В народном хозяйстве широко используются резинотехнические изделия, обычно диэлектрические. Это связано с опасностью статической электризации. Чтобы получить электропроводные или антистатические резины, в них вводят электропроводящие наполнители – порошковый графит, различные сажи (например, липецкую, ацетиленовую), мелкодисперсные металлы. В таких резинах образуется токопроводящая структура. Так, при введении в латекс сажи электропроводность резины (вследствие лучшего распределения наполнителя) оказалась на 2-3 порядка выше электропроводности резины, полученной на основе твердого каучука. Удельное сопротивление антистатической резины достигает 106 Омм, проводящей до 5102 Омм.
Антистатическими резинами марки КР-388, КР-245 пользуются во взрывоопасных производствах, покрывают полы, рабочие столы, детали оборудования и колеса внутрицехового транспорта. Такое покрытие лучше металлического или бетонного, оно более гигиенично, быстрее отводит возникающие заряды, снижает электризацию людей до безопасного уровня.
В последнее время разработана рецептура маслобензостойкой электропроводящей резины с использованием бутадиеннитрильных и полихлоропреновых каучуков. Наиболее широко эти резиновые смеси используются при изготовлении напорных рукавов и шлангов для перекачки ЛВЖ. Такие рукава значительно снижают опасность воспламенения при сливе и наливе ЛВЖ в авто- и железнодорожные цистерны и другие емкости, исключают применение специальных устройств для заземления заправочных воронок и наконечников.
До последнего времени электропроводящие слои создавали вакуумным напылением или катодным нанесением металла на поверхность диэлектрика. Но этот способ не всегда приемлем. Были эффективны специальные лакокрасочные покрытия, основанные на образовании в полимерном связующем цепочных структур наполнителя. Эти структуры, образованные контактирующими частицами проводящего наполнителя, обеспечивают покрытию хорошую электропроводность. Наполнителями служат порошкообразные металлы, сажа, графит. Так, 15 % карбонильного никеля в полимере снижает удельное сопротивление до 104 Омм и менее, а 35-40 % такого никеля приближает проводимость ряда полимеров к металлической. Для «чистых» полимерных связующих без наполнителя удельное сопротивление = 109-1013 Омм.
В настоящее время созданы электропроводящие эмали марки ХС-928 и АК-562. Их наносят на поверхность в два слоя кистью или пульверизатором, и они дают пленку черного цвета, устойчивую к температуре, давлению, вакууму, агрессивным средам и радиационному облучению. Электропроводными эмалями окрашивают заземляемые устройства технологического оборудования: внутренние части химической реакционной аппаратуры, изготовленной из стекла и пластмассы, внутренние части диэлектрического трубопровода, по которому транспортируются жидкости или сыпучие материалы, способные электризоваться, и т.д.
Если во взрывоопасных производствах работают ременные передачи и ленточные транспортеры, изготовленные из материалов с r >105 Омм, заряды статического электричества и потенциал ремней и лент достигает нескольких десятков киловольт. Эффективное снижение потенциала получается при увеличении поверхностной проводимости ремня и обязательном заземлении установки. Внутреннюю поверхность ремня покрывают антистатической смазкой, возобновляемой не реже одного раза в неделю. Для кожаных и резиновых ремней рекомендуется, например, такая смазка: 100 вес. ч. глицерина и 40 вес. ч. сажи. Иногда хорошее снижение потенциала дают увеличение относительной влажности воздуха в месте нахождения ременной передачи до 70 % и более и снижение линейной скорости движения ремня и лент.
Сущность этого способа заключается в нейтрализации или компенсации поверхностных электрических зарядов ионами разного знака, которые создают специальные приборы, называемые нейтрализаторами. Ионизация воздуха осуществляется двумя способами: электрическим полем с высокой напряженностью Е и радиоактивным излучением.
Принцип работы нейтрализаторов состоит в том, что они создают вблизи наэлектризованного диэлектрика положительные и отрицательные ионы. Ионы, имеющие полярность, противоположную полярности зарядов наэлектризованного материала, под действием электрического поля оседают на поверхности диэлектрика, нейтрализуя его.
Ионизация воздуха электрическим полем с высокой напряженностью получается от нейтрализаторов двух типов: индукционных и высоковольтных.
Нормальная эксплуатация и поддержание всех устройств защиты от разрядов статического электричества в исправном состоянии являются важным звеном в обеспечении пожаро- и взрывобезопасности на химических, нефтехимических и других производствах.
Согласно действующим правилам [11], ответственность за исправность устройств защиты от статического электричества в цехе возлагается на начальника цеха, а по заводу – на главного энергетика. Осмотр и текущий ремонт защитных устройств необходимо производить одновременно с осмотром и текущим ремонтом всего технологического и электротехнического оборудования.
Заземляющие устройства нужно контролировать при помощи приборов не реже одного раза в год. Результаты ревизии и ремонта защитных устройств заносятся в специальный журнал.
Для каждого цеха (с учетом специфических особенностей) в технологические инструкции или инструкции по технике безопасности должны быть включены разделы «Защита от статического электричества» и «Эксплуатация устройств защиты от статического электричества».
Электрические нейтрализаторы должны эксплуатироваться в соответствии с прилагаемыми к ним Правилами технической эксплуатации или Инструкциями по эксплуатации и правилами [20].
Установка и эксплуатация радиоактивных нейтрализаторов должна производиться в соответствии с инструкциями на них. Радиоактивные нейтрализаторы других конструкций допускаются к применению, если отвечают требованиям Санитарных правил по устройству и эксплуатации радиоизотопных нейтрализаторов статического электричества с эмалевыми источниками - и -излучения № 879-71, Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, № ОСП-72, Норм радиационной безопасности НРБ-69.
Профилактические осмотры и ремонты радиоизотопных нейтрализаторов целесообразно выполнять, прибегая к услугам специализированных организаций, например специализированного управления по монтажу и наладке радиоактивной техники.
При расширении и реконструкции производства следует проверить наличие, достаточность и эффективность действующих устройств защиты от статического электричества и при необходимости внести соответствующие изменения.
Устройства защиты от статического электричества (нейтрализаторы, заземления и др.) принимаются в эксплуатацию одновременно с приемкой технологического и энергетического оборудования.
При приемке средств защиты в эксплуатацию должны быть представлены проекты, акты на скрытые работы, исполнительные схемы, протоколы замеров сопротивлений заземляющих устройств и инструкция по эксплуатации.
Надзор за соблюдением правил устройства и правил технической эксплуатации электроустановок осуществляется органами Главного управления государственного энергетического надзора Министерства топлива и энергетики Российской Федерации. Поэтому представитель Государственный противопожарной службы (ГПС), кроме материалов, подготовленных пожарно-технической комиссией, должен внимательно изучить документы и материалы ревизии и обследования электроустановок представителями безопасности – Госэнергонадзором и Госгортехнадзором. Если требования этих надзорных органов имеют отношение к пожарной безопасности электроустановок, их можно подтвердить предписанием Госпожнадзора, т.е. включить отдельными пунктами. Следует учитывать и требования правил [13 и 14].
Большое значение в обеспечении пожарной безопасности электроустановок имеет взаимодействие Госпожнадзора с органами Государственного энергетического надзора. Указанные органы должны анализировать пожары, происшедшие по причине неисправности или неправильной эксплуатации электроустановок, и разрабатывать мероприятия по их предупреждению и тушению, принимать совместное участие в установлении причин пожара от электроустановок; совместно проводить мероприятия по повышению квалификации работников, связанных с монтажом и эксплуатацией электроустановок. Должен осуществляться обмен информацией по нормативно-техническим вопросам устройства и эксплуатации электроустановок, а также сведениям о происшедших авариях и пожарах от электроустановок.
Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности электроустановок достигается и выполнением нормативно-технической работы органами ГПС, например, путем контроля проектными организациями за выполнением противопожарных требований, общегосударственных норм и правил при разработке проектов, т.е. выполнением пожарно-технической экспертизы любой части проекта, в том числе и электротехнической, или всего проекта в целом. Оформляются следующие документы: письмо в проектную организацию или предписание, в которых предусматривается устранение выявленных нарушений и отступлений от норм проектирования (ГОСТ, ПУЭ, СНиП, ПЭЭП, ПТБ, ТУ, НПБ, ППБ и ведомственных нормативов).
В рекомендациях, разрабатываемых по результатам пожарно-технической экспертизы, должны быть предложены такие технические решения по устранению нарушений требований пожарной безопасности, которые были бы экономически целесообразны и обоснованы на уровне современных достижений науки и техники.
Пожарно-техническая экспертиза может проводиться в порядке осуществления функций ГПС при рассмотрении отдельных проектов в ГУГПС, УГПС, ОГПД МВД России, проектных и строительных организациях, у заказчика. В этом случае эксперт должен руководствоваться положениями и наставлениями ГПС, в которых область экспертизы и объем вопросов могут быть ограниченными, например:
рассмотрение проектов электрических распределительных устройств и электрических подстанций производится только в части соответствия противопожарных разрывов нормам проектирования, соблюдения нормативных требований, предъявляемых к встроенным электроподстанциям и распредустройствам, а также в части их противопожарной защиты;
принципиальные схемы электрических сетей предприятий и учреждений в целом органы Госпожнадзора не рассматривают. Проекты внутренних электросетей рассматриваются в части соответствия типов и марок проводов (способов их прокладки); электродвигателей, светильников аппаратов, распределительных щитов классу пожаровзрывоопасности зоны, характеру и свойствам окружающей среды, определяемым проектной организацией.
Пожарно-техническая экспертиза может проводиться по требованию судебных органов по делам о пожарах. В этом случае эксперт может (и должен!) давать заключение по любым вопросам, представленным на экспертизу.
При составлении заключения по результатам пожарно-технической экспертизы необходимо учитывать, что:
предлагаемые мероприятия излагаются кратко, четко, с обоснованием требований норм проектирования;
в заключении указываются требования по выполнению норм проектирования, а не способ их выполнения;
противопожарные мероприятия, предусмотренные нормами проектирования, излагаются с использованием слов «должно быть», «необходимо», «следует» и производных от них.
противопожарные мероприятия, не предусмотренные нормами проектирования, излагаются с использованием слов «рекомендуется», «целесообразно» - как это рекомендуется ПУЭ [1].
взрыво- и пожароопасных зон и их размеров
Многие предприятия химической, газовой, нефтяной и других отраслей промышленности связаны с использованием в технологических процессах различных горючих веществ: жидких (бензин, дизельное топливо, масло, спирт), газообразных (аммиак, водород, ацетилен, пропан, метан), твердых (уголь, сера, фосфор). Часто технологический процесс производства протекает при высоких температурах и давлении. Все это создает повышенную опасность возникновения пожаров и взрывов.
Горючие газы и пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, смешиваясь с воздухом, кислородом или другими окислителями, при определенной температуре и концентрации могут образовывать горючие смеси. Критериями сравнительной оценки степени их пожаро- и взрывоопасности являются температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения, концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) и др.
Горючий газ (ГГ) - газ, способный образовывать с воздухом воспламеняющиеся и взрывоопасные смеси.
Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) - горючая жидкость, способная воспламеняться от кратковременного (до 30 с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пламя спички, искра, тлеющая сигарета и т.п.), имеющая температуру вспышки 61 °С в закрытом тигле или 66 °С в открытом тигле.
Горючая жидкость (ГЖ) – жидкость, способная возгораться от источника зажигания, самостоятельно гореть после его удаления и имеющая температуру вспышки более 61 °С в закрытом или 66 °С в открытом тигле.
Температура вспышки - самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения.
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 самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением.
Нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) - минимальное и максимальное содержание горючего в смеси (пара, газа или тумана), при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.
Как видно из табл. 6.1, многие ЛВЖ могут образовывать взрывоопасные смеси с воздухом уже при температуре в производственном помещении 10-35 °С, т.е. без дополнительного подогрева, так как эта температура превышает температуру вспышки. Некоторые ЛВЖ образуют взрывоопасные смеси при температуре ниже 0 оС, например сероуглерод, ацетон, бензин. Естественно, более опасными являются жидкости, образующие взрывоопасные смеси паров с воздухом при обычных условиях без дополнительного подогрева.
Горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С относятся к пожароопасным. В обычных производственных условиях горючие жидкости не достигают этой температуры и поэтому их пары не могут образовывать взрывоопасные смеси. Однако, если ГЖ в условиях производства будет нагрета до температуры вспышки и выше, пары могут образовывать взрывоопасные смеси.
Горючие газы относятся к взрывоопасным при любых температурах окружающей среды. Смесь горючих газов и паров ЛВЖ с воздухом становится опасной только при определенной концентрации, т.е. в диапазоне нижнего и верхнего концентрационных пределов воспламенения. В этом случае при наличии источника зажигания может произойти взрыв.
Таблица 6.1