CC BY
16
Пожарная безопасность зданий, сооружений, территорий
УДК 614.841.48
Волынский Наум Петрович
ГАЗ ИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО —
ЧТО БОЛЕЕ УДОБНО И БЕЗОПАСНО?
Н. П. Волынский
доктор химических наук, профессор, советник при дирекции Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева Российской Академии наук
С точки зрения пожарной безопасности проанализирована правомерность запрета на применение открытого огня в химических лабораториях. Оценена сравнительная пожарная опасность классической и модифицированной газовых горелок Теклю и используемых в лабораторных условиях электронагревательных приборов.
В связи с участившимися в последнее время случаями взрывов бытового газа и пожарами из-за коротких замыканий в электросетях желательно рассмотреть (и пересмотреть) некоторые положения, относящиеся к пожарной безопасности при пользовании источниками энергии как в быту, так и в химических лабораториях. Для предотвращения взрывов газовоздушной смеси в жилых домах наиболее эффективно не допускать образования такой смеси. С этой целью можно рекомендовать массовое производство и применение простейших устройств, перекрывающих вход газа в горелку при случайном прекращении горения по той или иной причине. Такие устройства успешно применяются в Германии.
Что касается ссылок на короткие замыкания в электропроводке, якобы возникающие самопроизвольно, то к ним следует добавить и возможность перегрева электропроводки из-за плохого контакта, особенно при применении современных никуда негодных штепселей и вилок. Громоздкие штепсе-ли — "евророзетки" — создают иллюзию безопасности: включать и особенно выключать потребителя электроэнергии удается с большим трудом, но при этом электрический контакт может быть плохим, что и приводит к перегреву и возгоранию, которое предугадать невозможно. И никакие ухищрения вроде абсолютно бесполезного заземления в виде третьего контакта и третьего провода здесь не помогут. Простейшая вилка с двумя разрезными контактами — наилучший способ предотвращения
самовозгорания в электросети. При включении потребителя в этом случае сразу чувствуется хороший (или плохой) контакт, а при выключении розетка не отрывается от стены — остается на месте!
Работа в лабораториях, особенно в химических, очень часто требует нагревания стеклянных и металлических устройств и здесь пожарная безопасность — частный случай общей химической безопасности, определяемой культурой работы, т.е. профессионализмом персонала.
Нагрев осуществляют, в основном, с помощью газовых горелок и электроплиток. В последнее время преимущественно применяются электронагреватели — во-первых, химики стали как огня бояться газа, а во-вторых, просто потому, что ".. .многие современные лаборатории не имеют разводки горючего газа"(см. книгу Л. Н. Захарова "Техника безопасности в химических лабораториях". — Л.: "Химия", 1991, с. 74). Чем же это провинились современные лаборатории, и не только в России, но и в Германии и США, что во всех городах газ есть, а в современных лабораториях газа нет? Может быть, газ не нужен? Напротив, нужен и даже очень! Газ в химических лабораториях нужен как воздух! Ставить заглушки на газовых линиях по настоянию бдительных пожарных инспекторов или вообще не проводить газовую линию в лабораторию — это все равно, что согнуть в колене здоровую ногу и в таком виде ходить на костылях, жалуясь всю жизнь на неудобство передвижения! Тот же Л. Н. Захаров признает необходимость газовоздушного пламени и
Пожарная безопасность зданий, сооружений, территорий
предлагает делать "безопасные" спиртовки с поддувом воздуха, что обеспечивается резиновой грушей, лежащей на полу, на которой пританцовывает счастливый от всего этого химик! Представляете себе, какие движения при этом выделывают его руки? Вот это и является грубым нарушением техники безопасности при работе с огнем.
Только спокойная работа, без оглядки на бессмысленные запреты, может обеспечить безопасную и высокопроизводительную работу научного сотрудника. И здесь химикам без сетевого газа не обойтись. При этом роль пожарного инспектора должна заключаться в проверке исправности противопожарных средств в лабораториях, газовых и электрических линий и возможности быстро покинуть лабораторию при необходимости, а не в указаниях научным сотрудникам, как вести исследования и что применять для нагрева.
