Горючесть и воспламеняемость - Combustibility and flammability
Горючий материал является то , что может сгорать (ожог) в воздухе. Легковоспламеняющиеся материалы - это горючие материалы, которые легко воспламеняются при температуре окружающей среды. Другими словами, горючий материал воспламеняется с некоторым усилием, а горючий материал загорается сразу же при воздействии пламени.
Степень воспламеняемости или горючести в воздухе в значительной степени зависит от летучести материала - это связано с его давлением пара, зависящим от его состава, которое зависит от температуры. Количество производимого пара может быть увеличено за счет увеличения площади поверхности материала, образующего туман или пыль. Возьмем, к примеру, дерево. Мелко измельченная древесная пыль может проходить взрывное горение и производит взрывную волну. Лист бумаги (сделанный из дерева) довольно легко загорается. Тяжелый дубовый стол гораздо труднее воспламенить, даже несмотря на то, что древесное волокно одинаково во всех трех материалах.
Здравый смысл (и действительно научный консенсус до середины 1700-х годов), казалось бы, предполагает, что материал «исчезает» при сжигании, так как остается только пепел. Фактически, вес увеличивается, потому что горючий материал химически реагирует (или соединяется) с кислородом, который также имеет массу. Исходная масса горючего материала и масса кислорода, необходимого для сгорания, равны массе продуктов сгорания (золы, воды, углекислого газа и других газов). Антуан Лавуазье , один из пионеров этих ранних открытий, заявил, что ничего не теряется, ничего не создается, все трансформируется , что позже будет известно как закон сохранения массы . Лавуазье использовал экспериментальный факт, что некоторые металлы набирали массу при сгорании, для подтверждения своих идей.
Определения
Исторически легковоспламеняющиеся , легковоспламеняющиеся и горючие означали способные гореть . Слово «воспламеняемый» пришло из французского языка от латинского Infmāre = «поджигать», где латинский предлог «in-» означает «в», как в «индоктринировать», а не «не», как в «невидимый» и « неприемлемо ".
Слово «легковоспламеняющийся» может ошибочно считаться означающим «негорючий». Неправильное использование слова «легковоспламеняющийся» представляет собой серьезную угрозу безопасности . Таким образом, с 1950-х годов попытки выдвинуть использование слова «легковоспламеняющееся» вместо «легковоспламеняющегося» были приняты лингвистами, и теперь это общепринятый стандарт в американском английском и британском английском языках. Антонимы «воспламеняются» или «горючим» включают в себя: негорючие , негорючий , негорючий , негорючем , не воспламеняется и огнестойкий .
Легковоспламеняющиеся относятся к легковоспламеняющимся материалам, которые легко воспламеняются и поэтому являются более опасными и подлежат более строгому регулированию. Менее легко воспламеняющиеся материалы с меньшей энергией горения являются горючими . Например, в США легковоспламеняющиеся жидкости по определению имеют температуру вспышки ниже 100 ° F (38 ° C), тогда как горючие жидкости имеют температуру вспышки выше 100 ° F (38 ° C). Легковоспламеняющиеся твердые вещества - это твердые вещества, которые легко воспламеняются или могут вызвать или способствовать возгоранию из-за трения. Легко воспламеняющиеся твердые вещества - это порошкообразные, гранулированные или пастообразные вещества, которые легко воспламеняются при кратковременном контакте с источником возгорания, например горящей спичкой, и быстро распространяют пламя. Технические определения различаются в зависимости от страны, поэтому Организация Объединенных Наций создала Согласованную на глобальном уровне систему классификации и маркировки химических веществ , которая определяет температуру вспышки легковоспламеняющихся жидкостей от 0 до 140 ° F (60 ° C) и горючих жидкостей от 140 ° F. (60 ° C) и 200 ° F (93 ° C).
Воспламеняемость
Горючести является легкость , с которой горючее вещество может воспламеняться, в результате чего огонь или сгорание или даже взрыв. Степень сложности, требуемая для возгорания вещества, определяется количественно с помощью испытаний на огнестойкость . На международном уровне существует множество протоколов испытаний для количественной оценки воспламеняемости. Рейтинги Достигнутые используются в строительных норм и правил , страховые требования, пожарные коды и другие нормативные акты , регулирующие использование строительных материалов, а также хранение и обращение с легковоспламеняющимися веществами внутри и снаружи сооружений и поверхности и воздушного транспорта. Например, изменение помещения путем изменения воспламеняемости содержимого требует, чтобы владелец здания подал заявку на разрешение на строительство, чтобы убедиться, что общая основа проекта противопожарной защиты объекта может учитывать это изменение.
