С каким из газов возможно самовозгорание масла

Обновлено: 12.07.2024

Абсорбция газов – объемное поглощение газа или пара жидкостью (абсорбентом), приводящее к образованию раствора.

Авогадро закон– в равных объемах различных идеальных газов при одинаковых температурах и давлении содержится одинаковое число молекул.

Агломерация частиц сажи – происходит на поздних стадиях сажеобразований, когда из-за отсутствия поверхностного роста коагуляция уже невозможна. Как следствие образуются открытые структурированные агрегаты, содержащие 30-1800 первичных сферических частиц.

Адиабатическая температура пламени – температура, получающаяся при сгорании смеси, при условии, что потерями тепла в окружающую среду можно пренебречь.

Адсорбция – концентрирование (адсорбата) из объема фаз на поверхности раздела между ними.

Алканы – (предельные соединения), органические соединения, в скелете молекул которых содержатся только простые (ординарные) связи.

Алкены – (непредельные соединения), органические соединения, в скелете молекул которых содержатся двойные связи.

Алкилсульфаты – ROSO₃M, где R – первичный или вторичный радикал, М – Na, К, а также NH₄, триэтаноламмоний. Основа синтетических моющих средств, эмульгаторы, стабилизаторы пен.

Алкины – (непредельные соединения), органические соединения, в скелете молекул которых содержатся тройные связи.

Альдегиды – RC(O)H, органические соединения, содержащие карбонильную группу, связанную с атомом водорода (R ≡ Н или органический радикал). НСНО – газ, остальные альдегиды – жидкие.

Амины – продукты замещения атомов водорода аммиака на органические радикалы. По числу замещенных атомов Н (1,2 или 3) различают соответственно: первичные, вторичные или третичные амины.

Анемометрия – измерение скоростей газовых потоков. Простейшим устройством для измерения скорости потока является проволочный термоанемометр.

Арены – ароматические соединения с бензоидной системой связей (бензол и полициклические соединения, построенные из конденсированных бензольных колец).

Ацетальдегид – (уксусный альдегид) СН₃СНО, t_пл – 123,5 0 С, t_кип – 20,2 0 С; смешивается с водой и органическими растворителями.

Ацетилен – (этин) СН ≡СН, t_пл – 80,8 0 С, t_кип – 83,6 0 С; плохо растворим в воде, растворяется в ацетоне; температура самовоспламенения 335 0 С. Обладает слабым наркотическим действием.

Ацетон– (диметилкетон) СН₃СОСН₃, t_пл – 95,35 0 С, t_кип – 56,24 0 С; смешивается с водой и органическими растворителями.

Аэрозоли– дисперсные системы, состоящие из мелких частиц, взвешенных в воздухе (или другом газе). Различают пыли, дымы, туманы. Дымы (размер частиц – 0,1 – 4 ммк) – устойчивые системы. Образуются при горении и деструктивной перегонке в результате возгонки твердых веществ и последующей конденсации их паров, а также при химическом взаимодействии газообразных веществ с образованием новой фазы.

Бензол – С₆Н₆, t_пл – 5,53 0 С, t_кип – 80,1 0 С; практически нерастворим в воде, смешивается с неполярными органическими растворителями; температура самовоспламенения 534 0 С.

Воспламенение:

- многостадийное – процесс при котором смесь воспламеняется после воздействия коротких световых импулдьсов;

- под действием света – процесс вызванный генерацией свободных радикалов;

- принудительное воспламенение – процесс протекающий в присутствии источника зажигания (бензиновые двигатели с искровым зажиганием);

- самовоспламенение – прооцесс горения, протекающий в отсутствии источника зажигания (дизельные двигатели).

Вынужденное воспламенение (зажигание) – возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Высшая теплота сгорания – количество тепла, выделяемого при полном сгорании единицы массы или объема горючего вещества при условии, что содержащийся в нем водород сгорает с образованием жидкой воды и влага в веществе не испаряется.

Вязкость пены – способность противостоять перемещению слоев относительно друг друга; вязкость пены определяет способность ее к растеканию или накапливанию; зависит от состава пенообразующего раствора, температуры, его дисперсности и кратности.

Газы– вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 0 С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа.

Гетерогенные реакции – реакции, компоненты которых находятся в разных фазах.

Горение – сложный физико-химический процесс, при котором горючие вещества и материалы под воздействием высоких температур вступают в химическое взаимодействие с окислителем, превращаясь в продукты горения.

Горение гетерогенное (разнофазное) – горючее и окислитель находятся в разных агрегатных состояниях.

Горение гомогенное – горючее и окислитель находятся в одинаковом агрегатном состоянии (газообразном).

Горение детонационное – (взрывное); зона химической реакции горения распространяется со скоростью ударной волны (от нескольких сотен метров в секунду до нескольких километров в секунду).

Горение дефлаграционное – распространение зоны химической реакции (скорость от 0,5 до 50 м/с).

