화재의 발생 및 발달 메커니즘. 산업안전보건

화재의 발생 및 발달 메커니즘. 산업안전보건

노동 보호

화재 - 이것은 통제되지 않은 소각으로 물질적 피해, 시민의 생명과 건강, 사회와 국가의 이익에 해를 끼칩니다. 인간의 통제 하에 태우는 것은 손상을 일으키지 않는 한 화재가 아닙니다.

무단 화재, 즉 점화원의 영향으로 연소가 시작되면 다음을 사용하여 즉시 제거해야 합니다. 기본 소방 장비 (소화기 또는 소방수 공급). 그러나 교육 기관의 장은 훈련 된 직원조차도 화재를 진압하는 데 안전하지 않으며 학생은 용납되지 않는다는 점을 기억해야합니다.

불타는 - 물질의 발열 산화 반응으로 글로우, 불꽃, 연기의 출현 등 세 가지 요인 중 적어도 하나를 동반합니다. 그을리는 - 재료의 무화염 연소.

자연 발화 - 이것은 자체 개시 발열 과정의 결과로 인한 발화입니다. 염증 - 발화원의 영향으로 불타는 연소가 시작됩니다. 점화와 달리 점화는 불의 연소만을 동반합니다.

연소는 가연성 물질, 산화제 및 발화원의 세 가지 필수 구성 요소가 있을 때 발생합니다.

그 용어로 가연성 물질 외부 발화원을 제거한 후 자연 발화할 수 있는 물질을 말한다. 가연성 물질은 고체, 액체 또는 기체 상태일 수 있습니다. 가연성 물질은 대부분의 유기 물질, 다수의 기체 무기 화합물 및 물질, 다수의 금속 등입니다. 가스는 화재 및 폭발 위험이 가장 큽니다.

점화용 발화 가능한 액체 표면 위에서 증기-공기 혼합물이 먼저 형성되어야 합니다. 액체의 연소는 증기 상태에서만 가능합니다. 액체 자체의 표면은 상대적으로 차갑게 유지됩니다. 인화성 액체 중에서 가장 위험한 등급은 인화성 액체 (FLL)입니다. 가연성 액체에는 휘발유, 아세톤, 벤젠, 톨루엔, 일부 알코올, 에테르 등이 포함됩니다.

(상온에서) 예열하지 않고 공기와 접촉하면 자체 발화할 수 있는 많은 물질(기체, 액체 또는 고체)이 있습니다. 이러한 물질을 발화성이라고 합니다. 여기에는 백린탄, 수소화물 및 경금속의 유기금속 화합물 등이 포함됩니다.

또한 상당히 많은 물질 그룹이 있으며 공기 중의 물이나 수증기와 접촉하면 화학 반응이 시작되어 많은 양의 열이 방출됩니다. 방출된 열의 작용으로 가연성 반응 생성물 및 출발 물질의 자체 점화가 발생합니다. 이 물질 그룹에는 알칼리 및 알칼리 토금속(리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 스트론튬, 우라늄 등), 이러한 금속의 수소화물, 탄화물, 인산염, 저분자량 유기 금속 화합물(트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리에틸붕소) 등이 포함됩니다. .

불타는 단단한 더 복잡한 메커니즘에 따라 여러 단계로 발생합니다. 외부 소스에 노출되면 고체의 표면층이 가열되고 기체 휘발성 제품의 방출이 시작됩니다. 이 과정은 고체 표면층의 용융 또는 승화(용융 단계를 우회하는 가스 형성)를 동반할 수 있습니다. 공기 중 가연성 가스의 특정 농도(하한 농도 한계)에 도달하면 발화하고 방출된 열을 통해 표면층 자체에 작용하기 시작하여 가연성 가스 및 고체 증기의 새로운 부분을 녹입니다. 연소 영역에 들어갑니다.

나무를 예로 들어보겠습니다. 110°C로 가열하면 나무가 마르고 수지가 약간 증발합니다. 약한 분해는 130°C에서 시작됩니다. 150°C 이상의 온도에서 더 눈에 띄는 목재 분해(변색)가 발생합니다. 150-200°C에서 생성되는 분해 생성물은 주로 물과 이산화탄소이므로 연소할 수 없습니다. 200 ° C 이상의 온도에서 목재의 주성분 인 섬유가 분해되기 시작합니다. 이 온도에서 형성된 가스는 상당한 양의 일산화탄소, 수소, 탄화수소 및 기타 유기 물질의 증기를 포함하기 때문에 가연성입니다. 공기 중 이러한 제품의 농도가 충분해지면 특정 조건에서 발화합니다.