Тестирование
Для определения степени воспламеняемости может быть проведено испытание на огнестойкость . Стандарты испытаний, используемые для определения этого, но не ограничиваются следующим:
- Underwriters Laboratories Испытания на воспламеняемость UL 94
- Международная электротехническая комиссия IEC 60707, 60695-11-10 и 60695-11-20
- Международная организация по стандартизации ISO 9772 и 9773.
- Национальная ассоциация противопожарной защиты NFPA 287 Стандартные методы испытаний для измерения воспламеняемости материалов в чистых помещениях с использованием устройства распространения огня (FPA)
- NFPA 701: Стандартные методы испытаний на огнестойкость текстильных материалов и пленок на распространение пламени.
- NFPA 850: Рекомендуемая практика противопожарной защиты для электростанций и подстанций постоянного тока высокого напряжения
Воспламеняемость мебели
Воспламеняемость мебели вызывает опасения, так как несчастные случаи из-за сигарет и свечей могут спровоцировать возгорание дома. В 1975 году Калифорния начала внедрять Технический бюллетень 117 (TB 117), который требовал, чтобы такие материалы, как полиуретановая пена, используемая для заполнения мебели, могли выдерживать небольшое открытое пламя, эквивалентное свече, в течение как минимум 12 секунд. В пенополиуретане производители мебели обычно применяют TB 117 с добавками галогенированных органических антипиренов . Ни в одном другом штате США не было подобных стандартов, но поскольку в Калифорнии такой большой рынок, производители соответствуют требованиям TB 117 в продуктах, которые они распространяют в Соединенных Штатах. Распространение антипиренов, и особенно галогенированных органических антипиренов, в мебели по всей территории Соединенных Штатов Америки тесно связано с туберкулезом 117. Когда стало очевидно, что соотношение риска и пользы этого подхода было неблагоприятным, и промышленность использовала фальсифицированную документацию (т. Е. См. Дэвид Хеймбах ) за использование антипиренов, Калифорния модифицировала TB 117, требуя, чтобы ткань, покрывающая мягкую мебель, соответствовала испытанию на тление, заменяющему испытание открытым пламенем. Губернатор Джерри Браун подписал модифицированный документ TB117-2013, который вступил в силу в 2014 году.
Примеры легковоспламеняющихся веществ
Воспламеняющиеся вещества включают, но не ограничиваются:
- Бензин - Бензин / сложная смесь углеводородов, включающая изомеры октана , C 8 H 18
- Этанол / СН 3 СН 2 ОН
- Резина
- Изопропиловый спирт / CH 3 CH (OH) CH 3
- Метанол / CH 3 OH
- Древесина
- Ацетон / CH 3 COCH 3
- Бумага
- Нитрометан / CH 3 NO 2
Примеры негорючих жидкостей
Классификация воспламеняемости
Правительство США использует стандарт системы идентификации опасных материалов (HMIS) для оценки воспламеняемости, как и многие регулирующие органы США, а также Национальная ассоциация противопожарной защиты США (NFPA).
Рейтинги следующие:
Рейтинг | Степень воспламеняемости | Примеры |
---|---|---|
0 | Материалы, которые не горят | воды |
1 | Материалы, которые необходимо предварительно нагреть перед воспламенением | смазочные масла , кулинарные масла |
2 | Материалы, которые необходимо умеренно нагревать или подвергать воздействию относительно высоких температур окружающей среды, прежде чем они воспламенится. | дизельное топливо |
3 | Жидкости и твердые вещества, способные воспламеняться практически при любых температурных условиях. | бензин , акатон |
4 | Материалы, которые быстро испаряются при атмосферном давлении и нормальной температуре или легко растворяются в воздухе и легко горят | природный газ , пропан , бутан |
Коды
Воспламеняемость
В существующих зданиях нормы пожарной безопасности сосредоточены на поддержании изначальной занятости помещений . Другими словами, если бы часть здания была спроектирована как квартира , нельзя было бы внезапно загрузить ее горючими жидкостями и превратить в хранилище газа, потому что пожарная нагрузка и образование дыма в этой одной квартире были бы такими огромными, как перегрузить активную противопожарную защиту, а также средства пассивной противопожарной защиты здания. Обращение с горючими веществами и их использование внутри здания регулируется местными правилами пожарной безопасности, которые обычно соблюдаются местным инспектором по противопожарной безопасности.
