горючесть

ГОРЮЧЕСТЬ (возгораемость)

способность вещества (материала) к распространению пламени или к тлению. В СССР по Г. вещества делятся на горючие (после зажигания самостоятельно горят на воздухе), трудногорючие (гаснут после удаления источника зажигания), негорючие (не горят даже в зоне действия источника зажигания). В США и большинстве западноевропейских стран трудногорючие вещества в отдельную группу не выделяют.

К горючим относится большинство орг. и некоторые не-орг. (напр., S, Р) вещества. Среди них выделяют легковоспламеняющиеся вещества, которые загораются без предварит. подогрева при кратковрем. воздействии источника зажигания с низкой энергией (пламя, спички, искра, накаленный электропровод и др.). К легковоспламеняющимся относят все горючие газы, а также жидкости с температурой вспышки не выше 61 °C. Легковоспламеняющиеся жидкости делят на особо опасные (т. всп. не более −18 °C, напр. ацетон, диэтиловый эфир, изопентан); постоянно опасные (т. всп. от −17 до 23 °C, напр. этанол, бензол, этилацетат); опасные при повышенной температуре (т. всп. от 24 до 61 °C, напр. хлорбензол, скипидар, сольвент). Для легковоспламеняющихся твердых материалов (напр., полистирол, целлулоид, сухая древесная стружка) характерна способность распространять горение по поверхности при горизонтальном расположении материала.

Трудногорючими являются разб. водные растворы горючих жидкостей, некоторые галогенопроизводные углеводородов (напр., 1,1,3-трихлорпропен, тетрахлорпропан и др.), некоторые полимерные материалы и т. д.

К негорючим относят мн. неорг. вещества, напр. соли металлов, композиционные материалы на их основе, содержащие не более 5–8% (по массе) орг. связующего, и др.

Г. вещества зависит от его агрегатного состояния и параметров состояния системы "вещество-окислитель" (в общем случае Г. повышается с увеличением температуры, давления и объема). Г. газовзвесей определяется, кроме того, размерами твердых частиц. Г. твердых веществ в значит. степени зависит от их плотности: монолитные материалы менее горючи, чем пористые или мелкораздробленные. Повышенной Г. обладают вещества, при термич. разложении которых выделяются летучие горючие компоненты. Г. изделий зависит от их формы, размеров и взаимного расположения отдельных элементов с различной Г.

При определении Г. газов считают, что горючими являются те газы, для которых существует область воспламенения, т. е. интервал концентраций, в пределах которого они способны воспламеняться от источника зажигания с послед. распространением самостоят. горения по смеси. Если при зажигании в сосуде смеси газа с окислителем пламя распространяется только на часть объема, газ считается трудногорючим. Г. газов экспериментально определяют по визуально наблюдаемому распространению пламени в стандартной стеклянной трубе диам. 50 мм и выс. 1500 мм при зажигании смеси искрой у открытого ниж. конца или в сосуде диам. 300 мм и выс. 800 мм.

Г. жидкостей определяют след. образом. Пробу помещают в тигельную печь, нагретую до 900 °C. Если в пяти параллельных опытах она в течение 3 мин не воспламеняется (или за меньшее время закипает без воспламенения), ее относят к негорючим. Если произошло воспламенение, пробу выносят из печи и оценивают время самостоят. горения; при продолжительности его менее 5 с жидкость считают трудногорючей. Если этот показатель более 5 с, находят температуру воспламенения, т. е. температуру жидкости, при которой образуются горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение. Если жидкость имеет температуру воспламенения, ее относят к горючим, не имеет — к трудногорючим.

Температура, при которой газ или жидкость становятся горючими, м. б. рассчитана по формуле:

где C⁰_p-сумма теплоемкостей продуктов горения при 1100 °C; Г₀-начальная температура, °C; С°_p-разность теплоемкостей продуктов горения и компонентов исходной смеси; -энтальпия сгорания. Г. твердых материалов в разных странах определяют разл. эксперим. методами. Общепринят только метод с использованием трубчатой электропечи. В СССР помимо последней применяют приборы "керамич. труба" и "огневая труба".

_{Схема трубчатой электропечи: 1 — образец; 2 — нагревательные элементы; 3 — рабочие спаи термопар; 4 — стабилизатор воздушного потока.}

При испытании на негорючесть трубчатую электропечь (см. рис.) нагревают до 800–850 °C и помещают в нее на 20 мин пробу. Материал относят к негорючим, если пламенное горение продолжалось не более 10 с, потеря массы не превысила 50%, температура в печи и образце не превысила более чем на 50 °C первоначально установленную.

Для определения степени горючести материалов используют "керамич. трубу". Осн. часть прибора-камера горения (керамич. короб), в которой на образец воздействуют пламенем газовой горелки. По температуре продуктов сгорания находят т. наз. коэф. горючести К, т. е. отношение количества тепла, выделившегося при горении образца определенной массы, к количеству тепла, поступающего к образцу от источника зажигания. При К 1 вещества относят к горючим, при К < <1 — к трудногорючим. Коэф. К для твердых материалов изменяется в широких пределах. Для пластмасс он зависит от хим. строения полимера, количества и вида введенных антипиренов, пластификаторов и наполнителей. Например, огнезащитные пенофенопласты имеют К = 0,35–2,4, пенополиуретаны — от 1,3 до 2,6, пенополистиролы — более 2,0.

В приборе "огневая труба" (вертикальная металлич. трубка) образец зажигают пламенем газовой горелки. Если самостоят. горение или тление образца продолжается более 60 с и потеря массы превышает 20%, материал относят к негорючим.

^{Лит.: Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности. Справочник, под ред. И.В.Рябова, М., 1970; Бара-то в А. Н., "Хим. промышленность", 1970, № 10, с. 742–46; Монахов В. Т., Методы исследования пожарной опасности веществ, 2 изд., М., 1979.}

_{А. Я. Корольченко}