가연성 물질이 녹는 동안 퍼지면 연소원(예: 고무, 고무, 금속 등)이 증가합니다. 물질이 녹지 않는 경우 산소는 점차 연료 표면에 접근하고 공정은 불균일 연소(예: 코크스 연소)의 형태를 취합니다. 고체 물질의 연소 과정은 복잡하고 다양하며 많은 요인(고체 물질의 분산, 수분 함량, 표면의 산화막 존재 및 강도, 불순물 존재 등)에 따라 달라집니다.

더 강렬한(종종 폭발과 함께) 미세 금속 분말 및 분진과 같은 가연성 물질(예: 나무 분진, 가루 설탕)의 발화입니다.

로 산화제 화재의 경우 산소가 가장 자주 방출되며 공기 중 함량은 약 21%입니다. 강한 산화제는 과산화수소, 질산 및 황산, 불소, 브롬, 염소 및 그 기체 화합물, 무수 크롬산, 과망간산 칼륨, 염소산염 및 기타 화합물입니다.

용융 상태에서 매우 높은 활성을 나타내는 금속과 상호 작용할 때 물, 이산화탄소 및 일반적으로 불활성으로 간주되는 기타 산소 함유 화합물은 산화제로 작용합니다.

그러나 연료와 산화제의 혼합물의 존재만으로는 연소 과정을 시작하기에 충분하지 않습니다. 더 필요 점화원. 화학 반응이 일어나기 위해서는 충분한 수의 활성 분자, 그 단편(라디칼) 또는 자유 원자(아직 분자로 결합할 시간이 없었음)가 필요하며 활성화와 동일한 초과 에너지를 갖습니다. 주어진 시스템에 대한 에너지 또는 이를 초과합니다.

활성 원자 및 분자의 출현은 전체 시스템이 가열될 때, 가스가 가열된 표면과 국부적으로 접촉할 때, 화염에 노출될 때, 전기 방전(스파크 또는 아크), 용기 벽의 국부 가열이 마찰의 결과 또는 촉매가 도입된 경우 등

발화원은 또한 가스 시스템의 급격한 단열(환경과의 열교환 없이) 압축 또는 충격파의 영향일 수 있습니다.

이제 실제 화재 및 폭발의 발생 및 발달 메커니즘이 결합된 연쇄 열 과정을 특징으로 한다는 것이 확립되었습니다. 연쇄적으로 시작된 발열성으로 인한 산화 반응은 열에 의해 계속 가속화됩니다. 궁극적으로 연소의 시작 및 발달을 위한 임계(제한) 조건은 열 방출 및 환경과 반응 시스템의 열 및 물질 전달 조건에 의해 결정됩니다.

연소 중단 메커니즘에서 연소 과정(반응)의 끝으로 이어지는 요소 시스템을 이해합니다.

플레임 아웃 메커니즘 인간의 개입 없이 실현될 때 자연적으로 조절될 수 있습니다(예: 자연에서 연소의 자기 청산). 동시에 연소 중지 메커니즘의 본질에 대한 지식을 통해 작은 연소 센터를 제거하고 화재를 진압하는 데 의도적으로 사용할 수 있습니다.

레코딩을 중지하려면 다음 조건 중 하나 이상이 충족되어야 합니다.

연료 증기의 새로운 부분의 연소 구역으로의 진입 중단;
산화제(공기 산소)의 공급 중단; 화염으로부터의 열 흐름 감소; 연소 영역에서 활성 입자(라디칼)의 농도 감소.

따라서, 화재 진압의 가능한 원칙(방법)은:

증발, 승화 또는 분해의 결과로 일정량의 열을 취하는 화염 물질을 화염에 도입하여 자체 발화 온도 또는 연료의 인화점 아래로 연소 센터의 온도를 낮추는 것 (물은 고전적입니다. 물질);
연소 센터의 화염의 영향으로부터 가연성 물질을 격리함으로써(예를 들어, 조밀한 블랭킷을 사용하여) 연소 구역에 들어가는 연료 증기의 양을 줄이는 것;
불연성 첨가제(예: 질소, 이산화탄소)로 매체를 희석하여 기체 매체의 산소 농도 감소;
활성 라디칼의 결합으로 인한 화학적 산화 반응의 속도 감소 및 특수 화학적 활성 물질(억제제) 도입에 의한 화염에서 발생하는 연소 연쇄 반응의 중단;
소화제 입자 사이의 좁은 채널을 통과할 때 화염을 소화하기 위한 조건 생성(방화벽 효과);
연소원에 대한 소화제 제트의 동적 영향으로 인한 화염 실패.

일반적으로 소화 과정에는 결합된 특성이 있습니다. 따라서 폼은 단열 및 냉각 효과가 있고 분말 구성은 억제, 난연성 및 동적 효과가 있습니다.

화재 위험 (OFP)는 인적 및/또는 물적 피해를 초래할 수 있는 요인입니다. OFP는 기본 및 보조로 나뉩니다.

주요 기능은 다음과 같습니다.

화염 및 스파크;
주변 온도 증가;
연소 및 열분해의 독성 생성물;
연기;
산소 농도 감소.

300 차 RPP를 평가할 때 주요 RPP는 400-2003 ° C로 가열 된 고독성 독성 물질의 혼합물 인 연소 및 열분해의 독성 생성물이라는 점을 기억해야합니다. 숨. 77,7년 화재로 인한 사망 통계에 따르면 사망자의 80%가 이 특정 OFP의 영향을 받았으며 이전 연도 평균 이 수치는 70% 수준입니다. 동시에 최대 허용 상승 주변 온도도 표준화되어 있으며 사람의 경우 XNUMX ° C임을 명심해야합니다.

사람의 높이에서 출구 방에서 화재가 발생하는 동안 연소 생성물의 온도 상승 역학 다음 예제 설정이 있습니다.

처음 160분 동안 - 최대 약 XNUMX°C;
350분 동안 - 최대 약 XNUMX°C.

결과적으로 연소 생성물의 제한 온도는 약 2분 안에 실내에서 도달하며, 학생들을 대피시킬 때 고려해야 합니다.

가장 중요한 OFP 중 하나는 연소실의 가스 환경에서 산소 함량의 감소입니다. 깨끗한 공기에서 그 함량은 27%에 이릅니다. 불타는 건물에서는 집중 연소로 인해 산소 함량이 크게 감소합니다. 위험 값은 17% 이내입니다. 근무자 및 기타 개인이 사용하도록 고안된 호흡용 여과 보호구를 사용할 때 이 점을 고려해야 합니다. 즉, 예를 들어 자기 구조 대원에 의해 보호되는 화재 속의 사람이 독성 연소 생성물이 아니라 불타는 건물의 가스 환경에서 산소 부족으로 사망할 가능성이 있습니다.

소화 -복잡한 전문 작업. 항상 단열 호흡 보호구를 사용하는 잘 훈련되고 장비를 갖춘 소방서에서만 해결할 수 있습니다.

보조 OFP에는 다음이 포함됩니다.

파편, 붕괴 메커니즘의 일부, 건물 구조 등;
파괴된 메커니즘 및 장치의 독성 물질 및 물질;
메커니즘의 통전 부품에 의한 절연 손실로 인한 전압;
화재로 인한 위험한 폭발 요인; 소화제.
화재 발달의 역학에는 몇 가지 주요 단계가 있습니다.

첫 번째 단계(최대 10분)는 약 1-3분 안에 점화가 화재로 전환되고 5-6분 이내에 연소 영역의 성장을 포함하는 초기 단계입니다. 이 경우 가연성 물질 및 물질을 따라 주로 선형으로 화재가 확산되며 풍부한 연기 방출이 동반됩니다. 이 단계에서는 경우에 따라 밀폐된 방에서 화재의 자체 소화가 발생하기 때문에 외부 공기의 유입으로부터 방을 격리하는 것이 매우 중요합니다.

두 번째 단계는 30-40분이 소요되는 화재의 체적 발달 단계입니다. 체적 연소로 전환되는 빠른 연소 과정이 특징입니다. 화염 전파 과정은 연소 에너지가 다른 물질로 전달되기 때문에 원격으로 발생합니다.

15-20분 후 유약이 분해되고 산소 공급이 급격히 증가하며 최대값은 온도(최대 800-900°C)와 연소율에 도달합니다. 최대 값에서 화재의 안정화는 20-25분에 발생하고 다른 20-30분 동안 계속됩니다. 이 경우 대부분의 가연성 물질이 타 버립니다.

세 번째 단계는 화재 감쇠 단계입니다.

화재 발생의 역학 분석은 다음을 가능하게 합니다. 결론.

기술 화재 안전 시스템(경보 및 자동 소화)은 최대 연소 강도에 도달하기 전에 작동해야 하며 화재 초기 단계에서 더 잘 작동해야 합니다. 이를 통해 교육 기관의 장은 사람들을 보호하기 위한 조치를 조직할 시간적 여유를 가질 수 있습니다.

소방서는 일반적으로 호출 후 10-15분 후에 도착합니다.

저자: Volkhin S.N., Petrova S.P., Petrov V.P.

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