Пожарная безопасность

Общие сведения о пожарной безопасности

Системы пожаротушения

Пожарные извещатели

Термокабель Protectowire

Техника безопасности

Виды опасностей при работе с кислородом

Водород как универсальный энергоноситель и техника безопасности при работе с водородом

Безопасность работы с криогенными жидкостями

Опасности при работе с азотом и аргоном

Свойства аммиака и фреона, опасности при работе с холодильными агентами

Система безопасности при производстве жидкого гелия

Общие вопросы обеспечения безопасной эксплуатации криогенных систем

Вопросы безопасности криогенных систем, связанные с химическими свойствами азота

Вопросы безопасности криогенных систем, связанные с химическими свойствами кислорода

Криогенные системы: безопасность и вероятность загорания

Вопросы безопасности криогенных систем, связанные с химическими свойствами водорода и метана

Криогенные системы: безопасность и вероятность загорания

Филин Н.В., Буланов А.В.
Жидкостные криогенные системы.
По изданию - Л.: Машиностроение, 1985.

Технологический процесс

В процессе эксплуатации строго соблюдаются организационно-технические мероприятия по поддержанию технологического режима и обеспечению правил эксплуатации оборудования, сводящие  минимуму возможность возникновения очагов загорания. Следует отметить, что достаточная редкость загораний и большая доля среди причин загораний нарушений технологического режима и правил техники безопасности способствует даже распространению убеждения о полной безопасности эксплуатации кислородного оборудования, которую можно обеспечить путем ужесточения требований к обслуживанию. Однако накопленный опыт свидетельствует о том, что в реальных условиях длительной эксплуатации систем полностью исключить источники зажигания практически невозможно. Так, в жидкостных кислородных системах причиной зажигания органических материалов может явиться гидравлический удар с достаточно интенсивной скоростью нарастания давления. Многообразие материалов в условиях их работы, сложный механизм загорания и случайный характер появлений источников зажигания приводить к тому, что в настоящее время отсутствует общепризнанный теоретический подход к оценке условий безопасного применения материалов.

Выбор материалов в значительно мере определяется накопленным опытом конструирования и эксплуатации данного типа оборудования. В этой связи усилия исследователей направлены на выявление объективных показателей степени опасности применения материалов в кислороде.

Большинство исследователей оценивают опасность использования материалов в жидком и газообразном кислороде по их чувствительности к удару, некоторые по воздействию электрической искры ли по интенсивности реакции. Поскольку относительная опасность использования материала, оцененная по одному параметру, не всегда отражает объективную опасность их применения, рассматривается оценка опасности путем комбинации нескольких параметров, характеризующих способность материалов к горению. Предложена также оценка противопожарных свойств конструкции в целом, заключающаяся в инициировании загорания изделия и подавлении пожара средствами пожаротушения.

Вероятность загорания

Заслуживает внимания идея статистического подхода к оценке вероятности загорания материалов в конструкции. На основе обобщения опта эксплуатации различного кислородного оборудования предложена корреляция, связывающая среднюю наработку оборудования до загорания материала ₀ с энергией зажигания:

Верхняя и нижняя доверительные границы корреляционной зависимости соответственно равны:

где E₀ – энергия зажигания, Дж; – среднее время работы оборудования до загорания, ч.

Если задан срок между капитальными ремонтами оборудования или ресурс непрерывной работы системы, то вероятность невоспламенения материалов в пределах заданного отрезка времени равна:

где – вероятность невоспламенения материала.

Данный подход позволяет выявить условия безопасного применения материалов, располагая данными по энергии зажигания. Практическое использование приведенных зависимостей осложняется тем, что энергия зажигания твердых материалов зависит не только от параметров кислорода (давления, температуры, скорости), но и от геометрических размеров и формы деталей, площади, времени и места воздействия источника зажигания и его природы. Кроме того, вероятность появления источника с заданной энергией зажигания может существенно отличаться в оборудовании различного назначения. Тем не менее, корреляция дает возможность заранее ориентировочно оценивать среднее время наработки оборудования без загорания. Значения энергии зажигания металлов в жидком и газообразном кислороде обычно составляют E₀>200Дж, в неметаллических материалах – E₀=0.1÷10Дж, в тканях – E₀=0.1÷0.5Дж.

Материал подготовлен в сотрудничестве с Кафедрой низких температур МЭИ

Следующая страница: Вопросы безопасности криогенных систем, связанные с химическими свойствами водорода и метана