozom, nakladanjem, razkladanjem in skladiščenjem povzročijo eksplozijo, požar, poškodbe ali poškodbe drugih pošiljk, opreme, zgradb, objektov, pa tudi poškodbe, zastrupitve, opekline ali obsevanje ljudi. .
GOST 19433-88 "Nevarno blago. Razvrščanje in označevanje" določa naslednje razrede nevarnega blaga:
- · razred 1 - eksplozivne snovi (EM);
- · razred 2 - stisnjeni, utekočinjeni in raztopljeni plini pod pritiskom;
- · razred 3 - vnetljive tekočine (vnetljive tekočine);
- · razred 4 - vnetljive trdne snovi (LSS), samovnetljive snovi (SV),
- · snovi, ki pri interakciji z vodo sproščajo vnetljive pline;
- · razred 5 - oksidanti (OC) in organski peroksidi (OP);
- · razred 6 - strupene snovi (TS) in kužne snovi (IS);
- · razred 7 - radioaktivne snovi (RM);
- · razred 8 - jedke in (ali) jedke snovi (EK);
- · razred 9 - druge nevarne snovi.
Za večino vnetljivih snovi je proces samovžiga opisan kot kombinacija toplotnih, kemičnih in mikrobioloških reakcij.
Temperatura samovžiga šote in rjavega premoga je 50-60 ° C, bombaža - 120 ° C, papirja - 100 ° C, linoleja - 80 ° C - to je termično spontano zgorevanje pod vplivom stalnega vira ogrevanja.
Kemijsko spontano zgorevanje je povezano s sposobnostjo snovi in materialov, da v normalnih pogojih vstopijo v kemično reakcijo z zrakom ali drugimi oksidanti, pri čemer se sprosti toplota, ki zadostuje za njihovo gorenje.
Industrijske krpe in fosfor se spontano vnamejo na zraku, vnetljive tekočine ob stiku s kalijevim permanganatom, žagovina pa ob stiku s kislinami.
Mikrobiološko spontano izgorevanje je povezano z aktivnostjo drobnih žuželk. V stisnjenih materialih se množijo v ogromnem številu, pojedo vse organsko in tam umrejo, skupaj z razgradnjo, sproščajo temperaturo, ki se nabira v materialu. Najbolj značilen primer je samovžig lanskih kozolcev.
Glavno nevarnost med požarom v kakršnih koli pogojih povzroča sevalna energija, ki je močan vir vžiga, ki lahko povzroči izgorevanje drugih struktur, materialov in snovi.
Proces gorenja trdnih, tekočih in plinastih snovi vključuje naslednje faze: oksidacijo, samovžig in samo gorenje. S povišanjem temperature materiala se poveča hitrost oksidacije, pride do samovžiga in pojavi se plamen.
Širjenje plinov, segretih s plamenom, in pospeševanje njihovega gibanja prispevata k nastanku hitrosti širjenja plamena do nekaj sto metrov na sekundo, kar z naraščajočo turbulenco zračnih mas povzroča eksplozije.
Eksplozija je zelo hitra sprememba kemijskega (fizikalnega) stanja eksploziva, ki jo spremlja sproščanje velike količine toplote in nastajanje velike količine plinov, ki ustvarijo udarni val, ki lahko s svojim pritiskom povzroči uničenje. Plinasti produkti eksplozije se v stiku z zrakom pogosto vnamejo, kar lahko povzroči požar.