Пламя спиртовки не более безопасно, чем пламя обыкновенной газовой горелки. В то же время вынужденная прокладка временных газопроводов для подачи баллонного пропана-бутана означает только увеличение пожароопасности, т.к. давление в этих линиях достигает 10-15 атм, что примерно в тысячу раз превышает давление метана в городской газовой сети (~150 мм водяного столба). Для сравнения отметим, что человек при выдохе может создать давление ~800 мм водяного столба. Таким образом, требование пожарных применять дюритовые шланги, закрепленные хомутиками, для соединения горелок с сетевыми газовыми кранами является не только излишним, но и совершенно недопустимым, поскольку горелка опрокидывается шлангом и именно это приводит к пожару. Вот вам и дюрито-вый шланг с хомутиками! Такой шланг выдерживает давление ~ 50 атм, но его применение не выдерживает никакой критики — запас прочности превышен примерно в 4500 раз! Опыт работы показывает, что для присоединения газовой горелки Теклю удобнее всего использовать эластичный резиновый шланг "для переливания крови", т.е. трубку с внутренним диаметром 4 мм и толщиной стенки 1,5 мм, без всяких хомутиков и проволочек, разрезающих шланг.
Основное правило безопасности при работе с горелкой Теклю и вообще с открытым пламенем — не оставлять пламя без присмотра и не направлять его в одну и ту же точку обогреваемого прибора более, чем на 2-4 с при нагревании стеклянных колб голым пламенем. Это время необходимо для передачи тепла с наружной стенки колбы на внутреннюю. Например, при перегонке любой жидкости, независимо от температуры кипения, следует медленно, не останавливаясь, обходить колбу длинным синим пламенем горелки Теклю (длинное пламя увеличивает безопасность работы, позволяя горелке находиться достаточно далеко от колбы). Напом-
ию, что для работы необходимо применять только колбы из термостойкого стекла (пирекс, Шотт и др.).
Газовое пламя, создаваемое горелкой Теклю, является самым нежным, самым удобным, самым быстрым, самым дешевым, самым энергичным, безинерционным и, следовательно, самым безопасным средством нагревания, исключительно важным при работе в химических лабораториях. То, что метан горит, является его важнейшим достоинством, а не недостатком, надо только правильно работать, не испытывая страха перед открытым огнем.
К сожалению, природный метан постигла та же участь, что и синтетический фреон. Оба газа были ошибочно объявлены врагами цивилизации: метан — зато, что является причиной пожаров, а фреон — за создание озоновых дыр в Арктике и Антарктике, к чему он вообще не может иметь никакого отношения, являясь одним из самых инертных газов. Кстати, метан тоже достаточно инертный газ и его очень удобно применять вместо азота или аргона для перегонок в инертной атмосфере. Практически это делается с помощью маленького металлического тройника, один конец которого соединен с капилляром, входящим в перегонную колбу, а другой — с горелкой Теклю. Таким образом, не надо беспокоиться о баллонах, редукторах, микрорегуляторах давления и даже об очистке — природный метан в сети достаточно чист для большинства работ, тем более, что его расход ничтожен.
Наилучшим вариантом горелки Теклю является выпускавшаяся ранее заводом "Физприбор" (г. Киров) простейшая конструкция. В ней отсутствует ненужный для сетевого газа сальник иглы, регулирующей величину пламени, а корпус укреплен на ниппеле М8 с отверстием ~ 01 мм (на выходе).
Выпуск универсальных горелок, предназначенных как для сетевого газа, так и для пропан-бутана под повышенным давлением, неоправдан — такие горелки в химических лабораториях не применяются; удаление капсюля 00,2 мм дает возможность пользоваться горелкой от сети газа низкого давления, однако нахождение выходного отверстия 01 мм в глубине ниппеля не позволяет инжектировать достаточно воздуха, и пламя получается коптящим.
Обычная горелка Теклю может быть легко превращена в горелку с шипящим пламенем. Для этого запаивают выходное отверстие в ниппеле тонким слоем оловянно-свинцового припоя, затем иглой 00,5 мм прокалывают отверстие и, уменьшая его завальцовыванием с помощью отвертки или расширяя иглой, добиваются нужной величины короткого сине-голубого высокотемпературного пламени. При этом часто требуется сделать дополнительные отверстия или рассверлить имеющиеся (или и то, и другое) в нижней части корпуса горелки.
пожаровзрывобезопасность б'2004
Имея оба варианта горелки Теклю (с мягким пламенем высотой ~200 мм и жестким пламенем высотой 50-60 мм, см. рис. 1) химик получает возможность быстрой, удобной и безопасной работы в лаборатории. Такие горелки не имеют ограничения срока службы — они всегда исправны.
