Анализ пожарной опасности фейерверочных пиротехнических изделий

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

  им. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ»

_______________________________________________________________

	Кафедра промышленной и экологической безопасности

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:  «Пожаровзрывозащита»

 

Специальность:  «Защита в ЧС»

 

Тема работы: «Анализ пожарной опасности фейерверочных пиротехнических изделий»

 

 

Курсовая работа принята к рассмотрению (дата):

 

 

Целевая установка: Курсовая  работа по дисциплине «Пожаровзрывозащита»  должна  представлять собой  законченную разработку по указанной выше теме с учётом  требований  Государственного образовательного стандарта  к  уровню подготовки  выпускника  по специальности  «Защита в ЧС» и указаний к выполнению этой  работы,  утверждённых  заведующей кафедрой  ПЭБ  Муравьёвой Е.В.

 

 

 

 

 

 

Казань 2014г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................................................................3

1. Общие сведения о пиротехнических составах и изделиях ………………......4
2. Фейерверочные изделия и их классификация…………………….…………..9
3. Хранение и утилизация пиротехнической продукции……….....................11
4. Транспортирование фейерверочной продукции……………………………12
5. Краткие описания методов, касающиеся оценки пожарной опасности пиротехнических изделий…………………………………………………….13
6. Краткое описание возможной чрезвычайной ситуации.................................15
7. Расчет сил и средств, необходимых для полной ликвидации чрезвычайной ситуации……………………………………………………………………….16

Заключение...............................................................................................................20

Список использованной литературы.....................................................................21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

В средствах массовой информации часто встречаются заметки и статьи о многочисленных загораниях, пожарах и случаях гибели и травматизма, особенно среди детей, вызванных нарушениями правил пожарной безопасности при обращении с пиротехническими изделиями. Данная проблема становится еще более актуальной в канун нового года и в период зимних каникул.

Риски поражения и гибели людей при обращении пиротехнических изделий еще весьма высоки, многие вопросы, связанные с обеспечением пожаровзрывобезопасности при транспортировании, хранении, применении пиротехнических изделий, не решены. 

Современный рынок гражданской пиротехники формировался с 90-х годов прошлого века. Кроме бенгальских огней и хлопушек в розничной продаже появились петарды, ракеты, фонтаны, салюты. На отечественный рынок хлынул поток импортной пиротехнической продукции, зачастую весьма низкого качества и поэтому весьма пожаровзрывоопасной.

Цель курсовой работы заключается в исследовании фейерверочной пиротехнической продукции различного назначения, в прогнозировании возможной чрезвычайной ситуации, произошедшей вследствие неправильного обращения с пиротехнической продукции.

Задачи:

- ознакомление с пиротехническими изделиями: классификация, предъявляемые к ним требования, хранение, утилизация;

- рассмотреть методы, касающиеся оценки пожарной опасности пиротехнических изделий;

- спрогнозировать  возможную чрезвычайную ситуацию;

- рассчитать  необходимое количество сил и  средств для полной ликвидации сложившейся чрезвычайной ситуации.

 

 

 

Общие сведения о пиротехнических составах и изделиях.

 

Современная пиротехника является частью прикладной химии и занимается вопросами приготовления и изучения различных химических веществ и составов, образующих при сгорании цветные огни и дымы, а также производящих зажигательное и осветительное действия или создающих звуковой, ударный и прочие эффекты. Такие композиции из химических веществ (как правило, металлизированные, т.е. содержащие наряду с органическими и неорганическими компонентами один или несколько порошков металлов и сплавов) называются пиротехническими составами. Из пиротехнических составов изготавливаются пиротехнические элементы в виде шариков, кубиков, цилиндров.

Приспособления и устройства определенной конструкции, эффект действия которых достигается при сжигании пиротехнических составов, называются пиротехническими изделиями.

Основными составными частями ПИ являются:

• корпусные детали, выполненные из картона, бумаги, пластмасс, металла;
• пиротехнические составы и пироэлементы (звездочки, факелы, таблетки) на основе дымных, бездымных порохов, окислителей, горючих и добавок;
• средства инициирования – огнепроводный шнур, электровоспламенитель, запал-спичка.

К пиротехническим изделиям предъявляются следующие требования:

• заданный пиротехнический эффект :осветительный, дымовой, звуковой и т.д.;
• безопасность при обращении с ними и при их хранении;
• неизменяемость пиротехнического эффекта при длительном хранении (в течении нескольких лет);
• простота и безопасность изготовления;
• минимальное взрывное действие.

 

Пиротехнические составы взрывопожароопасны и представляют собой механическую смесь компонентов, включающую горючее, окислитель и другие вещества, сообщающие составам дополнительные специальные свойства: окрашивающие пламя, образующие цветной дым, уменьшающие чувствительность состава (флегматизаторы), увеличивающие механическую прочность (связующие) и др. Продукты сгорания пиротехнических составов могут оказывать вредные воздействия на людей и окружающую среду. Внешние воздействующие импульсы (удар, трение, нагрев, электромагнитное излучение, детонация) могут вызвать срабатывание изделий, если уровень этого воздействия выше допустимого.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей действие ПИ сопровождается проявлением одного или нескольких опасных факторов пожара:

• пламя, искры или высокотемпературная струя продуктов сгорания;
• пожароопасные элементы конструкции изделия (горящие таблетки, раскаленные шашки и др.);
• тепловое излучение;
• движущееся за счет начальной скорости  или под действием реактивной силы изделие и его элементы;
• продукты сгорания или диспергирования в аэрозольном состоянии.

 

К пиротехническим составам предъявляют следующие требования:

• заданный пиротехнический эффект;
• минимальная чувствительность к механическим воздействиям и безопасность при изготовлении и применении;
• достаточная физико-химическая стойкость при длительном хранении;
• устойчивость по отношению к внешним тепловым воздействиям (невоспламеняемость от попадания искры и т.п.);
• простота технологии изготовления;
• доступность исходных материалов и наличие сырьевой базы.

В качестве окислителей пиротехнических составов применяют нитраты, хлораты, перхлораты, оксиды и пероксиды металлов, а также некоторые хлорпроизводные.

В качестве горючих компонентов пиротехнических составов применяют как органические, так и неорганические вещества и материалы.

Из неорганических горючих чаще применяют металлы: алюминий, магний, их сплавы. Температура горения этих металлов и их сплавов выше температуры горения других горючих, как органических, так и неорганических. Магний обладает большой реакционной способностью, он легче воспламеняется и скорость горения его выше, чем у алюминия.

К органическим горючим относятся углеводороды (бензин, керосин, нефть, мазут, бензол, скипидар), углеводы (крахмал, сахар, древесные опилки и др.), смолы (бакелит, идитол), олифа.

 Роль горючих веществ и  материалов часто выполняют некоторые  дымообразователи, например, нафталин и др. Горючий компонент выбирают с учетом задачи получения наибольшего специального эффекта, требуемого от данного пиротехнического состава.

Для уплотнения пиротехнических составов, повышения их прочности или замедления горения вводят связующие, например, искусственные и естественные смолы (идитол, бакелит, поливинилхлорид, каучук, канифоль, шеллак), стеарин, парафин и другие органические вещества.

Для окрашивания пламени или дыма в пиротехнический состав вводят соли металлов: стронция (красный цвет), меди (синий цвет), бария (зеленый цвет), натрия (желтый цвет), а также органические красители.

К флегматизаторам, снижающим чувствительность пиротехнического состава к механическим воздействиям и уменьшающим скорость горения, следует отнести смолы, парафин, масла.

Основной формой химического превращения пиротехнических составов является горение. От теплового импульса (например, луча огня) они легко воспламеняются и в прессованном виде сгорают со скоростью 1-10 мм/с (имеются составы, например, осветительные или зажигательные, скорость превращения которых составляет от десятков до тысяч метров в секунду). При горении некоторых пиротехнических составов выделяется значительное количество тепла (например, при сгорании магния до оксида магния выделяется 25104 кДж/кг), развивается высокая температура до 2000-3000 оС. Однако при сгорании дымовых составов или составов, сгорающих за счет кислорода воздуха, температура горения ниже и достигает 700-1000 оС.

Горение пиротехнических составов сопровождается образованием газообразных и конденсированных продуктов. Яркость пламени обусловливается присутствием в нем твердых частичек. Энергия, освобождающаяся в результате химической реакции, используется не для производства механической работы (как у порохов и взрывчатых веществ), а для получения определенного пиротехнического эффекта: света, дыма, звука, тепла и пр.

Процесс горения пиротехнических составов можно разделить на две стадии.

Первая стадия – распространение процесса по поверхности состава. После сообщения составу теплового импульса извне вначале происходит, с одной стороны, эндотермический распад окислителя и, с другой стороны, эндотермическое испарение или разложение горючего. Эти два процесса идут одновременно и взаимно обусловливают друг друга.

После термического распада составных компонентов наступает экзотермическая реакция между окислителем и горючим, которая затем идет сама по себе за счет теплоты, выделяющейся при горении состава.

Скорость распространения процесса термического распада по поверхности определяется природой состава, степенью измельчения компонентов, формой поверхности, плотностью и внешним давлением.

Вторая стадия – распространение процесса в глубину состава за счет теплопроводности, диффузии газов и лучистой энергии. При горении составов одновременно протекают физические и химические процессы как в конденсированной, так и в газовой фазе. Скорость горения определяется такими факторами как природа состава, плотность прессования, природа оболочки, начальной температуры и давления, химической природы добавок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фейерверочные изделия и их классификация.

 

Фейерверочным изделием (ФИ) называют пиротехническое изделие, создающее в процессе своего действия (функционирования) визуальный, звуковой, специальный сценический или другой зрелищный эффект.

В России производят огромное количество фейерверочных изделий, различных по своему назначению и принципу действия, по времени и месту применения, отличающихся размерами, калибром, другими техническими и потребительскими характеристиками, зрелищным эффектом и степенью опасности при их использовании.

По назначению фейерверочные изделия делят на две группы:

- фейерверочные изделия для профессионального использования (профессиональные ФИ);

- фейерверочные изделия для потребительского использования (ФИ бытового назначения).

Профессиональные ФИ предназначены для использования  в фейерверочных представлениях, салютах, показах, фестивалях, праздничных программах.  К обращению с профессиональными ФИ допускаются только специально обученные и аттестованные специалисты. Для применения, хранения и перевозки профессиональных ФИ требуются специальное оборудование (пусковые устройства, мортиры, направляющие, каркасы, фигуры, пульты управления и др.), специально оборудованные и оформленные хранилища и транспорт.

ФИ потребительского назначения для использования не требуют специальных знаний и пускового оборудования. Правила использования и хранения этих изделий изложены на красочной потребительской упаковке. ФИ потребительского назначения используются в быту, на домашних, семейных и других праздниках.

По принципу действия и области применения фейерверочные изделия профессионального назначения, в свою очередь делят на: