نار و إحراق تم تعريفها بطرق مختلفة. لأغراضنا ، أهم العبارات المتعلقة بالاحتراق ، كظاهرة ، هي كما يلي:

• يمثل الاحتراق سلسلة من التفاعلات ذاتية الاستدامة تتكون من تحولات فيزيائية وكيميائية.

• تدخل المواد المعنية في تفاعل مع العامل المؤكسد في محيطها ، والذي يكون في معظم الحالات مع الأكسجين الموجود في الهواء.

• يتطلب الاشتعال ظروف بدء مواتية ، والتي تكون عمومًا تسخينًا كافيًا للنظام الذي يغطي الطلب الأولي على الطاقة للتفاعل المتسلسل للحرق.

• غالبًا ما تكون نتيجة التفاعلات طاردة للحرارة ، مما يعني أنه أثناء الاحتراق ، يتم إطلاق الحرارة وغالبًا ما تكون هذه الظاهرة مصحوبة بشعلة ملحوظة بشكل مرئي.

اشتعال يمكن اعتباره الخطوة الأولى في عملية الاحتراق الذاتي. قد يحدث مثل الاشتعال التجريبي (أو اشتعال قسري) إذا كانت الظاهرة ناتجة عن أي مصدر اشتعال خارجي ، أو قد تحدث مثل اشتعال ذاتي (أو اشتعال الذاتي) إذا كانت الظاهرة ناتجة عن تفاعلات تحدث في المادة القابلة للاحتراق نفسها مقترنة بإطلاق الحرارة.

يتميز الميل إلى الاشتعال بمعامل تجريبي ، و درجة حرارة الاشتعال (على سبيل المثال ، أدنى درجة حرارة ، يتم تحديدها عن طريق الاختبار ، والتي يجب تسخين المادة إليها من أجل الاشتعال). اعتمادًا على ما إذا كان قد تم تحديد هذه المعلمة - باستخدام طرق اختبار خاصة - باستخدام أي مصدر إشعال ، فإننا نميز بين درجة حرارة الاشتعال التجريبية و درجة حرارة الاشتعال الذاتي.

في حالة الاشتعال التجريبي ، يتم توفير الطاقة اللازمة لتنشيط المواد المتضمنة في تفاعل الاحتراق من مصادر الاشتعال. ومع ذلك ، لا توجد علاقة مباشرة بين كمية الحرارة اللازمة للاشتعال ودرجة حرارة الاشتعال ، لأنه على الرغم من أن التركيب الكيميائي للمكونات في النظام القابل للاحتراق هو معلمة أساسية لدرجة حرارة الاشتعال ، إلا أنه يتأثر بشكل كبير بأحجام وأشكال المواد ، وضغط البيئة ، وظروف تدفق الهواء ، ومعلمات مصدر الإشعال ، والسمات الهندسية لجهاز الاختبار ، وما إلى ذلك. وهذا هو السبب في أن البيانات المنشورة في الأدبيات لدرجة حرارة الاشتعال الذاتي ودرجة حرارة الإشعال الموجهة يمكن أن تكون مختلفة بشكل كبير.

يمكن توضيح آلية الاشتعال للمواد في حالات مختلفة ببساطة. يتضمن ذلك فحص المواد إما كمواد صلبة أو سائلة أو غازات.

معظم مواد صلبة تستهلك الطاقة من أي مصدر اشتعال خارجي إما عن طريق التوصيل أو الحمل الحراري أو الإشعاع (في الغالب عن طريق الجمع بينها) ، أو يتم تسخينها نتيجة لعمليات إنتاج الحرارة التي تحدث داخليًا والتي تبدأ في التحلل على أسطحها.

لكي يحدث الاشتعال مع السوائل، يجب أن يكون لها تكوين فراغ بخار فوق سطحها قادر على الاحتراق. تختلط الأبخرة المنبعثة ونواتج التحلل الغازي مع الهواء فوق سطح المواد السائلة أو الصلبة.

تساعد التدفقات المضطربة التي تنشأ في الخليط و / أو الانتشار الأكسجين على الوصول إلى الجزيئات والذرات والجذور الحرة الموجودة على السطح وفوقه ، والتي تكون بالفعل مناسبة للتفاعل. تدخل الجسيمات المستحثة في التفاعل ، مما يؤدي إلى إطلاق الحرارة. تتسارع العملية بشكل مطرد ، ومع بدء التفاعل المتسلسل ، تبدأ المادة في الاشتعال والحرق.

يسمى الاحتراق في الطبقة الموجودة تحت سطح المواد الصلبة القابلة للاحتراق مكمور، ويسمى تفاعل الاحتراق الذي يحدث على السطح البيني للمواد الصلبة والغاز متوهج. حرق باللهب (أو ملتهب) هي العملية التي يتم خلالها التفاعل الطارد للحرارة الناتج عن الاحتراق في الطور الغازي. هذا هو الحال بالنسبة لاحتراق كل من المواد السائلة والصلبة.

غازات قابلة للاشتعال يحترق بشكل طبيعي في مرحلة الغاز. إنه بيان تجريبي مهم أن مخاليط الغازات والهواء قادرة على الاشتعال في نطاق تركيز معين فقط. هذا ينطبق أيضا على أبخرة السوائل. تعتمد الحدود الدنيا والعليا القابلة للاشتعال للغازات والأبخرة على درجة حرارة وضغط الخليط ومصدر الاشتعال وتركيز الغازات الخاملة في الخليط.

مصادر الاشتعال

يمكن تصنيف الظواهر التي تزود الطاقة الحرارية في أربع فئات أساسية حسب أصلها (ساكس 1979):

1. الطاقة الحرارية المتولدة أثناء التفاعلات الكيميائية (حرارة الأكسدة ، حرارة الاحتراق ، حرارة المحلول ، التسخين التلقائي ، حرارة التحلل ، إلخ.)

2. الطاقة الحرارية الكهربائية (تسخين المقاومة ، التسخين بالحث ، الحرارة من الانحناء ، الشرر الكهربائي ، التفريغ الكهروستاتيكي ، الحرارة المتولدة من ضربة البرق ، إلخ.)

3. الطاقة الحرارية الميكانيكية (حرارة الاحتكاك ، شرارات الاحتكاك)

4. الحرارة الناتجة عن التحلل النووي.

تتناول المناقشة التالية مصادر الاشتعال الأكثر شيوعًا.

اللهب المكشوف

قد تكون النيران المكشوفة هي أبسط مصادر الإشعال وأكثرها استخدامًا. يعمل عدد كبير من الأدوات في الاستخدام العام وأنواع مختلفة من المعدات التكنولوجية بنيران مكشوفة ، أو تمكن من تكوين ألسنة اللهب المكشوفة. يمكن اعتبار المحارق والمباريات والأفران ومعدات التسخين ولهب مشاعل اللحام والغاز المكسور وأنابيب الزيت وما إلى ذلك مصادر اشتعال محتملة. لأنه مع وجود اللهب المكشوف يمثل مصدر الإشعال الأساسي نفسه احتراقًا قائمًا بذاته ، فإن آلية الإشعال تعني في جوهرها انتشار الاحتراق إلى نظام آخر. شريطة أن يكون مصدر الإشعال باللهب المكشوف طاقة كافية لبدء الاشتعال ، سيبدأ الاحتراق.