Prostori so glede na nevarnost eksplozije in požara razdeljeni v 5 kategorij. Ti prostori vsebujejo snovi, ki imajo eno od naslednjih lastnosti: kategorija A: 1) snovi, ki lahko eksplodirajo in gorijo pri interakciji z vodo, zračnim kisikom ali med seboj; 2) vnetljivi plini in vnetljive tekočine s plameniščem največ 28 0 C in v količinah, pri katerih je računski nadtlak v prostoru večji od 5 kPa (zaprta skladišča vnetljivih tekočin, jeklenke za vnetljive pline, plinovodna mesta, itd.); kategorija B: 1) vnetljiv prah in vlakna, vnetljive tekočine s plameniščem nad 28 0 C; 2) vnetljiv prah in vlakna, plinske tekočine v količinah, ki lahko tvorijo eksploziven prah - ali mešanice pare in zraka, katerih vžig ustvarja tlak nad 5 kPa (zaprta skladišča dizelskega goriva, rezervoarji s kurilnim oljem v prostorih itd.); kategorija B: 1) vnetljive tekočine, vnetljive tekočine in težko vnetljive tekočine (TGL); 2) trdne vnetljive in počasi goreče snovi; 3) snovi, ki lahko gorijo samo pri interakciji z vodo, atmosferskim kisikom ali med seboj, pod pogojem, da prostori ne spadajo v kategorijo A in B (enote za prenos premoga in šote itd.); kategorija G: 1) nevnetljive snovi v vročem, žarečem ali staljenem stanju, ki med predelavo oddajajo sevalno toploto, iskre in plamene; 2) vnetljivi plini, tekočine in trdne snovi, ki se v tem prostoru uporabljajo kot gorivo (strojnice, kotlovnice, zaprte stikalne naprave električnih postaj z napravami, napolnjenimi z oljem itd.); kategorija D: nevnetljive snovi v hladnem stanju (prostori nadzornih plošč, mehanične, elektro servisne delavnice in kompresorske postaje itd.).
Požarno-eksplozijsko nevarni objekti (FEM) - podjetja, kjer se proizvajajo, skladiščijo, prevažajo eksplozivni izdelki ali izdelki, ki pridobijo sposobnost vžiga ali eksplozije pod določenimi pogoji. Sem sodijo predvsem panoge, ki uporabljajo eksplozivne in lahko vnetljive vnetljive snovi, pa tudi železniški in cevovodni promet, ki nosi največjo obremenitev pri dostavi tekočega, plinastega, ognjevarnega in eksplozivnega blaga.
torej samovnetljive snovi (SV) vključeni v razred 4 tega seznama (podrazred 4.2).
Tej vključujejo:
- · piroforne snovi, tj. snovi, ki se hitro vnamejo na zraku. Te snovi, vključno z mešanicami in raztopinami (tekočimi ali trdnimi), ki se tudi v majhnih količinah vžgejo ob stiku z zrakom v 5 minutah. Te snovi iz razdelka 4.2 so najbolj dovzetne za samovžig. Značilna je pirofornostštevilne snovi v drobno zdrobljeni obliki: kovine (Fe, Co, Ni, Mn, V itd.), hidridi nekaterih kovin, sulfidi (na primer pirit FeS2), organoelementne spojine in nekateri oksidi (na primer osmijev dioksid OsO2 v njegova fina "črna" uniforma). Kovine v visoko dispergiranem pirofornem stanju dobimo kemično v redukcijskih pogojih, na primer piroforno železo dobimo s termično razgradnjo železovega oksalata, piroforni Raney nikelj z izpiranjem aluminija iz zlitine nikelj-aluminij z raztopino natrijevega hidroksida. Najpogostejši pirofor zlitine na osnovi cerija(mišmetal je »surova« zlitina neločenih elementov redkih zemelj, ferokerij), iz katere so narejeni »kremenčki« vžigalnikov. Tudi piroforjev v kompaktnem stanju je veliko lantanidi(družina kemijskih elementov III. skupine 6. obdobja periodnega sistema) in aktinoidi(družina radioaktivnih kemičnih elementov skupine III 7. obdobja periodnega sistema, zlasti torij, uran, plutonij).
- · Samosegrevalne snovi-- snovi, razen pirofornih, vključno z mešanicami in raztopinami, ki so v stiku z zrakom brez zunanjega dovoda energije sposobne samosegrevanja. Te snovi se vžgejo le v velikih količinah (kilogramih) in šele po daljšem časovnem obdobju (urah ali dneh). Razlog za samosegrevanje teh snovi, ki vodi do samovžiga, je reakcija snovi s kisikom (ki je v zraku), pri kateri se nastala toplota ne odvaja dovolj hitro v okolje. Primeri: beli ali rumeni fosfor, napalm, ribja moka, premog, aktivno oglje, bombaž. Do samovžiga pride, ko hitrost proizvodnje toplote preseže hitrost prenosa toplote in je dosežena temperatura samovžiga.
Simbol podrazreda na oznaki tovora: plamen -- črna barva; ozadje - zgornja polovica bela, spodnja rdeča; številka "4" v spodnjem kotu.