Иное дело электронагреватели. В уже цитированной книге Л. Н. Захарова (см. с. 108) отмечается, что они во многом вытеснили газовые горелки. Рассматривая на двадцати страницах (с. 94-114) опасности применения электронагревателей и других потребителей электроэнергии, Л. Н. Захаров подчеркивает, что "среди прочих достоинств электронагревательных приборов не последнее место занимает меньшая, по сравнению с газовыми горелками, пожарная опасность при эксплуатации. Однако, как показывает практика, несоблюдение элементарных правил безопасности при работе с электронагревательными приборами приводит к резкому увеличению вероятности возникновения пожаров, аварий и несчастных случаев". И далее: "пожарная опасность при эксплуатации электронагревательных приборов обусловлена прежде всего высокой температурой в рабочей зоне. Однако вероятность воспламенения определяется не столько температурой нагревательного элемента, сколько . присутствием в зоне нагрева горючих веществ".
Абсолютно верно! Более яркой речи в защиту газовых горелок придумать трудно. Ведь только газовая горелка со своим довольно горячим пламенем позволяет при необходимости мгновенно прекратить нагрев, тогда как электроплитка будет еще долго после выключения являться источником пожарной опасности. Конечно, чехлы из стеклоткани с вплетенной тонкой нихромовой проволокой имеют небольшую тепловую инерцию, но попробуйте нагреть таким чехлом трехлитровую масляную баню! Вообще, применение жидкостных, песочных или металлических бань для нагрева стеклянных колб и реакторов следует свести к минимуму — тепловая инерция бань, умноженная на тепловую инерцию электронагревателя, является главной причиной пожара, поскольку аварийный выброс реакционной массы из-за перегрева бани немедленно попадает на перегретую плитку и происходит возгорание, а то и взрыв образовавшейся смеси паров вещества с воздухом.
Следует помнить, что авария в случае применения открытого огня грозит пожаром, а в случае электроплитки — взрывом. И то, и другое крайне неприятно, и должны быть приняты все меры для недопущения и того, и другого, но пожар все-таки оставляет возможность предпринять определен-
ные меры безопасности, например, включить угле-кислотную защиту. Последствия же объемного взрыва непредсказуемы.
Л. Н. Захаров был еще настолько скромен, что среди "достоинств" электронагревателей не упомянул необходимость иметь у каждой плитки личный регулируемый трансформатор (большой или, реже, малый) и, как следствие, огромное количество штепселей в лаборатории. Наличие многих десятков штепселей в небольшой современной лаборатории производит странное впечатление, напоминая инсталляцию, произведение современного искусства, но не способствует пожарной безопасности. Размещение всех ЛАТРов и запасных плиток часто осуществляется на длинной широкой скамье, стоящей на полу вдоль вытяжного шкафа. Однако это создает значительные неудобства — не у всех химиков длинные руки. В большинстве же случаев ЛАТРы занимают почетное место в вытяжных шкафах, катастрофически "съедая" и без того ограниченную полезную площадь, но поставить их куда-либо в другое место практически невозможно.
В качестве последнего "достоинства" электроплиток можно указать на пиролиз веществ из-за длительного перегрева, например при перегонке. Только газовая горелка позволяет избежать перегрева и мгновенно направить тепло в нужном количестве в нужную точку!
Подводя итог всему сказанному выше, я утверждаю, что электроплитки — это раковая опухоль лаборатории, занимающая пространство и ничего не дающая взамен. Результатом широкого применения электроплиток является бесполезная трата электроэнергии и рабочего времени, уходящего на разогрев и охлаждение. В то же время пожарная опасность электроплиток вследствие тепловой инерции несравнимо большая, чем газовых горелок. Газовые горелки, в частности горелка Теклю, должны быть реабилитированы и должны занять прежнее достойное место в химических лабораториях. Нелепость, когда малограмотные старушки свободно пользуются газовой плитой (4 конфорки и духовой шкаф — море огня), а научному сотруднику с высшим образованием не разрешается пользоваться газовой горелкой (это, якобы, опасно!).
Напомню, что главное в пожарной безопасности — не открытый огонь, а недопустимость создания опасной концентрации воспламеняющихся паров возле этого огня. Но это уже тема другого разговора. И еще: лозунг "во всем городе может быть газ, а в лаборатории газа не должно быть" следует заменить на лозунг: "во всем городе газа может не быть, а в лаборатории газ быть должен!".
Поступила в редакцию 12.11.04.
