산업용 점화원. 방전 유형 전기 스파크 온도

전기장 강도가 특정 가스의 항복 값에 도달하는 경우 스파크 방전이 발생합니다. 값은 가스 압력에 따라 다릅니다. 공기를 위해 기압그것은 약입니다. 압력이 증가하면 증가합니다. Paschen의 실험 법칙에 따르면 항복 강도 대 압력의 비율은 대략 일정합니다.

스파크 방전은 고전류의 단기 펄스가 통과하는 밝게 빛나고 구불구불한 분기형 채널의 형성을 동반합니다. 예를 들어 번개가 있습니다. 길이는 최대 10km, 채널 직경은 최대 40cm, 현재 강도는 100,000A 이상에 도달할 수 있으며 펄스 지속 시간은 약 .

각 번개는 동일한 채널을 따르는 여러(최대 50개) 펄스로 구성됩니다. 총 지속 시간(펄스 간 간격 포함)은 몇 초에 달할 수 있습니다. 스파크 채널의 가스 온도는 최대 10,000K까지 가능합니다. 가스를 빠르게 가열하면 압력이 급격히 증가하고 충격파와 음파가 발생합니다. 따라서 스파크 방전에는 스파크가 발생할 때 약한 딱딱 소리가 나는 소리 현상이 수반됩니다. 저전력번개에 수반되는 천둥의 우렁찬 소리에.

스파크가 발생하기 전에 가스에 스트리머(streamer)라고 불리는 고도로 이온화된 채널이 형성됩니다. 이 채널은 스파크 경로를 따라 발생하는 개별 전자 사태를 차단하여 얻습니다. 각 눈사태의 발생자는 광이온화에 의해 형성된 전자입니다. 스트리머 개발 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 87.1. 어떤 과정으로 인해 음극에서 방출된 전자가 평균 자유 경로에서 이온화하는 데 충분한 에너지를 얻을 수 있도록 전계 강도를 설정합니다.

따라서 전자가 증식하고 눈사태가 발생합니다 (이 경우 형성된 양이온은 이동성이 훨씬 낮기 때문에 중요한 역할을하지 않으며 공간 전하 만 결정하여 잠재적 재분배를 유발합니다). 이온화 중에 내부 전자 중 하나가 제거된 원자에서 방출되는 단파 방사선(이 방사선은 다이어그램에서 물결선으로 표시됨)이 분자의 광이온화를 일으키고 결과 전자는 점점 더 많은 눈사태를 생성합니다. 눈사태가 겹치면 전도성이 좋은 채널이 형성됩니다. 이를 통해 강력한 전자 흐름이 음극에서 양극으로 돌진하는 스 트리머가 파손됩니다.

전극이 전극 간 공간의 필드가 대략 균일한 모양을 갖는 경우(예를 들어 충분히 큰 직경의 볼) 매우 특정한 전압에서 항복이 발생하며 그 값은 전극 사이의 거리에 따라 달라집니다. 불알. 이는 스파크 전압계의 기본이며 측정에 사용됩니다. 고전압. 측정 중에 스파크가 발생하는 최대 거리가 결정됩니다. 그런 다음 를 곱하여 측정된 전압 값을 얻습니다.

전극 중 하나(또는 둘 다)의 곡률이 매우 큰 경우(예: 얇은 와이어 또는 팁이 전극 역할을 함) 너무 높지 않은 전압에서 소위 코로나 방전이 발생합니다. 전압이 증가함에 따라 이 방전은 스파크나 아크로 변합니다.

코로나 방전 중에 분자의 이온화 및 여기는 ​​전체 전극 간 공간에서 발생하지 않고 곡률 반경이 작은 전극 근처에서만 발생하며 전계 강도는 . 방전의 이 부분에서 가스가 빛납니다. 글로우는 전극을 둘러싸는 코로나 모양을 갖고 있어 이러한 유형의 방전이라는 이름이 붙었습니다. 팁에서 발생하는 코로나 방전은 빛나는 브러시 모양이므로 브러시 방전이라고도 합니다. 코로나 전극의 표시에 따라 양극 또는 음극 코로나를 말합니다. 코로나층과 비코로나 전극 사이에는 외부 코로나 영역이 있습니다. 항복 모드는 코로나 층 내에서만 존재합니다. 따라서 코로나 방전은 가스 갭의 불완전한 파괴라고 말할 수 있습니다.

네거티브 코로나의 경우 음극에서의 현상은 글로 방전의 음극에서의 현상과 유사합니다. 자기장에 의해 가속된 양이온은 음극에서 전자를 녹아웃시켜 코로나 층에서 분자의 이온화 및 여기를 유발합니다. 코로나의 외부 영역에서는 분자를 이온화하거나 여기시키는 데 필요한 에너지를 전자에 제공할 만큼 자기장이 충분하지 않습니다.

따라서 이 영역으로 침투한 전자는 0의 영향으로 양극으로 표류합니다. 일부 전자는 분자에 포획되어 음이온이 형성됩니다. 따라서 외부 영역의 전류는 전자 및 음이온과 같은 음의 캐리어에 의해서만 결정됩니다. 이 지역에서는 방전이 자생적이지 않습니다.

양성 코로나에서는 전자 눈사태가 코로나의 외부 경계에서 발생하여 코로나 전극(양극)을 향해 돌진합니다. 눈사태를 생성하는 전자의 출현은 코로나 층의 방사선으로 인한 광이온화로 인해 발생합니다. 코로나 외부 영역의 전류 캐리어는 양이온으로, 전계의 영향으로 음극으로 이동합니다.

두 전극 모두 큰 곡률(두 개의 코로나 전극)을 갖는 경우 각 전극 근처에서 특정 기호의 코로나 전극에 고유한 프로세스가 발생합니다. 두 코로나 층은 양극 전류 캐리어와 음극 전류 캐리어의 역류가 이동하는 외부 영역으로 분리됩니다. 이러한 코로나를 양극성 코로나라고 합니다.

미터를 고려할 때 § 82에 언급된 독립적인 가스 방전은 코로나 방전입니다.

코로나 층의 두께와 방전 전류의 세기는 전압이 증가함에 따라 증가합니다. 낮은 전압에서는 코로나의 크기가 작아서 그 빛이 눈에 띄지 않습니다. 이러한 미세한 크라운은 흐르는 끝 부분 근처에 나타납니다. 전기풍(§ 24 참조).

영향을 받고 나타나는 크라운 대기전력고대에는 선박 돛대, 나무 등의 꼭대기에 St. Elmo의 조명이라는 이름이 주어졌습니다.

고전압 애플리케이션, 특히 고전압 전송선에서 코로나 방전은 유해한 전류 누출을 초래합니다. 그러므로 이를 방지하기 위한 조치를 취해야 한다. 예를 들어, 이를 위해 고전압 라인의 전선은 직경이 상당히 크며 라인 전압이 클수록 높아집니다.

코로나 방전은 전기집진기 기술에 유용하게 적용되는 것으로 나타났습니다. 정화될 가스는 음극 코로나 전극이 위치한 축을 따라 파이프 내에서 이동합니다. 코로나 외부 영역에 대량으로 존재하는 음이온은 가스를 오염시키는 입자나 물방울에 침전되어 코로나가 아닌 외부 전극으로 함께 운반됩니다. 이 전극에 도달하면 입자가 중화되어 전극 위에 침전됩니다. 그 후, 파이프를 두드리면 갇힌 입자에 의해 형성된 침전물이 수집 탱크로 떨어집니다.

가스 압력, 전극 구성 및 외부 회로의 매개변수에 따라 네 가지 유형의 독립 방전이 있습니다.

  • 글로우 방전;
  • 스파크 방전;
  • 아크 방전;
  • 코로나 방전.
  • 1. 글로우 방전 다음과 같은 경우에 발생합니다. 저기압. 이는 끝 부분에 납땜된 평평한 금속 전극이 있는 유리관에서 관찰될 수 있습니다(그림 8.5). 음극 근처에는 얇은 발광층이 있습니다. 음극 발광 필름 2.

    음극과 필름 사이에는 애스턴의 어두운 공간 1. 발광 필름의 오른쪽에는 다음과 같은 약한 발광 층이 배치됩니다. 음극 어두운 공간 3. 이 층은 빛나는 영역으로 들어갑니다. 그을린 빛 4, 그을린 공간은 어두운 틈으로 둘러싸여 있다 - 패러데이 암흑 공간 5. 위의 모든 레이어가 형성됩니다. 음극 부분글로우 방전. 튜브의 나머지 부분은 빛나는 가스로 채워져 있습니다. 이 부분을 이라고 합니다 양수 열 6.

    압력이 감소함에 따라 방전의 음극 부분과 패러데이 암흑 공간이 증가하고 양극 기둥이 짧아집니다.

    측정 결과 거의 모든 전위 강하는 방전의 처음 세 부분(Aston의 암흑 공간, 음극 발광 필름 및 음극)에서 발생하는 것으로 나타났습니다. 어두운 점). 관에 가해지는 전압의 이 부분을 음극 전위 저하.

    연기가 나는 글로우 영역에서는 전위가 변하지 않습니다. 여기서 전계 강도는 0입니다. 마지막으로, 패러데이 암흑공간과 양극 기둥에서는 전위가 천천히 증가합니다.

    이러한 전위 분포는 양이온의 농도 증가로 인해 음극 암공간에서 양의 공간 전하가 형성되어 발생합니다.

    음극 전위 강하에 의해 가속된 양이온은 음극에 충격을 가해 전자를 떨어뜨립니다. Aston 암흑 공간에서 충돌 없이 음극 암흑 공간 영역으로 날아가는 이러한 전자는 높은 에너지를 가지므로 분자를 여기시키기보다는 이온화하는 경우가 더 많습니다. 저것들. 가스 글로우의 강도는 감소하지만 많은 전자와 양이온이 형성됩니다.

    생성된 이온은 처음에는 매우 낮은 속도를 가지므로 음극의 어두운 공간에 양의 공간 전하가 생성되어 튜브를 따라 전위가 재분배되고 음극 전위 강하가 발생합니다.

    음극 암공간에서 생성된 전자는 그을린 글로우 영역으로 침투하는데, 이는 전자와 양이온의 농도가 높고 극성 공간 전하가 0(플라즈마)에 가까운 것이 특징입니다. 따라서 여기의 전계 강도는 매우 낮습니다.

    2. 그을린 빛의 영역에서는 강렬한 재결합 과정이 일어나고 이 과정에서 방출되는 에너지가 방출됩니다. 따라서 그을린 빛은 주로 재결합 빛입니다. 그을린 빛의 영역에서 패러데이 암흑 공간으로 전자와 이온이 확산으로 인해 침투합니다. 여기서 재결합 확률은 크게 떨어지기 때문에 하전입자의 농도가 낮다. 그러므로 패러데이 암흑공간에는 장(field)이 존재한다. 이 장에 의해 동반된 전자는 에너지를 축적하고 종종 결국 플라즈마의 존재에 필요한 조건을 생성합니다. 양극 열은 가스 방전 플라즈마를 나타냅니다. 이는 방전의 양극 부분과 음극 부분을 연결하는 도체 역할을 합니다. 양극 기둥의 빛은 주로 들뜬 분자가 바닥 상태로 전환되면서 발생합니다. 스파크 방전일반적으로 대기압 정도의 압력에서 가스에서 발생합니다. 간헐적으로 나타나는 것이 특징입니다. 에 의해 모습.

    스파크 방전은 방전 간격을 즉시 관통하고 빠르게 소멸되고 지속적으로 서로 교체되는 밝은 지그재그 분기 얇은 줄무늬 묶음입니다 (그림 8.6). 이 스트립을 호출합니다.스파크 채널

    가스 = 10,000K~ 40cm = 100kA = 10 –4초

    방전 갭이 스파크 채널에 의해 "관통"된 후에는 저항이 작아지고 고전류 전류의 단기 펄스가 채널을 통과하며 그 동안 방전 갭에는 작은 전압 만 떨어집니다. 소스 전력이 그다지 높지 않으면 이 전류 펄스 이후 방전이 중지됩니다.

    전극 사이의 전압은 이전 값으로 증가하기 시작하고 새로운 스파크 채널이 형성되면서 가스 파괴가 반복됩니다. 자연적으로자연 조건

    3. 스파크 방전은 번개의 형태로 관찰됩니다. 그림 8.7은 전류 강도 10 4 - 10 5 A, 길이 20km, 지속 시간 0.2 ¼ 0.3의 스파크 방전(번개)의 예를 보여줍니다(그림 8.7). . 아크 방전 강력한 소스로부터 스파크 방전을 받은 후 전극 사이의 거리가 점차 줄어들면 간헐적인 방전이 연속되어 새로운 형태의 가스 방전이 발생합니다.아크 방전

    (그림 8.8).
    ~ 10 3A

    쌀. 8.8

    4. 이 경우 전류는 급격히 증가하여 수십, 수백 암페어에 도달하고 방전 갭의 전압은 수십 볼트로 떨어집니다. V.F. Litkevich(1872 - 1951)에 따르면 아크 방전은 주로 음극 표면의 열이온 방출로 인해 유지됩니다. 실제로 이것은 용접, 강력한 아크로를 의미합니다. 코로나 방전

    (그림 8.9) 상대적으로 높은 가스 압력(대기압 정도)에서 강한 불균일 전기장에서 발생합니다. 이러한 필드는 두 개의 전극 사이에서 얻을 수 있으며 그 중 하나의 표면은 큰 곡률(가는 와이어, 팁)을 가지고 있습니다. 두 번째 전극이 반드시 있어야 하는 것은 아니지만 근처에 접지된 금속 물체를 둘러싸는 역할을 할 수 있습니다. 언제전기장

곡률이 약 3∙10 6 V/m에 달하는 큰 곡률을 갖는 전극 근처에서는 그 주위에 껍질이나 왕관처럼 보이는 빛이 나타나며, 이것이 전하의 이름이 유래된 것입니다. 4.9. 수집된 데이터를 바탕으로 안전계수를 계산합니다.케이
다음 순서대로 입니다.
(68)
4.9.1. 공식을 사용하여 화재 및 폭발 위험 사건의 평균 존재 시간(t0)(고장에 소요된 평균 시간)을 계산합니다. 어디서? j - 평생
화재 및 폭발 위험 이벤트, 최소;
어디서?- 총 이벤트 수(항목)
- 이벤트(제품)의 일련번호입니다. 4.9.2. 분산의 점추정(
(69)
4.9.3. 이벤트의 평균 수명에 대한 점 추정치의 표준 편차() - t0는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(70)
4.9.4. 테이블에서 5 계수 값을 선택 b 자유도 수에 따라 ( 화재 및 폭발 위험 이벤트, 최소;-1) 신뢰 확률 b=0.95.
표 5

