一、燃烧条件
火灾是危险货物运输中最易发生的事故,往往同时还发生爆炸,破坏作用大,毁坏大量的物资财富,危及经济建设和人民的生命。但燃烧是有条件的,不具备条件是不会燃烧的。可燃物、助燃物和火源是燃烧的三个基本条件。发生燃烧的条件必须是可燃物、助燃物和导致燃烧的火源(如明火或火星)同时存在,构成一个燃烧系统。
1.可燃物
铁路运输的货物分为可燃物、难燃物和不燃物三类。不燃物在正常情况下不会被点燃。难燃物在火源作用下能被点燃并阴燃,当火源移去后不能维持继续燃烧。可燃物在火源的作用下被点燃,并当移去火源后还能维持继续燃烧,直至燃烬。
2.助燃物
凡具有较强的氧化性能,能与可燃物发生化学反应并引起燃烧的物质,称为助燃物或氧化剂。如空气、氧气、氯气、氟等。
3.火源
能引起可燃物着火的能源称为着火源。常见的着火源有火焰,电火花、电弧和炽热的物体。
二、燃烧与化学爆炸的关系
燃烧与化学爆炸有密切的关系,又有不同之处,主要表现在:
(1)燃烧与可燃物化学爆炸的条件(可燃物、氧化剂、火源)本质上是相同的。区别在于氧化反应速度不同,燃烧速度慢。
(2)火灾与爆炸的发展过程明显不同。火灾有初起阶段,发展阶段和衰弱熄灭阶段;化学爆炸是瞬间的燃烧,通常是1s之内。因此,火灾可以扑救,减少损失;爆炸难以扑救。
(3)燃烧与可燃物化学爆炸可随条件而转化。如煤块只能缓慢燃烧;若将煤块磨成煤粉,与空气混合就可能爆炸。
(4)由于燃烧与可燃化学爆炸可以随条件变化而转移,有些情况是先火灾后爆炸,如抽空的油罐车着火,由于可燃蒸气不断消耗,当蒸气浓度降到爆炸极限范围内时发生爆炸;有些情况是爆炸后火灾,如油罐、电石库等发生爆炸时,随后往往是一场大火。
三、影响物质火灾危险性的因素
世间的物质是复杂多变的,其火灾危险性也是同多种因素决定的。所以,在给物质确定火灾危险性时,就不能只考虑其本身是否可以燃烧及燃烧的难易程度一种因素,而应当综合考虑其各种危险特性给人们带来的危害和后果,以及影响其火灾危险性的各种相关因素。一般认为,影响物质火灾危险性的因素主要有以下几方面:
1.物质本身的易燃性和氧化性
物质本身能否燃烧或燃烧的难易程度如何和氧化能力的强弱,是决定物质火灾危险性大小的最基本的条件。一般来讲,物质越易燃,或其氧化性越强,其火灾危险性就越大。如汽油比柴油易燃,那么,汽油就比柴油的火灾危险性大;氯化钙比漂白粉的氧化性强,所以氯化钙就比漂白粉的火灾危险性大。衡量物质可燃性的方法和参数与物质所处的状态有关。因为物质所处的状态不同,其燃烧难易程序的表现形式也不同。所以,处于不同状态的物质,会有不同的反映该物质可燃性的测定方法和参数。通常情况下,液体主要用闪点的高低来衡量;气体、蒸气、粉尘主要用爆炸浓度极限来衡量;固体主要是用引燃温度(自燃点)或氧指数的大小来衡量。另外,物质的最小点火能量也可用来衡量物质的可燃性。如防爆电器的防爆性能和等级,都是依据物质引燃温度的高低和最小点火能量的大小来确定的。
2.物质的可燃性,氧化性之外所兼有的毒害性、放射性和腐蚀性
任何一种物质都不会只有一种特性,对危化品而言,往往还会有多重的危险性。如磷化锌既有遇湿易燃性,又有相当的毒害性;硝酸既有强烈的腐蚀性,又有很强的氧化性;硝酸铀既有很强的放射性又有很强的易燃性等。实践观察可知,当一种物质在具有可燃性或氧化性的同时,如若还具有毒害性、放射性或腐蚀性等危险性,那么其火灾危险性和危害性会更大。
