8 Взрывоопасность производств и взрывозащита Потенциальная опасность взрывов в металлургических цехах существует постоянно и только благодаря надежным предупредительным мероприятиям взрывы здесь — редкое явление. Причинами взрыва могут быть нарушения нормальной эксплуатации оборудования, работающего под давлением; воспламенение газов, паров и пыли, образующихся при проведении металлургических процессов; контакт воды с расплавленным металлом и шлаком.
Причиной взрыва, например, парового котла может явиться нарушение целости стенок его из-за низкого качества металла, чрезмерного давления пара, понижения уровня воды в котле (что приведет к перегреву стенок котла) и т. д. При разрыве стенки котла происходит мгновенное испарение находившейся в нем под давлением нагретой воды и образование громадного количества пара, расширяющегося с большой силой. В работающих под давлением сосудах, воздушно-компрессорных установках и воздухопроводах могут образоваться взрывоопасные смеси паров масла и воздуха.
3.1 ГОСТ 4333. Определение температуры вспышки нефтепродуктов в открытом тигле. ТВО
На внутренней поверхности воздухопроводов может образоваться окисная пленка масла. Образование перекисных соединений грозит взрывом при нагреве до 60°С, ударе или сотрясении. Поэтому для смазки употребляют незагрязненные масла с температурой вспышки не ниже 240° С. Все сосуды компрессорных установок часто продувают, периодически очищают воздухосборники от масла и наслоений.
Воздух тщательно отфильтровывают от масла. Температура сжатого воздуха должна быть не выше 140°С. Во всяком случае разница между температурой сжатого воздуха и температурой вспышки масла не должна быть меньше 75°С. Вопросы безопасности работы указанного оборудования рассматриваются в соответствующих специальных курсах.
В различных газовых устройствах металлургических цехов в результате подсоса воздуха могут образоваться взрывоопасные смеси. Причинами подсоса воздуха являются недостатки конструкции (сравнительно редко), нарушения при эксплуатации металлургических печей, газопроводов и других устройств, в особенности при ремонтах и неполадках. Взрывоопасные смеси могут образоваться также из-за неполного сгорания топлива. Кроме того, взрывоопасная смесь может образоваться и вне газовых устройств в результате просачивания газа в окружающее пространство и образования «мешков». Воспламенение взрывоопасной смеси может произойти от открытого огня, электрической искры, трения, заряда статического электричества, нагрева или сжатия смеси. 8.1 Взрывоопасность газов, паров, пыли
Рекомендуемые материалы
КР №1 — Несчастные случаи — 2021
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Практические задания по охране труда
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
РК №1 — Вариант 16
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Лекции по БЖД
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Реферат — История создания Вооружённых Сил РФ
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Лекции по БЖД на 49 страниц
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Прибор для определения температуры вспышки в закрытом тигле АТВЗ-2-БМ
Взрыв — внезапное изменение физического или химического состояния вещества, сопровождающееся крайне быстрым выделением энергии, которое приводит к разогреву, движению и сжатию продуктов взрыва и окружающей воздушной (газовой) среды, возникновению интенсивного скачка давления и разрушениям. В окружающей среде образуется и распространяется особого рода возмущение — ударная волна.
При взрыве газовых и пыле-воздушных смесей выделяется химическая энергия, происходит крайне быстрое химическое превращение с выделением тепла и образованием нагретых сжатых газов. Наиболее общее свойство горения — возможность при известных условиях прогрессивного самоускорения химического превращения — воспламенения, связанного с накоплением в реагирующей системе тепла или активных продуктов цепной реакции.
Для начала горения необходим тот или иной начальный энергетический импульс, чаще всего нагрев горючего. Различают два способа воспламенения: самовоспламенение и вынужденное воспламенение, или зажигание.
Самовоспламенение происходит при нагревании всего объема смеси или стенок заключающего ее сосуда до температуры самовоспламенения, при которой выделяющееся количество тепла больше, чем рассеивающееся в окружающую среду. Вынужденное воспламенение происходит в результате зажигания смеси в одной точке каким-либо высокотемпературным источником тепла — пламенем, накаленным телом, электрической искрой и т. д. Из-за большей, чем при самовоспламенении, теплоотдачи температура источника зажигания должна быть больше, чем температура самовоспламенения.
