Міністерство освіти і науки України
Національний університет ”Львівська політехніка”
Інститут прикладної математики та фундаментальних наук
Лабораторна робота №31
з курсу: «Основи охорони праці »
на тему: «Визначення категорії виробництва по вибухопожежній і пожежній небезпеці»
Мета: експериментально визначити температуру спалаху і займання речовини. Встановити категорію приміщення за вибухопожежною і пожежною небезпекою.
Теоретична частина
Рідини, що схильні до окиснення, за деяких умов можуть спалахувати і горіти. Під час зберігання і транспортування рідин над їх поверхнею завжди перебувають пари, концентрація яких залежить від температури рідин. У разі низьких температур рідини концентрація парів настільки низька, що вони не здатні займатися від піднесеного високотемпературного джерела. Якщо нагріти таку рідину, то можна досягнути деякої мінімальної її температури, за якої створюється концентрація парів, здатних до займання від високотемпе-ратурного джерела (розжареного тіла, іскри, полум'я).
Якщо до того ж згоряють тільки пари, які утворились над рідиною, після чого полум'я гасне, то вважають, що температура рідини досягла температури спалаху.
Температурою спалаху називається найнижча (в умовах спеціального дослідження) температура горючої речовини, за якої над її поверхнею утворюються пари, які здатні спалахнути у повітрі від джерела запалювання, але швидкість утворення парів недостатня для подальшого горіння. Чим нижча температура спалаху, тим пожежонебезпечнішим є паливо і тим серйозніші повинні бути заходи безпеки під час його використання.
На температуру спалаху горючої речовини впливає атмосферний тиск і вологість повітря у зоні її перебування. Що вищий атмосферний тиск, тим вища і температура спалаху. Гольде і Ломан встановили, що зміна тиску на кожний 1 мм. рт. ст. зумовлює зміну температури спалаху на 0,033 – 0,036 °С.
Приймаючи середньоарифметичне значення, яке дорівнює 0,0345 °С, як поправку на зміну тиску на 1 мм рт. ст., обчислюємо температуру спалаху Т при 760 мм рт. ст.
T = t + 0,0345 * (760 - P) , (1)
де Р – барометричний тиск при визначенні температури спалаху, мм рт. ст; t –
спостережена температура спалаху за тиску Р, °С.
Підвищена вологість збільшує температуру спалаху, тому що у пароповітряній суміші парціальні тиски кисню і горючої рідини за постійної температури знижуються з підвищенням вмісту водяної пари. Тому для досягнення концентрації парів горючої рідини в повітрі, за якої відбувається спалах, потрібно підвищувати температуру.
Температурою займання називається температура горючої речовини, під час якої вона виділяє пари з такою швидкістю, що після займання їх від джерела запалювання виникає стійке горіння (полум’я на поверхні рідини тримається протягом не менше 5 с).
У легкозаймистих рідин (ЛЗР) різниця між температурою спалаху і займання незначна – 1 – 5°С, а в горючих рідин (ГР) ця різниця відчутніша, тобто температура займання вища від температури спалаху на 10°С і більше. Для деяких ЛЗР температура спалаху, нижча від нуля: для бензину А-72 (зимового) – 36°С, бензину АІ-93 (зимового) – 37°С, ацетальдегіду – 38°С, ізопентану – 52°С. Чим нижча температура спалаху, тим більшу небезпеку становить така рідина.
Згідно з ГОСТ 12.1.004-91 до ЛЗР належать рідини з температурою спалаху, до 61 °С в закритому тиглі або до 66°С – у відкритому. Рідини з температурою спалаху вищою від вказаної, належать до ГР. Горючі рідини з температурою спалаху вище 61 °С вважаються більш безпечними від ЛЗР і тому необхідні заходи безпеки під час поводження з ними менш жорсткі. Такі рідини можна без спеціальних заходів зберігати, транспортувати тощо.
За температурою спалаху визначають не тільки ступінь пожежної небезпеки горючих рідин (ЛЗР або ГР), але і категорію приміщення за вибухопожежною і пожежною небезпекою (А,Б,В,Г,Д), після чого визначають ступінь вогнестійкості, допустиму кількість поверхів, площу поверху (див. розділ "Вимоги нормативних документів").
Опис лабораторної установки:
Схема приладу відкритого типу зображена на рис. 1. Прилад складається з металевого тигля 1, діаметром 63–65 мм, висотою 45–46 мм і товщиною стінки 1 мм. Тигель помішується в електронагрівач 2, встановлений на штативі 3, на якому прикріплений термометр 4 на 360°С з ціною поділки 1°С.
Рис.1 Прилад відкритого типу для визначення температури спалаху і займання
Рис.2 Прилад для визначення температури спалаху у закритому тиглі
Прилад закритого типу (рис.8) складається з електронагрівача 1, латунної склянки 2 з плоским дном, яка вкладається в електронагрівач. Всередині склянки є мішалка 3 з гнучкою передачею 4 і позначка рівня, до якого необхідно налити рідину, що випробовується. Склянка закривається щільною кришкою, яка має отвір для термометра 5, засувку з двома отворами 6 і запалювальний пристрій 7. Отвір для запалювання відкривається за допомогою пружинного важеля 8, який одночасно повертає запалювальне пристосування і скеровує його до середини отвору. Для визначення температури спалаху застосовують ртутні термометри із шкалою поділок від 30 до 170°С і від 100 до 300°С проградуйовані через 1°С, залежно від тієї температури спалаху парів рідини, що передбачається.
Порядок виконаної роботи:
Визначення температури спалаху і займання у відкритому тиглі:
Прилад встановлюють у витяжній шафі у темному кутку.
Горючу рідину, що випробовують, наливають у тигель, який поміщають на електронагрівач.
Рівень рідини встановлюють за шаблоном.
У тигель з рідиною встановлюють термометр у строго вертикальному положенні так, щоб кулька знаходилася у центрі тигля і не торкалась його дна.
Рідину нагрівають зі швидкістю 10°С/хв., а за 40°С до очікуваної температури спалаху швидкість нагрівання зменшують до 4°С/хв.
Випробування починають за 10°С до очікуваної температури спалаху, проводячи повільно по краю тигля на відстані 10 – 14 мм від поверхні рідини, що випробовується і паралельно до неї через кожні 2°С полум'ям запаленого сірника протягом 2 – 3 с.
За температуру спалаху приймають температуру, за якої спостерігається поява перебігаючого і швидко зникаючого синього полум'я.
У разі повторного визначення температури спалаху беруть нову порцію рідини, що випробовується.
Розбіжності між паралельними визначеннями при температурі спалаху до 150°С не повинні перевищувати 4°С, вище 150°С-6°С.
Після визначення температури спалаху нагрівання рідини продовжують зі швидкістю 4°С/хв. до встановлення температури займання.
Температурою займання вважають покази термометра у момент, коли рідина, що випробовується, під час піднесення до неї джерела запалення загоряється і продовжує горіти не менше 5с.
Визначивши температуру займання рідини, що випробовується, тигель швидко накривають кришкою, щоб припинилось горіння.
Визначення температури спалаху у закритому тиглі.
Прилад вмикають у мережу і нагрівають рідину зі швидкістю 10– 12°С за хвилину для рідин з температурою спалаху вище ніж 150°С і зі швидкістю 5–8°С за хвилину для рідин з температурою спалаху нижче ніж 150°С.
Рідину періодично перемішують мішалкою.
Коли температура рідини, що нагрівається буде на 30°С нижча від передбачуваної температури спалаху, нагрівати потрібно зі швидкістю 2°С/хв.
Коли рідина нагрівається до температури, на 10°С нижчої від очікуваної температури спалаху, випробовують на спалах пари рідини через 1°С для продуктів з температурою спалаху до 150°С і через 2°С – для продуктів з температурою спалаху вищою, ніж 150°С. Для цього на 1 с повертають пружинний важіль і підносять до отвору запалений сірник.
У момент випробування на спалах рідину не рекомендується перемішувати.
Якщо спалаху не було, рідину знову перемішують, повторюючи операцію запалювання через 2с.
У разі появи синього, швидко зникаючого полум'я над поверхнею рідини визначають температуру, яка і є температурою спалаху рідини, що випробовується.
ВИЗНАЧЕННЯ КАТЕГОРІЇ ПРИМІЩЕННЯ
ЗА ВИБУХОПОЖЕЖНОЮ ТА ПОЖЕЖНІЙ НЕБЕЗПЕЦІ
Визначивши експериментальну температуру спалаху у відкритому і закритому тиглях, а також температуру займання у відкритому тиглі, заповнюють протокол. Якщо випробовували при барометричному тиску, який відрізняється від 760 мм рт. ст. на 15 мм рт. ст. і більше, то у показники температури спалаху вводять поправку за формулою 1. У разі барометричного тиску, нижчого, ніж 760 мм рт. ст., поправку додають, а при барометричному тиску, вищому, ніж 760 мм рт. ст. поправку віднімають від показників знайденої експериментальної величини температури спалаху.
За відкоригованою температурою спалаху визначають категорію приміщення за вибухопожежною і пожежною небезпекою, користуючись витягом з НАПБ Б. 03.002-2007 розділу "Вимоги нормативних документів".
ПРОТОКОЛ
Досліджува- на рідина
Початкова температура рідини, °С
Експериментальна температура, °С
Температурна поправка температури спалаху, °С
Категорія приміщень по вибухопожежній небезпеці
спалаху
займання
Трансформаторне масло
17
140
156
141,173
Категорія Б
T=t+0.0345+(760-P)=141.173
Висновок: