Дипломная (вкр): Исследование пожароопасных свойств растворителей лакокрасочных материалов на основе алифатических и ароматических углеводородов и разработка предложений по совершенствованию мер пожарной безопасности при работе с ними

t_{самовос.} = (t_{3самовос.} + t_{4самовос.})/2 = (488,4 + 483,3)/2 = 485,85 ⁰С

Справочные данные [43]: t_{самовос.спр.} =488 ⁰С

П = 488 - 485,85 = 2,15 ⁰С

%_{отклон.} = |t_{самовос.}- t_{самовос.спр.}|∙100/t_{самовос.спр.} = |485,85 - 488|∙100/488 = 0,44 %

Температура нижнего или верхнего предела воспламенения

Так как растворитель является смесью веществ, то предварительного расчета нижнего и верхнего концентрационного предела распространения пламени по паровоздушным смесям не проводили.

Давление в период проведения опыта равно 101,1 кПа.

Парциальное давление компонента:

.

Согласно показаниям прибора:

Справочные данные [43]: t_{ниж.пред.вос.спр.} =29 ⁰С

Справочные данные [43]: t_{верх.пред.вос.спр.} = 60 ⁰С

Керосин. Общая формула: С_13,595Н_26,860. В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

·              предельные алифатические углеводороды - 20-60 %

·              нафтеновые углеводороды 20-50 %

·              бициклические ароматические 5-25 %

·              непредельные углеводороды - до 2 %

·              примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

Определенного состава нет, поэтому проводить эмпирический расчет пожарных характеристик не целесообразно. Для этого вещества проводили только экспериментальное определение пожарных характеристик.

Экспериментальное определение пожарных характеристик:

Температура вспышки

В приборе закрытого типа:

Давление в период проведения опыта равно 101,1 кПа.

∆t=

Согласно показаниям прибора:

t_вс.1 = 55,3 ⁰С

t_вс.2 = 55,2 ⁰С

t_вс.3 = 55,2 ⁰С

t_вс.ср = (t_вс.1+ t_вс.2+ t_вс.3)/3 = (55,3 + 55,2 + 55,2)/3 = 55,23 ⁰С

t_вс. =t_вс.ср+ ∆t = 55,23 + 0,05 = 55,23 ⁰С

Справочные данные [44]: t_вс.спр. =55 ⁰С

П = 55,23 - 55 = 0,23 ⁰С

%_{отклон.} = |t_вс.- t_вс.спр.|∙100/t_вс.спр. = |55,23 - 55|∙100/55 = 0,42 %

В приборе открытого типа:

∆t=

Согласно показаниям прибора:

t_вс.1 = 67,8 ⁰С

t_вс.2 = 67,7 ⁰С

t_вс.3 = 67,6 ⁰С

t_вс.ср = (t_вс.1+ t_вс.2+ t_вс.3)/3 = (67,8 + 67,7 + 67,6)/3 = 67,7 ⁰С

t_вс. =t_вс.ср+ ∆t = 67,7 + 0,05 = 67,75 ⁰С

Справочные данные [44]: t_вс.спр. =68 ⁰С

П = 68 - 67,75 = 0,25 ⁰С

%_{отклон.} = |t_вс.- t_вс.спр.|∙100/t_вс.спр. = |67,75 - 68|∙100/68 = 0,37 %

Температура воспламенения

Давление в период проведения опыта равно 101,1 кПа.

∆t=

Согласно показаниям прибора:

t_вос.1 = 85,1 ⁰С

t_вос.2 = 85,2 ⁰С

t_вос.3 = 84,7 ⁰С

t_вос.ср = (t_вос.1+ t_вос.2+ t_вос.3)/3 = (85,1 + 85,2 + 84,7)/3 = 85 ⁰С

t_вос. =t_вос.ср+ ∆t = 85 + 0,05 = 85,05 ⁰С

Справочные данные [44]: t_{вос.спр.} =84 ⁰С

П = 85,05 - 84 = 1,05 ⁰С

%_{отклон.} = |t_вос.- t_{вос.спр.}|∙100/t_{вос.спр.} = |85,05 - 84|∙100/84 = 1,25 %

Температура самовоспламенения

V₁(пробы) = 0,07 млt_{1самовос.} = 228 ⁰С

V₂(пробы) = 0,75 млt_{2самовос.} = 228 ⁰С

V₃(пробы) = 1,00 млt_{3самовос.} = 228 ⁰С

V₄(пробы) = 1,25 млt_{4самовос.} = 228 ⁰С

V₅(пробы) = 1,50 млt_{5самовос.} = 227 ⁰С

V₆(пробы) = 2,00 млt_{6самовос.} = 226 ⁰С

График зависимости температуры самовоспламенения от величины пробы вещества представлен на рисунке 3.5.

Рис. 3.5.График зависимости температуры самовоспламенения от величины пробы керосина

Исходя из графика, оптимальный объем пробы керосина для определения температуры самовоспламенения является 1,25 мл.

Согласно показаниям прибора:

t_{1самовос.} = 226,5 ⁰С

t_{2самовос.} = 223,9 ⁰С

t_{3самовос.} = 227,4 ⁰С

t_{4самовос.} = 228,8 ⁰С

t_{5самовос.} = 228,1 ⁰С

Два значения различающихся на 5 градусов: t_{2самовос.} = 223,9 ⁰С и t_{4самовос.} = 228,8 ⁰С.

t_{самовос.} = (t_{2самовос.} + t_{4самовос.})/2 = (223,9 + 228,8)/2 = 226,35 ⁰С

Справочные данные [44]: t_{самовос.спр.} = 227 ⁰С

П = 227 - 226,35 = 0,65 ⁰С

%_{отклон.} = |t_{самовос.}- t_{самовос.спр.}|∙100/t_{самовос.спр.} = |226,35 - 227|∙100/227 = 0,29 %

Температура нижнего или верхнего предела воспламенения

Так как растворитель является смесью веществ, то предварительного расчета нижнего и верхнего концентрационного предела распространения пламени по паровоздушным смесям не проводили.

Давление в период проведения опыта равно 101,1 кПа.

Парциальное давление компонента:

.

Справочные данные [44]: t_{ниж.пред.вос.спр.} =51 ⁰С

Справочные данные [44]: t_{верх.пред.вос.спр.} =95 ⁰С

Все полученные результаты представлены в таблице 3.1.

Исходя из полученных результатов видно, что значения, рассчитанные эмпирическим путем (в таблице 3.1. они указаны в скобках), дают очень большое отклонение по сравнению со значениями найденными экспериментально.

Таблица 3.1. Результаты исследования пожарных характеристик

Из таблицы 3.1. видно, что пожарные характеристики Уайт-спирита найденные экспериментальным путем имеют отклонения от справочных показателей лежат в пределах 0,08 - 3,85 градуса; у Растворителя 646 в пределах 0,1 - 0,42 градуса; у Сольвента в пределах 0,08 - 2,15 градуса; у Керосина в пределах 0,23 - 1,2 градуса и у Бензина «Галоша» БР-1 в пределах 0,1 - 1,75 градуса. Это указывает на очень хорошую сходимость полученных результатов. В отличии от эмпирических, отклонения которых для Растворителя 646 лежали в пределах 9,52 - 15,07 градуса, а для Бензина «Галоша» БР-1 составили 12,21 градус. Что указывает на плохую сходимость результатов эмпирического метода.

Согласно полученным экспериментальным данным все показатели достаточно близки к показателям найденных в справочниках. Это указывает на хорошее качество исследуемых растворителей. Соответственно, всех их можно применять согласно назначению, указанному на этикетке продукта. То есть непосредственно как растворители различных лакокрасочных веществ.

Уайт-спирит состоит из 50 % (мас. доля) углеводородов каждой из групп: парафиновых, изопарафиновых, нафтеновых и ароматических; ароматических углеводородов, 5-25 % (мас. доля) и 0,035% - массовая часть серного компонента.

Растворитель 646. Представляет собой смесь органических растворителей и состоит из следующих компонентов: бутилацетат, ацетон, этанол, изобутанол, толуол.

Состав Сольвента: большая часть (56%) приходится на углеводороды ароматические, немного меньше на непредельные углеводороды - 44% и совсем небольшой процент на парафины и нафтены.

Растворитель БР-1 представляет собой фракцию деароматизованного бензина, получаемую в результате каталитического риформинга, отличающуюся низкой точкой кипения. Состоит из следующих компонентов: циклогексан, гептан и изомеры, гексан и изомеры, метилциклогексан, Н-гексан, октан и изомеры.

В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

·              предельные алифатические углеводороды - 20-60 %

·              нафтеновые углеводороды 20-50 %

·              бициклические ароматические 5-25 %

·              непредельные углеводороды - до 2 %

·              примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

.2 Перспективы хранения и применения исследуемых веществ

Как видно из полученных экспериментальных данных из таблицы 3.1 все показатели достаточно близки к показателям найденных в справочниках. Это указывает на хорошее качество исследуемых растворителей. Соответственно, всех их можно применять согласно назначению, указанному на этикетке продукта. То есть непосредственно как растворители различных лакокрасочных веществ.

Полученные данные так же указывают, что растворитель «Сольвент» относится к «Сольвенту каменноугольному марки В», а «Керосин» относится к марке «КО-20».

Исходя из вышесказанного «Уайт-спирит» применим как растворитель лакокрасочных продуктов, при работе с растворителем необходимо одевать соответствующую одежду с защитой на рукавах, респиратор или противогаз с резиновыми перчатками на руках и помещение должно хорошо проветриваться. Растворитель относится к легковоспламеняющимся жидкостям, поэтому недопустимо попадание прямого солнечного света на емкости, так как он накапливает электростатический заряд, который может спровоцировать огнеопасный электрический разряд.

«Растворитель 646» применим как разбавитель лакокрасочных продуктов. Кроме употребления в качестве разбавителя, 646-ой является очень хорошим обезжиривателем, обеспечивает нормализацию процесса образования пленок лакокрасочных материалов, применяется в качестве усилителя блеска поверхности, отлично удаляет старые слои краски и применяется для мытья малярных инструментов и оборудования. Работать с растворителем необходимо в хорошо проветриваемом помещении, с использованием средств индивидуальной защиты: с респиратором, в перчатках. Растворитель относится к легковоспламеняющимся жидкостям, поэтому недопустимо попадание прямого солнечного света, вдали от нагревательных приборов и огня.

«Сольвент» применим как растворитель лакокрасочных продуктов. При работе с сольвентом необходимо использовать индивидуальные средства защиты от попадания паров в организм и жидкого продукта на кожу и слизистые оболочки: фильтрующий противогаз марки А, М и БКФ (при умеренных концентрациях паров), кислородно-изолирующий и изолирующий шланговый противогазы, резиновые перчатки или защитные мази и пасты типа ИЭР, «Миколан», АБ, «Биологические перчатки» и другие, спецодежду из хлопчатобумажной ткани с хлорвиниловым или силикатно-казеиновым покрытием, или со съемными накладками из непроницаемого для растворителей материала. Растворитель относится к легковоспламеняющимся жидкостям, поэтому недопустимо попадание прямого солнечного света, вдали от нагревательных приборов и огня.

«Керосин» применим для обработки металлов и временной защитой от коррозии, основным назначением которого является использование для обезжиривания металлических поверхностей заготовок, деталей, проката, трубопроводов различных систем и другого промышленного оборудования. Керосин может быть применён в нагревательных и осветительных приборах, и для керосино-кислородной сварки и резки металлов с помощью бензореза (керосинореза) для разведения масляных красок, лаков и эмалей. Растворитель относится к легковоспламеняющимся жидкостям, поэтому недопустимо попадание прямого солнечного света, вдали от нагревательных приборов и огня. Работать с растворителем необходимо в хорошо проветриваемом помещении, с использованием средств индивидуальной защиты: с респиратором, в перчатках.

«Бензин «Галоша» БР-1» применим для разбавления красок, эмалей, обезжиривания поверхностей, предназначенных для склеивания. Также Возможно использование данного вида бензина в качестве топлива для каталитических грелок, рекомендуется в качестве топлива для бензиновых паяльных ламп, зажигалок и туристических горелок. Хранение аналогично растворителя «Керосин».

При горении ЛВЖ выделяют теплоту в 10 раз интенсивнее, чем древесина. Пары многих органических растворителей даже при комнатной температуре способны образовывать с воздухом пожаро-взрывоопасные смеси. Опасность применения и хранения органических растворителей зависит от ряда условий - количества и горючести жидкости, температуры, герметичности аппаратуры или тары, наличия источников воспламенения и т.д.

Жидкости, имеющие температуру вспышки выше 61 °С в закрытом тигле или выше 66 °С в открытом тигле и способные гореть после удаления источника зажигания, относятся к ГЖ.

При работе с ЛВЖ следует придерживаться трех основных принципов:

1.      не допускать попадания горючих паров в атмосферу (предотвращать образование пожаровзрывоопасных смесей);

2.      исключать возможность воспламенения при случайном образовании пожаровзрывоопаснон концентрации паров (исключать возникновение источников зажигания);

.        заранее принимать все возможные меры, чтобы последствия аварии, если она все же произойдет, были минимальными.

В лабораторных помещениях не допускается хранение даже небольших количеств ЛВЖ с температурой кипения ниже 50 °С. В конце рабочего дня остатки таких растворителей следует вынести в специальное холодное помещение. Хранение прочих ЛВЖ, в соответствии с нормами, утвержденными руководителем организации, допускается в толстостенных бутылках вместимостью не более 1 л, снабженных герметичными пробками. Бутылки с ЛВЖ помещают в специальные металлические ящики, установленные вдали от источников тепла. Запрещается выливать отходы ЛВЖ в канализацию.

Особую опасность представляет пролив ЛВЖ в лабораторных помещениях. Хотя полностью предотвратить возможность пролива по неловкости невозможно, следует принимать меры, чтобы свести вероятность пролива к минимуму и ограничить количество жидкости, которое может пролиться.

В лабораторию жидкости следует доставлять в плотно закрытых бутылках вместимостью не более 1 л, помещенных в специальную металлическую корзину с ручками. Расфасовку ЛВЖ из больших бутылей производят в специально оборудованных подсобных помещениях. Под приборы, содержащие более 0,5 л ЛВЖ, необходимо помещать кювету, чтобы в случае аварии ограничить площадь растекания жидкости. При необходимости хранения ЛВЖ в тонкостенных емкостях (ампулы, сосуды Шленка) их следует помещать в металлические контейнеры или фарфоровые стаканы, заполненные на 4-5 см песком или асбестовой крошкой.

Необходимо строго следить, чтобы емкости с ЛВЖ не оказались рядом с нагретыми предметами и не освещались прямыми лучами солнца.

При возникновении пожара следует быстро перекрыть источник легковоспламеняющейся или горючей жидкости. Тем самым будет приостановлено поступление горючего вещества к огню, а люди, занятые борьбой с огнем, смогут воспользоваться одним из нижеперечисленных способов тушения пожара. Для этой цели используют слой пены, закрывающий горящую жидкость и препятствующий поступлению кислорода к огню. Кроме того, к районам, где происходит горение, может подаваться пар или углекислый газ. Посредством отключения вентиляции можно уменьшить поступление кислорода к пожару.

Все работы с растворителем в помещении должны проводиться при работающей приточно-вытяжной вентиляции.

Как известно, дым при пожаре является угрозой как для пострадавших, так для сотрудников пожарной охраны и спасателей. Основными причинами человеческих жертв являются не только высокая температура или открытое горение, но и удушье ядовитыми дымовыми газами. Напрашивается вывод, что умелое применение тактической вентиляции является важным инструментом пожаротушения и дымоудаления.