Промышленная безопасность

8.11. АНАЭРОБНЫЕ ПОЖАРЫ

Поскольку "анаэробный" означает "без доступа воздуха", по-видимому, есть явное противоречие в выражении "анаэробный пожар". Однако существует ряд веществ, которые при повышении их температуры выше определенного уровня претерпевают химическое разложение, приводящее к свечению газа, едва отличимому от пламени.*

8.11.2. ПРИМЕРЫ АНАЭРОБНЫХ ПОЖАРОВ

8.11.2.1. СМЕСИ ОДНООСНОВНЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ

Самое старое из одноосновных ракетных топлив - это обыкновенный ружейный (или черный) порох. Он представляет собой плотную смесь зерен окислителя (селитры) с восстановителем (зернами серы и древесного угля). В ружейном стволе такая смесь действует как "медленно горящее" ВВ или метательное ВВ. Этот процесс можно представить как последовательность реакций: разложение селитры при повышенной температуре с выделением кислорода, реагирующего с серой и углеродом. Последняя реакция сильно экзотермична и, ускоряя разложение, приводит к интенсивному выделению тепла.

______________________________________________________________

К указанным веществам относятся, как правило, конденсированные взрывчатые вещества, в которых горючее и окислитель перемешаны на молекулярном уровне. Подробнее о горении таких веществ см. [Зельдович, 1975]. - Прим. ред.
Примечательным примером метательного ВВ является твердое ракетное топливо, называемое иногда одноосновным ракетным топливом. Разрабатываемые для космических исследований мощные одноосновные ракетные топлива описаны в ряде обычных работ, например в [McGraw-Hill.1982]. Они могут состоять из смесей, включающих такие вещества, как нитрат целлюлозы, желатинированный с нитроглицерином. Производство таких ракетных топлив, а также обращение с ними- узкие специальные вопросы и поэтому здесь не рассматриваются.

8.11.2.2. НИТРОВАННАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА

Нитрат целлюлозы (часто называемый "нитроцеллюлозой") был открыт в 1838 г. Свойства нитрата целлюлозы сильно зависят от степени нитрования. Теоретически целлюлозное звено [-СбН702(ОН)з-]п можно нитровать в три стадии, в каждой из которых гидроксильная группа замещается на нитратную группу. Применяемые на практике нитроцеллюлозы представляют собой соединения, промежуточные между динитратом и тринитратом, причем не чистые соединения, а смеси эфиров. В работе [Read.1942] даны три класса нитроцеллюлозы, различающиеся содержанием в ней азота (выражено в процентах):

Класс нитроцеллюлозы	Содержание азота, в %	Типичные представители
Коллоксилин	10,7-11.7	Пластмассы, лаки
Коллоксилин	11,5-12,7	Бездымный порох
Пироксилин	13,0 -13,5	Бризантные ВВ

Только последнее из них имеется в списке инструкции [H&SE,1985a], где нитрат целлюлозы с содержанием азота, большим или равным 12,6%, классифицируется как ВВ.

Однако все разновидности нитрата целлюлозы обладают способностью к "горению". Этот процесс можно представить в виде "внутренней" окислительно-восстановительной реакции в молекуле, содержащей атомы кислорода, которые могут реагировать с углеродом и водородом целлюлозного звена. В гл. 9 дается краткое описание пожаров нитрата целлюлозы.
8.11.2.3. НИТРАТ АММОНИЯ

Нитрат аммония - вещество аномальное. Хотя оно может взорваться от детонации, причем с большой силой, в чистом виде это соединение в Великобритании не относят к взрывчатым веществам. Обусловлено это тем, что в противном случае создались бы серьезные проблемы из-за широкого использования нитрата аммония в качестве удобрения. Нитрат аммония, будучи смешанным с жидким топливом до состояния кашицы, часто применяется для взрывных целей. Подобные смеси называются ANFO (ammonium nitrate fuel oil). В смеси с ТНТ он образует также широко известное бризантное ВВ "Amatol".

В работе [С1апсеу,1963] сделан обзор свойств нитрата аммония в отношении его поведения при пожаре. Как отмечается, пожары с нитратом аммония в количестве до 2 тыс. т обходились без взрыва. По мнению автора цитируемой работы, обострение пожара до взрывов намного более вероятно в присутствии органического вещества. В качестве такого органического вещества могут выступать бумажные пакеты или упаковочные мешки.

Пожар, в котором участвует нитрат аммония, по-видимому, может поддерживаться без подвода кислорода, и при некоторых условиях возможны взрывы. В гл.11 приводится описание аварии 16 апреля 1947г. в Техас-Сити (шт Техас, США), в которой это, по-видимому, и произошло.

В Великобритании в течение десятилетия или более бытует мнение, что крупномасштабные разлития кислорода могут приводить к пожарам с тяжелыми последствиями. В документе [DOEWO,1972] местным планирующим властям рекомендовано консультироваться с государственными органами надзора за безопасностью в промышленности, перед тем как давать разрешение на жилую застройку в окрестностях хранилища, содержащего до 135 т жидкого кислорода. При повышенных уровнях концентрации кислорода вещества, в обычной обстановке не горючие, смогут гореть и температура, при которой зажигается обычное горючее вещество, будет ниже. Например, одежда становится высокогорючим материалом при концентрации кислорода свыше 25%. Когда вместо обычного воздуха используется воздух, обогащенный кислородом, увеличивается и температура пламени.

По-видимому, справедливо мнение, выраженное в [АСМН,1984], что крупный пожар разлития кислорода может вызвать огненный шторм. Нужно сказать, однако, что во всем мире не было еще таких разлитии, возникших при авариях на установках, которые бы своим "усиленным" горением привели к поражениям среди населения.