如某硬质合金厂充装的氧气瓶,因氧气中混入了氢气。在两天内有11具氧气瓶外接管点火时发生了爆炸,并使在场的两名操作工人死亡;而某电化厂一氯气瓶,因瓶内存有原来错灌的113.3kg氯化石蜡,在充装时发生了爆炸,并引爆击穿了液氯计量储槽和邻近的4只液氯钢瓶。这起爆炸事故使59人死亡,770人中毒或负伤住院治疗,1955人门诊治疗;其中使邻近一小学的400名师生中毒,波及范围达7.35km,下风向9km处还可嗅到强烈的刺激气味,氯气扩散区的农作物、树木全部变焦枯萎;在爆炸中心处20cm厚的混凝土地面上炸出了一个直径6.5m,深1.82m的漏斗状大坑,使距爆点28m处的办公楼和厂房的玻璃、门窗全部炸碎。从这两起爆炸实例可以清楚地看到,氯气的火灾危险性要比氧气大得多。这是因为氯气的氧化性比氧气要大得多。所以,除应考虑物质本身的可燃性和氧化性外,还应充分考虑它所兼有的毒害性、腐蚀性、放射性等危险性。
3.物质的盛装条件
物质的盛装条件是制约其火灾危险性的一个重要因素。因为同一种物质在不同的状态、温度、压力、浓度下,其火灾危险性的大小是不同的。譬如,苯在0.1MPa下的自燃点为587℃,而在2.5MPa下的自燃点为490℃;在空气中的自燃点为587℃,在氧气中的自燃点为566℃,在铁管中的自燃点为753℃,在玻璃管中的自燃点为580℃。又如,甲烷在浓度为2%的自燃点为710℃,在浓度为5.85%时自燃点为695℃,在浓度为14.5%时自燃点为742℃。实践观察还可以发现,氧气在高压气瓶内充装要比在胶皮襄中盛装火灾危险性要大,氢气在高压气瓶中充装要比在气球中充装火灾危险性要大。所以物质所处的条件不同,其火灾危险性也不同。
4.物质包装的可燃程序及量的多少
物质火灾危险必性的大小,不仅与物质本身的特性有关,而且还与其包装是否可燃和可燃包装物的多少有关。如一台较精密的仪器,其本身不是可燃物,但其包装大多是可燃物,且有的还比较易燃。若一旦被火种引燃,不仅包装物会被烧毁,而且其仪器也会因包装物的燃烧而被火烧坏或报废,从而带来更大的火灾损失。例如,某拖拉机厂将200台内燃机堆放在露天货场,内燃机本身为不燃物,但其包装为木板条、油毡、稻草等易燃物,并在其货堆旁堆置了几十吨煤粉,在5月份的一天傍晚,因煤粉自燃而引燃了这些可燃的包装,进而燃起了熊熊大火,200台内燃机全部被大火烧毁,其中一些铝制件被烧熔,造成了几百万元的经济损失。
5.与灭火剂的抵触程度及遇湿生热能力有关
一种物质,如果一旦失火且与灭火剂有抵触,那么其火灾危险性要比不抵触的物质大,尤其是与水相抵触的物质。因为水是一种最常用、最普通的灭火剂,如果该物质着火后不能用水或含水的灭火剂扑救,那么,就增加了扑救的难度和损失,也就加大了火灾扩大和蔓延的危险。所以,此类物质的火灾危险性要比同类的其他物质大。
另外,有些物质其本身并不可燃,但当遇水或受潮时能发生剧烈的化学反应,并能释放出大量的热和(或)可燃的气体,可使附近的可燃物着火,所以,此类物质的火灾危险性是不可忽视的。如生石灰,当有1/3质量的水与之反应时,能使温度升高到150~300℃,偶尔也有可能使温度升高到800~900℃,该温度已超过了很多可燃物的自燃点,故一旦有可燃物(尤其是易燃原材料)与之相遇,就有可能引起火灾。