POSEBNA OBUKA IZ OBLASTI ZAŠTITE OD POŽARA

OPŠTI DEO PROGRAMA, TEMA:

POŽARI-EKSPLOZIJE

“multiteh inženjering”zenica

GORENJEGorenje se najčešće definiše kao veoma brzo vezivanje kiseonika sa gorivom materijom.Poznato je da se proces vezivanja kiseonika sa drugim materijama naziva oksidacijom, ali svaka oksidacija nije i gorenje. Da bi smo proces oksidacije mogli smatrati gorenjem potrebno je da bude propraćena sa izdvajanjem znatne količine toplote i svetla, a takva oksidacija se naziva burna oksidacija. Tiha oksidacija - rđanje. Osim što se razlikuju po brzini procesa i količini izdvojene toplote, burna i tiha oksidacija razlikuju se još po jednom veoma važnom detalju. Za razliku od rđanja (tiha oksidacija) koje započinje čim se nađu zajedno kiseonik (vazduh) i materijal koji može da oksidira (gvožđe), za nastanak gorenja (burna okidacija) treba nam još i određena količina toplotne energije, tj. izvor paljenja

USLOVI ZA NASTANAK GORENJADa bi do gorenja uopšte moglo doći potrebna je goriva materija, kiseonik (oksidator) i nešto što će proizvesti dovoljnu količinu toplotne energije neophodne za početak gorenja (izvor paljenja).Bez jedne od ove tri komponente gorenja nema, a kad nema gorenja nema ni požara. Iz ovoga proizilazi izuzetno važan zaključak:

Uklanjanjem jedne od navedene tri komponente onemogućava se nastanak požara, a omogućava njegovo gašenje

Na ovom zaključku, na uklanjaju ili gorive materije, ili kiseonika ili izvora paljenja, zasniva se celokupni sistem zaštite od požara.

ZAPALJIVE - GORIVE MATERIJE

Sve vrste materija možemo podeliti u tri grupe:          1. zapaljive          2. teško zapaljive          3. nezapaljive

Zapaljive materije su one materije koje pod normalnim uslovima mogu da se zapale i nakon toga nastave da samostalno gore sve do svog potpunog sagorjevanja.

Teško zapaljive materije su one koje se u prisustvu plamena pale ili tinjaju, ali nakon uklanjanja plamena prestaju da gore.

Nazapaljive materije su one koje se u normalnim uslovima ne mogu zapaliti.

TEMPERATURA PALJENJA (plamište)Tačka paljenja ili plamište odnose se na zapaljive tečnosti i predstavlja najnižu temperaturu pri kojoj je iznad tečnosti prisutno dovoljno pare da dođe do paljenja na površini tečnosti.

TEMPERATURA SAMOPALJENJA Najniža temperatura do koje treba zagrejati zapaljivu materiju da bi se zapalila bez spoljašnjeg izvora paljenja naziva se tačka samozapaljivosti.Ovaj termin ne treba mešati sa pojavom koja je poznata kao samozapaljivost.

IZVORI PALJENJAPod izvorima paljenja podrazumevamo sve što može stvoriti energiju koja se može odati okolnoj sredini, kao što su:

zagrejane površineplameniskre mehaničkog poreklavarnice električnog poreklarazne druge pojave

Minimalna količina energije koju treba dovesti nekoj zapaljivoj materiji da bi se ona zapalila naziva se energija paljenja.

Temperatura ključanja - vrelište :Tačka ključanja tečnosti je ona temperatura na kojoj se napon pare tečnosti izjednačava sa spoljašnjim pritiskom. Što je spoljni pritisak niži, tečnost će ključati na nižoj temperaturi i obrnuto.

Potpuno i nepotpuno gorenje:Pri potpunom sagorevanju (požari na otvorenom prostoru) usled cirkulacije vazduha bogatog kiseonikom, vrši se potpuna oksidacija i kao proizvod sagorevanja nastaje ugljen-dioksid, a pored njega najčešće se stvara voda odnosno vodena para. Pošto je u CO2 atom ugljenika potpuno zasićen atomima kiseonika, njegova dalja oksidacija nije moguća. Ugljen-dioksid je nezapaljiv gas. Pri nepotpunoj oksidaciji, odnosno pri sagorevanju u kome ne učestvuju dovoljne količine kiseonika, produkt sagorevanja nastaje ugljen-monoksid. Pošto u molekulima ugljenika je ostalo prostora za novo vezivanje atoma kisonika, ugljen-monoksid može i dalje oksidirati. Ugljen-monoksid je zapaljiv gas i pri njegovom sagorevanju kao produkt nastaje ugljen-dioksid.

• Toplota kao uzročnik požara• Toplota predstavlja proces predavanja energije jednog tela

drugome• Toplotna energija je unutrašnja molekularna energija tela.• Kada se dva nejednako zagrejana tela međusobno dodiruku,

hladnije će se postepeno zagrevati, a toplije hladiti. Ovaj proces traje sve dok se temperature oba tela ne izjednače.

• Temperatura – fizička veličina, koja pokazuje stepen zagrejanosti jednog tela.

• Stepan zagrejanosti nekog tela, veličina temperature, izražava se temperaturnim stepenima.

• 0 K = -273,16 C• PRENOŠENJE TOPLOTE VRŠI SE:1. PROVOĐENJEM TOPLOTE – KONDUKCIJA (za čvrsta tela)2. STRUJANJEM TOPLOTE – KONVEKCIJA (za tečnosti i gasove)3. ZRAČENJEM TOPLOTE – RADIJACIJA (toplota se prenosi EM

talasima)

PROCESI GORENJA

• OKSIDACIONI PROCESISagorevanje je oksidacioni proces pri kome se materija koja

gori hemijski jedini sa kiseonikom iz vazduha.Hemijske reakcije pri kojima se oslobađa toplota –

egzotermne reakcije.Oksidacioni procesi su egzotermni hemijski procesi.Proces sagorevanja – burni oksidacioni proces pri kome

se za kratko vreme oslobađaju znatne količine toplote.

Uslovi Potrebni za proces gorenja:• Prisustvo gorive materije• Toplotna energija potrebna da se postigne temperatura

samozapaljivoisti te materije, ili izvor paljenja• Prisustvo materije koja potpomaže gorenje – kiseonik

iz vazduha.

Požari, definicijaPožar je oksidacija materije pri kojoj se u vidu toplote i svetlosti oslobađa unutrašnja hemijska energija. Požar je proces nekontrolisanog sagorevanja kojim se ugrožavaju zdravlje i životi ljudi, materijalna dobra i životna sredina. Požar se pojavljuje u vidu plamena i žara. Gasovite materije mogu sagoreti samo – plamenom.Tečne materije sagorevaju tek po prelasku u gasovito stanje – plamenom.Čvrste materije mogu sagoreti i plamenom i žarom.Brzim izgaranjem velikih količina gorivog materijala, naglo se povećava temperatura u zoni požara.

• Sagorevanje gasovaDa bi došlo do početka sagorevanja jedne zapaljive gasovite materije

potrebno je da se ona nađe u odgovarajućoj smeši sa kiseonikom i da se ova smeša, ili jedan njen deo, zagreju do temperature paljenja zapaljive materije.

• Sagorevanje tečnostiOdigrava se kada jedan deo zapaljive tečnosti pređe u gasovito stanje, pa

tako nastale pare tečnosti u smeši sa vazduhom sagorevaju.Temperatura paljenja zapaljive tečnosti – određena temperatura pri kojoj se

iznad površine zapaljive tečnosti nalazi dovoljno njenih para da u smeši sa vazduhom, u dodiru sa izvorom paljenja, može zapaliti.

• Sagorevanje čvrstih materijaOdvija se tako što se hemijski elementi koji se nalaze u čvrstom stanju, a koji

mogu da gore, direktno jedine sa kiseonikom. Produkti sagorevanja ovakvih hemijskih elemenata su njihovi oksidi (MgO).

• Potpuno i nepotpuno sagorevanjePri sagorevanju organskih materija (ugljenikovih jedinjenja) mogu nastati oba

ugljenikova oksida, u zavisnosti u kom stepenu u procesu sagorevanja učestvuje kiseonik.

Potpuno sagorevanje: vrši se potpuna oksidacija i kao proizvod sagorevanja nastaja CO2.

Nepotpuno sagorevanje: ne učestvuju dovoljne količinebkiseonika da bi se odvila potpuna oksidacija, kao proizvod sagorevanja nastaje CO.

• Ugljenikovi oksidiCO, CO2 pod normalnim uslovima su gasovite materije.

Klasifikacija požara prema klasi gorive materije SRPS-Z.CO.003SRPS-Z.CO.003

Klasa AKlasa A— — Požari čvrstih zapaljivih Požari čvrstih zapaljivih materija ( požari sa stvaranjem žara - materija ( požari sa stvaranjem žara - drvo , papir, slama, tekstil, ugalj i sl.)drvo , papir, slama, tekstil, ugalj i sl.)

Klasa BKlasa B – – Požari zapaljivih tečnosti Požari zapaljivih tečnosti (derivati nafte, alkohola, boje i lakovi, (derivati nafte, alkohola, boje i lakovi, acetona, mineralnih ulja i dr.)acetona, mineralnih ulja i dr.)

Klasa CKlasa C- - Požari zapaljivih gasova Požari zapaljivih gasova (metan, etan, propan, butan, acetilen, (metan, etan, propan, butan, acetilen, HH2, 2, CO i dr.) CO i dr.)

Klasa D – – PožariPožari zapaljivih metala zapaljivih metala (aluminijum , magnezijum i njihove (aluminijum , magnezijum i njihove legure, natrijum, kalijum i dr. laki legure, natrijum, kalijum i dr. laki metali-sa visokim rednim brojem).metali-sa visokim rednim brojem).Po evropskoj normi EN2 ranije je bila predviđena i klasa Po evropskoj normi EN2 ranije je bila predviđena i klasa požara E (električne instalacije slabe struje – do 1000 V). požara E (električne instalacije slabe struje – do 1000 V). Ta norma je odbačena, tako da se svi aparati mogu Ta norma je odbačena, tako da se svi aparati mogu koristiti kod instalacije slabe struje, uz poštovanje koristiti kod instalacije slabe struje, uz poštovanje propisane sigurnosne udaljenosti navedene na propisane sigurnosne udaljenosti navedene na vatrogasnom aparatu).vatrogasnom aparatu).

Klasa Klasa FF – – Požari biljnih i životinjskih Požari biljnih i životinjskih ulja i masnoća.ulja i masnoća.

Upotreba sredstava za gašenje prema klasi požara

Gašenje požara klase A –(najčešće voda)Gašenje požara klase B –(pena, prah, ugljendioksid)Gašenje požara klase C – (prah, ugljendioksid)Gašenje požara klase D – (prah, suvi kvarcni pesak)Gašenje požara klase F – (ugljendioksid, prah, inergeni).

Standardna požarna kriva opterećenja

Jedinična temperaturna vremenska kriva (ETK) predstavlja takozvani

standardni požar.

Kada se govori o klasifikaciji građevinskih materijala i konstrukcija u pogledu njihove

otpornosti u uslovima požara, treba istaći da se, proučavanjem mnogobrojnih požara, došlo do tzv, "standardnog požara", kod kojeg je povećanje temperature tačno

definisano kao funkcija vremena. Standardni požar je prema kretanju temperature najbliži

prosečnim uslovima požara. Na bazi toga došlo je do usvajanja krive standardnog

požara ili krive rasta temperature u

funkcijivremena

Podela požara prema mestu nastanka vatre : spoljni (otvoreni) i unutrašnji (zatvoreni) požari.Podela požara prema obimu i veličini :Prema obimu požar se klasifikuje prema količini gorivog materijala koji je zahvaćen požarom i na osnovu toga, za uspešno gašenje, se angažuju adekvatne snage i sredstva. Prema veličini, požar može biti mali, srednji, veliki i blokovski.Malim požarom se smatra onaj požar kada je vatrom zahvaćena mala količina gorivog materijala. Ovakav požar se lokalizuje priručnim sredstvima (PP aparat, voda, pesak, ćebe).Srednjim požarom se smatra onaj požar kada je vatrom zahvaćena jedna ili više prostorija sa većim požarnim opterećenjem i požari na otvorenom prostoru sa manjim prostornim obimom. Kod ovakvih požara uvek postoji opasnost za širenje požara. Za gašenje ovakvih požara angažuje se vatrogasno odelenje.Velikim požarom se smatra onaj požar kada je vatrom zahvaćen čitav sprat, krov zgrade, podrumski prostor ili čitav objekat, a na otvorenom prostoru velikog obima i količine gorivog materijala (šumski požari, požari skladišta, poljski požari, požari izlivenog tečnog goriva). Ovakvim požarima je ugrožena bliža okolina. Za gašenje ovakvih požara angažuju se opremljene vatrogasne jedinice, a često je neophodno i spašavanje ljudi i imovine.Blokovskim požarom se smatra onaj požar kada je vatrom zahvaćen čitav blok zgrada, deo naselja i kompleksi fabričkih i skladišnih postrojenja. Za gašenje ovakvih požara angažuje se više opremljenih vatrogasnih jedinica, brojna radna snaga, sredstva i tehnika, a akcija gašenja može trajati i više dana.

EKSPLOZIVNA ATMOSFERA, DEFINICIJAEksplozivna atmosfera je proces naglog sagorevanja mešavine vazduha i zapaljivih gasova, para, dima ili prašine. Pri atmosferskim uslovima postaju samozapaljivi ili eksplozivni u slučaju pojave varnice. Prati ih udarni talas pritiska produkta sagorevanja, naglo povećanje temperature i detonacija u sudu u kome se nalazi. Da bi se dogodila eksplozija neophodni su sledeći uslovi :- prisustvo kiseonika iz vazduha ili kiseonika u eksplozivnoj smeši;- prisustvo materije koja ima eksplozivne karakteristike;- prisustvo odgovarajućeg izvora paljenja.Zone opasnosti :Zone opasnosti predstavljaju kategoriju eksplozivno opasnog prostora prema verovatnoći da se u njemu pojave eksplozivne smeše.

Zone opasnosti predstavljaju kategoriju eksplozivno opasnog prostora prema verovatnoći da se u njemu pojave

eksplozivne smeše.Zone opasnosti od izbijanja požara definišu prostor, gde se zavisno od stepena opasnosti od pojave i širenja požara definišu tri zone i to:

-zonu najveće opasnosti (zona I)-zonu povećane opasnosti (zonaII)-zonu opasnosti (zonu III)

Pravilnikom o izgradnji stanica za snabdevanje gorivom motornih vozila i o uskladištavanju i pretakanju goriva ( Sl. list SFRJ br. 27/71 ), definisane su zone opasnosti od izbijanja požara i to:Zona opasnosti I obuhvata unutrašnjost podzemnog rezervoara, pristupna okna sa pripadajućom armaturom i betonsko korito u koliko je izvedeno.Zona opasnosti II obuhvata prostor do 1 m visine iznad pristupnog okna, odušnih cevovoda i ventila u prečniku od 5 m mereno od gabarita pristupnog okna odnosno odušnog cevovoda i ventila,prostor oko automata za istakanje goriva odnosno otvora za istakanje auto-cisterne poluprečnika 2,5 m mereno horizontalno i 1 m iznad tog automata odnosno otvora mereno od tla,prostor oko otvora za punjenje pogonskih rezervoara motornih vozila koja se snabdevaju gorivom na stanici i pokretnih sudova za ulje za loženje, poluprečnika 1 m mereno horizontalno i visine 1 m iznad otvora mereno od tla,prostorija objekta za smeštaj zaposlenog osoblja u kojoj se drže zapaljive tečnosti grupe I, II i III.

Zone opasnosti na pumpnim stanicama tečnih goriva

Zona opasnosti III obuhvata prostor iznad okolnog terena širine 2 m od zone 1, mereno

horizontalno i visine 0,5 m mereno od tla.

Zone opasnosti na pumpnim stanicama tečnih goriva

Zone opasnosti na pumpnim stanicama tečnih goriva

Zone opasnosti na pumpnim stanicama tečnih goriva

Eksplozija, interval eksplozivnosti gasova, prašina i para zapaljivih tečnosti

• Eksplozije- hemijske promene koje se vremenski brzo odigravaju, praktično trenutno, a pri kojima se oslobađaju velike količine toplotne energije. Pri ekploziji dolazi i do promene agregatnog stanja-čvrste i tečne materije prelaze u gasovito stanje.

• Eksplozivne smeše grade mnoge gasovite materije, kao i pare zapaljivih tečnosti sa vazduhom. Da bi došlo do eksplozije smeše eksplozivnog gasa sa vazduhom, ili para zapaljivih tečnosti i vazduha, potrebno je da budu ispunjena sledeća dva uslova:

1. Zapaljivi gas, odnosno pare zapaljive tečnosti, moraju se u vazduhu nalaziti u određenoj količini, odnsno dve komponente moraju biti u određenoj srazmeri;

2. U slučaju ispunjenosti prethodnog uslova, smeša će eksplodirati samo onda kada dođe u dodir sa izvorom paljenja (otvoreni plamen, varnice i sl.)

• Donja granica eksplozivnosti (DGE): predstavlja minimalnu koncentraciju gasa, ili para zapaljive tečnosti, u vazduhu pri kojoj smeša pod određenim uslovima može da eksplodira.

• Gornja granica eksplozivnosti (GGE): predstavlja koncentraciju gasa, ili para zapaljive tečnosti, u vazduhu iznad koje smeša prestaje da bude eksplozivna.

• Eksplozivni interval (eksplozivno područje): predstavlja sve koncentracije gasa ili pare obuhvaćene donjom i gornjom eksplozivnom granicom.Veća opasnost od nastanka eksplozije postoji kod onih gasova i zapaljivih tečnosti čija je donja granica eksplozivnosti niža, kao i kod onih čiji je eksplozivni interval širi.Sledeće zapaljive tečnosti, odnosno gasovi, imaju ove eksplozivne granice:

DGE (vol%) GGE (vol%)metan 5 15etan 3,2 12,4vodonik4 74,2amonijak 15,5 27benzin 1 4

Ventilacija u funkciji smanjenja stepena eksplozivnosti atmosfere

Osnovni cilj ventilacije je da se efikasnijim provetravanjem i osvežavanjem prostorija, eliminiše mogućnost stvaranja potrebne koncentracije zapaljive materije i vazduha koja bi mogla da izazove eksploziju ili požar.Prirodnaventilacija (otvori u zidovima)

Prinudna (veštačka) ventilacija (ventilacioni sistemi, sa elektromotorima u PEx izvedbi)

Eksplozija

• Pod eksplozijom se podrazumevaju one hemijske promene, koje se vremenski vrlo brzo odigravaju, praktično trenutno, a pri kojima se oslobađaju velike količine toplotne energije. Pri eksplozijama dolazi i do promene agregatnog stanja, čvrste i tečne materije prelaze u gasovi tostanje. Eksplozije su praćene vrlo velikim povećanjem pritiska i pojavom praska.

Detonacija kao vid eksplozije :predstavlja skoro trenutno sagorevanje eksploziva praćeno formiranjem talasa visokog pritiska i temperature. Brzina eksplozije može iznositi i 10 km/s.

Eksplozije eksplozivnih gasova :Do eksplozije gasa i para lakozapaljivih tečnosti doći će ako se :- zapaljivi gas ili para zapaljivih tečnosti u vazduhu nalaze u tačno određenoj srazmeri;- smeša nalazi u većem zatvorenom ili otvorenom prostoru;- postoji izvor paljenja, koji će inicirati zapaljivu smešu.

Kao posledica velike brzine sagorevanja, oslobađa se velika količina toplote, a usled velike količine produkata sagorevanja dolazi do porasta pritiska i stvaranja udarnih talasa uz zvučne efekte.

Eksplozija vatrene lopte (BLEVE-Boiling Liquid Expanding Vapor

Explosion)

Modeliranjem eksplozije para tečnosti u stanju ključanja vrši se određivanje:- uslova nastanka i karakteristika vatrene lopte- zona prostiranja energije sa smrtnim ishodom za ljude- zona prostiranja energije sa izazivanjem požara na susednim objektima i težim i lakšim opekotinama za ljude

- određivanje sigurnih zona.

Eksplozija para tečnosti u stanju ključanja (BLEVE-Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)

Eksplozija para tečnosti u stanju ključanja

ProrProračun parametara BLEVEačun parametara BLEVE:

1. Maksimalni prečnik vatrene lopte, m m :

2. Vreme trajanja vatrene lopte, s :

3. Visina centra vatrene lopte od tla, m:

4. Početni prečnik vatrene polusfere, m:

1/ 3max 5,8D M

1/ 62,6BLEVEt M

max0,75BLEVEH D

max1,3polusferaD D

Eksplozija para tečnosti u stanju ključanja

1. Posledice za nezaštićennezaštićenee ljud ljudee:

toplotno zračenje od 37 kW/m2 (opek. II stepena.- moguć smrtni ishod u 1% slučajeva)toplotno zračenje od 30 kW/m2 : opekotine II ili I stepena toplotno zračenje od 18 kW/m2: crvenilo kože ili mogući plikovi toplotno zračenje od 12,5 kW/m2: crvenilo nezaštićene kože toplotno zračenje od 5 kW/m2: bez izraženih posledica

2. Posledice po okolne objekteokolne objekte:

toplotno zračenje od 37,5 kW/m2 : oštećenje procesne opremetoplotno zračenje od 25 kW/m2 : nagorevanje drvenih objekatatoplotno zračenje od 12,5 kW/m2 : oštećenje drvenih objekata i omekšavanje plastičnih predmeta

Efekti dejstva toplotnog zračenja pri BLEVE EVE :

HVALA NA PAŽNJI!