Горение диффузионное – процесс горения, при котором образование горючей среды (смешение горючего и окислителя) происходит перед зоной горения.

Горение кинетическое – горение предварительно перемешанных газо – или паровидных смесей.

Горение ламинарное – процесс горения, при котором компоненты горючей смеси поступают в зону горения сравнительно спокойно.

Горение турбулентное – процесс горения, при этом компоненты горючей смеси поступают в зону горения с большой скоростью.

Горючая смесь бедная – смесь, в которой существует избыток окислителя.

Горючая смесь богатая – смесь, в которой существует избыток горючего.

Горючесть– способность вещества и материалов к самостоятельному горению.

Горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть при его удалении.

Давление насыщенного пара – давление пара, находящегося в равновесии с жидкостью при данной температуре.

Детонация – химическое превращение взрывчатых веществ, сопровождающееся выделением энергии и распространяющееся по веществу в виде волны от одного слоя к другому со сверхзвуковой скоростью.

Дефлаграция – быстрое горение, возможен переход к детонации.

Дисперсность пены – свойство, характеризующее степень измельчённой пузырьков; показателем дисперсности является усредненный размер пузырьков одного метра пены.

Дым – дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых и жидких частиц (дисперсная фаза), взвешенных в дисперсной газообразной среде (продуктах горения).

Жидкости – вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 0 С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относятся также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадение которых ниже 50 0 С.

Зона горения – это та часть пространства, где происходит превращение горючей смеси в продукты полного и неполного сгорания.

Избыток воздуха – разность между количеством воздуха, присутствующим при горении и теоретически необходимым количеством воздуха.

Изолирующее свойство пены – способность противостоять испарению горючего вещества и проникновение через ее слой паров, газов и различных излучений.

Индекс распространения пламени – условный безразмерный показатель, характеризующий способность вещества воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло.

Интенсивность газообмена – отношение расхода воздуха, поступающего через проемы к площади пожара.

Йодное число масла – количество граммов йода, поглощенному 100 г масла. Чем выше йодное число, тем в большей степени масло способно к самовозгоранию.

Испарение – переход жидкости в пар со свободной поверхности при температуре ниже точки кипения.

Карбоновые кислоты – содержат в молекуле карбоксильную группу СООН. По количеству групп различают одно-, двух-, и многоосновные кислоты.

Кетоны – RR’C═O, органические соединения, содержащие карбонильную группу, связанную с двумя атомами углерода. Жидкие с характерным запахом (до С₁₁) или твердые вещества. По химическим свойствам аналогичны альдегидам.

Кислородный индекс – минимальное содержание кислорода в кислородно-азотной смеси, при котором возможно свечеобразное горения материала в условиях специальных испытаний.

Коэффициент дымообразования – показатель, характеризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении или тлении определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытаний.

Коэффициент избытка воздуха – количество воздуха, которое при пожаре не участвует в горении.

Коэффициент избытка воздуха– отношение количества воздуха, практически участвующего в процессе горения, к теоретически необходимому.

Кратность пены – отношение объема пены к объему раствора, из которого получена пена.

Линейная скорость выгорания – расстояние, на которое опускается уровень жидкости в единицу времени при горении (м/с).

Линолевая кислота (цис-9-цис-12-октадекадиеновая кислота) – СН₃(СН₂)₃(СН₂СН═СН)₂(СН₂)₇СООН, t_пл от -5 до -5,2 0 С, t_кип = 230-233 0 С / 15 мм рт. ст. (непредельная).

Линоленовая кислота (цис-9-цис-12-цис-15-октадекатриеновая кислота) – С₂Н₅(СН═СНСН₂)₃(СН₂)₆СООН, t_пл от -11 до -12,8 0 С, t_кип = 230-232 0 С / 17 мм рт. ст.; не растворяется в воде (непредельная).

Максимальное давление взрыва – наибольшее избыточное давление, возникающее при дефлаграционном сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси 101,3 кПа.

Массовая скорость выгорания – масса вещества, сгорающая в единицу времени с единицы площади поверхности фронта пламени.

Микробиологическое самовозгорание – самовозгорание в результате самонагревания, возникшего под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества.

Минеральные масла – содержащие предельные углеводороды (не способны к самовозгоранию).

Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора – наименьшая концентрация флегматизатора в смеси с горючим и окислителем, при которой смесь становится не способной к распространению пламени.

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода – концентрация кислорода в горючей смеси, состоящей из горючего вещества, воздуха и флегматизатора, меньше которой распространение пламени в смеси становится невозможным при любой концентрации горючего в смеси, разбавленной данным флегматизатором.

Насыщенный пар – пар, находящийся в динамическом равновесии с жидкостью; количество испарившихся молекул равно количеству сконденсировавшихся молекул.

Негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, не способные к горению на воздухе.

