Самовозгорания материала
Чувствительность ВВ к источникам инициирования взрывов, их мощность зависят от химического строения, в частности от типа входящих в молекулу функциональных групп. Чрезвычайно чувствительными к инициированию следует считать следующие соединения:
Амидо- и нитропроизводные ароматических углеводородов. К этой группе относятся следующие соединения: нитробензол (CeHsNOa), динитробензол и его изомеры — СеН^МОгЬ, ни-
Фосфорорганические вещества включают следующие соединения: тиофос (С2Н5О)2Р5ОСбН4МС)2, метилэтилтиофос, диметил-хлортиофосфат, фозолон, фталофос, меркаптофос, метилмеркап-тофос, метафос (СН3О)2-Р5ОСбН4ЫО2) трихлорметафос, М-81, карбофос (СНзО)2-Р52СН'СН2(СООС2Н5)2, метилацетофос, ок-таметил, хлорофос (СН3)2-РОСНОНСС1з, фоефамид (СН3О)2-•PS2CH2COHCH3. Все эти вещества плохо растворимы в воде, исключая хлорофос и фосфамид, растворимость которых составляет 16 и 2,5%. Хорошо растворимы в жирах и липоидах. Находят широкое применение в сельском хозяйстве в качестве эффективных инсектицидов и ажарицидов.
В качестве ядохимикатов применяются следующие соединения: фосфорорганические, хлорорганические, ртутьорганические, препараты мышьяка, препарты меди, производные карбамино-вой, тио- и дитиокарбаминовой кислот, 'Производные фенокеи-уксусной и масляной кислот, производные симм-триазияов, производные мочевины, производные фенола, препараты серы, алкалоиды, цианистые соединения и др.
Производные синильной кислоты. Применяются следующие соединения: цианамид кальция (дефолиант), цианплав (черный цианид — инсектицид, фунгицид, зооцид).
К раздражающим газам относятся следующие соединения:
В работе [175] сообщается о проведении лабораторных и натурных испытаний для определения продуктов термического разложения фенолоформальдегидных слоистых пластиков в температурном интервале ЗОО-500 С, в атмосфере воздуха и азота. Методом газовой хроматографии и масс-спектромет-рии были обнаружены следующие соединения: фенол; крезол, формальдегид, СО и СО^ Максимальный выход фенольных соединений наблюдали при 460 С в атмосфере азота, формальдегид был обнаружен в интервале температур 460-5ОО С, а СО и СО-} - в интервале 250-55О С. По данным [1761 продукты термического разложения и горения ФФС при 550 С содержали 0,ОО04% СО, 0,ООООЗ%НС1 и 0,01% аммиака.
Учитывая направленность данной статьи, органические кислоты можно разделить на насыщенные и ненасыщенные одноосновные карбоновые кислоты, алифатические дикар-боновые кислоты, галоидированные уксусные кислоты, смешанные алифатические одноосновные карбоновые кислоты и ароматические карбоновые кислоты. Многие карбоновые кислоты играют важную роль в производстве пищевых продуктов, напитков, лекарств и во многих других производственных процессах. Наиболее часто используются следующие соединения: адипиновая кислота, азелаиновая кислота, фу-маровая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота, оксиянтарная кислота, малоновая кислота, щавелевая кислота, пимелиновая кислота, себациновая кислота, янтарная кислота, винная кислота и меркаптоянтарная кислота .
Нитрозамины являются аминами, которые имеют в своем составе нитрозофункциональную группу (-N-N=0). Эти вещества образуются в тех случаях, когда азот (N) и кислород (О) из нитро- соединения связываются азотом (N) амино группы. Например, азотнокислые и азотистокислые соли, применяемые для солевых ванн, при производстве каучука вступают в реакцию с аминами, образуя нитрозамины. Нитрозамины образуются также во время метаболизма соединений, содержащих азотнокислые и азотистокислые компоненты. Резиновые смеси, содержащие нитрозамины, содержат сульфенамиды, вторичные сульфенамиды, дитиокарбаматы, ти-урамы и диэтилгидроксиламины. В некоторых резиновых смесях содержится нитрозамин, типа нитрозодифениламина, который является ингибитором, или динитрозопентаметилентетрамин, являющийся вспенивателем. Эти нитрозамины слабо-канцерогенны, но они могут передавать свои нитрозо-группы другим аминам, что сопровождается образованием более канцерогенных нитрозами-нов. Нитрозамины, которые были обнаружены в соленых ваннах, включали следующие соединения: нитрозодиметиламин (НДМА), нитрозопиперидин (НПИП), нитрозоморфолин (НМОР), нитрозоди-этиламин (НДЭА) и нирозопирролидин (НПИР).
Соединения азота с точки зрения техники безопасности работы в химических лабораториях заслуживают особого внимания. Многие как неорганические, так и органические соединения его являются высокотоксичными, многие идут на получение взрывчатых веществ. Сам азот не обладает ни ядовитыми, ни раздражающими свойствами, он пассивен в процессе горения. Но при вдыхании больших концентраций его у человека появляются патологические явления, связанные с недостатком кислорода (кессонная болезнь). В то же время в различных формах своих соединений азот участвует в жизненно важных физиологических процессах. Наруше-, ния нормального течения азотного обмена в организме часто являются причиной тяжелых заболеваний. В лабораториях находят широкое применение следующие соединения азота: азотная и азотистая кислоты, аммиак, хлористый нитрозил и др.
Условия, в которых протекает экзотермическая реакция, имеют важнейшее значение при выявлении критических параметров самовозгорания материала в процессе его самонагревания. Они определяются не только свойствами самого материала, но и его геометрическими параметрами, а также физическими условиями на границе объема с окружающей средой. Например, изменение объема материала или его геометрической формы повлечет за собой нарушение условий массо- и теплопереноса как внутри материала, так и вне его — ня гоанице с окружающей средой. А это приведет к изменению температуры окружающей среды, при которой произойдет самовозгорание. Это говорит о том, что такая важная величина, как температура окружающей среды при самовозгорании, зависит от физических ус-
ления температур по объему, позволяющая с помощью экспериментов определять температурные условия самовозгорания материала в каждом конкретном случае. Это, в свою очередь, позволяет принимать меры профилактического характера для предотвращения теплового самовозгорания.
Точка В на диаграмме отражает критические условия самовозгорания материала строго определенной массы, объема и геометрической формы при постоянной температуре окружающей среды Т0 и неизменных начальных и граничных условиях теплообмена с окружающей средой. Температура Тв — максимальная температура разогрева наиболее «горячей точки» или теплового центра объема материала в состоянии неустойчивого
Перед началом основных испытаний проводят опыт с наименьшим образцом материала, нагревая его со скоростью 2—3 °С/мин. Это позволяет достаточно точно определить начальную температуру испытаний для образцов этого размера и по термограмме ознакомиться с характером процесса самонагревания и самовозгорания материала. На рис. 10 приведена термограмма, полученная при непрерывном нагревании наименьшего образца. Синхронные кривые роста температуры в камере термостата и увеличения разности температур At— — ti—/2 позволяют ориентировочно определить минимальную температуру среды tc.B (в точке В), при которой наблюдается самовозгорание образца. При этом точка А характеризует переход «горячей точки» через критические условия. Предварительное определение ориентировочной температуры tc.B дает возможность сократить время основных опытов и расход пробы. На рис. 11 представлена термограмма синхронных опытов по определению склонности к тепловому самовозгоранию хлопка (2-го сорта) с кажущейся плотностью 80 кг/м3. Образцы были помещены в корзиночки кубической формы с размером ребра 35 и 50 мм. Одновременные опыты с образцами двух размеров позволяют быстрее определить критические условия их самовозгорания, тан как можно проследить влияние размеров образца на скорость самонагревания. При необходимости опыты
Если для процесса возгорания решающим фактором является величина теплового импульса (температура импульса должна быть выше температуры самовозгорания материала), причем начальное горение материала возникает в месте этого воздействия, то для процесса самовозгорания основное значение имеют условия концентрации тепла (самонагревание материала).
Процесс самовозгорания возникает, как отмечалось выше, под влиянием трех импульсов: теплового (температура импульса ниже температуры самовозгорания материала и выше температуры его
Рис. 4. Схемы процессов возгорания и самовозгорания (tH, tc и t№ — соответственно температуры источника зажигания, самовозгорания материала, самонагревания материала).
Для характеристики превалирующих причин возникновения процесса самовозгорания употребляют следующие термины: «тепловое самовозгорание», «химическое самовозгорание» и «микробиологическое самовозгорание». При воздействии любого из импульсов начинается тепловой процесс, который и определяет возможность самовозгорания материала. В большинстве случаев образующиеся на этом этапе под влиянием повышенной температуры продукты разложения подвергаются в присутствии кислорода реакциям окисления. Эти реакции не сопровождаются видимыми эффектами — светом и пламенем, но поскольку они экзотермические, способствуют медленному накоплению тепла в системе (процесс самопагоевання^. В результате этого они ускопяются (при условии подвода к месту реакции кислорода) и заканчиваются самовозгоранием. Таким образом, самовозгорание большинства материалов является результатом самоускорення реакций окисления, приводящего скачком ко второй стадии — собственно горению.
Использование описанных критериев вне условий опытов может привести к неправильным, противоречащим выводам о том, что при более низких температурах окружающей среды исключается возможность самовозгорания материалов. Так, согласно данным табл. 6, можно полагать, что минимальная температура окружающей среды, при которой опилки загораются, равна 343 °С. Однако известны случаи загорания опилок при температурах источника нагрева около 110 °С. Очевидно, что такая температура окружающей среды способствовала самонагреванию опилок до какой-то критической температуры, при которой создавались условия для самовозгорания материала.
Предположение о том, что получаемая по методике зависимость между температурами окружающей среды и временем, необходимым для возгорания или самовозгорания материала, отражает характер роста температур в самом материале, находит подтверждение в опытах с самовозгоранием хлопка при /=195°С по методике, описанной в [40]. В этих опытах термопару помещали
В области сравнительно невысоких температур (ниже 250 °С), при которых происходит главным образом тепловое самовозгорание, не обеспечиваются скорости разложения и окисления материала с поверхности, достаточные для его самовозгорания. Последнее достигается лишь в результате активизации процессов разложения и окисления в массе материала, в которой создаются более благоприятные условия для накопления дополнительного тепла. Поэтому при увеличении массы возрастает вероятность самовозгорания материала.
 Читайте далее:
 Системами управления
Систематически нарушающих
Систематическое повышение
Сосредоточенными параметрами
Сжиженный природный
Сжиженными углеводородными
Сжимающие напряжения
Самопишущими приборами
Складских предприятий
Складского помещения
Скоростью нарастания
Самопроизвольное опускание
Скоростными клапанами
Самостоятельно освободиться
Сборочных приспособлений
|