Воспламенение смесей горючих газов или паров с воздухом или кислородом может быть достигнуто путем подогрева смеси, также путем местного ее зажигания (например, электрической искрой). При подогреве химическая реакция протекает одновременно во всем объеме заключенной в сосуде смеси.
При местном зажигании в точке зажигания возникает пламя, распространяющееся по исходной смеси. Пламя представляет собой тонкий слой, отделяющий еще не реагировавшую исходную смесь от продуктов реакции, в которых химическая энергия перешла в тепловую. Причиной распространения пламени является передача теплоты от продуктов горения несгоревшей смеси.
В результате выделения теплоты реакции и теплопроводности возникает определенное распределение температур в газовой смеси (рис. 8.1).
Рисунок 8.2 — Распределение температур в горящей газовой смеси Зона горения начинается при температуре воспламенения (Тв), близкой к температуре горения смеси (Тг). В зоне между температурами Тв и То (начальной температурой исходной смеси) происходит медленный прогрев.
Скорость распространения пламени при горении всегда, и притом во много раз, меньше скорости звука. Это объясняется тем, что скорость передачи энергии в газе путем теплопроводности невелика по сравнению со скоростью распространения в нем упругих колебаний.
Концентрация реагирующего вещества во франте пламени меняется не только вследствие протекания самой реакции, но и в результате диффузии. Равномерное распространение пламени с постоянной скоростью осуществляется лишь при зажигании газовой смеси у открытого конца трубы. При горении в закрытых трубах пламя распространяется с непрерывно возрастающей скоростью.
В результате расширения продуктов горения позади фронта пламени впереди него в исходной смеси возникают волны сжатия, которые, подобно поршню, приводят газ в движение. Каж
дая последующая волна сжатия, распространяясь в более плотной среде, догоняет предыдущую, и в результате наложения таких элементарных волн постепенно возникает достаточно крутой перепад давления, характерный для ударной волны.
По мере распространения пламени интенсивность ударной волны возрастает, а вместе с ней возрастает и скорость движения газа (до сотен м/сек), в то время как в условиях нормального горения скорость распространения пламени относительно неподвижной смеси не превышает 10 м/сек даже в самых быстро горящих смесях. Таким образом, пламя распространяется в сжатом и движущемся газе, благодаря чему оно ускоряется.
По мере ускорения распространения пламени растет и амплитуда ударной волны, обусловливая последующее его ускорение, и т. д. Когда интенсивность ударной волны достигнет некоторого критического значения, происходит детонация. Детонация — распространение горения с равномерной, вполне определенной для каждой горючей смеси, сверхзвуковой скоростью порядка 1000—3500 м/сек.
При нормальном горении скорость распространения пламени определяется процессами теплопроводности и диффузии; для газов эта скорость не превышает нескольких метров в секунду. При детонации химическое превращение возбуждается ударной волной, которая при своем распространении сжимает и нагревает вещество.
Большая скорость химического превращения, сопровождающегося выделением тепла и образованием продуктов горения, приводит к тому, что при детонации в газовых смесях развиваются высокие давления, достигающие 5 • 10 5 н/м 2 . При горении в газо-воздушной смеси создается определенное распределение давлений (рис. 8.2).
По мере увеличения скорости распространения пламени уменьшается различие между ней и скоростью движения ударной волны и, наконец при скорости, равной скорости детонации, они совпадут. 
Рисунок 8.3 — Распределение давления в горящей газовой смеси Когда давление на фронте ударной волны достигает своего критического значения, при котором скорость волны станет равной скорости детонации, происходит самовоспламенение сжатого газа.
При движении сжатого газа впереди фронта пламени прилегающие к стенке трубы слои газа тормозятся, соответственно ускоряется движение газа в центре трубы, в результате чего возникает турбулизация газа. Распределение скорости по сечению становится неравномерным, что приводит к перестройке профиля фронта пламени и увеличению поверхности горения; пропорционально этому увеличивается количество вещества, сгорающего в единицу времени; возрастание скорости сгорания в свою очередь вызывает увеличение скорости движения газа и т. д. В большинстве случаев причиной возникновения взрыва является разогрев смеси, но при известных условиях медленная реакция может самоускориться не вследствие разогрева, а в результате накопления в системе активных промежуточных продуктов реакции, создающих благоприятные условия для развития и разветвления цепей.
В этом случае разогрев смеси не причина, а следствие взрыва. Давление при взрыве газо-воздушных смесей определяется по формуле 
Тонкоизмельченные частицы твердого вещества благодаря развитой поверхности обладают значительной химической активностью, адсорбируют газы, электризуются, и в результате этого многие вещества, которые с трудом горят, в виде пыли легко взрываются. Давление, возникающее при взрыве пыли вследствие быстрого образования газообразных веществ и расширения воздуха, может оказаться весьма значительным.
Так, при взрыве 1г мелкодисперсной сахарной пыли, распределенной в 4 л воздуха, благодаря теплоте реакции, способной нагреть продукты реакции до 4300° С, в постоянном объеме создается давление в 1,5 раза больше, чем при взрыве того же объема смеси метана с воздухом. Так как горение пыли протекает медленнее, чем горение газов, зона горения оказывается несколько более широкой.
Скорость распространения пламени в аэрозоле зависит от величины пылинок; с увеличением крупности пылинок уменьшается скорость распространения пламени, а при определенной крупности пламя распространяться не может. При горении прогрев горючей жидкости на большую глубину в случае наличия в жидкости или на дне резервуара воды вызывает парообразование ‘и связанное с ним повышение давления, которое приведет к вскипанию и выбрасыванию горящей жидкости из резервуара.
8.2 Пределы взрываемости Не всякая смесь горючего газа с воздухом является взрывоопасной. Если газо-воздушные смеси различного процентного состава поместить в сосуд, имеющий источник зажигания и внутри, и снаружи (на выходе газа из сосуда), то возможны следующие три случая (рис.
8.4): 
Рисунок 8.4 – Концентрационные пределы взрываемости 1) смесь не воспламеняется ни от внутреннего запальника, ни от наружного (вернее, вблизи от запальника может идти процесс горения, но он не распространяется в объем; при удалении запальника горение прекращается); 2) смесь воспламеняется и внутри сосуда, и на выходе из него; 3) смесь воспламеняется только на выходе из сосуда. Таким образом, в сосуде воспламеняются только такие смеси, в которых концентрация горючего газа находится в определенных пределах. Это происходит потому, что горючие газы, способные образовывать с воздухом (или кислородом) взрывоопасные смеси, имеют определенные пределы взрываемости, характеризующие минимальную и максимальную концентрацию газа в смеси, вне которых данная газо-воздушная смесь не является взрывоопасной. Эти (нижний и верхний) пределы взрываемости образуют диапазон взрываемости, различный для различных смесей. Ниже приводятся пределы взрываемости и температуры воспламенения различных газов.
| Нижний Предел, % | Верхний Предел, % | Температура Воспламенения, 0 С | |
| Аммиак, NH3 | 16,0 | 27,0 | 780 |
| Ацетилен,C2H2 | 3,5 | 82,0 | 480 |
| Водород, H2 | 4,15 | 75,0 | 570 |
| Метан, CH4 | 5,0 | 16,0 | 650 |
| Окись углерода, CO | 12,8 | 75,0 | 651 |
| Пропан, C3H8 | 2,3 | 9,5 | 446 |
| Сероводород, H2S | 4,3 | 45,5 | 345 |
 |
 |
 |
| |
 |
Источник: studizba.com
ХИМИЯ НЕФТИ
называется температура, при которой нефтепродукт, нагреваемый в стандартных условиях, выделяет такое количество паров, которое образует с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.
Для индивидуальных углеводородов существует определенная количественная связь температуры вспышки и температуры кипения, выражаемая соотношением:
Для нефтепродуктов, выкипающих в широком интервале температур, такую зависимость установить нельзя. В этом случае температура вспышки нефтепродуктов связана с их средней температурой кипения, т.е. с испаряемостью. Чем легче фракция нефти, тем ниже ее температура вспышки.
Так, бензиновые фракции имеют отрицательные (до минус 40°С) температуры вспышки, керосиновые 28-60°С, масляные 130-325°С. Присутствие влаги, продуктов распада в нефтепродукте заметно влияет на величину его температуры вспышки. Этим пользуются в производственных условиях для заключения о чистоте получаемых при перегонке керосиновых и дизельных фракций.
Для масляных фракций температура вспышки показывает наличие легкоиспаряющихся углеводородов. Из масляных фракций различного углеводородного состава наиболее высокую температуру вспышки имеют масла из парафинистых малосернистых нефтей. Масла той же вязкости из смолистых нафтено-ароматических нефтей характеризуются более низкой температурой вспышки.
Методы определения температуры вспышки
Стандартизованы два метода определения температуры вспышки нефтепродуктов в открытом (ГОСТ 4333-87) и закрытом (ГОСТ 6356-75) тиглях. Разность температур вспышки одних и тех же нефтепродуктов при определении в открытом и закрытом тиглях весьма велика. В последнем случае требуемое количество нефтяных паров накапливается раньше, чем в приборах открытого типа.
Кроме того, в открытом тигле образовавшиеся пары свободно диффундируют в воздух. Указанная разность тем больше, чем выше температура вспышки нефтепродукта. Примесь бензина или других низкокипящих фракций в более тяжелых фракциях (при нечеткой ректификации) резко повышает различие в температурах их вспышки в открытом и закрытом тиглях.
При определении температуры вспышки в открытом тигле нефтепродукт сначала обезвоживают с помощью хлорида натрия, сульфата или хлорида кальция, затем заливают в тигель до определенного уровня, в зависимости от вида нефтепродукта. Нагрев тигля ведут с определенной скоростью, и при температуре на 10°С ниже ожидаемой температуры вспышки медленно проводят по краю тигля над поверхностью нефтепродукта пламенем горелки или другого зажигательного приспособления.
Эту операцию повторяют через каждые 2°С. За температуру вспышки принимают ту температуру, при которой появляется синее пламя над поверхностью нефтепродукта. При определении температуры вспышки в закрытом тигле нефтепродукт заливают до определенной метки и в отличие от описанного выше метода нагревание его проводят при непрерывном перемешивании. При открывании крышки тигля в этом приборе автоматически подносится пламя к поверхности нефтепродукта.
Определение температуры вспышки начинают за 10°С до предполагаемой температуры вспышки — если она ниже 50°С, и за 17°С — если она выше 50°С. Определение проводят через каждый градус, причем в момент определения перемешивание прекращают.
Все вещества, имеющие температуру вспышки в закрытом тигле ниже 61°С, относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), которые, в свою очередь, подразделяются на:
- особо опасные (Tвсп ниже минус 18°С);
- постоянно опасные (Tвсп от минус 18°С до 23°С);
- опасные при повышенной температуре (Tвсп от 23°С до 61°С).
Источник: proofoil.ru
1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Аппараты для определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле типов ТВО (ТВ-2) или полуавтоматические и автоматические типа АТВО (АТВ-2), дающие результаты в пределах допускаемых расхождений по методу Кливленда.
При возникновении разногласий в оценке качества нефтепродукта определение проводят вручную.
Экран трехстворчатый, окрашенный с внутренней стороны черной краской, с секциями шириной (46 ± 1) см и высотой (60 ± 5) см или щит высотой 55 — 65 см из листовой кровельной стали, окрашенный с внутренней стороны черной краской.
Секундомер любого типа.
Барометр ртутный или барометр-анероид с погрешностью измерения не более 0,1 кПа.
Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026.
Осушающие реагенты (обезвоженные): натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166 или натрий сернокислый технический по ГОСТ 6318, или кальций хлористый технический по ГОСТ 450, или натрий хлористый по ГОСТ 4233.
Дополнительно для метода Б.
Аппарат для определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле по методу Бренкена (типа ЛТВО).
Допускается применять импортную посуду, аппаратуру и реактивы по классу точности и квалификации не ниже предусмотренных стандартом.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2. МЕТОД А
2.1.1. Подготовка пробы
2.1.1.1. Пробу тщательно и осторожно перемешивают.
2.1.1.2. Пробы твердых нефтепродуктов предварительно расплавляют.
Температура пробы после нагревания должна быть ниже предполагаемой температуры вспышки не менее чем на 56 °С.
