Материал: 2318

Глава 3. Классификация грузов

ласть воспламенения и ниже нижний концентрационный предел взрываемости.

Концентрационные пределы взрываемости удобны для характеристики степени пожароопасности газов и пылей. Для горючих жидкостей более удобными являются температурные пределы воспламенения.

Нижнему концентрационному пределу соответствует наименьшая температура жидкости, при которой насыщенные пары жидкости способны воспламениться от кратковременного (до 5 с) действия внешнего источника воспламенения. Такая температура называется температурой вспышки, широко используемой в практике для оценки степени опасности жидкостей. Температура вспышки зависит от свойств жидкости и условий проведения опыта. Существует два метода определения температуры вспышки: в открытом и закрытом сосуде (тигле). Температура вспышки, определенная в открытом сосуде, выше, чем при определении в закрытом сосуде. Более стабильные результаты дает метод закрытого сосуда.

При температуре вспышки воспламеняются и сгорают только пары жидкости. Количество выделившейся при этом теплоты может быть недостаточно для испарения новых порций горючего вещества, чтобы горение продолжалось. Минимальная температура жидкости, при которой возможно устойчивое горение испаряющихся из нее паров, называется температурой воспламенения, которая обычно несколько выше температуры вспышки. У жидкостей с температурой вспышки более 100 °С это превышение составляет до 30 °С, а при tвсп ≈ 0 °С – до 1‒2 °С. Таким образом, продолжение горения возможно лишь при условии, если в зону горения будет поступать достаточное количество горючей смеси (паров и кислорода).

Для возникновения горения необходим начальный импульс, т. е. источник воспламенения, которым могут быть: высокотемпературный источник тепловой энергии – накаленное тело, искры, пламя; экзотермические химические реакции; источник электроэнергии – искры, дуги, разряды статического электричества; источник механической энергии – трение, удар, сжатие; источник световой энергии – фокусировка лучей, теплоизлучение пламени или нагретого тела. Источник воспламенения должен обладать энергией достаточной величины и продолжительности для того, чтобы нагреть минимальный объем горючей смеси до температуры, при которой смесь вступает в химическую реакцию горения, способную выделять энергию, достаточную для самоподдерживаемого горения смеси. Такую температуру называют температурой самовоспламенения ве-

~ 75 ~

Грузоведение : учебник

щества. Температура самовоспламенения значительно выше температуры вспышки и зависит от условий воспламенения, свойств и однородости вещества. Например, температура самовоспламенения бензина 510‒530 °С, керосина – 290‒430 °С при температуре вспышки около минус 30 °С и плюс 45 °С соответственно.

Взрывоопасными в общем случае считаются грузы, способные вызвать физический или химический взрыв (ядерный взрыв здесь не рассматривается). Физический взрыв в процессе транспортировки могут вызвать сжатые и сжиженные газы, перевозящиеся под давлением, достигающим 200 кгс/см2 и более (200 даН/см2, 1 даН = 10 Н). При взрыве газов и паров горючих веществ создается давление порядка 10 даН/см2 (смесь водорода с кислородом – 6 кгс/см2, смесь метана и пропана с воздухом – 7‒9 кгс/см2.) Взрывчатые вещества (ВВ) создают значительно большее давление – порядка 1·103–3·105 даН/см2 (пороха – 1‒10 тыс. кгс/см2; детонирующие ВВ – 200–300 тыс. кгс/см2).

Возможность химического взрыва определяется четырьмя условиями: экзотермичностью реакции (выделением тепла), выделением большого количества газов и паров, большой скоростью реакции и способностью ее к самораспространению. Невыполнение какого-либо условия означает невозможность взрыва.

В зависимости от механизма протекания химической реакции различают два вида взрывчатого превращения вещества – горение и детонацию. Горением ВВ называют химическую реакцию, при которой энергия передается от горячих продуктов к ближайшим слоям в форме тепла за счет процессов теплопередачи и диффузии газов и паров. Скорость распространения такой реакции зависит от давления. В незамкнутом пространстве горение ВВ может не привести к взрыву. В замкнутом пространстве в результате повышения давления скорость реакции резко увеличивается и происходит взрыв. Взрывчатые вещества, реакция превращения которых – горение, называются метательными.

Детонацией называют химическое превращение ВВ, при котором энергия передается волной сжатия, т. е. ударной волной, распространяющейся со скоростью нескольких тысяч метров в секунду. Это приводит к практически мгновенному взрыву всей массы ВВ. Детонирующие (бризантные) ВВ могут спокойно гореть при атмосферном давлении, но при повышении давления их горение становится неустойчивым и может перейти в детонацию. Взрыв бризантных ВВ трудно возбудить простыми видами внешнего воздействия – удар, трение, пламя, накол. Для детонации бризантных ВВ обычно используют инициирующие ВВ, поэтому их

~ 76 ~

Глава 3. Классификация грузов

также называют вторичными ВВ. Инициирующие ВВ легко взрываются от простых видов внешнего воздействия – пламени, накола, трения и являются наиболее опасными при хранении и перевозке.

Степень опасности грузов ВВ зависит не только от свойств самих веществ, но и от того, в каком количестве и как они упакованы или рассредоточены в соответствующем устройстве или таре, поэтому для транспортных целей они разделяются по степени транспортной опасности.

Реальная опасность ядовитых веществ при перевозке зависит от их возможности создавать опасные концентрации в воздухе при условиях инцидента (нарушения герметичности упаковки). В условиях инцидента с упакованными ядовитыми веществами важное значение имеют скорость образования опасных концентраций и условия окружающей обстановки. Чем выше относительная летучесть, тем быстрее пары могут достигнуть опасных концентраций, тем быстрее персонал, в присутствии которого произошел инцидент, должен покинуть опасную зону или принять меры химической защиты (надеть противогазы или кислородно-изолирующие приборы).