Нижний температурный предел воспламенения (НТПВ) – температура, при которой над поверхностью жидкости образуются пары воды в количестве, соответствующем нижнему концентрационному пределу воспламенения (НКПВ).

Низшая теплота сгорания – количество тепла, выделяемого при полном сгорании единицы массы и объема (кг, кмоль, м 3 ) горючего вещества при условии сгорания водорода до образования пара и испарения влаги горючего вещества (кДж/моль, кДж/кг, кДЖ/м 3 ).

Нормальная скорость распространения пламени – скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении перпендикулярном к поверхности.

Огнетушащая способность пен – проявление изолирующих и охлаждающих свойств, обеспечивающих прекращение горения вещества.

Олеиновая кислота (цис-9-октадеценовая кислота) С₈Н₁₇СН═СН(СН₂)₇СООН, t_пл = 13,4 и 16,3 0 С (полиморфизм), t_кип = 232 0 С / 15 мм рт. ст.; нерастворима в воде (непредельная).

Отработанные минеральные масла – содержащие непредельные углеводороды (способны к самовозгоранию).

Отсек– жидкая фаза пены.

Охлаждающие свойства пены – способность воспринимать тепло от нагретых газов, жидких и твердых поверхностей; оценивается интенсивностью снижения температуры охлаждаемой массы вещества.

Пальмитиновая кислота (гексадекановая кислота) – С₁₅Н₃₁СООН, t_пл = 62,5 – 64 0 С, t_кип = 215 0 С / 15 мм рт. ст.; практически не растворима в воде; соли и эфиры называются пальмитатами (предельная).

Пламя – видимое проявление процесса горения.

Пламя нестационарное – если фронт пламени движется.

Пламя стационарное – фронт пламени не движется.

Пламя стехиометрическое – пламя предварительно перемешанной смеси, если горючее (углеводород) и окислитель (кислород – О₂) расходуют друг друга полностью, образуя двуокись углерода (СО₂) и воды (Н₂О).

Площадь поверхности горения – реальная площадь горючего, которая участвует в горении, т.е. выделяет горючие газы при пиролизе или испарении, а также взаимодействует с окислителем в гетерогенном режиме.

Площадь пожара – площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость.

Показатель токсичности продуктов горения – отношение количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты вызывают гибель 80 % подопытных животных.

Продолжительность (время) пожара – время с момента его возникновения до прекращения процесса горения.

Пыли – диспергированные твердые вещества и материалы размером меньше 850 мкм.

Самовозгорание– резкое увеличение скорости экзотермических реакций, вызывающих самовозгорание вещества, приводящее к возникновению горения при отсутствии источника зажигания.

Сапонины – растительные гликозиды, содержащие в молекуле олигосахаридную цепь, связанную с не углеводной частью, агликоном. Сапонины – твердые оптически активные вещества, обладающие пенообразующими свойствами.

Скорость распространения пламени– путь, пройденный фронтом пламени по поверхности жидкости в единицу времени.

Стеараты – неионогенное поверхностно-активное вещество, диспергатор, смачиватель.

Стеариновая кислота (октадекановая кислота) СН₃(СН₂)₁₆СООН, t_пл = 69,2 – 69,9 0 С, t_кип = 232 0 С / 15 мм рт. ст.; практически не растворяется в воде, плохо растворяется в органических растворителях (предельная).

Стойкость пены – способность противостоять разрушающим действиям тепла и различных сил; измеряется временем в течение которого из пены выделяется 50 % жидкости, взятой для пенообразования.

Твердые вещества и материалы – индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения выше 50 0 С, а также вещества, не имеющие температуры плавления (древесина, ткани, торф и т.д.).

Температура воспламенения – наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.

Температура вспышки – температура, при которой насыщенные пары создают концентрации соответствующие нижнему концентрационному пределу воспламенения.

Температура горения:

- калориметрическая – температура, до которой нагреваются продукты горения при следующих условиях: Т₀ = 273К, α_В = 1, Q_пг = Q_н;

- адиабатическая – если выполняются условия: Т₀ = 273К, α_В≠1, Q_пг = Q_н;

- теоретическая – температура горения, когда учитывается часть тепла, расходуемого на диссоциацию продуктов горения и выполняются следующие условия: Т₀ = 273К, α_В = 1, Q_пг = Q_п - Q_дисс;

- действительная – температура, до которой нагреваются продукты горения в реальных условиях: Т₀ ≠ 273К, α_В ≠ 1, Q_пг ≠ Q_н.

Температура пожара – температура пламени, зависящая от вида горючего.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенем горения.

Температура тления – температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций окисления, заканчивающихся возникновением тления твердых веществ при температуре 400 – 600 0 С; для некоторых из них характерно при этом выделение дыма.

Тепловое самовозгорание – вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества выше температуры самонагревания (масла, жиры, каменные угли и т.д.).