2.1.1.3. Испытуемый нефтепродукт, содержащий воду, сушат встряхиванием с одним из осушающих реагентов при комнатной температуре. Нефтепродукты с температурой вспышки до 100 ° С сушат при температуре не выше 20 °С. Вязкие нефтепродукты (вязкость при 100 °С свыше 16,5 мм 2 /с) сушат при температуре не более 80 ° С.
Затем пробы фильтруют и декантируют.
2.1.2. Подготовка аппарата
2.1.2.1. Аппарат устанавливают на горизонтальном столе в таком месте, где нет заметного движения воздуха и вспышка хорошо видна. Для защиты от движения воздуха аппарат с трех сторон окружают экраном или щитом. Перед проведением каждого испытания аппарат охлаждают.
2.1.2.2. При работе с токсичными продуктами или продуктами, содержащими ароматические углеводороды (продукты пиролиза), пары которых являются токсичными, аппарат помещают вместе с экраном или со щитом в вытяжной шкаф. При температуре на 56 °С ниже предполагаемой температуры вспышки движение воздуха в вытяжном шкафу следует поддерживать без создания сильных потоков над тиглем, для чего необходимо работать при закрытой верхней заслонке вентиляционного устройства вытяжного шкафа.
2.1.2.4. В тигель помещают термометр в строго вертикальном положении так, чтобы нижний конец термометра находился на расстоянии 6 мм от дна тигля и на равном расстоянии от центра и от стенок тигля.
2.1.2.5. Аппараты и правильность результатов определений рекомендуется проверять по государственным стандартным образцам ГСО ТОТ 4407-88 — ГСО ТОТ 4410-88.
Аппарат пригоден к испытанию нефтепродуктов и выдержаны условия испытания, если разность результатов определения температуры вспышки ГСО и аттестованной характеристикой ГСО не превышает значения абсолютной погрешности для данного аттестованного ГСО.
Порядок применения ГСО изложен в инструкции к свидетельству.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
2.2. Проведение испытания
2.2.1. Тигель заполняют нефтепродуктом так, чтобы верхний мениск точно совпадал с меткой. При наполнении тигля выше метки избыток нефтепродукта удаляют пипеткой или другим соответствующим приспособлением. Удаляют пузырьки воздуха с поверхности пробы. Не допускается смачивание стенок тигля выше уровня жидкости.
При попадании нефтепродукта на внешние стенки тигля тигель освобождают от нефтепродукта и обрабатывают по пп. 2.1.2.3.
2.2.2. Тигель с пробой нагревают пламенем газовой горелки или при помощи электрообогрева сначала со скоростью 14 — 17 °С в минуту. Когда температура пробы будет приблизительно на 56 ° С ниже предполагаемой температуры вспышки, скорость подогрева регулируют так, чтобы последние 28 ° С перед температурой вспышки нефтепродукт нагревался со скоростью 5 — 6 °С в минуту.
2.2.3. Зажигают пламя зажигательного устройства и регулируют его таким образом, чтобы размер диаметра пламени был примерно 4 мм. Его сравнивают с лекалом (шариком-шаблоном), вмонтированным в аппарат.
2.2.4. Начиная с температуры не менее чем на 28 °С ниже температуры вспышки, каждый раз применяют зажигательное устройство при повышении температуры пробы на 2 °С. Пламя зажигательного устройства перемещают в горизонтальном направлении, не останавливаясь над краем тигля, и проводят им над центром тигля в одном направлении в течение 1 с.
При последующем повышении температуры перемещают пламя зажигания в обратном направлении.
2.2.5. За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при появлении первого синего пламени над частью или над всей поверхностью испытуемого нефтепродукта.
В случае появления неясной вспышки она должна быть подтверждена последующей вспышкой через 2 ° С.
Голубой круг (ореол), который иногда образуется вокруг пламени зажигания, во внимание не принимают.
2.2.6. Для определения температуры воспламенения продолжают нагрев пробы со скоростью 5 — 6 ° С в минуту и повторяют испытание пламенем зажигательного приспособления через каждые 2 °С подъема температуры нефтепродукта.
2.2.7. За температуру воспламенения принимают температуру, показываемую термометром в тот момент, в который испытуемый нефтепродукт при поднесении к нему пламени зажигательного приспособления загорается и продолжает гореть не менее 5 с.
2.3. Обработка результатов
Источник: www.infosait.ru