CC BY
39ПРИЧИНА ПОЖАРА - СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПЛИТ ИЗ ЭКСТРУЗИОННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛА
Б.В. Гавкалюк, кандидат технических наук. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России.
A.А. Аникеев, кандидат технических наук, доцент; П.А. Клейманов.
Дальневосточная пожарно-спасательная академия - филиал Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России
Материал статьи посвящен исследованию проблемы статического электричества на производстве теплоизоляционных плит из экструзионного пенополистирола. Если не уделять ей пристального внимания, то это может привести к нарушению нормального течения технологического процесса и явиться впоследствии причиной пожара.
Ключевые слова: статическое электричество, причина пожара, экспертное исследование пожара на производстве теплоизоляционных плит из экструзионного пенополистирола
CAUSE OF THE FIRE - THE STATIC ELECTRICITY IN THE PRODUCTION OF INSULATION BOARDS OF EXTRUDED POLYSTYRENE FOAM
B.V. Gavkaluk. Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia. A.A. Anikeev; P.A. Kleymanov.
Far-East fire and rescue academy - branch of Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia
The material of the article is devoted to the study, namely the problem of static electricity in the production of thermal insulation boards from extruded polystyrene foam. If you do not pay close attention to it, it can lead to disruption of the normal flow of the technological process and subsequently cause a fire.
Keywords: static electricity, cause of the fire, expert study of the fire in the production of thermal insulation boards of extruded polystyrene
Пожары, причинами которых явились разряды статического электричества, возникают сравнительно не часто, однако приводят, как правило, к большим материальным, а зачастую и человеческим потерям. Объясняется это, прежде всего, тем, что такие пожары сопровождаются вспышками, быстрым распространением пламени, а при обстоятельствах, способствующих образованию паро-, газо-, пылевоздушных смесей с концентрациями, находящимися в границах взрывоопасной концентрации указанных веществ в воздухе -взрывами [1].
Процессы зажигания горючих сред от электрических разрядов и методы оценки их опасности подробно описаны в специальной литературе [2]. Здесь же приведены примеры взрывов и пожаров, причинами которых явились искровые разряды статического электричества.
Дополнительным примером подобных загораний может служить пожар, произошедший на технологической линии JG-FPB 135/150 китайского производства по изготовлению теплоизоляционных плит из экструзионного пенополистирола «Истплекс», расположенной в производственном цехе ОАО «Варяг» в г. Владивостоке.
Объектом пожара явился производственный цех, представляющий собой одноэтажное строение с железобетонными несущими конструкциями, II степени огнестойкости, размерами в плане 18х84 м (рис.). Здание электрифицировано (380/220 В), отопление водяное, центральное. Крыша цеха железобетонная двускатная, кровля мягкая (рубероид), пол бетонный. В результате пожара помещение цеха выгорело по всей площади, обрушена крыша, повреждена технологическая линия, огнем уничтожена готовая продукция и сырье.
При исследовании пожара на стадии визуального осмотра места происшествия установлена область максимальных термических поражений строения цеха, находившаяся у западной стены в районе зоны промежуточного складирования готовой продукции (рис.). На ее местоположение указывают следующие признаки: выгорание копоти на западной стене цеха от уровня пола до крыши в виде характерного очагового конуса; в центральной части очагового конуса штукатурный слой стены обрушен практически до крыши; над очаговым конусом стальная балка имеет максимальную деформацию в виде прогиба порядка 50 см; крыша над данным местом полностью обрушена; степень термических поражений материалов и конструкций в помещении цеха по мере удаления от очагового конуса уменьшается.
Рис. План-схема места пожара в производственном цехе с линией JG-FPB 135/150 по изготовлению теплоизоляционных плит из экструзионного пенополистирола «Истплекс»
Из опроса первых очевидцев пожара (работников цеха) следует, что первоначальное горение началось внезапно на складированных плитах пенополистирола, расположенных у западной стены цеха, в зоне промежуточного складирования плит. Указанное место совпадает с зоной наибольших термических поражений, что дополнительно свидетельствует о том, что очаг пожара находился именно в зоне промежуточного складирования.
При исследовании места пожара каких-либо источников зажигания в очаговой зоне не обнаружено.
В ходе изучения обстоятельств по факту пожара установлено, что возгорание произошло во время пробного запуска технологической линии, в процессе которого изготавливалась пробная партия теплоизоляционных плит. Готовые плиты складывались в помещении цеха вручную в штабель небольшими партиями в зоне промежуточного складирования, после чего их увозили на склад, расположенный на улице. Со слов работников цеха, при работе с готовыми плитами (перенос и укладка в штабель) возникали разряды статического электричества.
Таким образом, основной версией возникновения пожара в данном случае была принята возможность возгорания горючей среды от искрового разряда статического электричества.
Согласно техническим основам расследования пожаров, для принятия версии причастности разряда статического электричества к возникновению пожара необходимо установить наличие процесса, приводящего к накоплению зарядов статического электричества и наличие среды, для воспламенения которой достаточно искры разряда статического электричества.
Поскольку пенополистерольные плиты являются диэлектрическим материалом, при трении их друг о друга (переноска, укладка и т.п.) на них могут накапливаться заряды статического электричества. Заряды статического электричества также могут накапливаться и на людях, которые работают с данными плитами в цехе, особенно при пользовании обувью с непроводящей электричество подошвой, одеждой и бельем из шерсти, шелка и искусственного волокна, при движении по токонепроводящему покрытию пола, при выполнении операций с диэлектриками. Потенциал изолированного от земли человеческого тела может достигать величины, превышающей 7 кВ, в отдельных случаях до 14-15 кВ [3]. При этом при разности потенциалов 3 кВ искровой разряд может воспламенить почти все горючие газы, при 5 кВ - большую часть горючих пылей [3, 4].
В ходе выяснения обстоятельств данного пожара установлено, что обувь рабочих цеха была с непроводящей электричество подошвой, в одежде рабочих присутствовали шерстяные и синтетические изделия. Рабочие цеха производили ручную переноску готовых пенополистирольных плит с конвейера в зону промежуточного складирования готовой продукции. В процессе переноски и укладки плит в штабеля плиты терлись друг о друга и об одежду рабочих. При этих условиях на плитах и одежде рабочих могли накапливаться заряды статического электричества, что подтверждается самими работниками, по показаниям которых при переноске плит они чувствовали «уколы» электростатических разрядов.
Непосредственно перед возникновением пожара (примерно за 5-7 сек.) в зоне промежуточного складирования последнюю укладку плит пенополистирола провели именно в то место (в штабеле размером 3х2 м), где впоследствии работники цеха заметили первоначальное горение. Максимальная нормальная скорость распространения пламени по бутану составляет 0,45 м/с [5]. В случае возникновения горения в месте укладки плит с тыльной стороны зоны промежуточного складирования (невидимой для работников) распространение пламени в зону, где находились работники, произойдет примерно за 5-7 сек., что соответствует времени, через которое (с момента укладки) был обнаружен пожар.
Согласно технической документации на производство пенополистирольных плит «Истплекс» ТУ 2244-001-07534650-2008 при их изготовлении способом экструзии полистирола для вспенивания применяется сжиженный газ бутан. В готовых плитах остаточный бутан замещается воздухом в течение пяти суток. Поэтому в соответствии с вышеуказанными техническими условиями изготавливаемая продукция должна храниться вне производственного помещения, в хорошо проветриваемом складе без упаковки.
Поскольку бутан тяжелее воздуха (согласно работе [5] средняя молекулярная масса воздуха: 28,96; молекулярная масса бутана: 58,12), следовательно, выделяясь
из свежеизготовленных пенополистирольных плит, бутан распространяется у поверхности пола помещений, в которых находится готовая продукция.
Согласно инструкции по наладке и эксплуатации технологической линии при запуске линии необходимо обеспечить хорошую вентиляцию производственного цеха, в частности, у поверхности пола на расстоянии 6 метров друг от друга должны располагаться вытяжные устройства. Оборудование вытяжки воздуха должно иметь собственную систему контроля. Установка вытяжки воздуха должна включаться за шесть часов до запуска оборудования и продолжать работу в течение шести часов после полной остановки оборудования. В соответствии с площадью и конструкцией производственный цех должен быть оборудован несколькими установками предупреждения о превышении нормы содержания бутана в воздухе.
В ходе выяснения обстоятельств пожара стало известно, что в цехе во время опытных технологических работ вентиляционное оборудование работало только над самой производственной линей, но не было подключено в зоне промежуточного складирования готовой продукции. Также не работали установки предупреждения о превышении нормы содержания бутана в воздухе. При этих условиях в зоне промежуточного складирования готовой продукции (очаговая зона пожара) создавались условия для накопления в данной зоне бутана и образования там газовоздушной смеси с возможной концентрацией горючего компонента в пределах от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) до верхнего концентрационного предела распространения пламени (ВКПР).
Таким образом, принимая во внимание наличие в очаговой зоне условий для образования газовоздушной смеси (бутан, воздух) с возможной концентрацией горючего компонента в пределах от НКПР до ВКПР, возможность образования в указанной области разрядов статического электричества с энергией, достаточной для воспламенения данной горючей газовоздушной смеси, а также отсутствие других источников зажигания, сделан вывод, что причиной данного пожара явилось воспламенение газовоздушной смеси от разрядов статического электричества с последующим загоранием пенополистирольных плит, вследствие нарушения технологического процесса (отсутствие вытяжной вентиляции и установок предупреждения о превышении нормы содержания бутана в воздухе).
В данной статье был рассмотрен реальный случай пожара, произошедший на производстве. Актуальность научной проблемы по теме статического электричества остается на сегодняшний день очень серьезным вопросом в сфере безопасности технологических процессов на производстве. Поэтому необходимо уделять как можно больше внимания проблеме возникновения статического электричества при планировании работ, связанных с производством теплоизоляционных плит из экструзионного пенополистирола, а также при проведении контрольных проверок правил соблюдения норм противопожарной безопасности органами государственного пожарного надзора.
Литература
1. Клаус Дитер Поль. Естественнонаучная криминалистика. М.: Юридическая литература, 1985.
2. Статическое электричество в химической промышленности / Б.Г. Попов [и др.]. Л.: Химия, 1977.
3. Чешко И.Д. Технические основы расследования пожаров: метод. пособие. М.: ВНИИПО, 2002.
4. Исследование причин возгорания автотранспортных средств: учеб. пособие / А.И. Богатищев [и др.]. М.: ГУ ЭКЦ МВД России, 2003.
5. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения / А Н. Баратов [и др.]. М.: Химия, 1990. Кн. 1.
References
1. Klaus Diter Pol'. Estestvennonauchnaya kriminalistika. M.: Yuridicheskaya literatura,
1985.
2. Staticheskoe elektrichestvo v himicheskoj promyshlennosti / B.G. Popov [i dr.]. L.: Himiya, 1977.
3. Cheshko I.D. Tekhnicheskie osnovy rassledovaniya pozharov: metod. posobie. M.: VNIIPO, 2002.
4. Issledovanie prichin vozgoraniya avtotransportnyh sredstv: ucheb. posobie / A.I. Bogatishchev [i dr.]. M.: GU EKC MVD Rossii, 2003.
5. Pozharovzryvoopasnost' veshchestv i materialov i sredstva ih tusheniya / A.N. Baratov [i dr.]. M.: Himiya, 1990. Kn. 1.
