Версії про джерела запалювання неелектричної природи
Теплове прояв механічної енергії
Досить частою причиною виникнення пожеж на виробництві (в технологічному обладнанні, різних механічних пристроях) є запалення палива в результаті його нагрівання при терті. В цьому плані небезпечно обладнання, в якому відбувається механічне переміщення частин щодо один одного. Найбільш небезпечні вузли - підшипники ковзання сильно навантажених і високооборотних машин.
Як відомо, кількість теплоти, що виділяється при терті, визначається формулою:
де: f - коефіцієнт тертя;
l - величина відносного переміщення тертьових тіл.
Чим швидше обертається вал машини (більше величина l) і чим більше навантаження, яке діє на цей вал, тобто сила притиснення, що труться (N), тим більше кількість виділяється при терті теплоти.
До збільшення коефіцієнта (f) тертя ведуть порушення якості змащування поверхонь, забруднення, перекоси, перевантаження машини, через-мірна затягування підшипників. Підшипники в такій ситуації заклинює, вал починає обертатися у внутрішньому кільці підшипника, а це призводить до ще більшого тертя, розігріву деталей і, в кінцевому рахунку, пожежі.
Місця, де відбувалося тертя і перегрів, після пожежі можна визначити за характерними ознаками. До них відносяться:
- вироблення металу в місці, де відбувається тертя;
- полірування поверхонь, що труться і сліди високотемпературного нагріву (кольори мінливості) на ній;
- сліди локального нагріву на агрегатах і оточуючих деталях.
При можливості необхідно розібрати пристрій, в якому сталося загоряння, виявити зазначені сліди, зафіксувати це в протоках-ле огляду, а в подальшому використовувати при обгрунтуванні версії про при-чині пожежі.
У 80-х роках на Ленінградському виробничому об'єднанні «Піг-мент» сталася пожежа. Горіння відбувалося в цеху приготування масляної-них фарб, а почалося воно, як показали численні свідки, в зоні, де стояв змішувач фарби і насос, який качав готову фарбу на ділянку розфасовки.
Фахівці, які оглядали агрегат після пожежі, вирішили з'ясувати причину аварійного режиму роботи насоса. Насос розібрали. Вал насоса обертався на двох підшипниках. Здавалося б, після пожежі обидва підшипника повинні були мати приблизно однакові термічні поразки. Проте, один був у відносно доброму, справному стані і обертав-ся, а інший був заклинений, мав ознаки високотемпературного нагріву (кольори мінливості по корпусу). Вал провертався у внутрішній обоймі цього підшипника і мав явну вироблення в місці обертання в обоймі.
Порівняння двох підшипників - однакових деталей побував на пожежі пристрою - дає можливість констатувати, що причиною пожежі стало тепловиділення при терті в зоні заклинило підшипника. Тертя і нагрівання обертового високообо-ротного вала привели, в кінцевому рахунку, до займання перекачується насосом фарби.
Механічні іскри - досить поширені джерела запалю-ня. Утворюються вони при взаємодії двох матеріалів при терті і ударі. За походженням механічні іскри поділяють на дві групи:
При терті матеріалів мікронерівності на їх поверхні піддав-ються значною пластичної деформації. Точкове нагрівання обох поверхонь і зрізання частинок матеріалу в цих мікрозонах призводить до утворення іскор тертя.
Удар являє собою динамічний, різкий контакт двох елементів-тов. При цьому відбувається виділення теплоти в результаті тертя, а відірвалися частинки утворюють ударну іскру.
У промислових умовах виникнення іскор можливо, зокрема:
а) при роботі промислового обладнання в результаті його перег-рузке, ударів рухомих частин об нерухомі;
б) при попаданні в механізми сторонніх предметів, металевих деталей, каменів і т.п. (Таке можливо в мешалках, млинах, вентиля-торах - сторонні предмети можуть виявитися в сировину або утворитися при поломки і пошкодженнях обладнання);
в) при використанні неналежних інструментів при виконанні різних робіт.
Температура ударної іскри підвищується майже лінійно зі збільшенням сили удару.
Розміри іскор тертя і удару досягають 0,1-0,5 мм.
За характером взаємодії з навколишнім середовищем іскри поділяють на дві групи:
- іскри активні (що реагують з навколишнім середовищем, в основному окислюються);
- іскри пасивні (що не реагують з повітрям, їх температура максимальна на початку і швидко знижується в міру руху частинки).