Горючесть
Горючесть - это мера того, насколько легко вещество воспламеняется в результате пожара или горения . Это важное свойство, которое следует учитывать, когда вещество используется в строительстве или хранится. Это также важно в процессах, в которых в качестве побочного продукта образуются горючие вещества. Особые меры предосторожности обычно требуются для легковоспламеняющихся веществ. Эти меры могут включать установку пожарных спринклеров или хранение вдали от возможных источников возгорания.
Вещества с низкой горючестью могут быть выбраны для строительства, где необходимо снизить риск возгорания, например, в многоквартирных домах, домах или офисах. Если используются горючие ресурсы, возрастает вероятность возникновения пожаров и смертельных случаев. Огнестойкие вещества предпочтительны для строительных материалов и мебели.
Определения кода
Для уполномоченных властей горючесть определяется местным законодательством. В Национальном строительном кодексе Канады он определяется следующим образом:
- Горючие материалы: материал, не отвечающий критериям приемлемости CAN / ULC-S114, Стандартного метода испытаний для определения негорючести строительных материалов .
- Это приводит к определению негорючего :
- Негорючие: означает, что материал соответствует критериям приемлемости CAN4-S114, «Стандартный метод испытаний для определения негорючести строительных материалов ».
BS 476-4: 1970 определяет испытание на горючесть, при котором технический специалист нагревает три образца материала в печи. Горючие материалы - это материалы, для которых любой из трех образцов:
- Повышает показания температуры одной из двух термопар на 50 градусов Цельсия или более по сравнению с начальной температурой печи.
- Пламя непрерывно в течение 10 секунд или более внутри печи
В противном случае материал классифицируется как негорючий.
Огневые испытания
В разных странах есть тесты для определения негорючести материалов. Большинство из них связано с нагревом определенного количества испытуемого образца в течение установленного времени. Обычно материал не должен поддерживать горение и не должен терять больше определенного количества массы. Как правило, бетон, сталь и керамика - другими словами, неорганические вещества - проходят эти испытания, поэтому строительные нормы и правила указывают их как подходящие, а иногда даже предписывают их использование в определенных приложениях. В Канаде , например, брандмауэры должны быть бетонными .
Горючая пыль
В результате ряда промышленных процессов в качестве побочного продукта образуется горючая пыль. Чаще всего это древесная пыль . Горючая пыль определяется как: твердый материал, состоящий из отдельных частиц или кусков, независимо от размера, формы или химического состава, который представляет опасность возгорания или возгорания при взвешивании в воздухе или другой окислительной среде в диапазоне концентраций. Помимо древесины, горючая пыль включает металлы, особенно магний, титан и алюминий, а также другие виды пыли на углеродной основе. Известно не менее 140 веществ, выделяющих горючую пыль. Хотя частицы горючей пыли могут иметь любой размер, обычно они имеют диаметр менее 420 мкм . По состоянию на 2012 год Управление по охране труда и технике безопасности США еще не приняло исчерпывающий свод правил в отношении горючей пыли.
Будучи взвешенными в воздухе (или в любой окислительной среде), мелкие частицы горючей пыли могут стать причиной взрыва. Скопившаяся пыль, даже если она не находится в воздухе, остается опасным источником пожара. Национальная ассоциация противопожарной защиты (США) конкретно рассматривает вопросы предотвращения пожаров и взрывов пыли на сельскохозяйственных и пищевых предприятиях в разделе 61 Кодекса NFPA, а в других отраслях - в разделах 651–664 Кодекса NFPA. На коллекторы, предназначенные для уменьшения количества переносимой по воздуху пыли, приходится более 40% всех взрывов пыли. Другими важными процессами являются измельчение и измельчение, транспортировка порошков, заполнение бункеров и контейнеров (которые производят порошок), а также смешивание и смешивание порошков.
Расследование 200 взрывов пыли и пожаров в период с 1980 по 2005 год показало, что около 100 погибших и 600 раненых. В январе 2003 года в результате взрыва полиэтиленового порошка и пожара на заводе West Pharmaceutical Services в Кинстоне, Северная Каролина, шесть рабочих погибли и 38 человек получили ранения. В феврале 2008 года взрыв сахарной пыли потряс завод Imperial Sugar Company в Порт-Вентворте, штат Джорджия , в результате чего тринадцать человек погибли.
Негорючий материал - негорючий материал - это вещество, которое не воспламеняется, не горит, не поддерживает горение и не выделяет легковоспламеняющиеся пары при воздействии огня или тепла, в том виде, в котором оно используется, и в ожидаемых условиях. Любое твердое вещество, соответствующее любому из двух наборов критериев соответствия, перечисленных в Разделе 8 ASTM E 136, при испытании вещества в соответствии с процедурой, указанной в ASTM E 136, считается негорючим.
Категоризация строительных материалов
DIN4102 А2 гипсовая огнезащитная штукатурка, заквашенная полистироловыми шариками
DIN 4102 В1 (трудно зажечь / часто самозатухающий) Силиконовое конопачение используются в качестве компонента в противопожарном трубопроводе проникновение
DIN 4102 B3: пенополиуретан (легко воспламеняется = обычно много углеводородных связей)
Материалы могут быть проверены на степень воспламеняемости и горючести в соответствии с германским стандартом DIN 4102. DIN 4102, а также его британским кузеном BS 476 включают для тестирования пассивных огнезащитных систем , а также некоторые из ее материалов.
Ниже приведены категории в порядке степени воспламеняемости и воспламеняемости:
Рейтинг | Степень воспламеняемости | Примеры |
---|---|---|
A1 | 100% негорючий ( nicht brennbar ) | |
A2 | ≈98% негорючие ( nicht brennbar ) | |
B1 | Трудно воспламенить ( schwer entflammbar ) | вспучивающиеся вещества и некоторые высококачественные силиконы |
Би 2 | Нормальная горючесть | древесина |
B3 | Легко воспламеняется ( leicht entflammbar ) | полистирол |
Более поздним промышленным стандартом является европейский стандарт EN 13501-1 - Пожарная классификация строительных изделий и строительных элементов, который примерно заменяет A2 на A2 / B, B1 на C, B2 на D / E и B3 на F.
Материалы с рейтингом B3 или F нельзя использовать в строительстве, если они не сочетаются с другим материалом, который снижает воспламеняемость этих материалов.
Важные характеристики
точка возгорания
Температура вспышки материала - это показатель того, насколько легко воспламенить пар материала при его испарении в атмосферу. Более низкая температура вспышки указывает на более высокую воспламеняемость. Материалы с температурой вспышки ниже 100 ° F (38 ° C ) регулируются в Соединенных Штатах по OSHA в качестве потенциальной рабочих мест опасности .
Давление газа
- Давление паров жидкости, которая изменяется в зависимости от его температуры, является мерой того , насколько пары жидкости имеет тенденцию концентрироваться в окружающей атмосфере , как жидкость испаряется. Давление пара является основным фактором, определяющим температуру вспышки, при этом более высокое давление пара приводит к более низким температурам вспышки и более высокой воспламеняемости.
Смотрите также
- Взрывоопасный материал
- Огонь
- Огневое испытание
- Противопожарная защита
- Активная противопожарная защита
- Пассивная противопожарная защита
- Воспламеняющиеся жидкости
- Предел воспламеняемости
- Underwriters Laboratories
Примечания
использованная литература
внешние ссылки
- Видео, демонстрирующие воспламеняемость кабелей на основе рейтинга оболочки
- Противопожарные характеристики стареющих кабельных смесей, Трактат NFPA, доктор Перри Мартени
- Лаборатория пожарных испытаний
- CAN4-S114 CAN / ULC-S114 Аннотация
- iBMB / TU Braunschweig Правительственная лаборатория по тестированию строительных материалов
- Резюме BAM и изображение текущего испытания на негорючесть
- ASTM E136 Стандартный метод испытаний поведения материалов в вертикальной трубчатой печи при 750 ° C аннотация
- «Горючая пыль: количество пожаров и взрывов, связанных с сельским хозяйством, растет, но их можно предотвратить», Отдел безопасности и гигиены труда, Министерство труда штата Северная Каролина
- Горючая пыль: основная опасность при горячей работе », Отдел безопасности и гигиены труда, Министерство труда штата Северная Каролина