Теплота пожара – количество теплоты, выделяющееся на пожаре в 1 с.

Трудногорючие (трудносгораемые) – вещества и материалы, способные гореть на воздухе при воздействии источников зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления (пластмассы, древесина обработанная антипиренами и т.д.).

Удельная массовая скорость выпаривания – количество жидкости, выгоревшее с единицы площади жидкости в единицу времени (кг/(м 2 ·с)).

Флегматизатор – негорючее или трудногорючее вещество, введение которого в горючую смесь полностью устраняет возможность горения (Ar, N₂, CO₂, водяной пар и т.д.).

Флегматизирующая концентрация – концентрация газа флегматизатора в воздухе, при которой невозможно восстановление газо-, паро-, или пылевоздушной смеси с распространением горения по ней.

Химическое самовозгорание – возникает в результате химического взаимодействия веществ.

Хладоны (фреоны) – насыщенные газообразные или жидкие фторуглероды или полифторуглеводороды (часто содержат также атомы Cl, реже Br). Негорючи, взрывобезопасны, химически инертны; компоненты огнетушащих составов; мало токсичны.

Энергия активации – это разность между средним уровнем запаса энергии молекул в активном состоянии и среднем уровнем в неактивном состоянии.

Энтальпия (теплосодержание) – функция состояния термодинамической системы Н = U +pV, где U – внутренняя энергия системы, р – давление, V – объем.

Самовозгорание масел и жиров зависит от плотности упаковки промасленного материала. При уплотнении промасленного материала способность его к самовозгоранию увеличивается. Это наблюдается до определенной плотности. При дальнейшем ее увеличении способность промасленного материала к самовозгоранию уменьшается. [2]

Самовозгорание масел и жиров часто является причиной пожаров. Существует три вида масел: минеральные, растительные и животные. [3]

Эги присадки снижают температуры самовозгорания масел , уменьшают индукционный период. [4]

С каким из газов возможно самовозгорание масла . [5]

Необходимо тщательно соблюдать температурный режим процесса во избежание самовозгорания масла . [6]

Особый случай самовозгорания представляют волокнистые материалы ( хлопок, начесии, шерсть, тряпье), пропитанные маслами; легкость самовозгорания п таких случаях связана о темп-рой самовозгорания соответственных масел . Явления этого рода имеют столь существенное практич. [7]

Большие значения величины конечного давления сжатия нежелательны также по соображениям обеспечения безопасности работы компрессора: при высоких давлениях сжатия температура газа достигает таких значений, при которых возможно самовозгорание масла , подаваемого в цилиндр для смазки трущихся частей. [8]

Большие значения величины конечного давления сжатия нежелательны также и по соображениям обеспечения безопасности работы компрессора: при высоких давлениях сжатия температура газа достигает таких значений, при которых возможно самовозгорание масла , подаваемого в цилиндр для смазки трущихся частей. [9]

Способность промасленных материалов к самовозгоранию увеличивается при наличии в них катализаторов, ускоряющих окисление и полимеризацию масел, и при повышении температуры воздуха. Катализаторами для самовозгорания масел являются соли различных металлов - марганца, свинца, кобальта, так называемые сиккативы. Наиболее низкая температура, при которой на практике наблюдали самовозгорание масел и жиров, составляла 10 - 15 С. [10]

Большое значение отношения рк / ро приводит к уменьшению рабочих коэффициентов компрессора, значительно снижающих его экономичность, а также увеличению дроссельных потерь в регулирующем вентиле, что способствует уменьшению холодопроизводительности. Кроме того, с увеличением рк / ро увеличивается температура в конце сжатия, что ухудшает условия смазки компрессора и может вызвать самовозгорание масла , смазывающего цилиндр. Для уменьшения степени сжатия в одном цилиндре применяется многоступенчатое сжатие холодильного агента в 2, 3 и более последовательно соединенных цилиндрах. [13]

В подобных условиях работа одноступенчатой поршневой холодильной машины практически невозможна, так как коэффициент подачи будет мал, следовательно, снижается производительность компрессора. Увеличиваются потери от дросселирования в регулирующем вентиле. Кроме того, высокая температура в конце сжатия, вызванная большим перепадом давления, ухудшает условия смазки компрессора, увеличивает его износ и может вызывать самовозгорание масла . Таким образом, при определенных условиях, когда величина отношения давлений большая ( более 8), возникает необходимость замены одноступенчатой машины двухступенчатой. [14]

Статистика показывает, что большая часть пожаров от самовозгорания обусловлено самовозгоранием промасленных волокнистых и сыпучих материалов. В промышленности и в быту применяется огромное количество жиров и масел, которые по своему происхождению можно подразделить на природные, искусственные и синтетические.

Природные масла - добываются из тканей наземных, морских животных и рыб (животный жир), из семян и мякоти плодов различных растений (растительные масла). К ним же относятся некоторые продукты их переработки. Например, олифа.

Искусственные масла - получают из нефти (это минеральные масла) или из смолы полукоксования каменных углей (каменноугольные масла).

Синтетические масла - получают полимеризацией и поликонденсацией низших алкенов, гликолей и их эфиров, силоксанов и других мономеров.

Все они по применению подразделяются напищевые, технические, (производство высыхающих пленкообразующих для лаков и красок, ПАВ, глицерина, жирных кислот и другие),смазочные (моторные, индустриальные, трансмиссионные и другие) ипромышленные(электроизоляционные, гидравлические, шпалопропиточные и т.д.) масла.

Большинство из них имеют температуру вспышки в пределах 170-350 °С, температуру самовоспламенения 300 °С, поэтому относительно пожаробезопасны. В чистом виде жиры и масла не склонны к самовозгоранию. Но при попадании на волокнистые, пористые и сыпучие вещества и материалы с большой удельной поверхностью многие из них приобретают исключительно высокую способность к окислению кислородом воздуха даже без нагревания. К ним относятся растительные высыхающие масла, подвергавшиеся нагреву минеральные, например, моторные, цилиндровые, закалочные масла и т.п. Рассмотрим их поведение на примере природных жиров и масел.

Растительные масла (льняное, конопляное, хлопковое, подсолнечное другие), а также животные жиры (тресковый, тюлений, китовый, бараний,

говяжий и т.д.) представляют собой смесь сложных эфиров, глицерина и жирных предельных и не предельных кислот общей формулы

СНОН + 3C - R ——® CH-OCO-R

Глицерин Кислота Глицерид

В состав глицеридов входят, например,, углеводородные остатки таких ненасыщенных кислот:

олеиновой С₁₇Н₃₃СООН, содержит одну двойную связь;

линолевой C₁₇H₃₁COOH, содержит две двойные связи;

линоленовой C₁₇H₂₉COOH, содержит три двойные связи.

Фрагменты углеводородов непредельного ряда способны к реакциям присоединения по месту двойных связей. Именно поэтому глицериды склонны к окислению кислородом воздуха, а значит и к самовозгоранию. Механизм окисления жиров и масел имеет сложный, многостадийный характер. На начальной стадии процесса кислород воздуха присоединяется по месту двойной связи с образованием нестойкого пероксида, который распадается на два активных радикала, продолжающих далее цепь окисления до промежуточных и конечных продуктов. В общем виде схема зарождения цепи выглядит следующим образом:

R-CH=CH-R' + О₂ ¾® R-CH-CH-R' -> R-HCO& + &OCH-R¢. Глицерид Пероксид

Ненасыщенные соединения по месту двойных связей, помимо кислорода, легко присоединяют галогены, в том числе и йод:

Эта реакция протекает количественно, поэтому ее используют для оценки непредельности соединений. За меру количества двойных связей принимается йодное число.

Йодное число - это количество йода (в граммах), поглощенное 100 граммами вещества.

Оно может быть использовано для оценки склонности масел и жиров к самовозгоранию (табл.1). Практика показала, что к самовозгоранию склонны жиры и масла с йодным числом выше 50.

Статистика показывает, что около 80 % пожаров от самовозгорания по причине обусловлено самовозгоранием промасленных волокнистых и сыпучих материалов. В промышленности и в быту применяется огромное количество жиров и масел, которые по своему происхождению можно подразделить на природные, искусственные и синтетические. Природные масла - добываются из тканей наземных, морских животных и рыб (животный жир), из семян и мякоти плодов различных растений (растительные масла).

Ч>-

Ь Л

egs

Искусственные масла - получают из нефти (это минеральные масла) или из смолы полукоксования каменных углей (каменноугольные масла). Синтетические масла - получают полимеризацией и поликонденсацией низших алкенов, гликолей и их эфиров, силоксанов и других мономеров, j Все они по применению подразделяются на пищевые, технические, (производство высыхающих пленкообразующих для лаков и красок, ПАВ, глицерина, жирных кислот и другие), смазочные (моторные, индустриальные, трансмиссионные и другие) и не смазочные (электроизоляционные, гидравлические, шпалопропиточные и т.д.) масла. Большинство из них имеют температуру вспышки в пределах 170-350 °С, температуру самовоспламенения выше 350 °С, поэтому относительно пожаробезопасны. В чистом виде жиры и масла не склонны к

самовозгоранию. Но при попадании на волокнистые, пористые и сыпучие вещества и материалы с большой удельной поверхностью многие из них приобретают исключительно высокую способность к окислению кислородом воздуха даже без нагревания. К ним относятся растительные высыхающие масла, подвергавшиеся нагреву минеральные, например, моторные, цилиндровые, закалочные масла и т.п. Рассмотрим их поведение на примере природных жиров и масел.