Найбільш небезпечні іскри активні. Їх температура за рахунок реакції окислення киснем повітря може возрастатьво час польоту іскри, що збільшує ймовірність виникнення пожежі.
Активні іскри утворюються в основному з вуглецевих низьколегованих сталей. А саме з цих сталей виготовляється основна маса металопрокату, використовуваного в будівельник-стве і на виробництві.
Відзначимо, що при зіткненні або терті стали з металами, що мають більш низьку температуру плавлення, іскроутворення утруднено. Нап-ример, при зіткненні латуні і чистої стали іскор не утворюється, в той час як при ударі стали про сталь іскри можуть утворюватися в значній-тельном кількості. Небезпечне виключення з цього правила - взаємо-твие алюмінію зі іржавої сталлю.
Зіткнення алюмінію з чистою, не іржавою сталлю дає частинки алюмінію з невисокою початковою температурою і не окислюються на повітрі. При зіткненні ж алюмінію з іржавої сталлю відбувається термічна ре-акція взаємодії алюмінію з оксидами заліза - розігрів, окислення і запалення алюмінієвих частинок. Д. Драйздейл відзначав, що такий же ефект проявляється, якщо вдарити, наприклад, твердим предметом по ржа-вому залізного прутки, покритому алюмінієвою фарбою. При цьому метушні-кає дощ іскор.
Щодо запалює здатності механічних іскор зі спеціальної літератури відомо наступне:
- запалює здатність іскор зростає в міру зростання енергії удару;
- запалює здатність іскор тертя більше, ніж іскор удару;
- підвищення швидкості переміщення об'єктів відносно один одного при терті в межах до 100 м / сек збільшує займисті здатність утворюються іскор;
- особливо великий запалює здатність мають іскри, що утворюються при шліфуванні вуглецевих сталей;
- найнебезпечніше з пожежної точки зору поєднання удару і тертя;
- можливість займання істотно залежить від складу займистою суміші. Вирішальну роль відіграє кількість кисню в суміші.
На останньому пункті необхідно зупинитися більш докладно. Горючі речовини, здатні практично спалахнути від іскор, можна розділити на три групи:
а) суміші з повітрям і киснем горючих газів, парів, пилу. До останніх відносяться металеві пилу (титану, магнію, алюмінію) пил сірки та ін .;
б) матеріали, схильні до гниття;
в) в умовах підвищеного вмісту кисню - деякі інші речовини і матеріали.
Вищесказане відноситься в основному до сталевих іскрам. Значно більшою запалює здатність мають іскри отлегкіх металів. особливо металів, схильних до окислення. Так, наприклад, механічні іскри алюмінію і магнію можуть викликати загоряння практично всіх сумішей горючих газів і парів з повітрям. Але з огляду на м'якості цих металів іскри при терті і ударі від них практично не утворюються. Тому і пожеж від таких іскор виникає менше.
Щоб прийняти версію про виникнення пожежі від механічних іскор. необхідно встановити:
а) джерело освіти механічної іскри і місце освіти (слід від удару, локальне руйнування);
б) горючу середу, запалав від іскри.
Огляд місця пожежі показав, що осередок пожежі дійсно распо-хибна в даному приміщенні, в місці установки ГДГ. Кришка верхнього кар-тера ГДГ була пробита, краю пробоїни вивернуті назовні (рис. 13.1). Ок-рашен поверхні навколишніх конструкцій обгоріли, пластмасові світильники поплавилися; на конструкціях навколо ГДГ була кіптява і краплі олії, викинутого з дізельгенератора.
При розбиранні ГДГ виявилося руйнування поршневий групи десяти-го циліндра першого ГДГ; були знайдені і залишки шатуна циліндра (рис. 13.1).
Результати огляду місця пожежі дозволили реконструювати вироб-йшли події наступним чином.
При роботі дизель-генератора з невідомої причини (можливо, це був заводський брак або втомна напруга в металі) сталося руйнування шатуна циліндра. Відлетіли при цьому шматки шатуна пробили корпус генератора і вилетіли назовні. Розгерметизація генератора супроводжувалася викидом міститься в ньому масла М10Б2, а також дизельного палива за рахунок руйнування паливопроводу. Удар колосальної сили шатуна про корпус, який зруйнував останній, неминуче повинен був привести до утворення ударних іскор, які і стали, найімовірніше, джерелом запалювання.