الاشتعال العفوي

تشير التفاعلات الكيميائية التي تولد الحرارة تلقائيًا إلى خطر الاشتعال والحرق "كمصادر اشتعال داخلية". ومع ذلك ، قد تصبح المواد التي تميل إلى التسخين التلقائي والاشتعال التلقائي مصادر اشتعال ثانوية وتؤدي إلى اشتعال المواد القابلة للاحتراق في المناطق المحيطة.

على الرغم من أن بعض الغازات (مثل فوسفيد الهيدروجين وهيدريد البورون وهيدريد السيليكون) والسوائل (على سبيل المثال ، الكربونيل المعدني والتركيبات المعدنية العضوية) تميل إلى الاشتعال التلقائي ، فإن معظم الاشتعال التلقائي يحدث كتفاعلات سطحية للمواد الصلبة. يعتمد الاشتعال التلقائي ، مثله مثل جميع عمليات الإشعال ، على التركيب الكيميائي للمادة ، ولكن يتم تحديد حدوثه من خلال درجة التشتت. يتيح السطح النوعي الكبير التراكم المحلي لحرارة التفاعل ويساهم في زيادة درجة حرارة المادة فوق درجة حرارة الاشتعال التلقائي.

يتم أيضًا تعزيز الاشتعال التلقائي للسوائل إذا لامست الهواء على مواد صلبة ذات مساحة سطح محددة كبيرة. تميل الدهون وخاصة الزيوت غير المشبعة التي تحتوي على روابط مزدوجة ، عند امتصاصها بمواد ليفية ومنتجاتها ، وعند تشريبها في منسوجات من أصل نباتي أو حيواني ، إلى الاشتعال التلقائي في ظل الظروف الجوية العادية. تسبب الاشتعال التلقائي للصوف الزجاجي ومنتجات الصوف المعدني الناتجة من الألياف غير القابلة للاحتراق أو المواد غير العضوية التي تغطي أسطحًا معينة كبيرة وملوثة بالزيت في وقوع حوادث حريق شديدة.

لوحظ الاشتعال التلقائي بشكل رئيسي مع غبار المواد الصلبة. بالنسبة للمعادن ذات التوصيل الحراري الجيد ، فإن تراكم الحرارة الموضعي اللازم للاشتعال يتطلب تكسيرًا دقيقًا جدًا للمعادن. مع انخفاض حجم الجسيمات ، يزداد احتمال الاشتعال التلقائي ، ويترتب على ذلك مع بعض الغبار المعدني (على سبيل المثال ، الحديد) الاشتعال. عند تخزين ومعالجة غبار الفحم ، والسخام الناعم ، وغبار اللك والراتنجات الاصطناعية ، وكذلك أثناء العمليات التكنولوجية التي يتم إجراؤها معهم ، يجب إيلاء اهتمام خاص للتدابير الوقائية ضد الحريق لتقليل مخاطر الاشتعال التلقائي.

تُظهر المواد التي تميل إلى التحلل التلقائي قدرة خاصة على الاشتعال تلقائيًا. الهيدرازين ، عند وضعه على أي مادة ذات مساحة سطح كبيرة ، ينفجر على الفور. البيروكسيدات ، التي تستخدم على نطاق واسع في صناعة البلاستيك ، تتحلل بسهولة تلقائيًا ، ونتيجة للتحلل ، فإنها تصبح مصادر اشتعال خطيرة ، مما يؤدي أحيانًا إلى احتراق المتفجرات.

يمكن اعتبار التفاعل العنيف الطارد للحرارة الذي يحدث عندما تتلامس مواد كيميائية معينة مع بعضها حالة خاصة من الاشتعال التلقائي. ومن الأمثلة على هذه الحالات ملامسة حامض الكبريتيك المركز مع جميع المواد العضوية القابلة للاحتراق ، أو الكلورات بأملاح أو أحماض الكبريت أو الأمونيوم ، ومركبات الهالوجين العضوية مع الفلزات القلوية ، وما إلى ذلك. ميزة هذه المواد هي "عدم القدرة على تحمل بعضها البعض" (المواد غير المتوافقة) تتطلب اهتمامًا خاصًا عند تخزينها وتخزينها المشترك ووضع لوائح مكافحة الحرائق.

وتجدر الإشارة إلى أن التسخين التلقائي الخطير قد يكون ، في بعض الحالات ، ناتجًا عن ظروف تكنولوجية خاطئة (تهوية غير كافية ، سعة تبريد منخفضة ، اختلافات في الصيانة والتنظيف ، ارتفاع درجة حرارة التفاعل ، وما إلى ذلك) ، أو يروج لها.

تظهر بعض المنتجات الزراعية ، مثل الأعلاف الليفية ، والبذور الزيتية ، والحبوب المنبتة ، والمنتجات النهائية لصناعة المعالجة (شرائح الشمندر المجفف ، والأسمدة ، وما إلى ذلك) ميلًا للاشتعال التلقائي. يتميز التسخين التلقائي لهذه المواد بميزة خاصة: تتفاقم ظروف درجة الحرارة الخطرة للأنظمة بسبب بعض العمليات البيولوجية الطاردة للحرارة التي لا يمكن التحكم فيها بسهولة.

مصادر الاشتعال الكهربائي

لا تشكل آلات الطاقة والأدوات وأجهزة التدفئة التي تعمل بالطاقة الكهربائية ، فضلاً عن معدات تحويل الطاقة والإضاءة ، أي خطر حريق على محيطها ، شريطة أن يتم تركيبها وفقًا للوائح ومتطلبات السلامة ذات الصلة المعايير وأن التعليمات التكنولوجية ذات الصلة قد تم مراعاتها أثناء تشغيلها. تقلل الصيانة الدورية والإشراف الدوري بشكل كبير من احتمالية اندلاع الحرائق والانفجارات. الأسباب الأكثر شيوعًا للحرائق في الأجهزة الكهربائية والأسلاك هي التحميل الزائد, دوائر قصيرة, شرارات كهربائية و مقاومات تلامس عالية.

يحدث الحمل الزائد عندما تتعرض الأسلاك والأجهزة الكهربائية لتيار أعلى من ذلك الذي صُممت من أجله. قد يؤدي التيار الزائد الذي يمر عبر الأسلاك والأجهزة والمعدات إلى ارتفاع درجة الحرارة بحيث تتلف أو تتعطل المكونات المحمومة للنظام الكهربائي ، أو تتقادم أو تتفحم ، مما يؤدي إلى ذوبان طبقات الأسلاك والكابلات ، وتوهج الأجزاء المعدنية والهيكلية القابلة للاشتعال وحدات قادمة للاشتعال ، واعتمادًا على الظروف ، تنشر النار أيضًا في البيئة. السبب الأكثر شيوعًا للحمل الزائد هو أن عدد المستهلكين المتصلين أعلى من المسموح به أو أن سعتهم تتجاوز القيمة المنصوص عليها.

غالبًا ما تتعرض سلامة عمل الأنظمة الكهربائية للخطر بسبب قصر الدائرة. إنها دائمًا عواقب أي ضرر وتحدث عندما تتلامس أجزاء من الأسلاك الكهربائية أو المعدات على نفس المستوى المحتمل أو المستويات المحتملة المختلفة ، المعزولة عن بعضها البعض والأرض ، مع بعضها البعض أو مع الأرض. قد ينشأ هذا التلامس بشكل مباشر كملامسة معدنية معدنية أو بشكل غير مباشر ، من خلال القوس الكهربائي. في حالات الدوائر القصيرة ، عندما تتلامس بعض وحدات النظام الكهربائي مع بعضها البعض ، ستكون المقاومة أقل بكثير ، ونتيجة لذلك ، ستكون شدة التيار عالية للغاية ، وربما تكون أقل بعدة مرات. قد تؤدي الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء التيارات الزائدة مع دوائر قصر كبيرة إلى نشوب حريق في الجهاز يتأثر بالدائرة القصيرة ، مع اشتعال المواد والمعدات الموجودة في المنطقة المحيطة وانتشار الحريق إلى المبنى.

الشرارات الكهربائية هي مصادر طاقة حرارية ذات طبيعة صغيرة ، ولكن كما يتضح من التجربة ، تعمل بشكل متكرر كمصادر للاشتعال. في ظل ظروف العمل العادية ، لا تطلق معظم الأجهزة الكهربائية شرارات ، ولكن تشغيل بعض الأجهزة عادة ما يكون مصحوبًا بالشرر.

يشكل الشرر خطراً في المقام الأول في الأماكن التي قد تنشأ فيها تركيزات متفجرة من الغاز أو البخار أو الغبار في منطقة توليدها. وبالتالي ، فإن المعدات التي تطلق شرارات عادةً أثناء التشغيل يُسمح بإعدادها فقط في الأماكن التي لا يمكن أن تؤدي فيها الشرر إلى نشوب حريق. من تلقاء نفسه ، فإن محتوى الطاقة في الشرر غير كافٍ لاشتعال المواد في البيئة أو لبدء انفجار.

إذا لم يكن للنظام الكهربائي اتصال معدني مثالي بين الوحدات الهيكلية التي يتدفق من خلالها التيار ، فستحدث مقاومة تلامس عالية في هذه البقعة. ترجع هذه الظاهرة في معظم الحالات إلى خلل في بناء المفاصل أو بسبب التركيبات غير المتقنة. قد يكون أيضًا فك ارتباط المفاصل أثناء التشغيل والتآكل الطبيعي سببًا لمقاومة تلامس عالية. سيتحول جزء كبير من التيار المتدفق عبر الأماكن ذات المقاومة المتزايدة إلى طاقة حرارية. إذا كان لا يمكن تبديد هذه الطاقة بشكل كافٍ (ولا يمكن التخلص من السبب) ، فقد تؤدي الزيادة الكبيرة للغاية في درجة الحرارة إلى حالة حريق تهدد البيئة المحيطة.

إذا كانت الأجهزة تعمل على أساس مفهوم الحث (المحركات ، الدينامو ، المحولات ، المرحلات ، إلخ) ولم يتم حسابها بشكل صحيح ، فقد تنشأ تيارات إيدي أثناء التشغيل. بسبب التيارات الدوامة ، قد ترتفع درجة حرارة الوحدات الهيكلية (الملفات وأقطابها الحديدية) ، مما قد يؤدي إلى اشتعال المواد العازلة وحرق المعدات. قد تنشأ تيارات إيدي - مع هذه العواقب الضارة - أيضًا في الوحدات الهيكلية المعدنية حول معدات الجهد العالي.

شرارات كهرباء

الشحن الكهروستاتيكي هو عملية يتم خلالها شحن أي مادة ، في الأصل مع حياد كهربائي (ومستقل عن أي دائرة كهربائية) ، إيجابًا أو سالبًا. قد يحدث هذا بإحدى الطرق الثلاث:

1.      الشحن مع الفصل، بحيث تتراكم شحنات القطبية الطرحية على جسمين في وقت واحد

2.      الشحن بالتمرير، بحيث تترك التهم التي تزول وراءها اتهامات بعلامات قطبية متعارضة

3.      الشحن عن طريق تناول، بحيث يتلقى الجسم شحنات من الخارج.

قد تنشأ طرق الشحن الثلاث هذه من عمليات فيزيائية مختلفة ، بما في ذلك الفصل بعد التلامس ، والتقسيم ، والقطع ، والسحق ، والتحرك ، والفرك ، وتدفق المساحيق والسوائل في الأنابيب ، والضرب ، وتغيير الضغط ، وتغيير الحالة ، والتأين الضوئي ، والتأين الحراري ، التوزيع الكهروستاتيكي أو تفريغ الجهد العالي.

قد يحدث الشحن الكهروستاتيكي في كل من الأجسام الموصلة والهيئات العازلة نتيجة لأي من العمليات المذكورة أعلاه ، ولكن في معظم الحالات ، تكون العمليات الميكانيكية مسؤولة عن تراكم الشحنات غير المرغوب فيها.

من بين العدد الكبير من الآثار الضارة والمخاطر الناتجة عن الشحن الكهروستاتيكي وتفريغ الشرر الناتج عنه ، يمكن ذكر خطرين على وجه الخصوص: تعريض المعدات الإلكترونية للخطر (على سبيل المثال ، الكمبيوتر للتحكم في العمليات) وخطر الحريق والانفجار .

تتعرض المعدات الإلكترونية للخطر في المقام الأول إذا كانت طاقة التفريغ من الشحن عالية بما يكفي لإحداث تدمير لمدخل أي جزء شبه موصل. تبع تطوير الوحدات الإلكترونية في العقد الماضي زيادة سريعة في هذا الخطر.

يتطلب تطور مخاطر الحريق أو الانفجار تزامنًا في المكان والزمان لشرطين: وجود أي وسط قابل للاشتعال والتفريغ مع القدرة على الاشتعال. يحدث هذا الخطر بشكل رئيسي في الصناعة الكيميائية. يمكن تقديره على أساس ما يسمى ب حساسية شرارة للمواد الخطرة (الحد الأدنى من طاقة الاشتعال) ويعتمد على مدى الشحن.

إنها مهمة أساسية للحد من هذه المخاطر ، وهي مجموعة كبيرة من العواقب التي تمتد من المشاكل التكنولوجية إلى الكوارث مع الحوادث المميتة. توجد وسيلتان للحماية من عواقب الشحن الكهروستاتيكي:

1. منع بدء عملية تحصيل الرسوم (أمر واضح ، ولكن من الصعب جدًا تحقيقه عادةً)

2. تقييد تراكم الرسوم لمنع حدوث تصريفات خطيرة (أو أي مخاطر أخرى).

البرق هو ظاهرة كهربائية في الغلاف الجوي في الطبيعة ويمكن اعتباره مصدر اشتعال. الشحن الساكن الناتج في السحب يساوي الأرض (ضربة صاعقة) ويرافقه تفريغ عالي الطاقة. قد تشتعل المواد القابلة للاشتعال في مكان الصاعقة والمناطق المحيطة بها وتحترق. في بعض ضربات البرق ، تتولد نبضات قوية جدًا ، ويتم معادلة الطاقة في عدة خطوات. في حالات أخرى ، تبدأ التيارات طويلة الأمد في التدفق ، وأحيانًا تصل إلى درجة 10 أ.

الطاقة الحرارية الميكانيكية

تقترن الممارسة الفنية بشكل مطرد بالاحتكاك. أثناء التشغيل الميكانيكي ، يتم تطوير الحرارة الاحتكاكية ، وإذا تم تقييد فقد الحرارة لدرجة أن الحرارة تتراكم في النظام ، فقد ترتفع درجة حرارته إلى قيمة تشكل خطورة على البيئة ، وقد يحدث حريق.

تحدث شرارات الاحتكاك عادةً في العمليات التكنولوجية للمعادن بسبب الاحتكاك الشديد (الطحن ، التقطيع ، القطع ، الضرب) أو بسبب الأجسام المعدنية أو الأدوات التي تسقط أو تسقط على أرضية صلبة أو أثناء عمليات الطحن بسبب تلوث المعادن داخل المادة تحت تأثير الطحن . عادة ما تكون درجة حرارة الشرارة المتولدة أعلى من درجة حرارة الاشتعال للمواد التقليدية القابلة للاحتراق (مثل الشرر من الفولاذ ، 1,400-1,500 درجة مئوية ؛ الشرر من سبائك النحاس والنيكل ، 300-400 درجة مئوية) ؛ ومع ذلك ، فإن قدرة الاشتعال تعتمد على المحتوى الحراري الكامل وأقل طاقة اشتعال للمادة والمادة المراد إشعالها ، على التوالي. لقد ثبت من الناحية العملية أن شرارات الاحتكاك تعني خطر حريق حقيقي في المساحات الهوائية حيث توجد غازات وأبخرة وأتربة قابلة للاحتراق بتركيزات خطيرة. وبالتالي ، في ظل هذه الظروف ، يجب تجنب استخدام المواد التي تنتج الشرر بسهولة ، وكذلك العمليات ذات الشرر الميكانيكي. في هذه الحالات ، يتم توفير الأمان من خلال الأدوات التي لا تسبب شرارة ، أي مصنوعة من الخشب أو الجلد أو المواد البلاستيكية ، أو باستخدام أدوات من سبائك النحاس والبرونز التي تنتج شرارات منخفضة الطاقة.

الأسطح الساخنة

في الممارسة العملية ، قد ترتفع درجة حرارة أسطح المعدات والأجهزة إلى حد خطير إما بشكل طبيعي أو بسبب عطل. غالبًا ما تسبب الأفران والأفران وأجهزة التجفيف ومخارج الغازات العادمة وأنابيب البخار وما إلى ذلك حرائق في المساحات الهوائية القابلة للانفجار. علاوة على ذلك ، قد تؤدي أسطحها الساخنة إلى اشتعال مواد قابلة للاشتعال تقترب منها أو تتلامس معها. للوقاية ، يجب مراعاة المسافات الآمنة ، وسيؤدي الإشراف والصيانة المنتظمان إلى تقليل احتمال حدوث ارتفاع درجة الحرارة بشكل خطير.

مخاطر الحريق للمواد والمنتجات

يمثل وجود مادة قابلة للاحتراق في الأنظمة القابلة للاحتراق حالة واضحة للحرق. تعتمد ظاهرة الاحتراق ومراحل عملية الحرق بشكل أساسي على الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة المعنية. لذلك ، يبدو من المعقول إجراء مسح لقابلية المواد والمنتجات المختلفة للاشتعال فيما يتعلق بخصائصها وخصائصها. بالنسبة لهذا القسم ، يخضع مبدأ الترتيب لتجميع المواد للجوانب الفنية بدلاً من المفاهيم النظرية (NFPA 1991).

الخشب والمنتجات الخشبية

الخشب هو أحد أكثر المواد شيوعًا في البيئة البشرية. المنازل وهياكل المباني والأثاث والسلع الاستهلاكية مصنوعة من الخشب ، كما أنها تستخدم على نطاق واسع لمنتجات مثل الورق وكذلك في الصناعة الكيميائية.

المنتجات الخشبية والخشبية قابلة للاحتراق ، وعند ملامستها للأسطح ذات درجة الحرارة المرتفعة وتعرضها للإشعاع الحراري أو اللهب المكشوف أو أي مصدر اشتعال آخر ، ستتفحم أو تتوهج أو تشتعل أو تحترق ، اعتمادًا على حالة الاحتراق. لتوسيع مجال تطبيقها ، يلزم تحسين خصائص الاحتراق. من أجل جعل الوحدات الإنشائية المنتجة من الخشب أقل قابلية للاشتعال ، يتم معالجتها عادةً بعوامل مقاومة للحريق (على سبيل المثال ، مشبعة ، مشربة ، مزودة بطلاء سطحي).

السمة الأكثر أهمية لقابلية الاحتراق لأنواع الخشب المختلفة هي درجة حرارة الاشتعال. تعتمد قيمته بشدة على بعض خصائص الخشب وظروف الاختبار لتحديدها ، وهي كثافة عينة الخشب ، والرطوبة ، والحجم والشكل ، وكذلك مصدر الاشتعال ، ووقت التعرض ، وشدة التعرض والجو أثناء الاختبار . من المثير للاهتمام ملاحظة أن درجة حرارة الاشتعال تختلف كما تحددها طرق الاختبار المختلفة. أثبتت التجربة أن ميل المنتجات الخشبية النظيفة والجافة إلى الاشتعال منخفض للغاية ، ولكن من المعروف أن العديد من حالات الحريق الناتجة عن الاشتعال التلقائي تحدث نتيجة تخزين الأخشاب المتربة والزيتية في غرف ذات تهوية غير كاملة. لقد ثبت بشكل تجريبي أن محتوى الرطوبة المرتفع يزيد من درجة حرارة الاشتعال ويقلل من سرعة احتراق الخشب. يعتبر التحلل الحراري للخشب عملية معقدة ، ولكن يمكن ملاحظة مراحلها بوضوح على النحو التالي:

• يبدأ التحلل الحراري بفقدان الكتلة بالفعل في حدود 120-200 درجة مئوية ؛ إطلاق محتوى الرطوبة وتحدث التدهورات غير القابلة للاحتراق في مساحة الاحتراق.

• عند درجة حرارة 200-280 درجة مئوية ، تحدث تفاعلات ماصة للحرارة بشكل أساسي بينما يتم امتصاص الطاقة الحرارية لمصدر الاشتعال.

• عند درجة حرارة 280-500 درجة مئوية ، تتسارع التفاعلات الطاردة للحرارة لمنتجات التحلل بشكل مطرد كعملية أولية ، بينما يمكن ملاحظة ظاهرة الكربنة. في نطاق درجة الحرارة هذا ، تم بالفعل تطوير الاحتراق المستدام. بعد الاشتعال ، لا يكون الحرق مستقرًا في الوقت المناسب بسبب قدرة طبقاته المتفحمة على عزل الحرارة. وبالتالي ، فإن تدفئة الطبقات العميقة محدودة وتستغرق وقتًا طويلاً. عندما يتم تسريع عملية تسطيح نواتج التحلل القابلة للاحتراق ، سيكتمل الاحتراق.

• عند درجات حرارة تتجاوز 500 درجة مئوية ، يشكل الفحم الخشبي بقايا. أثناء التوهج الإضافي ، يتم إنتاج الرماد المحتوي على مواد صلبة وغير عضوية ، وتنتهي العملية.

ألياف ومنسوجات

غالبية المنسوجات المنتجة من المواد الليفية الموجودة في الأماكن القريبة من الناس قابلة للاحتراق. الملابس والأثاث والبيئة المبنية تتكون جزئيًا أو كليًا من المنسوجات. الخطر الذي يمثلونه أثناء إنتاجهم ومعالجتهم وتخزينهم وكذلك أثناء ارتدائهم.

المواد الأساسية للمنسوجات طبيعية وصناعية ؛ تستخدم الألياف الاصطناعية إما بمفردها أو مختلطة مع الألياف الطبيعية. التركيب الكيميائي للألياف الطبيعية من أصل نباتي (القطن ، القنب ، الجوت ، الكتان) هو السليلوز ، وهو قابل للاحتراق ، وهذه الألياف لها درجة حرارة اشتعال عالية نسبيًا (<< 400 درجة مئوية). إنها ميزة مفيدة لحرقها عندما تصل إلى درجة حرارة عالية فإنها تتفحم لكنها لا تذوب. هذا مفيد بشكل خاص للعلاج الطبي لمصابي الحروق.

تعتبر الخصائص الخطرة للألياف ذات القاعدة البروتينية من أصل حيواني (الصوف والحرير والشعر) أكثر ملاءمة من تلك الخاصة بالألياف ذات الأصل النباتي ، لأن درجة الحرارة المرتفعة مطلوبة لاشتعالها (500-600 درجة مئوية) ، وأقل من ذلك. بنفس الظروف ، يكون حرقها أقل كثافة.

اكتسبت صناعة البلاستيك ، التي تستخدم العديد من الخصائص الميكانيكية الجيدة للغاية لمنتجات البوليمر ، مكانة بارزة في صناعة النسيج. من بين خصائص الأكريليك والبوليستر والألياف الصناعية بالحرارة (النايلون والبولي بروبيلين والبولي إيثيلين) ، فإن تلك المرتبطة بالحرق هي الأقل فائدة. معظمها ، على الرغم من درجة حرارة الاشتعال العالية (<< 400-600 درجة مئوية) ، تذوب عند تعرضها للحرارة ، وتشتعل بسهولة ، وتحترق بشكل مكثف ، وتسقط أو تذوب عند الاحتراق وتطلق كميات كبيرة من الدخان والغازات السامة. يمكن تحسين خصائص الاحتراق هذه عن طريق إضافة ألياف طبيعية ، مما ينتج عنه ما يسمى المنسوجات ذات الألياف المختلطة. يتم إجراء مزيد من العلاج باستخدام عوامل مثبطة للهب. لتصنيع المنسوجات للأغراض الصناعية والملابس الواقية من الحرارة ، تستخدم بالفعل منتجات الألياف غير العضوية وغير القابلة للاحتراق (بما في ذلك الألياف الزجاجية والمعدنية) بكميات كبيرة.

أهم خصائص مخاطر الحريق للمنسوجات هي الخصائص المرتبطة بقابلية الاشتعال وانتشار اللهب وتوليد الحرارة ونواتج الاحتراق السامة. تم تطوير طرق اختبار خاصة لتحديدها. تؤثر نتائج الاختبار التي تم الحصول عليها على مجالات تطبيق هذه المنتجات (الخيام والشقق ، والأثاث ، وتنجيد السيارات ، والملابس ، والسجاد ، والستائر ، والملابس الواقية الخاصة من الحرارة والطقس) ، وكذلك شروط تقييد المخاطر في استخدامها. تتمثل المهمة الأساسية للباحثين الصناعيين في تطوير المنسوجات التي تتحمل درجة حرارة عالية ، ومعالجتها بعوامل مثبطة للحريق ، (قابلة للاحتراق بشدة ، مع وقت اشتعال طويل ، ومعدل انتشار منخفض للهب ، وسرعة منخفضة لإطلاق الحرارة) وإنتاج كميات صغيرة من منتجات الاحتراق السامة ، وكذلك لتحسين التأثير السلبي لحوادث الحريق بسبب احتراق هذه المواد.

السوائل القابلة للاشتعال والاشتعال

في وجود مصادر الاشتعال ، تعتبر السوائل القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال مصادر محتملة للمخاطر. أولاً ، توفر مساحة البخار المغلقة أو المفتوحة فوق هذه السوائل خطر الحريق والانفجار. قد يحدث الاحتراق ، والانفجار الأكثر تكرارًا ، إذا كانت المادة موجودة في خليط بخار الهواء بتركيز مناسب. ويترتب على ذلك أنه يمكن منع الاحتراق والانفجار في منطقة السوائل القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال إذا:

• يتم استبعاد مصادر الاشتعال والهواء والأكسجين ؛ أو

• بدلاً من الأكسجين ، يوجد غاز خامل في المناطق المحيطة ؛ أو

• يتم تخزين السائل في وعاء أو نظام مغلق (انظر الشكل 1) ؛ أو

• عن طريق التهوية المناسبة ، يتم منع تطور تركيز البخار الخطير.

الشكل 1. الأنواع الشائعة من الخزانات لتخزين السوائل القابلة للاشتعال والاشتعال.

من الناحية العملية ، يُعرف عدد كبير من الخصائص المادية فيما يتعلق بالطبيعة الخطرة للسوائل القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال. هذه هي نقاط وميض الكأس المغلق والكوب المفتوح ، ونقطة الغليان ، ودرجة حرارة الاشتعال ، ومعدل التبخر ، والحدود العليا والسفلى لتركيز الاحتراق (حدود قابلة للاشتعال أو قابلة للانفجار) ، والكثافة النسبية للأبخرة مقارنة بالهواء والطاقة المطلوبة لـ اشتعال الأبخرة. توفر هذه العوامل معلومات كاملة عن حساسية اشتعال السوائل المختلفة.

في جميع أنحاء العالم تقريبًا ، تُستخدم نقطة الوميض ، وهي معلمة يحددها اختبار قياسي في ظل الظروف الجوية ، كأساس لتجميع السوائل (والمواد التي تتصرف كسوائل عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا) في فئات المخاطر. يجب تحديد متطلبات السلامة لتخزين السوائل ومناولتها والعمليات التكنولوجية والمعدات الكهربائية التي سيتم إنشاؤها في منطقتها لكل فئة من فئات القابلية للاشتعال وقابلية الاحتراق. يجب أيضًا تحديد مناطق الخطر حول المعدات التكنولوجية لكل فئة. أظهرت التجربة أن حريقًا وانفجارًا قد يحدث - اعتمادًا على درجة حرارة النظام وضغطه - ضمن نطاق التركيز بين حدي الاشتعال.

الغازات

على الرغم من أن جميع المواد - تحت درجة حرارة وضغط معينين - قد تصبح غازات ، فإن المواد التي تعتبر غازية من الناحية العملية هي تلك التي تكون في حالة غازية عند درجة الحرارة العادية (~ 20 درجة مئوية) والضغط الجوي العادي (حوالي 100 كيلو باسكال).

فيما يتعلق بمخاطر الحريق والانفجار ، يمكن تصنيف الغازات في مجموعتين رئيسيتين: وقود و غازات غير قابلة للاحتراق. وفقًا للتعريف المتعارف عليه عمليًا ، فإن الغازات القابلة للاحتراق هي تلك التي تحترق في الهواء بتركيز أكسجين عادي ، بشرط توفر الشروط المطلوبة للحرق. يحدث الاشتعال فقط فوق درجة حرارة معينة ، مع درجة حرارة الاشتعال اللازمة ، وضمن نطاق معين من التركيز.

الغازات غير القابلة للاحتراق هي تلك التي لا تحترق في الأكسجين أو في الهواء مع أي تركيز للهواء. يدعم جزء من هذه الغازات الاحتراق (مثل الأكسجين) ، بينما يمنع الجزء الآخر الاحتراق. تسمى الغازات غير القابلة للاحتراق التي لا تدعم الاحتراق الغازات الخاملة (النيتروجين والغازات النبيلة وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك).

من أجل تحقيق الكفاءة الاقتصادية ، تكون الغازات المخزنة والمنقولة في حاويات أو أوعية نقل في حالة مضغوطة أو مسالة أو مبردة ومكثفة (مبردة). في الأساس ، هناك حالتان خطيرتان فيما يتعلق بالغازات: عندما تكون في حاويات وعندما يتم إطلاقها من حاوياتها.

بالنسبة للغازات المضغوطة في حاويات التخزين ، قد تؤدي الحرارة الخارجية إلى زيادة الضغط داخل الحاوية بشكل كبير ، وقد يؤدي الضغط الزائد الشديد إلى الانفجار. عادة ما تشتمل حاويات تخزين الغازات على طور بخار ومرحلة سائلة. بسبب التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة ، يؤدي تمديد المرحلة السائلة إلى زيادة ضغط حيز البخار ، بينما يزداد ضغط بخار السائل بما يتناسب مع زيادة درجة الحرارة. نتيجة لهذه العمليات ، قد ينتج ضغط خطير للغاية. عادة ما تكون حاويات التخزين مطلوبة لاحتواء تطبيق أجهزة تخفيف الضغط الزائد. هذه قادرة على تخفيف الموقف الخطير بسبب ارتفاع درجات الحرارة.

إذا كانت أوعية التخزين غير محكمة الإغلاق أو تالفة بشكل كافٍ ، فسوف يتدفق الغاز إلى الفضاء الجوي الحر ، ويختلط مع الهواء ، وقد يتسبب اعتمادًا على كميته وطريقة تدفقه في تكوين مساحة هوائية كبيرة قابلة للانفجار. يمكن أن يكون الهواء المحيط بأوعية التخزين المتسربة غير مناسب للتنفس وقد يكون خطيرًا للأشخاص القريبين منه ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى التأثير السام لبعض الغازات وجزئيًا بسبب تركيز الأكسجين المخفف.

مع الأخذ في الاعتبار مخاطر الحريق المحتملة بسبب الغازات والحاجة إلى التشغيل الآمن ، يجب على المرء أن يحصل على معرفة مفصلة بالسمات التالية للغازات سواء المخزنة أو المستخدمة ، وخاصة بالنسبة للمستهلكين الصناعيين: الخصائص الكيميائية والفيزيائية للغازات ، ودرجة حرارة الاشتعال ، و الحدود الدنيا والعليا لتركيز القابلية للاشتعال ، والمعايير الخطرة للغاز في الحاوية ، وعوامل الخطر للوضع الخطير الناجم عن الغازات المنبعثة في الهواء الطلق ، ومدى مناطق الأمان الضرورية والتدابير الخاصة الواجب اتخاذها في حالة الطوارئ المحتملة المرتبطة بمكافحة الحرائق.

مواد كيميائية

تعد معرفة المعلمات الخطرة للمواد الكيميائية أحد الشروط الأساسية للعمل الآمن. لا يجوز وضع الإجراءات والمتطلبات الوقائية للحماية من الحريق إلا إذا تم أخذ الخصائص الفيزيائية والكيميائية المرتبطة بمخاطر الحريق في الاعتبار. من أهم هذه الخصائص ما يلي: الاشتعال. القدرة على التفاعل مع المواد الأخرى ، الماء أو الهواء ؛ الميل إلى التآكل تسمم؛ والنشاط الإشعاعي.

يمكن الحصول على معلومات عن خصائص المواد الكيميائية من أوراق البيانات الفنية الصادرة عن الشركات المصنعة ومن الكتيبات والكتيبات التي تحتوي على بيانات المواد الكيميائية الخطرة. توفر هذه المعلومات للمستخدمين معلومات ليس فقط حول الميزات التقنية العامة للمواد ، ولكن أيضًا حول القيم الفعلية لمعلمات الخطر (درجة حرارة التحلل ، ودرجة حرارة الاشتعال ، وتركيزات الحد من الاحتراق ، وما إلى ذلك) ، وسلوكهم الخاص ، ومتطلبات التخزين والحريق- القتال ، وكذلك توصيات للإسعافات الأولية والعلاج الطبي.

قد تعمل سمية المواد الكيميائية ، كخطر محتمل للحريق ، بطريقتين. أولاً ، قد تكون السمية العالية لبعض المواد الكيميائية نفسها خطرة في الحريق. ثانيًا ، قد يؤدي وجودهم داخل منطقة الحريق إلى تقييد عمليات مكافحة الحرائق بشكل فعال.

العوامل المؤكسدة (النترات ، الكلورات ، البيروكسيدات غير العضوية ، البرمنجنات ، إلخ) ، حتى لو كانت هي نفسها غير قابلة للاحتراق ، تساهم إلى حد كبير في اشتعال المواد القابلة للاحتراق وحرقها المكثف والمتفجر أحيانًا.

تشتمل مجموعة المواد غير المستقرة على المواد الكيميائية (الأسيتالديهيد ، أكسيد الإيثيلين ، الأكاسيد الفوقية العضوية ، سيانيد الهيدروجين ، كلوريد الفينيل) التي تتبلمر أو تتحلل في تفاعلات طاردة للحرارة عنيفة تلقائيًا أو بسهولة شديدة.

المواد الحساسة للماء والهواء خطيرة للغاية. تتفاعل هذه المواد (أكاسيد ، هيدروكسيدات ، هيدريدات ، أنهيدريدات ، معادن قلوية ، فوسفور ، إلخ) مع الماء والهواء الموجودين دائمًا في الغلاف الجوي الطبيعي ، وتبدأ التفاعلات المصحوبة بتوليد حرارة عالية جدًا. إذا كانت مواد قابلة للاحتراق ، فسوف تشتعل تلقائيًا. ومع ذلك ، فإن المكونات القابلة للاحتراق التي تبدأ الحرق قد تنفجر وتنتشر إلى المواد القابلة للاحتراق في المنطقة المحيطة.

غالبية المواد المسببة للتآكل (الأحماض غير العضوية - حامض الكبريتيك ، وحمض النيتريك ، وحمض البيركلوريك ، وما إلى ذلك - والهالوجينات - الفلور ، والكلور ، والبروم ، واليود) هي عوامل مؤكسدة قوية ، ولكن لها في الوقت نفسه تأثيرات مدمرة قوية جدًا على الحياة. الأنسجة ، وبالتالي يجب اتخاذ تدابير خاصة لمكافحة الحرائق.

تزداد السمة الخطرة للعناصر والمركبات المشعة بحقيقة أن الإشعاع المنبعث منها قد يكون ضارًا بعدة طرق ، إلى جانب أن هذه المواد قد تكون بحد ذاتها من مخاطر الحريق. إذا تضرر الاحتواء الهيكلي للأجسام المشعة المعنية في حريق ، فقد تنطلق المواد المشعة λ. يمكن أن يكون لها تأثير مؤين قوي جدًا وقادرة على التدمير المميت للكائنات الحية. يمكن أن تكون الحوادث النووية مصحوبة بحرائق ، حيث ترتبط منتجات التحلل الملوثات المشعة (ألفا وبيتا) بالامتزاز. قد يتسبب ذلك في إصابات دائمة للأشخاص المشاركين في عمليات الإنقاذ إذا اخترقوا أجسادهم. هذه المواد شديدة الخطورة ، لأن الأشخاص المتضررين لا يرون أي إشعاع من أجهزة الاستشعار الخاصة بهم ، ولا يبدو أن حالتهم الصحية العامة أسوأ. من الواضح أنه في حالة احتراق المواد المشعة ، يجب إبقاء النشاط الإشعاعي للموقع ونواتج التحلل والمياه المستخدمة في مكافحة الحرائق تحت المراقبة المستمرة عن طريق أجهزة الإشارات المشعة. يجب أن تؤخذ معرفة هذه العوامل في الاعتبار لاستراتيجية التدخل وجميع العمليات الإضافية. يجب أن تكون المباني المخصصة لمناولة المواد المشعة وتخزينها وكذلك لاستخدامها التكنولوجي مبنية من مواد غير قابلة للاحتراق ذات مقاومة عالية للحريق. في الوقت نفسه ، يجب توفير معدات أوتوماتيكية عالية الجودة لاكتشاف الحريق وإشاراته وإخماده.

المتفجرات وعوامل التفجير

تستخدم المواد المتفجرة في العديد من الأغراض العسكرية والصناعية. هذه عبارة عن مواد كيميائية ومخاليط ، عندما تتأثر بقوة ميكانيكية قوية (الضرب والصدمة والاحتكاك) أو بدء الاشتعال ، تتحول فجأة إلى غازات ذات حجم كبير من خلال تفاعل مؤكسد سريع للغاية (على سبيل المثال ، 1,000،10,000-2,500،4,000 م / ث). حجم هذه الغازات هو مضاعف حجم المادة المتفجرة التي انفجرت بالفعل ، وسوف تمارس ضغطًا مرتفعًا جدًا على المناطق المحيطة. أثناء الانفجار ، يمكن أن تنشأ درجات حرارة عالية (XNUMX-XNUMX درجة مئوية) التي تعزز اشتعال المواد القابلة للاحتراق في منطقة الانفجار.

يخضع تصنيع ونقل وتخزين المواد المتفجرة المختلفة لمتطلبات صارمة. مثال على ذلك NFPA 495 ، رمز المواد المتفجرة.

إلى جانب المواد المتفجرة المستخدمة للأغراض العسكرية والصناعية ، يتم أيضًا التعامل مع مواد التفجير الاستقرائي ومنتجات الألعاب النارية على أنها مخاطر. بشكل عام ، غالبًا ما تستخدم مخاليط المواد المتفجرة (حمض البيكريك ، النتروجليسرين ، الهكسوجين ، إلخ) ، ولكن يتم أيضًا استخدام خليط من المواد القابلة للانفجار (مسحوق أسود ، ديناميت ، نترات الأمونيوم ، إلخ). في سياق الأعمال الإرهابية ، أصبحت المواد البلاستيكية معروفة جيداً ، وهي في جوهرها خليط من المواد الخافضة والبلاستيكية (شموع مختلفة ، فازلين ، إلخ).

بالنسبة للمواد المتفجرة ، فإن الطريقة الأكثر فعالية للحماية من الحريق هي استبعاد مصادر الاشتعال من المناطق المحيطة. العديد من المواد المتفجرة حساسة للماء أو مواد عضوية مختلفة لها القدرة على التأكسد. بالنسبة لهذه المواد ، يجب مراعاة متطلبات شروط التخزين وقواعد التخزين في نفس المكان مع المواد الأخرى بعناية.

المعادن

من المعروف من الممارسة أن جميع المعادن تقريبًا ، في ظل ظروف معينة ، قادرة على الاحتراق في الهواء الجوي. يتم تقييم الفولاذ والألمنيوم بسماكة هيكلية كبيرة ، على أساس سلوكهما في الحريق ، بوضوح على أنهما غير قابل للاحتراق. ومع ذلك ، يمكن بسهولة إشعال غبار الألمنيوم والحديد في التوزيع الدقيق والأقطان المعدنية من الألياف المعدنية الرقيقة وبالتالي الاحتراق بشكل مكثف. تشتعل المعادن القلوية (الليثيوم ، والصوديوم ، والبوتاسيوم) ، والمعادن القلوية الترابية (الكالسيوم ، والمغنيسيوم ، والزنك) ، والزركونيوم ، والهافنيوم ، والتيتانيوم ، وما إلى ذلك بسهولة شديدة في شكل مسحوق ، أو برادة أو أشرطة رفيعة. تتمتع بعض المعادن بحساسية عالية بحيث يتم تخزينها بشكل منفصل عن الهواء ، في أجواء غاز خامل أو تحت سائل محايد للمعادن.

تنتج المعادن القابلة للاحتراق وتلك التي تم تكييفها للحرق تفاعلات احتراق عنيفة للغاية وهي عمليات أكسدة عالية السرعة تطلق كميات أعلى بكثير من الحرارة مقارنة بحرق السوائل القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال. قد يتطور احتراق الغبار المعدني في حالة المسحوق الراسخ ، بعد المرحلة الأولية من الاشتعال المتوهج ، إلى احتراق سريع. مع الغبار المثير وسحب الغبار التي قد تنتج ، يمكن أن تحدث انفجارات شديدة. نشاط الاحتراق وتقارب الأكسجين لبعض المعادن (مثل المغنيسيوم) مرتفع جدًا لدرجة أنه بعد الاشتعال سيستمرون في الاحتراق في بعض الوسائط (مثل النيتروجين وثاني أكسيد الكربون والجو البخاري) التي تُستخدم لإطفاء الحرائق المشتقة من المواد القابلة للاحتراق المواد الصلبة والسوائل.

يمثل إطفاء الحرائق المعدنية مهمة خاصة لرجال الإطفاء. إن اختيار عامل الإطفاء المناسب والعملية التي يتم تطبيقه فيها لهما أهمية كبيرة.

يمكن التحكم في حرائق المعادن من خلال الاكتشاف المبكر للغاية ، واتخاذ إجراءات سريعة ومناسبة لرجال الإطفاء باستخدام الطريقة الأكثر فعالية ، وإذا أمكن ، إزالة المعادن وأي مواد أخرى قابلة للاحتراق من منطقة الاحتراق أو على الأقل تقليل كميات.

يجب إيلاء اهتمام خاص للحماية من الإشعاع عند احتراق المعادن المشعة (البلوتونيوم واليورانيوم). يجب اتخاذ تدابير وقائية لتجنب تغلغل منتجات التحلل السامة في الكائنات الحية. على سبيل المثال ، يمكن إطفاء المعادن القلوية ، بسبب قدرتها على التفاعل بعنف مع الماء باستخدام مساحيق إطفاء الحريق الجافة فقط. لا يمكن إطفاء حرق المغنيسيوم بالماء أو ثاني أكسيد الكربون أو الهالونات أو النيتروجين بنجاح جيد ، والأهم من ذلك ، إذا تم استخدام هذه العوامل في مكافحة الحرائق ، فإن الحالة الخطرة ستصبح أكثر خطورة. العوامل الوحيدة التي يمكن تطبيقها بنجاح هي الغازات النبيلة أو في بعض الحالات ثلاثي فلوريد البورون.

البلاستيك والمطاط

البلاستيك عبارة عن مركبات عضوية جزيئية كبيرة يتم إنتاجها صناعياً أو عن طريق تعديل المواد الطبيعية. سيؤثر هيكل وشكل هذه المواد الجزيئية ، الناتجة عن تفاعلات البلمرة أو متعددة الإضافات أو متعددة التكثيف ، بقوة على خصائصها. جزيئات السلسلة من اللدائن الحرارية (بولي أميد ، بولي كربونات ، بوليستر ، بوليسترين ، بولي فينيل كلوريد ، بولي ميثيل ميتاكريلات ، إلخ) خطية أو متفرعة ، اللدائن (النيوبرين ، متعدد الكبريتيدات ، الأيزوبرين ، إلخ) متصالبة بشكل طفيف ، بينما البلاستيك بالحرارة (اللدائن المتينة: polyalkydes ، وراتنجات الايبوكسي ، والبولي يوريثان ، وما إلى ذلك) متشابكة بشكل كثيف.

يتم استخدام المطاط الطبيعي كمادة خام في صناعة المطاط ، وبعد تقطيع المطاط يتم إنتاجه. الكاوتشوك الاصطناعي ، الذي يشبه هيكله هيكل الشوشوك الطبيعي ، عبارة عن بوليمرات وبوليمرات مشتركة من البوتادين.

تتسع مجموعة المنتجات المصنوعة من البلاستيك والمطاط المستخدمة في جميع مجالات الحياة اليومية تقريبًا بشكل مطرد. ينتج عن استخدام التنوع الكبير والخصائص التقنية الممتازة لهذه المجموعة من المواد عناصر مثل هياكل المباني المختلفة ، والأثاث ، والملابس ، والسلع ، وقطع غيار المركبات والآلات.

عادة ، كمواد عضوية ، يعتبر البلاستيك والمطاط أيضًا مواد قابلة للاحتراق. لوصف سلوكهم الناري ، يتم استخدام عدد من المعلمات التي يمكن اختبارها بطرق خاصة. من خلال معرفة هذه المعلمات ، يمكن للمرء تخصيص مجالات تطبيقها (محددة ، مشار إليها ، محددة) ، ويمكن وضع أحكام السلامة من الحرائق. هذه المعلمات هي قابلية الاحتراق ، وقابلية الاشتعال ، والقدرة على تطوير الدخان ، والميل لإنتاج الغازات السامة وحرق التقطير.

في كثير من الحالات ، تكون درجة حرارة الاشتعال للبلاستيك أعلى من درجة حرارة الخشب أو أي مادة أخرى ، ولكن في معظم الحالات تشتعل بسهولة أكبر ، ويتم احتراقها بسرعة أكبر وبكثافة أعلى. غالبًا ما تكون حرائق البلاستيك مصحوبة بظواهر غير سارة تتمثل في إطلاق كميات كبيرة من الدخان الكثيف الذي يمكن أن يحد بشدة من الرؤية ويؤدي إلى إنتاج غازات سامة مختلفة (حمض الهيدروكلوريك ، والفوسجين ، وأول أكسيد الكربون ، وسيانيد الهيدروجين ، وغازات النيتروز ، وما إلى ذلك). تذوب المواد البلاستيكية الحرارية أثناء الاحتراق ، ثم تتدفق ، واعتمادًا على موقعها (إذا كانت مثبتة في السقف أو فوقه) تنتج قطرات تبقى في منطقة الاحتراق وقد تشتعل المواد القابلة للاحتراق تحتها.

يمثل تحسين خصائص الاحتراق مشكلة معقدة و "قضية رئيسية" في كيمياء البلاستيك. تمنع العوامل المثبطة للحريق قابلية الاحتراق ، وسيكون الاشتعال أبطأ ، وسينخفض ​​معدل الاحتراق ، وسيبطئ انتشار اللهب. في الوقت نفسه ، ستكون كمية الدخان وكثافته الضوئية أعلى وسيكون خليط الغاز الناتج أكثر سمية.

الغبار

فيما يتعلق بالحالة الفيزيائية ، تنتمي الأتربة إلى المواد الصلبة ، لكن خصائصها الفيزيائية والكيميائية تختلف عن تلك الموجودة في نفس المواد في شكل مضغوط. من المعروف أن الحوادث الصناعية والكوارث سببها انفجارات الغبار. قد تؤدي المواد غير القابلة للاحتراق في شكلها المعتاد ، مثل المعادن ، إلى حدوث انفجار على شكل غبار ممزوج بالهواء عند تأثره بأي مصدر اشتعال ، حتى لو كان منخفض الطاقة. يوجد خطر حدوث انفجار أيضًا مع غبار المواد القابلة للاحتراق.

يمكن أن يشكل الغبار خطر الانفجار ليس فقط عند الطفو في الهواء ، ولكن أيضًا عند الاستقرار. في طبقات الغبار ، قد تتراكم الحرارة ، وقد يتطور الاحتراق البطيء في الداخل نتيجة لزيادة قدرة الجسيمات على التفاعل وانخفاض توصيلها الحراري. ثم قد يتطاير الغبار بواسطة ومضات ، وستزداد احتمالية انفجار الغبار.

تشكل الجسيمات العائمة في توزيع دقيق خطرًا أكثر شدة. على غرار خصائص انفجار الغازات والأبخرة القابلة للاحتراق ، فإن الغبار له أيضًا نطاق خاص من تركيز الغبار والهواء الذي قد يحدث فيه انفجار. تعتمد القيم الدنيا والعليا لتركيز الانفجار وعرض نطاق التركيز على حجم الجزيئات وتوزيعها. إذا تجاوز تركيز الغبار أعلى تركيز مؤديًا إلى حدوث انفجار ، فلن يتم تدمير جزء من الغبار بالنار ويمتص الحرارة ، ونتيجة لذلك يظل ضغط الانفجار الناتج أقل من الحد الأقصى. يؤثر محتوى الرطوبة في الهواء أيضًا على حدوث الانفجار. في الرطوبة العالية ، ستزداد درجة حرارة اشتعال سحابة الغبار بما يتناسب مع كمية الحرارة اللازمة لتبخر الرطوبة. إذا تم خلط غبار غريب خامل في سحابة من الغبار ، فسيتم تقليل انفجار خليط الغبار والهواء. سيكون التأثير هو نفسه إذا تم خلط الغازات الخاملة في خليط الهواء والغبار ، لأن تركيز الأكسجين اللازم للحرق سيكون أقل.

أثبتت التجربة أن جميع مصادر الإشعال ، حتى ذات طاقة الاشتعال الدنيا ، قادرة على إشعال غيوم الغبار (اللهب المكشوف ، القوس الكهربائي ، الشرارة الميكانيكية أو الكهروستاتيكية ، الأسطح الساخنة ، إلخ). وفقًا لنتائج الاختبار التي تم الحصول عليها في المختبر ، فإن الطلب على الطاقة لاشتعال سحب الغبار أعلى بمقدار 20 إلى 40 مرة مما هو عليه في حالة خليط البخار والهواء القابل للاشتعال.

العوامل التي تؤثر على خطر الانفجار للأتربة المستقرة هي الخصائص الفيزيائية والحرارية لطبقة الغبار ، ودرجة الحرارة المتوهجة للغبار وخصائص الاشتعال لمنتجات التحلل التي تطلقها طبقة الغبار.

الرجوع