В обычных условиях перевозки в кузове ПС, в трюмах судна, в закрытых складах возможно образование постоянных концентраций ядовитых паров в воздухе вследствие неплотности укупорки тары и диффузии вещества. Концентрация паров вещества зависит от интенсивности поступления их в грузовое помещение, скорости диффузии в воздухе, плотности паров и вентиляционного режима грузового помещения.

Пары и газы, не обладающие ядовитыми или наркотическими свойствами, тем не менее могут быть опасными для жизнедеятельности человека, так как при высоких концентрациях паров уменьшается количество кислорода в воздухе, что вызывает кислородное голодание. Снижение содержания кислорода до 10‒15 % приводит к нарушению нормальных физиологических функций организма, а 7‒8 % считается пределом, за которым наступает кислородное голодание. Содержанию кислорода 7‒8%, при котором наблюдается асфикция (удушение), соответствует давление паров или газов около 470 мм рт. ст.

Инфекционная опасность возникает при перевозке живого груза, сырых животных продуктов или бактериологических препаратов. Перевозка таких грузов осуществляется под наблюдением, контролем и на основании специальных правил и инструкций компетентных органов – Главного санитарно-эпидемиологического управления Министерства здравоохранения, ветеринарной службы Министерства сельского хозяйства и их органов на местах.

~ 77 ~

Грузоведение : учебник

Радиация в результате воздействия ионизирующих (или радиоактивных) излучений, которые представляют собой электромагнитное корпускулярное излучение (альфа-, бета-, гамма-, рентгеновское, нейтронное), в первую очередь создает опасность для здоровья людей и животных.

Альфа-излучение представляет собой поток сравнительно тяжелых частиц – ядер атомов гелия. Эти частицы поглощаются в тонких слоях материалов и при внешнем облучении могут поражать только поверхностные слои тела человека. Обычная одежда, очки или слой воздуха в несколько десятков сантиметров являются достаточной защитой от альфаизлучений.

Бета-излучение – это поток более легких частиц – электронов или позитронов, летящих со значительной скоростью, приближающейся к скорости света. Пробег частиц бета-излучений зависит от энергии частиц, а также от среды, в которой они движутся. Бета-лучи проникают в организм значительно глубже, чем альфа-лучи. Для защиты от бетаизлучений используют экраны из обычных материалов или соответствующую прослойку воздуха (безопасное расстояние).

Гамма-излучение представляет собой поток гамма-квантов, т. е. электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны, распространяющееся со скоростью света. Гамма-излучение обладает большой проникающей способностью, которая зависит от энергии излучения и материала поглощающего вещества. Защита от этих лучей более сложна, чем от альфа- и бета-излучений.

Излучения радиоактивных веществ вызывают в других веществах ионизацию. Наибольшую удельную (на единицу пути) ионизацию вызывает альфа-излучение, наименьшую – гамма-излучение. Ионизацию вызывают также нейтронные источники. Нейтронное излучение представляет собой поток элементарных частиц с массой, близкой к массе протона, но не имеющих заряда. Это излучение имеет значительно большую проникающую способность, чем гамма-излучение, и требует для защиты специальных материалов (парафин, кадмий, бор и др.). Нейтронное излучение способно создавать в веществе радиоактивные изотопы с альфа-, бета- и гамма-излучениями, которые в свою очередь вызывают ионизацию.

При транспортировке радиоактивных веществ и нейтронных источников, соответствующим образом упакованных, их излучения могут создавать в окружающих предметах очень малую наведенную активность, что позволяет не отделять упаковки с радиоактивными веществами от

~ 78 ~

Глава 3. Классификация грузов

других грузов, включая пищевые продукты и животных. Безусловно, это возможно только в том случае, если радиоактивное вещество, которое заключено в такую оболочку или находится в таком физическом состоянии, при которых исключается возможность распространения радиоактивного вещества в окружающую среду при предвиденных условиях его перевозки, т. е. является закрытым источником излучения.

Основными мерами безопасности при перевозке и хранении радиоактивных веществ являются: помещение радиоактивных веществ в упаковку с целью предотвратить облучение обслуживающего персонала и лиц, находящихся вблизи от упаковок с радиоактивными веществами; проведение мероприятий, исключающих загрязнение радиоактивными веществами обслуживающего персонала, складов, транспортных средств и перевозимых совместно с этими веществами обычных грузов; проведение погрузки и выгрузки упаковок с радиоактивными веществами в возможно короткие сроки с максимальным использованием механизированных перегрузочных средств; размещение упаковок с радиоактивными веществами на безопасных расстояниях от мест пребывания людей; предотвращение возможности хранения и перевозки расщепляющихся материалов в количествах, превышающих критическую массу; размещение непроявленных кино-, фото- и рентгеновских пленок и пластинок на расстояниях, исключающих засвечивание их от упаковок с радиоактивными веществами.

3.1.5. Свойства, характеризующие реакцию груза на изменение температуры

Свойтства, характеризующие реакцию на изменение температур: смерзаемость, спекаемость, морозостойкость, теплостойкость, огнестойкость.

Смерзаемость – способность груза терять свою сыпучесть в результате смерзания отдельных частиц продукта в сплошную массу. Смерзаемости подвержены руды металлов, каменный уголь, минеральностроительные и формовочные материалы, глина и др.

Прочность и глубина замораживания массы груза зависят от температуры и длительности воздействия окружающей среды, гранулометрического состава, влажности и теплопроводности продукта. Наибольшей смерзаемости подвержены при прочих равных условиях грузы с повышенной влажностью и неоднородным гранулометрическим составом.

~ 79 ~