화재 및 폭발 위험 이벤트, 최소;-1
1
2
3시부터 5시까지
6시부터 10시까지
11시부터 20시까지
20

12,71
4,30
3,18
2,45
2,20
2,09

4.9.5. 안전계수( 4.9. 수집된 데이터를 바탕으로 안전계수를 계산합니다. b) (공식 (68)을 사용하여 계산 된 매개 변수 t0의 값과 실제 값의 편차를 고려한 계수)는 다음 공식으로 계산됩니다.
(71)
4.9.6. 연중 단 하나의 사건이 발생하는 경우 안전계수는 1로 간주됩니다.
5. 요소 고장률의 열원에 대한 화재 위험 매개변수 결정
5.1. 열원의 화재 위험 매개변수
5.1.1. 대기 방전
5.l.l.l. 직접 번개
직접적인 낙뢰의 위험은 가연성 매체와 낙뢰 채널의 접촉에 있습니다. 온도는 30,000°C에 도달하고 전류는 200,000A이고 작용 시간은 약 100μs입니다. 모든 가연성 매체는 직접적인 낙뢰로 인해 발화됩니다.
5.1.1.2. 2차 번개 영향
2차 낙뢰 노출의 위험은 생산 장비, 파이프라인 및 파이프라인에 대한 대기 전기의 유도 및 전자기 효과로 인해 발생하는 스파크 방전에 있습니다. 건물 구조. 스파크 방전 에너지는 250mJ를 초과하며 최대 0.25J의 최소 점화 에너지로 가연성 물질을 점화하는 데 충분합니다.
5.1.1.3. 높은 미끄럼 가능성
금속 통신을 통해 높은 전위는 번개를 직접 맞았을 때뿐만 아니라 통신이 피뢰침에 근접한 위치에 있을 때에도 건물 안으로 전달됩니다. 피뢰침과 통신 사이의 안전한 거리가 유지되면 가능한 스파크 방전 에너지는 100J 이상의 값, 즉 모든 가연성 물질을 발화하기에 충분합니다.
5.1.2. 전기 스파크(아크)
5.1.2.1. 단락 전류의 열 효과
도체 온도( pr), °C는 단락 전류에 의해 가열되며 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(72)
어디 n은 도체의 초기 온도, °C입니다.
가스 = 10,000K단락 전류, A;
아르 자형- 도체 저항, 옴;
tk.z - 단락 시간, s;
와 함께 pr - 도체의 열용량, J×kg-1×K-1;
화재 및 폭발 위험 이벤트, 최소; pr - 도체 질량, kg.
절연체가 있는 케이블 및 도체의 가연성은 단락 전류 비율의 값에 따라 달라집니다. 가스 = 10,000K k.z, 즉 비율의 값에서 가스 = 10,000K케이블이나 전선의 장기 허용 전류를 단락시킵니다. 이 계수가 2.5보다 크고 케이블의 경우 18보다 작고 전선의 경우 21보다 작으면 폴리염화비닐 절연체가 발화됩니다.
5.1.2.2. 전기 스파크(금속 방울)
전기 배선, 전기 용접의 단락 및 일반 백열전구의 전극이 녹을 때 전기 스파크(금속 방울)가 발생합니다. 금속 방울의 크기는 3mm에 이릅니다(천장 용접의 경우 - 4mm). 단락 및 전기 용접 중에 입자는 모든 방향으로 날아가고 속도는 각각 10 및 4m×s-1을 초과하지 않습니다. 액적 온도는 금속의 종류에 따라 다르며 녹는점과 같습니다. 단락 중 알루미늄 방울의 온도는 2500°C에 도달하고, 백열등의 용접 입자 및 니켈 입자의 온도는 2100°C에 도달합니다. 금속을 절단할 때 물방울 크기는 15-26mm에 도달하고 속도는 1m×s-1 온도 1500°C입니다. 용접 및 절단 시 아크 온도는 4000°C에 도달하므로 아크는 모든 가연성 물질의 발화원이 됩니다.
단락 중 입자 산란 영역은 와이어 높이, 입자의 초기 비행 속도, 이탈 각도에 따라 달라지며 본질적으로 확률적입니다. 와이어 높이가 10m인 경우 입자가 9m 거리에 닿을 확률은 0.06입니다. 7m-0.45 및 5m-0.92; 3m 높이에서 입자가 8m 거리에 부딪힐 확률은 0.01, 6m - 0.29 및 4m - 0.96, 1m 높이에서 6m에서 입자가 산란될 확률은 0.06입니다. 5m - 0.24, 4m - 0.66 및 3m - 0.99.
금속 방울이 자연 발화 온도까지 냉각될 때 가연성 매체에 포기할 수 있는 열량은 다음 방법으로 계산됩니다.
자유 낙하 시 금속 방울의 평균 비행 속도(wк), m×s-1은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(73)
어디 g=9.8l m×s-1 - 자유낙하 가속도;
N- 낙하 높이, m.
금속 방울 부피( 다섯 k), m3, 공식으로 계산
(74)
어디 k - 낙하 직경, m.
낙하질량( 화재 및 폭발 위험 이벤트, 최소; k), kg, 공식으로 계산
(75)
여기서 r은 금속의 밀도(kg×m-3)입니다.
방울의 비행 기간에 따라 액체, 결정화, 고체의 세 가지 상태가 가능합니다.
용융(액체) 상태(tp)의 방울의 비행 시간(s)은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(76)
어디 기음 p는 금속 용융물의 비열 용량, J×k-1K-1입니다.
화재 및 폭발 위험 이벤트, 최소; k - 낙하 질량, kg;
에스 k=0.785 - 액적 표면적, m2;
스파크 방전은 방전 간격을 즉시 관통하고 빠르게 소멸되고 지속적으로 서로 교체되는 밝은 지그재그 분기 얇은 줄무늬 묶음입니다 (그림 8.6). 이 스트립을 호출합니다. N, 스파크 방전은 방전 간격을 즉시 관통하고 빠르게 소멸되고 지속적으로 서로 교체되는 밝은 지그재그 분기 얇은 줄무늬 묶음입니다 (그림 8.6). 이 스트립을 호출합니다. pl은 비행 시작 시 낙하 온도와 금속의 용융 온도(K)입니다.
스파크 방전은 방전 간격을 즉시 관통하고 빠르게 소멸되고 지속적으로 서로 교체되는 밝은 지그재그 분기 얇은 줄무늬 묶음입니다 (그림 8.6). 이 스트립을 호출합니다. 0 - 주변(공기) 온도, K;
에이- 열전달 계수, W, m-2 K-1.
열전달 계수는 다음 순서로 결정됩니다.
a) 다음 공식을 사용하여 레이놀즈 수를 계산합니다.
(77)
어디 k - 액적 직경 m;
다섯= 15.1×10-6 - 20°C 온도에서 공기의 동점도 계수, m-2×s-1.
b) 다음 공식을 사용하여 Nusselt 기준을 계산합니다.
(78)
c) 다음 공식을 사용하여 열전달 계수를 계산합니다.
, (79)
여기서 lВ=22×10-3은 공기의 열전도 계수, W×m-1× -K-1입니다.
t £ tр이면 방울의 최종 온도는 공식에 의해 결정됩니다.
(80)
결정화가 발생하는 동안 방울의 비행 시간은 공식에 의해 결정됩니다.
(81)
어디 와 함께 cr - 비열금속 결정화, J×kg-1.
만약 tr (82)
t>(tр+tcr)이면 고체 상태에서 낙하의 최종 온도는 다음 공식에 의해 결정됩니다.
(83)
어디 와 함께 k - 금속의 비열 용량, J kg -1×K-1.
열량( ), 금속 한 방울에 의해 금속이 떨어진 고체 또는 액체 가연성 물질로 전달된 J는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(84)
어디 스파크 방전은 방전 간격을 즉시 관통하고 빠르게 소멸되고 지속적으로 서로 교체되는 밝은 지그재그 분기 얇은 줄무늬 묶음입니다 (그림 8.6). 이 스트립을 호출합니다. sv - 가연성 물질의 자기 발화 온도, K;
에게- 가연성 물질에 방출되는 열과 방울에 저장된 에너지의 비율과 동일한 계수.
계수를 결정할 수 없는 경우 에게, 그러면 그들은 받아들인다 에게=1.
온도에 대한 열 전달 계수의 의존성을 고려하면 방울의 최종 온도를 보다 엄격하게 결정할 수 있습니다.
5.1.2.3. 범용 전기 백열등
램프의 화재 위험은 가연성 매체의 자체 점화 온도 이상으로 가열된 백열전구 전구와 가연성 매체가 접촉할 가능성으로 인해 발생합니다. 전구 전구의 가열 온도는 램프의 전력, 크기 및 공간에서의 위치에 따라 달라집니다. 수평으로 위치한 램프 전구의 최대 온도가 전력 및 시간에 미치는 영향이 그림 1에 나와 있습니다. 3.


쓰레기. 3

5.1.2.4. 정전기의 불꽃
스파크 에너지( i) 플레이트와 접지된 물체 사이의 전압의 영향으로 발생할 수 있는 J는 다음 공식에서 커패시터에 저장된 에너지로부터 계산됩니다.
(85)
어디 와 함께- 커패시터 용량, F;
- 전압, V.
대전체와 접지 사이의 전위차는 실제 생산 조건에서 전위계를 사용하여 측정됩니다.

만약에 및 ³0.4 m.e.z ( m.e.z ¼ 매체의 최소 점화 에너지), 정전기 스파크가 점화원으로 간주됩니다.
실제 위험은 움직이는 유전체 재료를 사용하여 작업하는 사람들의 "접촉" 대전으로 인해 발생합니다. 사람이 접지된 물체와 접촉하면 2.5~7.5mJ 에너지의 스파크가 발생합니다. 인체의 방전 에너지와 정전기 전하의 전위의 의존성은 그림 1에 나와 있습니다. 4.
5.1.3. 기계적(마찰) 스파크(충격 및 마찰로 인한 스파크)
빛이 날 정도로 가열된 금속 또는 돌 조각인 충격 및 마찰 스파크의 크기는 일반적으로 0.5mm를 초과하지 않으며 온도는 금속의 녹는점 내에 있습니다. 상당한 양의 열을 방출하여 서로 화학적 상호 작용을 할 수 있는 금속의 충돌 중에 형성된 스파크의 온도는 융점을 초과할 수 있으므로 실험적으로 또는 계산에 의해 결정됩니다.
초기 온도에서 냉각할 때 스파크에 의해 발산되는 열량 n 가연성 매체의 자체 발화 온도 sv는 식(84)을 이용하여 계산되며, 냉각시간 t는 다음과 같이 계산된다.
온도 비율(Qp)은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(86)
어디 c - 공기 온도, °C.
열전달 계수 ( 에이), W×m-2×K-1, 공식으로 계산
(87)
어디 - 스파크 비행 속도, m×s-1.
스파크 속도 ( i) 자유 낙하하는 물체의 충격으로 형성되며 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(88)
공식에 따라 회전체를 칠 때
(89)
어디 N- 회전 속도, s-1;
아르 자형- 회전체의 반경, m.
충격 공구로 작업할 때 발생하는 불꽃의 비행 속도는 16m×s-1이고, 금속 굽이나 못이 붙은 신발을 신고 걸을 때 발생하는 불꽃의 비행 속도는 12m×s-1입니다.
Biot 기준은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(90)
어디 및 - 스파크 직경, m;
li는 가연성 물질의 자체 발화 온도에서 스파크 금속의 열전도 계수입니다( sv), Wm-1×K-1.
상대 초과 온도 qп의 값과 기준에 따라 안에 i는 푸리에 기준에 의해 그래프(그림 5)에서 결정됩니다.

쓰레기. 5

금속 입자의 냉각 시간(t), s는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(91)
어디 에프 0 - 푸리에 기준;
와 함께는 가연성 물질의 자체 발화 온도에서 스파크 금속의 열용량, J×kg-1×K-1입니다.
ri는 가연성 물질의 자체 발화 온도에서의 스파크 금속 밀도(kg×m-3)입니다.
마찰 불꽃의 발화 능력에 대한 실험 데이터가 있는 경우 계산을 수행하지 않고도 분석된 가연성 환경에 대한 위험에 대한 결론을 내릴 수 있습니다.
5.1.4. 엔진(용광로)에서 발생하는 화염 및 스파크
화염의 화재 위험은 열 효과의 강도(열유속 밀도), 충격 영역, 방향(상대 위치), 가연성 물질에 대한 영향 빈도 및 시간에 따라 결정됩니다. 확산화염(성냥, 양초, 가스버너)의 열유속밀도는 18~40kW×m-2이고, 혼합화염(토치, 가스 버너) 60-140 kW×m-2 표에 나와 있습니다. 그림 6은 일부 화염과 저칼로리 열원의 온도 및 시간 특성을 보여줍니다.
표 6

타는 물질(제품) 또는 화재 위험 작업의 이름
화염 온도(연소 또는 가열), °C
연소 시간(연소), 분
가연성 및 가연성 액체
880
¾
목재 및 목재
1000
-
자연스럽고 액화 가스
1200
-
가스용접금속
3150
-
가스 금속 절단
1350
-
연기가 나는 담배
320-410
2-2,5
연기가 나는 담배
420 460
26-30
불타는 성냥
600½640
0,33

화염은 가연성 매체와 직접 접촉할 때뿐만 아니라 방사선 조사의 경우에도 위험합니다. 조사강도( g p), W×m-2, 공식으로 계산
(92)
여기서 5.7은 완전 흑체의 방사율(W×m-2×K-4)입니다.
epr - 시스템의 방사율 감소 정도
(93)
ef - 토치의 흑도(나무를 태울 때 0.7, 석유 제품의 경우 0.85)
eв - 조사된 물질의 방사율 정도는 참고 문헌에서 가져옵니다.
스파크 방전은 방전 간격을 즉시 관통하고 빠르게 소멸되고 지속적으로 서로 교체되는 밝은 지그재그 분기 얇은 줄무늬 묶음입니다 (그림 8.6). 이 스트립을 호출합니다. f - 화염 온도, K,
스파크 방전은 방전 간격을 즉시 관통하고 빠르게 소멸되고 지속적으로 서로 교체되는 밝은 지그재그 분기 얇은 줄무늬 묶음입니다 (그림 8.6). 이 스트립을 호출합니다. sv - 가연성 물질의 온도 K;
j1ф는 방출 표면과 조사 표면 사이의 복사 조도 계수입니다.
일부 물질의 조사 시간에 따른 조사 강도의 임계 값은 표에 나와 있습니다. 7.
스토브 파이프, 보일러실, 증기 굴뚝 및 디젤 기관차, 기타 기계, 화재로 인한 불꽃의 화재 위험은 주로 크기와 온도에 따라 결정됩니다. 직경 2mm의 스파크는 온도가 약 1000°C, 직경이 3mm~800°C, 직경이 5mm~600°C인 경우 화재 위험이 있는 것으로 확인되었습니다.
안전한 온도까지 스파크의 열 함량과 냉각 시간은 공식(76 및 91)을 사용하여 계산됩니다. 이 경우 불꽃 직경은 3mm로 간주하고 불꽃 비행 속도(wi) m×s-1은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
(94)
여기서 wв - 풍속, m×s-1;
시간- 파이프 높이, m.
표 7
재료
최소 조사 강도, W×m-2, 조사 지속 시간, min

3
5
15
목재(소나무 수분함량 12%)
18800
16900
13900
마분지밀도 417kg×m-3
13900
11900
8300
연탄 이탄
31500
24400
13200
덩어리 이탄
16600
14350
9800
면섬유
11000
9700
7500
라미네이트
21600
19100
15400
유리섬유
19400
18600
17400
글라신지
22000
19750
17400
고무
22600
19200
14800
석탄
¾
35000
35000

화재(폭발) 소스 매개변수 계산

이 단계에서는 가연성 물질을 발생시키는 점화원의 능력을 평가하는 것이 필요합니다.

계산에는 네 가지 점화원이 사용됩니다.

a) 번개의 2차 작용

b) 단락 스파크;

c) 전기 용접 불꽃;

d) 백열등 전구.

e) 전기 케이블(와이어)의 절연체 연소

2차 번개 영향

2차 낙뢰 노출의 위험은 생산 장비, 파이프라인 및 건물 구조에 대한 대기 전기의 유도 및 전자기 효과로 인해 발생하는 스파크 방전에 있습니다. 스파크 방전 에너지는 250mJ를 초과하며 최대 0.25J의 최소 점화 에너지로 가연성 물질을 점화하는 데 충분합니다.

낙뢰의 2차 효과는 방 전체를 가득 채운 가스에 위험합니다.

단기 전류의 열 효과

단락이 발생한 경우 보호 장치가 고장나면 스파크가 발생하여 가연성 액체가 발화되고 가스가 폭발할 수 있다는 것은 분명합니다(이 가능성은 아래에서 평가됩니다). 보호 기능이 작동되면 단락 전류는 짧은 시간 동안 지속되며 PVC 배선만 점화할 수 있습니다.

단락 전류에 의해 가열되는 도체 t의 온도 C는 다음 공식으로 계산됩니다.

여기서 t n은 도체의 초기 온도, o C입니다.

나는 단락했다 - 단락 전류, A;

R - 도체의 저항 (활성), Ohm;

단락 - 단락 기간, s;

Cpr - 와이어 재료의 열용량, J * kg -1 * K -1 ;

m pr - 와이어의 무게, kg.

배선이 점화되기 위해서는 온도 t reg가 폴리염화비닐 배선의 점화 온도 t reg보다 높아야 합니다. =330oC

우리는 도체의 초기 온도를 주변 온도 20oC와 동일하다고 가정합니다. 위의 1.2.2장에서 도체의 활성 저항(Ra = 1.734Ω) 및 단락 전류(I 단락 회로 = 131.07) A) 계산했습니다. 구리의 열용량 C pr = 400 J*kg -1 *K -1. 전선의 질량은 밀도와 부피의 곱이고, 부피는 길이 L과 도체 단면적 S의 곱입니다.

m pr =*S*L (18)

참고서를 사용하여 값 = 8.96*10 3 kg/m 3 을 찾습니다. 공식 (18)에서 표의 두 번째 와이어 단면적 값을 대체합니다. 11, 가장 짧은 것, 즉 L=2m이고 S=1*10 -6m입니다.

m pr =8.96*10 3 *10 -6 *2=1.792*10 -2

단락 기간. =30 ms, 표 11에 따르면 도체는 온도까지 가열됩니다.

이 온도는 PVC 배선을 발화시키기에는 충분하지 않습니다. 그리고 보호 기능이 꺼지면 PVC 배선에 불이 붙을 확률을 계산해야합니다.

스파크 단락

단락 중에 초기 온도가 2100oC이고 가연성 액체를 점화하고 가스를 폭발시킬 수 있는 스파크가 나타납니다.

구리 방울의 초기 온도는 2100oC입니다. 단락이 발생한 높이는 1m이고, 가연성 액체 웅덩이까지의 거리는 4m입니다. 방울의 직경은 dk = 2.7mm 또는 dk = 2.7 * 10 -3입니다.

발화 온도까지 냉각될 때 금속 방울이 가연성 매체에 전달할 수 있는 열의 양은 다음과 같이 계산됩니다. 자유 낙하 중 금속 방울의 평균 비행 속도 wavg, m/s가 계산됩니다. 공식으로

여기서 g는 중력 가속도, 9.81m/s 2 입니다.

H - 낙하 높이, 1m.

우리는 그것을 얻습니다 평균 속도자유낙하의 비행

낙하가 떨어지는 기간은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

그런 다음 드롭 Vк의 부피는 공식을 사용하여 계산됩니다.

낙하 질량 mk, kg:

용융 상태의 금속 밀도(kg*m -3)는 어디에 있습니까?

(교사에 따르면) 용융 상태의 구리 밀도는 8.6 * 10 3 kg/m 3 이고, 방울의 질량은 공식 (22)에 따릅니다.

m k =8.6*10 3 *10.3138*10 -9 =8.867*10 -5

용융(액체) 상태의 금속 방울의 비행 시간 p, s:

여기서 C p - 비열용융 물질 방울, 구리의 경우 C p = 513 J*kg -1 *K -1 ;

S ~ - 낙하 표면적, m 2, S ~ =0.785d ~ 2 =5.722*10 -6;

T n, T pl - 비행 시작 시 낙하 온도 및 금속의 용융 온도, T n = 2373 K, T pl = 1083 K;

T o - 주변 공기 온도, T o =293 K;

열전달 계수, W*m -2 *K -1.

열전달 계수는 다음 순서로 계산됩니다.

1) 먼저 레이놀즈 수를 계산합니다.

여기서 v=1.51*10 -5 1/(m 2 *s)는 293K의 온도에서 공기의 동점도 계수입니다.

여기서 =2.2*10 -2 W*m -1 *K -1 - 공기의 열전도 계수,

1*10 2 W*m -2 *K -1 .

열전달 계수를 계산한 후 공식 (23)을 사용하여 용융(액체) 상태에서 금속 방울의 비행 시간을 찾습니다.

왜냐하면< р, то конечную температуру капли определяют по формуле

프로판의 자체 발화 온도는 466oC이고 가연성 액체 풀에 접근할 때의 방울(스파크) 온도는 2373K 또는 2100oC입니다. 이 온도에서 이소프렌은 발화하여 꾸준히 연소됩니다. 프로판은 단락 스파크가 발생하더라도 폭발합니다. 이소프렌의 인화점은 -48℃이다.

질문 1: 발화원의 분류

점화원 - 연소를 시작하는 에너지원입니다. 충분한 에너지, 온도 및 노출 기간이 있어야 합니다.

앞서 언급했듯이 가스가 다양한 발화원에 노출되면 연소가 발생할 수 있습니다. 발화원은 원산지에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.


  • 모닥불, 뜨거운 연소 생성물 및 이에 의해 가열되는 표면;

  • 기계적 에너지의 열적 발현;

  • 열 발현 전력;

  • 화학 반응의 열적 발현(이 그룹에서 독립 그룹모닥불 및 연소 생성물이 강조 표시됩니다.

모닥불, 뜨거운 연소 생성물 및 이에 의해 가열된 표면

생산 목적으로는 화재, 연소로, 원자로, 증기 및 가스 연소용 토치가 널리 사용됩니다. 지휘할 때 수리 작업그들은 종종 버너와 토치의 불꽃을 사용하고, 얼어붙은 파이프를 데우기 위해 횃불을 사용하고, 폐기물을 태울 때 땅을 데우기 위해 불을 사용합니다. 화염의 온도와 방출되는 열의 양은 거의 모든 가연성 물질을 발화시키기에 충분합니다.

불꽃을 열어라. 화염의 화재 위험은 토치의 온도와 가연성 물질에 영향을 미치는 시간에 따라 결정됩니다. 예를 들어, 연기가 나는 담배꽁초나 담배꽁초 또는 불이 붙은 성냥과 같은 "저칼로리" 점화로 인해 점화가 가능합니다(표 1).

출처 사격하다- 토치 - 어둠 속에서 장치를 검사할 때, 예를 들어 액체 수위를 측정할 때, 가연성 액체 및 가스가 있는 물체 영역에서 불을 피울 때 조명을 위해 냉동 제품을 가열하는 데 자주 사용됩니다.

고열 연소 생성물은 고체, 액체 및 기체 물질의 연소에서 얻어지며 800-1200 ° C의 온도에 도달할 수 있는 기체 연소 생성물입니다. 화실 및 연기 덕트 벽돌의 누출을 통해 고열 제품이 방출되면 화재 위험이 발생합니다.

산업용 점화원은 용광로 및 엔진 작동 중에 발생하는 불꽃이기도 합니다. 이는 고체의 뜨거운 연료 입자이거나 가스 흐름의 스케일입니다. 불완전 연소또는 가연성 물질 및 부식 생성물의 기계적 제거. 이러한 고체 입자의 온도는 상당히 높지만 스파크의 질량이 작기 때문에 열에너지(W)의 보유량이 적습니다. 스파크는 연소 준비가 충분히 된 물질(가스-증기-공기 혼합물, 침전된 먼지, 섬유질 물질)만 점화할 수 있습니다.

설계 결함으로 인해 화실이 "스파크"됩니다. 화실이 설계되지 않은 연료 유형의 사용으로 인해; 불기 증가로 인해; 연료의 불완전 연소로 인해; 액체 연료의 분무가 불충분하고 스토브 청소 기간을 준수하지 않기 때문입니다.

연료 공급 시스템 및 전기 점화의 부적절한 조절로 인해 내연 기관 작동 중 스파크 및 탄소 침전물이 형성됩니다. 연료가 윤활유 및 광물성 불순물로 오염된 경우; 과부하로 인한 엔진의 장기간 작동 중; 탄소 침전물로부터 배기 시스템을 청소하는 기한을 위반한 경우.

보일러실, 증기 및 디젤 기관차의 굴뚝, 기타 기계 및 화재에서 발생하는 불꽃의 화재 위험은 주로 크기와 온도에 따라 결정됩니다. 온도가 » 1000°C인 경우 d = 2mm의 스파크가 화재 위험이 있는 것으로 확인되었습니다. d=3mm - 800°C; d = 5mm - 600°C.

기계적 에너지의 위험한 열 발현

안에 생산 조건기계적 에너지가 열 에너지로 변환되어 화재 위험이 있는 체온 증가가 관찰됩니다.


  • 충격을 받았을 때 고체(스파크 유무에 관계없이);

  • 상호 이동 중에 신체의 표면 마찰로;

  • ~에 가공단단한 재료 절단 도구;

  • 가스를 압축하고 플라스틱을 압축할 때.

신체의 가열 정도와 점화원의 출현 가능성은 기계적 에너지가 열에너지로 전환되는 조건에 따라 달라집니다.

고체의 충격에 의해 생성되는 스파크.

빛이 날 정도로 가열된 금속 또는 돌 조각인 충격 및 마찰 불꽃의 크기는 일반적으로 0.5mm를 초과하지 않습니다. 비합금 저각강의 스파크 온도는 금속의 녹는점(약 1550°C)에 도달할 수 있습니다.

산업 환경에서 아세틸렌, 에틸렌, 수소, 일산화탄소, 이황화탄소, 메탄-공기 혼합물 및 기타 물질은 스파크의 영향으로 발화됩니다.

혼합물에 산소가 많을수록 스파크가 더 강하게 연소되고 혼합물의 인화성이 높아집니다. 날아가는 불꽃은 먼지-공기 혼합물을 직접 발화시키지는 않지만, 침전된 먼지나 섬유질 물질에 닿으면 연기가 나는 중심이 나타나는 원인이 됩니다. 따라서 제분소, 제직업 및 면방적 기업에서 전체 화재의 약 50%는 고체의 충격으로 인해 발생하는 스파크에서 발생합니다.

알루미늄 본체가 산화된 강철 표면에 부딪힐 때 발생하는 스파크는 상당한 양의 열을 방출하면서 화학 반응을 일으킵니다.

금속이나 돌이 자동차에 부딪힐 때 불꽃이 발생합니다.

믹서, 파쇄기, 믹서 등이 있는 기계에서는 가공 중인 제품에 금속 조각이나 돌 조각이 들어가면 스파크가 발생할 수 있습니다. 스파크는 기계의 움직이는 메커니즘이 고정된 부품에 부딪힐 때도 형성됩니다. 실제로 원심 팬의 로터가 케이싱의 벽이나 섬유 분리 및 산란 기계의 바늘 및 나이프 드럼과 충돌하여 빠르게 회전하여 고정된 강철 격자에 부딪히는 경우가 종종 발생합니다. 이러한 경우 스파크가 관찰됩니다. 간격의 잘못된 조정, 샤프트의 변형 및 진동, 베어링 마모, 뒤틀림, 샤프트의 체결 부족 등의 경우에도 가능합니다. 절단 도구. 이러한 경우 스파크가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 기계의 개별 부품이 파손될 수도 있습니다. 금속 입자가 제품에 들어가기 때문에 기계 구성 요소가 고장 나면 스파크가 발생할 수 있습니다.

마찰로 인한 과열로 인한 가연성 매체의 점화.

서로 접촉하는 물체의 움직임에는 마찰력의 작용을 극복하기 위한 에너지 소비가 필요합니다. 이 에너지는 주로 열로 변환됩니다. 마찰이 있는 부품이 정상적인 상태에서 올바르게 작동할 때 방출되는 열은 특수 냉각 시스템에 의해 즉시 제거되고 환경으로 방출됩니다. 열 발생이 증가하거나 열 제거 및 열 손실이 감소하면 마찰체 온도가 증가합니다. 이러한 이유로 가연성 매체 또는 재료의 발화는 기계 베어링의 과열, 단단히 조인 오일 씰, 드럼 및 컨베이어 벨트, 풀리 및 구동 벨트, 회전하는 기계 및 장치의 샤프트에 감길 때 섬유질 재료로 인해 발생합니다.

이와 관련하여 가장 화재 위험이 높은 것은 고하중 및 고속 샤프트의 슬라이딩 베어링입니다. 품질이 좋지 않음작업 표면의 윤활, 오염, 샤프트 정렬 불량, 기계 과부하 및 베어링의 과도한 조임 등이 모두 과부하를 유발할 수 있습니다. 베어링 하우징은 가연성 먼지 침전물로 오염되는 경우가 많습니다. 이는 또한 과열될 수 있는 조건을 만듭니다.

섬유질 물질을 사용하거나 가공하는 시설에서는 회전 장치(방적 공장, 아마 공장, 콤바인 작동)에 감으면 발화됩니다. 베어링 근처의 샤프트에 섬유질 재료와 짚 제품이 감겨 있습니다. 권선에는 질량이 점진적으로 압축되고 마찰, 탄화 및 점화 중에 강한 가열이 수반됩니다.

가스가 압축될 때 열이 방출됩니다.

분자간 운동으로 인해 가스가 압축되면 상당한 양의 열이 방출됩니다. 압축기 냉각 시스템이 고장나거나 없으면 폭발로 인해 파손될 수 있습니다.

화학 반응의 위험한 열 발현

화학 물질의 생산 및 저장 조건에서 그러한 많은 수의 화학물질, 공기 또는 물과의 접촉 및 상호 접촉으로 인해 화재가 발생할 수 있습니다.

1) 상당한 양의 열 방출과 함께 발생하는 화학 반응은 새로 생성되거나 근처에 있는 인화성 물질과 반응하는 통제되지 않은 가열 과정이 있을 수 있으므로 화재 또는 폭발의 위험이 있습니다.

2) 자연발화성이 있고 공기와 접촉하면 자연발화하는 물질.

3) 종종 기술 프로세스의 조건으로 인해 장치에 있는 물질이 자연 연소 온도를 초과하는 온도로 가열될 수 있습니다. 따라서 석유 제품에서 에틸렌을 생산할 때 가스 열분해 생성물은 530~550°C 범위의 자체 발화 온도를 갖고 열분해로에서 850°C의 온도를 유지합니다. 자체 점화 온도가 380~420°C인 연료유는 열분해 장치에서 500°C로 가열됩니다. 자연 발화 온도가 각각 420°C와 439°C인 부탄과 부틸렌은 부타디엔을 생산할 때 최대 550~650°C까지 가열됩니다. 이들 물질이 외부로 빠져나가면 자연 발화합니다.

4) 때로는 기술 공정에 사용되는 물질의 자연 발화 온도가 매우 낮습니다.

트리에틸알루미늄 - Al(C2H5)3(-68°C);

염화디에틸알루미늄 - Al(C2H5)2Сl(-60°С);

트리이소부틸알루미늄(-40°C);

불화수소, 액체 및 백린 - 실온 이하.

5) 많은 물질은 공기와 접촉하면 자연 발화할 수 있습니다. 자연 연소는 주변 온도나 약간의 예비 가열 후에 시작됩니다. 이러한 물질에는 다음이 포함됩니다. 식물성 기름지방, 황철 화합물, 일부 유형의 그을음, 분말 물질(알루미늄, 아연, 티타늄, 마그네슘 등), 건초, 사일로의 곡물 등

자연발화성 화학물질과 공기의 접촉은 일반적으로 용기 손상, 액체 유출, 물질 포장, 건조 중, 오픈형 수납장탱크에서 액체를 펌핑할 때, 탱크 내부에 자체 발화성 침전물이 있을 때, 고체가 부서지거나 섬유질 물질이 부서집니다.

물과 상호작용할 때 발화하는 물질.

산업 시설에는 물과 상호 작용할 때 인화성 물질이 상당량 존재합니다. 이 과정에서 방출되는 열은 반응 구역에 형성되거나 근처에 있는 가연성 물질의 발화를 일으킬 수 있습니다. 물과 접촉 시 발화하거나 연소를 일으키는 물질에는 알칼리 금속, 탄화칼슘, 알칼리 금속 탄화물, 황화나트륨 등이 포함됩니다. 이러한 물질 중 다수는 물과 상호작용할 때 반응열로 인해 발화하는 가연성 가스를 형성합니다.

2K +2H2O=KOH+H2+Q.

소량(3~5g)의 칼륨과 나트륨이 물과 반응하면 온도가 600~650oC 이상으로 상승합니다. 대량으로 상호작용하면 용탕이 튀면서 폭발이 일어납니다. 분산되면 알칼리 금속은 습한 공기 중에서 발화합니다.

생석회와 같은 일부 물질은 불연성이지만 물과의 반응열로 인해 근처의 가연성 물질이 자연 발화 지점까지 가열될 수 있습니다. 따라서 물이 생석회와 접촉하면 반응 구역의 온도는 600°C에 도달할 수 있습니다.

Ca + H2O = Ca(BOH)2 + Q.

건초를 침구로 사용했던 가금사에서 화재가 발생한 사례가 알려져 있습니다. 가금류 건물을 생석회로 처리한 후 화재가 발생했습니다.

유기알루미늄 화합물이 물과 접촉하는 것은 위험합니다. 물과의 상호작용은 폭발과 함께 일어나기 때문입니다. 물이나 거품으로 해당 물질을 소화하려고 하면 시작된 화재나 폭발이 심화될 수 있습니다.

산화제가 유기 물질에 작용할 때 접촉 시 화학 물질의 발화가 발생합니다. 염소, 브롬, 불소, 산화질소, 질산, 산소 및 기타 여러 물질이 산화제로 작용합니다.

상호작용 시 산화제 유기 물질불이 붙을 것입니다. 산화제와 가연성 물질의 일부 ​​혼합물은 황산이나 질산 또는 소량의 습기에 노출되면 발화될 수 있습니다.

산화제와 가연성 물질 사이의 반응은 물질의 분쇄, 초기 온도 상승 및 화학 공정 개시제의 존재로 인해 촉진됩니다. 어떤 경우에는 반응이 폭발적입니다.

가열되거나 기계적 영향을 받을 때 발화하거나 폭발하는 물질.

일부 본질적으로 불안정하며 온도, 마찰, 충격 및 기타 요인의 영향으로 시간이 지남에 따라 분해될 수 있습니다. 이들은 일반적으로 흡열 화합물이며 분해 과정은 크거나 적은 양의 열 방출과 관련됩니다. 여기에는 질산염, 과산화물, 과산화수소, 일부 금속의 탄화물, 아세틸렌화물, 아세틸렌 등이 포함됩니다.

기술 규정 위반, 해당 물질의 사용 또는 보관, 열원의 영향으로 인해 폭발적인 분해가 발생할 수 있습니다.

아세틸렌은 온도와 압력이 높아지면 폭발적으로 분해되기 쉽습니다.

전기 에너지의 열적 발현

전기 장비가 기술 환경의 특성과 일치하지 않거나 전기 장비의 작동 규칙을 준수하지 않는 경우 생산 시 화재 및 폭발 위험이 발생할 수 있습니다. 단락, 절연층 파손, 전기 모터의 과도한 과열, 전기 네트워크의 특정 부분 손상, 정전기 및 대기 전기의 스파크 방전 등 생산 공정에서 화재 및 폭발 위험이 발생합니다.

대기 전기 방전에는 다음이 포함됩니다.


  • 직접 번개가 칩니다. 직접적인 낙뢰의 위험은 GE와 낙뢰 채널의 접촉에 있으며, 온도는 약 100μs의 작동 시간으로 2000°C에 도달합니다. 모든 가연성 혼합물은 직접적인 낙뢰로 인해 발화됩니다.

  • 번개의 이차적 발현. 2차 번개 발현의 위험은 생산 장비, 파이프라인 및 건물 구조에 대한 대기 전기의 유도 및 전자기 영향의 결과로 발생하는 스파크 방전에 있습니다. 스파크 방전 에너지는 250mJ를 초과하며 Wmin = 0.25J의 가연성 물질을 점화하는 데 충분합니다.

  • 미끄럼 가능성이 높습니다. 금속 통신을 통해 높은 전위는 번개를 직접 맞았을 때뿐만 아니라 통신이 피뢰침에 근접한 위치에 있을 때에도 건물 안으로 전달됩니다. 피뢰침과 통신 사이의 안전 거리를 준수하지 않으면 가능한 스파크 방전 에너지가 100J 이상의 값에 도달합니다. 즉, 거의 모든 가연성 물질을 발화시키는 데 충분합니다.
전기 스파크(호):

단락 전류의 열 효과. 단락으로 인해 도체에 열 효과가 발생하여 최대 온도까지 가열됩니다. 고온가연성 환경에서 왔을 수도 있습니다.

전기 스파크(금속 방울). 전기 스파크는 전기 배선, 전기 용접의 단락, 일반 백열전구의 전극이 녹을 때 발생합니다.

전기 배선 단락 및 전기 램프 필라멘트 용융 중 금속 방울의 크기는 3mm에 도달하고 전기 용접 중 5mm에 이릅니다. 전기 용접 중 아크 온도는 4000°C에 도달하므로 아크는 모든 가연성 물질의 발화원이 됩니다.

전기 백열등. 램프의 화재 위험은 가연성 램프와 등기구의 자체 점화 온도 이상으로 가열된 백열 전구 사이의 접촉 가능성으로 인해 발생합니다. 전구의 가열 온도는 전력, 크기 및 공간 내 위치에 따라 달라집니다.

정전기의 불꽃. 정전기 방전은 액체, 가스 및 먼지의 운송 중에, 충격, 연삭, 분무 및 유전체인 재료 및 물질에 대한 기계적 영향의 유사한 프로세스 중에 형성될 수 있습니다.

결론: 가연성 물질과 발화원의 접촉이 가능한 기술 공정의 안전을 보장하려면 환경에 영향을 주지 않도록 그 특성을 정확히 알아야 합니다.

질문 2: 가연성 환경에 대한 점화원의 영향을 배제하기 위한 예방 조치.

가연성 매체(FME)와의 접촉을 배제하는 소방 조치 화염그리고 뜨거운 연소 생성물.

기술 프로세스, 물질 및 재료의 가공, 저장 및 운송 프로세스의 화재 및 폭발 안전을 보장하려면 가스 시스템에 발화원이 형성되거나 유입되는 것을 방지하는 엔지니어링 및 기술 조치를 개발하고 구현하는 것이 필요합니다.

앞에서 언급한 바와 같이 모든 가열된 물체가 발화원이 될 수 있는 것은 아니지만 특정 양의 가연성 혼합물을 가열할 수 있는 가열된 물체만이 점화원이 될 수 있습니다. 특정 온도, 열 방출 속도가 반응 구역에서 열 제거 속도와 같거나 이를 초과하는 경우. 이 경우, 소스의 열 영향의 힘과 지속 시간은 화염 전면 형성에 필요한 임계 조건이 일정 시간 동안 유지되도록 해야 합니다. 따라서 이러한 조건(IZ 형성 조건)을 알면 발화원 형성 가능성을 배제하는 기술 프로세스 수행 조건을 만드는 것이 가능합니다. 안전 조건이 충족되지 않는 경우 유압 시스템과 점화원의 접촉을 배제할 수 있는 엔지니어링 및 기술 솔루션이 도입됩니다.

가연성 매체가 화염, 뜨거운 연소 생성물 및 고열 표면과 접촉하는 것을 방지하는 주요 엔지니어링 솔루션은 다음과 같이 접촉 가능성을 차단하는 것입니다. 정상 작동장비 및 사고 발생 시.

"화재" 장치(관형 용광로, 반응로, 토치)가 있는 기술 프로세스를 설계할 때 가연성 증기 및 가스와 충돌할 가능성으로부터 이러한 설비의 단열을 제공해야 합니다. 이는 다음과 같이 달성됩니다.


  • 다른 장치와 별도로 밀폐된 공간에 설치 배치

  • "발사"장치와 화재 위험이 있는 보호 장벽 설치 사이의 개방된 공간에 배치합니다. 예를 들어, 장벽 역할을 하는 폐쇄 구조물을 배치합니다.

  • 장치 간 내화 규제 간격 준수;

  • 화재 안전 거리를 확보할 수 없는 경우 스팀 커튼 사용

  • 연속 연소 장치를 갖춘 플레어 버너의 안전한 설계를 보장합니다. 그 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1.

그림 1 - 연소 가스용 플레어: 1 - 수증기 공급 라인; 2 - 다음 버너의 점화 라인; 3 - 다음 버너로의 가스 공급 라인; 4 - 버너; 5 - 토치 배럴; 6 - 화재 방지 장치; 7 - 구분 기호; 8 - 연소를 위해 가스가 공급되는 라인.

불을 지르다 가스 혼합물다음 버너에서는 소위 실행되는 화염을 사용하여 수행됩니다 (이전에 준비된 가연성 혼합물은 전기 점화기에 의해 점화되고 화염은 위로 이동하여 버너 가스를 점화합니다). 연기와 불꽃의 형성을 줄이기 위해 토치 버너에 수증기가 공급됩니다.


  • "저칼로리"IZ 형성을 제외하고 (시설에서는 특수 시설에서만 흡연이 허용됩니다).

  • 사용하여 뜨거운 물또는 얼어붙은 지역을 따뜻하게 해주는 수증기 기술 장비토치(열기 공급 시스템을 갖춘 개방형 주차장 장착) 또는 유도 히터 대신.

  • 파이프라인 청소 및 환기 시스템내화제(찜 및 기계 세척)를 사용하여 가연성 침전물로부터 제거합니다. 예외적인 경우에는 특별히 지정된 구역에서 배관을 해체한 후 폐기물을 소각하는 것이 허용되며, 영구 장소화끈한 일을 하고 있다.

  • 배기관의 누출 및 소손을 방지하기 위해 화실 및 내연 기관 작동 중 연기 채널 벽돌 상태를 모니터링합니다.

  • 보호 커버를 사용한 단열을 통해 기술 장비(리턴트 챔버)의 고열 표면을 보호합니다. 극도로 허용온도표면은 생산에 사용되는 가연성 물질의 자연 발화 온도의 80%를 초과해서는 안 됩니다.

  • 용광로와 엔진에서 위험한 불꽃을 방지합니다. 실제로 이러한 보호 방향은 스파크 발생을 방지하고 특수 장치를 사용하여 스파크를 포착하고 소화함으로써 달성됩니다. 스파크 형성을 방지하려면 다음을 제공하십시오. 자동 유지 관리 최적의 온도연소를 위해 공급되는 가연성 혼합물; 가연성 혼합물에서 연료와 공기 사이의 최적 비율을 자동으로 조절합니다. 과부하로 인해 강제 모드에서 용광로 및 엔진의 장기간 작동 방지; 화실과 엔진이 설계된 연료 유형의 사용; 화실 내부 표면, 그을음으로 인한 연기 덕트 및 탄소 오일 침전물로 인한 엔진 배기 매니 폴드 등을 체계적으로 청소합니다.

용광로 및 엔진 작동 중에 형성되는 스파크를 포착하고 소화하기 위해 스파크 방지 장치 및 스파크 방지 장치가 사용되며 그 작동은 중력 (침전물 챔버), 관성 (칸막이, 메쉬, 노즐이 있는 챔버) 사용을 기반으로 합니다. , 원심력(사이클론 및 터빈-와류 챔버).

실제로 가장 널리 사용되는 것은 중력, 관성 및 원심 유형의 불꽃 방지 장치입니다. 예를 들어 배가스 건조기의 연기 덕트, 배기 시스템이 장착되어 있습니다. 배기 가스자동차와 트랙터.

스파크로부터의 연도 가스의 심층 정화를 보장하기 위해 실제로는 하나가 아닌 여러 개가 있습니다. 다양한 유형불꽃 방지 장치와 불꽃 방지 장치는 서로 직렬로 연결되어 있습니다. 다단계 스파크 저지 및 소화는 예를 들어 다음과 같이 확실하게 입증되었습니다. 기술 프로세스공기와 혼합된 연도 가스가 냉각수로 사용되는 분쇄된 가연성 물질의 건조.

기계적 에너지의 위험한 열 발현을 제거하는 화재 안전 조치

기계적 에너지의 위험한 열 효과로부터 발화원의 형성을 방지하는 것은 긴급한 일폭발 및 화재 위험 시설, 분진 및 섬유를 사용하거나 처리하는 시설.

충격 중 스파크 형성과 마찰 중 열 방출을 방지하기 위해 다음과 같은 조직 및 기술 솔루션이 사용됩니다.

스파크가 발생하지 않는 도구 사용. 장소에서 가능한 교육증기나 가스의 폭발성 혼합물인 경우에는 방폭 도구를 사용해야 합니다. 청동, 인청동, 황동, 베릴륨 등으로 만들어진 악기는 본질적으로 안전한 것으로 간주됩니다.

예: 1. 스파크 방지 철도 제동 신발. 탱크.2. 아세틸렌 스테이션에서 탄화칼슘 드럼을 여는 데 사용되는 황동 도구입니다.

자기, 중력 또는 관성 포수를 사용합니다. 따라서 기계에 들어가기 전에 돌에서 원면을 청소하기 위해 중력 또는 관성 돌 포수 장치가 설치됩니다. 벌크 및 섬유질 재료의 금속 불순물도 자기 분리기에 의해 포착됩니다. 이러한 장치는 밀가루 및 곡물 생산은 물론 사료 공장에서도 널리 사용됩니다.

고체 비자성 불순물이 기계에 들어갈 위험이 있는 경우, 먼저 원자재를 조심스럽게 분류하고, 두 번째로 이러한 불순물이 닿을 수 있는 기계 내부 표면을 연질 금속으로 라이닝합니다. , 고무 또는 플라스틱.

움직이는 기계 메커니즘이 고정 부품에 미치는 영향을 방지합니다. 충격 및 마찰 불꽃의 형성을 방지하기 위한 주요 화재 예방 조치는 샤프트의 신중한 조절 및 균형 조정, 적절한 베어링 선택, 기계의 움직이는 부분과 고정된 부분 사이의 간격 크기 확인, 안정적인 고정으로 귀결됩니다. 세로 방향 이동 가능성; 기계 과부하 방지.

화재 및 폭발 위험 지역에 스파크 방지 바닥 설치. 본질적인 안전에 대한 요구 사항이 증가하고 있습니다. 생산 시설아세틸렌, 에틸렌, 일산화탄소, 이황화탄소 등이 존재하고 바닥과 구역이 불꽃을 일으키지 않는 재료로 만들어졌거나 고무 매트, 통로 등이 깔려 있는 곳.

마찰로 인해 열이 많이 발생하는 부위의 물질 연소를 방지합니다. 이를 위해 베어링 과열을 방지하기 위해 슬라이딩 베어링을 구름 베어링으로 ​​교체합니다(해당 가능성이 있는 경우). 다른 경우에는 가열 온도가 자동으로 제어됩니다. 베어링 하우징이 가열되면 색상이 변하는 열에 민감한 페인트를 적용하여 시각적 온도 제어가 수행됩니다.

베어링 과열 방지는 다음을 통해 달성됩니다. 오일이나 물을 냉각수로 사용하는 자동 냉각 시스템을 장착합니다. 적시에 고품질 기술적인 유지보수(체계적인 윤활, 과도한 조임 방지, 뒤틀림 제거, 오염으로부터 표면 청소).

컨베이어 벨트 및 구동 벨트의 과열 및 화재를 방지하려면 과부하 작업을 허용해서는 안됩니다. 테이프, 벨트의 장력 정도 및 상태를 모니터링해야 합니다. 제품으로 인해 엘리베이터 슈즈가 막히거나, 벨트가 뒤틀리거나, 케이싱과 마찰을 일으키지 않도록 하십시오. 강력한 고성능 컨베이어 및 엘리베이터를 사용할 때 과부하 작업시 자동으로 신호를 보내고 엘리베이터 슈가 막히면 벨트의 움직임을 멈추는 장치 및 장치를 사용할 수 있습니다.

섬유질 재료가 기계의 회전축에 감기는 것을 방지하려면 부싱, 원통형 및 원추형 케이싱, 도체, 가이드 바, 권선 방지 실드 등을 사용하여 가공 재료와 직접 충돌하지 않도록 보호해야 합니다. 또한 샤프트 저널과 베어링 사이에 최소 간격이 설정됩니다. 권선이 있을 수 있는 샤프트에 대한 체계적인 모니터링, 섬유에서 적시에 청소, 특수 권선 방지로 보호 날카로운 칼, 권취되는 섬유를 절단하는 것입니다. 예를 들어, 아마 공장의 떠는 기계에는 이러한 보호 기능이 있습니다.

가스 압축시 압축기 과열 방지.

가스 압축 과정을 여러 단계로 나누어 압축기 과열을 방지합니다. 각 압축 단계에서 가스 냉각 시스템 배치; 압축기 하류의 토출 라인에 안전 밸브를 설치하는 단계; 냉장고에 공급되는 냉각수의 유량을 변경하여 압축 가스의 온도를 자동 제어 및 조절합니다. 자동 시스템배출 라인의 가스 압력이나 온도가 증가하는 경우 압축기가 꺼지는 것을 보장하는 차단; 탄소 및 오일 침전물로부터 냉장고의 열교환 표면과 파이프라인 내부 표면을 청소합니다.

화학 반응의 열적 발현 중 발화원 형성 방지

산화제인 물과의 접촉 시 화학적 상호작용으로 인해 인화성 물질이 발화되는 것을 방지하려면 먼저 그러한 상호작용을 유발할 수 있는 이유를 알아야 하고, 두 번째로 자체 반응 과정의 화학적 성질을 알아야 합니다. 점화 및 자연발화. 화학 반응의 위험한 열 발현 형성의 원인과 조건에 대한 지식을 통해 우리는 이러한 발생을 배제하는 효과적인 소방 조치를 개발할 수 있습니다. 따라서 화학 반응의 위험한 열 발현을 예방하는 주요 소방 조치는 다음과 같습니다.

자연 발화 온도 이상으로 가열된 물질과 자연 발화 온도가 낮은 물질이 공기와 접촉하는 것을 방지하는 장치의 신뢰성 있는 기밀성

화학 반응 및 생물학적 과정의 속도를 줄이고 열 축적 조건을 제거하여 물질의 자연 연소를 방지합니다.

화학 반응 및 생물학적 과정의 속도를 줄이는 것은 다양한 방법으로 수행됩니다. 물질 및 재료 보관 중 습도 제한; 다음을 통해 물질 및 자재(예: 곡물, 사료)의 보관 온도를 낮춥니다. 인공냉장; 산소 함량이 낮은 환경에서의 물질 저장; 자기 점화 물질과 공기의 접촉 비 표면적 감소 (연탄, 분말 물질 과립화) 항산화제 및 방부제 사용(혼합사료 보관); 공기 및 화학 물질과의 접촉 제거 활성 물질(과산화물, 산, 알칼리 등) 자기발화성 물질을 밀폐용기에 분리하여 보관함.

스택의 기하학적 크기와 물질의 초기 온도를 알면 안전한 보관 기간을 결정할 수 있습니다.

열 축적 조건 제거는 다음과 같은 방식으로 수행됩니다.


  • 저장 물질의 더미, 캐러밴 또는 더미의 크기를 제한합니다.

  • 활성 공기 환기(건초 및 기타 섬유질 식물 재료);

  • 장기 보관 중 물질의 주기적인 혼합;

  • 트래핑 장치를 사용하여 공정 장비에서 가연성 퇴적물의 형성 강도를 줄입니다.

  • 자체 발화성 가연성 침전물로부터 공정 장비를 주기적으로 청소합니다.
물 또는 공기 수분과 상호 작용할 때 물질의 발화 방지. 이를 위해 이 그룹의 물질을 다른 가연성 물질 및 재료와 격리하여 저장하여 물 및 습한 공기와의 접촉으로부터 보호합니다. 과도한 양의 물을 유지합니다(예: 탄화칼슘에서 아세틸렌을 생산하는 장치에서).

서로 접촉 시 물질의 발화 방지. 서로 접촉 시 물질의 발화로 인한 화재는 별도의 보관을 통해 방지할 뿐만 아니라 장치 및 파이프라인에서 비상 방출 원인을 제거함으로써 방지됩니다.

가열이나 기계적 충격 중 자체 분해로 인한 물질의 발화를 제거합니다. 폭발성 분해되기 쉬운 물질의 발화 방지는 임계 온도까지의 가열로부터 보호하여 보장됩니다. 기계적 영향(충격, 마찰, 압력 등).

전기 에너지의 열 발현으로 인한 발화원 발생 방지

전기 에너지의 위험한 열적 발현을 방지하는 방법은 다음과 같습니다.


  • 폭발성 혼합물의 구역, 범주 및 그룹의 화재 또는 폭발 위험 등급에 따라 전기 모터 및 제어 장치, 기타 전기 및 보조 장비의 폭발 방지 수준 및 유형을 올바르게 선택합니다.

  • 전기 네트워크의 절연 저항에 대한 정기적인 테스트 및 전기 기계예방 유지보수 일정에 따라;

  • 단락 전류(단락)로부터 전기 장비 보호(고속 퓨즈 또는 회로 차단기 사용)

  • 기계 및 장치의 기술적 과부하 방지;

  • 대규모 경고 전이 저항전기설비의 접촉부분을 체계적으로 검토하고 수리하여

  • 기술 장비를 접지하고, 공기 습도를 높이거나, 전하가 발생할 가능성이 가장 높은 장소에 정전기 방지 불순물을 사용하고, 장치의 환경을 이온화하고, 전기가 흐르는 액체의 이동 속도를 제한하여 정전기 방전을 제거합니다.

  • 피뢰침으로 인한 직접적인 낙뢰로부터 건물, 구조물, 독립형 장치를 보호하고 2차 영향으로부터 보호합니다.
문제에 대한 결론:

기업의 화재 예방 조치를 무시해서는 안됩니다. 어떤 절감액이라도 화재 예방이러한 이유로 발생한 화재로 인한 손실에 비해 불균형적으로 작을 것입니다.

수업 결론:

발화원이 물질 및 재료에 미치는 영향을 제거하는 것은 화재 발생을 예방하는 주요 조치 중 하나입니다. 화재 부하를 제거할 수 없는 시설에서는 특별한 관심발화원을 제거하는 데 주어진다.