Растительные масла (льняное, конопляное, хлопковое, подсолнечное другие), а также животные жиры (тресковый, тюлений, китовый, бараний, говяжий и т.д.) представляют собой смесь сложных эфиров, глицерина и жирных предельных и не предельных кислот общей формулы СН₂ОН О CH₂-OCO-R

Глицерин Кислота Глицерид

В состав глицеридов входят остатки ненасыщенных кислот: олеиновой С₁₇Н₃₃СООН, содержит одну двойную связь; линолевой СпН^СООН, содержит две двойные связи; линоленовой Ci₇H₂₉COOH, содержит три двойные связи.

Производные углеводородов непредельного ряда способны к реакциям присоединения по месту двойных связей. Поэтому они склонны к окислению кислородом воздуха, а значит и к самовозгоранию. Механизм окисления имеет сложный, многостадийный характер. На начальной стадии процесса кислород воздуха присоединяется по месту двойной связи с образованием нестойкого пероксида, который распадается на два активных радикала, продолжающих далее цепь

окисления до промежуточных и конечных продуктов. В общем виде схема зарождения цепи выглядит следующим образом:

Ненасыщенные соединения по месту двойных связей, помимо кислорода, легко при-соединяют галогены, в том числе и йод:

Эта реакция протекает количественно, поэтому ее используют для оценки непредельности соединений в виде йодного числа.

Йодное число - это количество йода (в граммах), поглощенное 100 граммами вещества. Может быть использовано в качестве приближенной количественной меры склонности масел и жиров к самовозгоранию (табл.1). Практика показала, что к самовозгоранию склонны жиры и масла с йодным числом выше 50.

Таким образом, для самовозгорания жиров и масел необходимыми и достаточными условиями являются: 1. Содержание достаточного количества ненасыщенных углерод углеродных связей (йодное число выше 50 г J₂/100 г).

парогазовой смеси продуктов горения. Истечение конвективного потока и поступление свежего воздуха в зону горения представляют собой две составные части единого процесса газообмена очага горения с окружающей средой. Этот процесс также называется массообменом, поскольку любой газ, как известно, имеет массу. Таким образом, между очагом горения и окружающей средой происходит обмен теплотой и газом в результате образования и движения конвективного потока продуктов горения. Этот процесс называется конвективным тепло- и газо(массо) обменом . Часть теплоты реакции горения выделяется в виде световых и невидимых инфракрасных волн - светового и теплового излучения. Лучистый тепловой поток распространяется во все стороны от очага пожара. Большая его часть воспринимается окружающими предметами. Часть его уходит вверх с конвективным потоком и падает вниз на поверхность горящего вещества. Нагреваясь под воздействием лучистого теплового потока, горючее вещество разлагается и испаряется с выделением горючих летучих продуктов, которые непрерывно поступают в зону горения, смешиваясь при этом со свежим воздухом. Эта зона горения получила название - пламя. Пламя - газовый объем, в котором непосредственно происходит реакция горения. Пламя, как правило, излучает свет, лишь в редких случаях оно невидимо, например, при горении водорода. Наиболее высокотемпературная часть пламени, где протекают окислительно-восстановительные реакции, называется реакционной зоной или фронтом пламени.

Снизу в пламя поступает газо-парообразное горючее, а вверх уходят продукты горения. Но пламя - это несовершенный химический реактор. Из- за большой скорости массообмена и плохого смешивания газы и пары не успевают прореагировать с кислородом полностью. Поэтому часть углерода, нагретого до высокой температуры, освобождается от водорода и гетероатомов (азота, серы и др.) и конденсируется с образованием раскаленных частичек сажи, которые излучают и свет и теплоту. Кроме

2. Большая поверхность окисления и малая теплоотдача. Только будучи нанесенными на большую, развитую поверхность (вата, тряпки, ветошь, пакля, порошки, пористые твердые материалы типа пенопластов, сыпучие материалы и т.п.) масло будет способным к самовозгоранию.

3. Наличие кислорода внутри материала или доступ его к окисляющей поверхности.

Растительные, высыхающие масла находят широкое применение в производстве лаков и красок, куда обязательно добавляют сиккативы - вещества, ускоряющие, катализирующие процесс окислительной полимеризации лакокрасочных материалов. В этом случае опасность самовозгорания еще выше, что необходимо учитывать при разработке пожарно-профилактических мероприятий.

Наибольшую опасность при эксплуатации воздушных компрессорных установок представляют взрывы и пожары.
В литературе описаны случаи аварий, связанные с воспламенениями масляных отложений и взрывами в воздухопроводах, часто приводящие к несчастным случаям с обслуживающим компрессорные установки персоналом и большим разрушениям.

Так, на одном из заводов произошла серия взрывов в разных местах магистральных нагнетательных воздухопроводов. Взрывной волной были выведены из строя несколько компрессоров производительностью 100 м3/мин и разрушено здание компрессорной станции. На другом заводе произошел взрыв на участке нагнетательного трубопровода между воздухосборником и компрессором В результате взрыва был разрушен блок цилиндра II ступени компрессора производительностью 100 м3/мин, поврежден промежуточный холодильник соседнего компрессора и повреждено перекрытие компрессорной станции.

Крупные взрывы и загорания на компрессорных установках довольно редки, тем не менее в связи с их большой разрушительной силой и наличием несчастных случаев с обслуживающим персоналом предотвращение их является абсолютной необходимостью.

Анализ обстоятельств взрывов в компрессорных установках показал, что в большинстве случаев очагом взрыва является не компрессор, а нагнетательный воздухопровод. Если компрессор получает при взрыве повреждение, то происходит это в результате действия взрывной волны в сторону компрессора.
Как показали проведенные исследования, необходимым условием взрыва является образование в ограниченном пространстве воздухопровода или сосуда смеси паров или тумана минерального масла и продуктов его окисления с воздухом в определенной концентрации и наличия импульса в виде искры или пламени, способных воспламенить взрывную смесь.

В среднем нижний предел воспламеняемости смеси воздуха с масляными парами или туманом (при размере капелек до 10 мкм) составляет 45 мг/л.
При хорошем состоянии цилиндропоршневой группы и органов воздухораспределения компрессора такие опасные концентрации масла в воздухе возникнуть не могут.
На смазку цилиндров воздушного горизонтального компрессора с подачей 100 м3/мин с конечным давлением 0,78 МПа необходимо подавать 250 г/ч масла. Если увеличить расход масла в 2 раза по сравнению с нормой и предположить, что все масло испарится и будет вынесено в нагнетательный трубопровод, то даже тогда массовая концентрация его составит около 0,45 мг/л, что почти в 100 раз меньше предельно допустимой.

В цилиндрах компрессоров и нагнетательных трубопроводах опасные концентрации масла могут возникать при следующих обстоятельствах.
Если компрессор длительное время работает на холостом ходу или подача его понижена более чем на 50%, а подача масла в цилиндры остается неизменной, вентиляция цилиндров резко сокращается. В цилиндрах возможно скопление большого количества масла, и если после длительной работы в таком режиме резко увеличить подачу, то в цилиндрах и нагнетательных камерах возможно образование опасной концентрации масла.

Такие условия могут возникнуть при неисправности всасывающих и нагнетательных клапанов; положение осложняется еще тем, что повышается температура нагнетаемого воздуха.

Большая часть масла, подаваемого для смазки в цилиндры компрессора, выносится в нагнетательный трубопровод, в котором постоянно оседает на стенках, образуя тонкую пленку. Вместе с маслом на стенках воздухопроводов оседают механические примеси, попадающие в компрессор со всасываемым воздухом —это пыль, продукты износа и коррозии металла цилиндров, воздухопроводов (ржавчина, металлическая пыль).

Слой отложений масла с механическими примесями под воздействием кислорода воздуха и температуры окисляется и образует нагар.

Как показывают исследования, нагар содержит до 30% масла.

Окисление маслоотложений при высокой температуре (150°С и выше) происходит с выделением тепла (т. е. имеет экзотермический характер).

Основное количество тепла отводится потоком протекающего сжатого воздуха, часть отводится через стенки воздухопровода в окружающую среду.

Пока количество тепла, выделяемое при окислении, и количество отводимого тепла равны, температура маслоотложений не изменяется.

Если толщина слоя маслоотложений увеличивается или увеличивается температура сжатого воздуха на выходе из цилиндра, количество отводимого тепла уменьшается и за счет избытка тепла начинается саморазогрев маслоотложений.

Отвод тепла ухудшается с увеличением толщины нагара. Проведенные исследования установили, что при температуре сжатого воздуха 190°С нагар толщиной 1 мм саморазогревается за счет реакции окисления до197—200°С, а нагар толщиной 5 мм в этих условиях уже самовоспламенится. Шведские исследователи установили максимально допустимую толщину нагаромасляных отложений за 2000 ч работы компрессора в 3 мм Найдено также, что увеличение массы нагаромасляных отложений в 2—3 раза снижает температуру начала их саморазогрева на 70—80°С.

С увеличением давления температура начала саморазогрева и самовоспламенения нагаров быстро уменьшается. При давлении 19,6 МПа температура начала саморазогрева масла МК-22 составляла около 140°С а цилиндрового-12 около 100°С. Самовоспламенение масла МК-22 происходило при этом давлении при t=180°С, а цилиндрового-12 при 150—180°С (при 150°С самовоспламенение наступило через 31 ч, при температуре 180°С — через 45 ч).

Загорания маслоотложений в воздухопроводах бывают довольно часто. Обычно они заканчиваются выгоранием отложений на отдельных участках.
При большом слое маслоотложений и их пропитке жидким маслом выделившееся при загорании тепло может вызвать интенсивное испарение масла из слоя отложений, часть его превратится в масляный пар, а часть распылится потоком воздуха в масляновоздушную смесь. В этом случае может создаться взрывоопасная концентрация смеси масла с воздухом и начнется воспламенение.

