Пожаровзрывоопасность характеризует способность нефтепродуктов к провоцированию возникновения и распространения горения. В результате горения, в зависимости от его интенсивности, скорости и условий протекания, возникает пожар или взрыв.
Для процесса горения нефтепродуктов необходимы три составляющих: горючее вещество (пары нефтепродукта), окислитель (кислород окружающего воздуха) и начальный источник зажигания.
Возгорание нефтепродуктов имеет место в случае, если концентрация паров в воздухе находится в пределах определенного диапазона, называемого «диапазон воспламеняемости», и присутствует источник зажигания с достаточной энергией. Диапазон воспламеняемости ограничивается нижним пределом воспламеняемости (НПВ) и верхним пределом воспламеняемости (ВПВ) (см. рисунок 2.3).
Окислителем является кислород воздуха, а значит эта составляющая присутствует всегда.
Источники зажигания имеют искровую либо тепловую природу. Примеры тепловых источников зажигания:
- открытое пламя;
- осветительные приборы с открытым пламенем;
- тепло тлеющей сигареты или активированной электронной сигареты:
- разогретые поверхности;
- выхлопные газы.
Примеры искровых источников зажигания:
- электрические искры;
- разряды статического электричества;
- искры от ударного воздействия, трения.
Температура вспышки
Температура вспышки указывает на температурные условия, при которых нефтепродукт приобретает огнеопасные свойства при разливе и определяет степень опасности при транспортировке. Под температурой вспышки понимают самую низкую температуру жидкости, при которой над ее поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть от источника зажигания. Устойчивого горения нефтепродукта при этом не происходит. Температура вспышки нефтепродуктов различна. Так как бензины имеют температуру вспышки ниже -25 градусов Цельсия, то при обычной температуре окружающей среды они выделяют столько паров, что при смешивании с достаточным количеством воздуха всегда имеет место опасность пожара или взрыва. Когда жидкости, температура вспышки которых выше температуры внешней среды, нагревают до температуры выше температуры вспышки, над поверхностью формируется воспламеняющаяся смесь паров с воздухом.
Изменение температуры вспышки по причине смешивания
Добавление минимального количества (менее 1 процента) бензина в дизельное топливо или легкое печное топливо приводит к значительному снижению температуры вспышки.
Правило следующее: смешивание 1 литра бензина и 1000 литров дизельного топлива с температурой вспышки от 55 до 100 градусов Цельсия приводит к снижению температуры вспышки последнего приблизительно на 3 градуса Цельсия.
Поскольку подобные смеси формируют воспламеняющуюся смесь паров с воздухом, то при обращении с ними следует выполнять следующие требования:
- соблюдать те же нормы правила, которые установлены для легковоспламеняющихся жидкостей;
- не допускать их использования в качестве печного топлива, так как это может спровоцировать взрыв;
- не допускать совместной транспортировки бензина и топлива печного в цистернах с общей для всех секций системой разгрузки.
Пределы пожаровзрывоопасности
Пары нефтепродуктов загораются только тогда, когда содержания кислорода в воздухе достаточно для поддержания процесса горения или взрыва.
Пары бензина, керосина, авиационного топлива, дизельного топлива и легкого печного топлива воспламеняются, если концентрация в воздухе находится в пределах от 0,6 (НПВ) до 8 (ВПВ) процентов по объему.
При концентрации паров ниже 0,6 процента по объему паровоздушная смесь называется «бедной», ненасыщенной, паров нефтепродукта недостаточно для возникновения пламени. Если концентрация паров превышает 8 процентов по объему, смесь называется «богатой», перенасыщенной, поскольку смесь не может воспламениться по причине недостатка кислорода. «Богатая» смесь горит только на границе соприкосновения с окружающим воздухом.
Легковоспламеняющиеся нефтепродукты являются летучими из–за низкой температуры вспышки и, в случае разлива, быстро выделяют значительное количество паров, которые формируют в смеси с воздухом взрывоопасную среду, поскольку созданную таким образом опасную зону трудно определить визуально. Во избежание пожара и взрыва, важно не допускать переливов и течи даже минимальных количеств таких продуктов.
Пары легковоспламеняющихся жидкостей тяжелее воздуха, поэтому существует другая потенциальная опасность, которая часто недооценивается. Тяжелые пары опускаются в канализационную систему и распространяются далеко от места их формирования. Смешиваясь с воздухом, пары образовывают взрывоопасные, долго сохраняющиеся смеси. Довольно сильные взрывы могут происходить на больших расстояниях от места утечки.
Температура воспламенения
Под температурой воспламенения понимают самую низкую температуру, при которой разогреваемый в определенных условиях нефтепродукт загорается от источника зажигания. Параметр всегда выше температуры вспышки и для бензина, реактивного и дизельного топлива, а также мазута, колеблется в диапазоне от 220 до 280 градусов Цельсия.