Категорирование по пожарной опасности. Ацителен



Опаснейший из тех газов, которые широко применяются на всех объектах (а не только на тех, на которых требуется категорирование по пожарной опасности) – ацителен. Предлагаемый отрывок из классического учебника 1940 года «Химия горения», авторами которого являются профессор Тидеман Б.Г. и профессор Сциборский Д.Б. будет полезен всем специалистам, осуществляющим категорирование по пожарной опасности помещений, в которых обращается ацетилен.

 

 

Проф. Тидеман Б.Г.

 

Проф. Сциборский Д.Б.

 

Ацетилен (C₂H₂) – газ; плотность его по отношению к воздуху 0,9056. Он загорается при 480°, взрывает при 509-515°.

 

Ацетилен сгущается в жидкость при 0° и давлении 21 атм.; при атмосферном давлении и температуре – 81° он переходит в твердое состояние.

 

Ацетилен получается при действии на карбид кальция (CaC₂) воды. Он крайне опасен, так как дает взрывчатые смеси в довольно широких пределах. Наиболее сильная взрывчатая смесь состоит из 1 объема ацетилена и 12 объемов воздуха. //Комментарий: проводя категорирование по пожарной опасности этот параметр обязательно следует учесть.//

 

Реакция происходит по уравнению:

 

2C₂H₂+ 5O₂+ 19N₂= 4CO₂+ 2H₂O+ 19N₂+ 642 кал.

 

Если чистый ацетилен находится под обыкновенным давлением, то при соприкосновении с пламенем, искрой, металлическим палладием, нагретым до 250°, он загорается и спокойно горит. По сравнению с другими газами он отличается той особенностью, что содержит большой запас энергии, так как образование его из элементов происходит с поглощением тепла:

 

C₂+ H₂= C₂H₂– 53, 2 кал. (определено Ледюком)

 

По данным Бертело, теплота образование ацетилена еще выше, а именно около 64 кал.

 

Благодаря этому, ацетилен, как вещество эндотермическое, не является соединением стойким, и при нагревании, особенно же при повышенном давлении, легко распадается с взрывом. //Комментарий: это также следует учесть, осуществляя категорирование помещений по пожарной опасности//.  При атмосферном давлении и комнатной температуре он не способен к разложению. Действительно, если пропускать при указанных условиях через ацетилен электрические искры, то взрыва не будет, но в сосуде с ацетиленом появляются тонкие угольные нити. ⁽¹⁴⁷⁾ Очень обстоятельная работа по разложению ацетилена проведена была Д.Алексеевым ⁽¹⁴⁸⁾ Согласно полученным данным, разложение C₂H₂ со взрывом происходит либо при повышенном давлении, либо при повышении температуры. Так, например, если ацетилен находится при давлении, превышающим 2 атм., то под влиянием электрической искры, наколенной проволоки, капсюля гремучей ртути, он крайне быстро распадается на уголь и водород, причем температура его разложения доходит до 3000°. При давлении в 2 атм. при взрыве получается давление в 10 атм.; при 6 атм. – в 42 атм.; при 21 атм. – в 210 атм. Если же ацетилен находится в жидком состоянии, то взрыв вызывает давление в 5000 – 6000 атм. Поэтому ацетилен, находящийся под давлением, крайне опасен. //Комментарий: опять же это крайне важная информация которую необходимо учесть проводя категорирование по пожарной опасности//.

 

Нестойкость ацетилена при повышенном давлении, по-видимому, зависит от сближения его частиц, вследствие чего начавшийся распад быстро передается от одной частицы к другой. Поэтому взрывы ацетилена, сгущенного в жидкость, особенно сильны, ибо в жидком состоянии сближение частиц гораздо больше, чем в газе. //Комментарий: значит, категорирование по пожарной опасности производств с жидким ацетиленом необходимо проводить анализ его агрегатного состояния//. Жидкий ацетилен легко взрывает от соприкосновения с накаленной проволокой, от взрыва капсюля гремучей ртути, от теплоты трения и т.п. Поэтому обращается с жидким ацетиленом надо очень осторожно. Интересно действие водяных паров на взрывчатость ацетилена. Они резко ее понижают и при отношении H₂O:С₂H₂ = 1:1,5 взрыва нет. //Комментарий: категорирование по пожарной опасности подразумевает только один законный способ «снижения» категории – увеличения кратности воздухообмена. Может быть имеет смысл учесть в методике категорирования по пожарной опасности и действие водяных паров?//  При большей концентрации ацетилена, а именно 1:1,61 или 1,63 взрыв снова появляется. ⁽¹⁴⁹⁾ Если растворить ацетилен в ацетоне, то в этом случае давление можно безопасно доводить до 10 атм. И он не взрывается даже от запаха гремучей ртути.⁽¹⁵⁰⁾

 

Особенно опасны смеси ацетилена с хлором. Они взрывают под влиянием лучей света. Не только лучи солнца, но даже лучи горящего светильного газа, попадая на эту смесь, вызывают ее взрыв.

 

При горении ацетилена температура достигает 3210 – 4951°. При этом в продуктах горения, даже при достаточном количестве кислорода, найдено было CO. //Комментарий: категорирование по пожарной опасности учитывает только один опасный параметр – избыточное давление взрыва, но не учитывает ни токсичность продуктов горения, ни дымообразование, ничего, что тоже оказывает влияние на опасность помещения. Это требует изменений в методике по которой проводится категорирование по пожарной опасности//. Окись углерода образовалась, по видимому, при разложении образовавшегося углекислого газа под влиянием очень высокой температуры пламени. Если взрыв происходит в присутствии азота (22 % по объему) и количество кислорода по отношению к ацетилену меньше, чем 1:1 , то в продуктах взрыва находится синильная кислота.

 

Границы взрыва ацетилена с кислородом, по данным различных авторов (Ле – Шателье и др.), колеблются между 2,8 – 3 % (низшая граница взрыва) и 88 – 93 % (высшая граница). Для смеси ацетилена с воздухом те же границы определены между 2,39 - 2,8 % (низшая граница) и 65 % - высшая. Теклу дает другие границы: низшую 1,53 – 1,77 % и высшую 57,95 – 58,65 %. Если ацетилена в воздухе содержится от 9,38 % до 58,65 %, то при взрыве образуется обычно сажа. Смесь ацетилена с другими горючими газами имеет другие границы взрыва. В качестве примера приведем границы взрыва различных смесей ацетилена со светильным газом и воздухом. ⁽¹⁴⁷⁾

 

 

 

Таблица 4

Объемный процент газов в горючей части смеси		Низший предел взрыва	Верхний предел взрыва
C2H2	светильный газ	объемный процент	объемный процент
100 33,25 40 50 75	- 66,75 60 50 25	3,5 5,6 5,3 4,9 4,1	52,2 27,5 28,9 31,3 39,3

Чем больше светильного газа в смеси, тем уже делаются пределы взрывчатой смеси.

 

Иногда в сосудах с ацетиленом, особенно нечистым, образуется серая корочка, которая представляет собой еще неисследованный углеводород. При слабом нагревании она превращается в газ, и если сосуд плотно закрыт, то может произойти взрыв.

 

Поэтому ацетилен должен быть хорошо очищен. Проводка должна состоять из железных труб и быть снабжена особыми вентилями или предохранителями, состоящими из сетки, заполненной асбестом. Они должны препятствовать проскакиванию взрыва в генератор.

 

Вода растворяет равный себе объем ацетилена, и поэтому следует осторожно обращаться с водой из газометров, генераторов, очистительных аппаратов. Ее нельзя выливать там, где имеется открытое пламя. Лучше в этих аппаратах применять воду, содержащую 15 – 20 % соли; она почти не растворяет ацетилена. В технике пользуются раствором ацетилена в ацетоне, один объем которого растворяет 24 объема ацетилена. При большем давлении растворимость ацетилена возрастает, но ацетилен, находящийся в растворе под давлением, так же опасен, как ацетилен нерастворенный, если раствор не заполняет весь сосуд.

 

Приведенный отрывок будет полезен не только работникам проводящим категорирование по пожарной опасности, но и практическим работникам пожарной профилактики, так как в данной работе содержатся практические рекомендации по взрывобезопасности.

Администратор
01.04.2015