При воспламенении взрывной смеси огонь с огромной скоростью распространяется по всему объему трубопровода, вследствие чего происходит интенсивное повышение давления и температуры. Интенсивность испарения масла из маслоотложений увеличивается, что приводит к взрыву.

В зависимости от концентрации масла в смеси при начальном давлении в воздухопроводе 0,98 МПа давление взрывной волны достигает 7,4 МПа, чем и объясняются большие разрушения при взрывах.

Первичный взрыв вызывает в системе трубопроводов вторичные взрывы. Для этого достаточно наличие масляной пленки на стенках трубопровода с огромной скоростью, поток горячего сжатого сдувает со стенок масляную пленку, которая, попадая в объем воздуха, мгновенно испаряется и образует масловоздушную смесь, готовую самовоспламениться и привести к вторичному взрыву.
Вторичные взрывы создают давление по фронту взрывной волны, превышающее первоначальное более чем в 100 раз. Поэтому разрушения от вторичного взрыва более тяжелые, чем при первичном.

Таким образом, причиной возникновения загораний и взрывов в системах воздухопроводов поршневых компрессорных установок служат:
1. Маслоотложения, которые образуются при уносе из цилиндров отработанного смазочного масла и различных механических примесей. Эти примеси попадают р компрессор из атмосферы со всасываемым воздухом, а также в результате износа трущихся деталей цилиндра и поршня и коррозии деталей компрессора и воздухопроводов.
2. Саморазогрев слоя маслоотложений, происходящий вследствие воздействия потока горячего воздуха.
Интенсивность саморазогрева зависит от толщины отложений, давления, температуры и скорости потока сжатого воздуха.
Скорость саморазогрева увеличивается с увеличением толщины слоя отложений и уменьшается при увеличении скорости протекающего воздуха. Поэтому при наличии на нагнетательном трубопроводе слоя маслоотложений большой толщины (2—3 мм и больше) и температуры воздуха на выходе из компрессора выше 160°С опасен момент остановки компрессора под нагрузкой или уменьшение его подачи на 50% и более.

Опасными являются такие участки, где возможно значительное уменьшение скорости воздуха (общие коллекторы, воздухосборники и т. д.).
3. В компрессорных установках взрывоопасная масловоздушная смесь может быть образована только в результате саморазогрева и самовозгорания слоя маслоотложений большой толщины и протяженности.

Воспламенение может возникнуть при самовозгорании маслоотложений в результате саморазогрева или при образовании на стенках воздухопровода заряда статического электричества большого потенциала, которыйможет возникнуть в результате движения воздуха с частицами пыли по воздухопроводу.
4. Чем выше давление и температура сжатого воздуха, тем меньше может быть допущен слой маслоот-ложений и тем чаще необходимо проводить чистку воздухопровода.
Чтобы предотвратить загорания и взрывы, следует устранить причины их возникновения, т. е. уменьшить количество маслоотложений и снизить температуру сжатого воздуха, что может быть достигнуто проведением следующих мероприятий:
1. Строго следить за соблюдением нормы расхода масла на смазку цилиндров и сальников каждого компрессора.
2. Применяемое масло должно иметь температуру вспышки на 75°С больше, чем температура сжатого воздуха.
3. Всасываемый воздух должен быть хорошо очищен от пыли при помощи воздушных фильтров, запыленность всасываемого воздуха после фильтров не должна быть больше 2 мг/м3.
4. Температура воздуха на выходе из цилиндров компрессора должна быть ограничена 170°С. Это может быть достигнуто уменьшением гидравлических потерь в клапанах; уменьшением перетечек в цилиндрах из полости большого давления в полость с меньшим давлением; снижением температуры всасываемого воздуха.
5. Закругления нагнетательных межступенчатых воздухопроводов должны быть плавными, внутренние поверхности чистыми без наплывов от электросварки и выступающих частей прокладок.
6. Средняя скорость воздуха для расчета проходных сечений воздухопроводов в пределах 8—10 м/с.
7. Для снятия зарядов статического электричества компрессоры и воздухопроводы должны быть заземлены.
8. Все межступенчатые воздухопроводы, нагнетательный трубопровод между компрессорами и воздухосборником, воздухосборники и магистральные трубопроводы должны систематически по специальному графику, но не реже 1 раза в 6 мес очищаться от масляных отложений.
В случае загорания масляных отложений компрессор останавливать нельзя, в этом случае необходимо максимально снизить давление за компрессором, сообщив его нагнетательный трубопровод с атмосферой за Очагом загорания, тем самым создав интенсивную вентиляцию загоревшегося участка.
При загорании масляных отложений нельзя снижать подачу компрессора с помощью системы регулирования.

Читайте также: