ГОСТ Р 54081-2010 (МЭК 60721-2-8:1994) Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Пожар

     7 Характеристики дыма и газообразных продуктов горения при пожаре

Дым может исказить свойства аварийного оборудования или помешать его функционированию. Наиболее очевидным типом разрушения или повреждения группы изделий согласно МЭК 60721-2-8 (раздел 1) является коррозия, в том числе вызываемая хлористым водородом как составной частью дыма.

Ниже рассмотрены применительно к группе изделий по МЭК 60721-2-8 (раздел 1):

- свойства дыма, имеющие отношение к технологии обнаружения дыма;

- концентрация образующегося при пожаре хлористого водорода, ускоряющего коррозию.

Дым представляет собой смесь горючих газов, мелких капель жидкости и твердых частиц, образующихся при горении. Для правильного конструирования и испытания детекторов дыма необходимо охарактеризовать дым показателями, которые могут быть определены с помощью детектора, например распределение размеров частиц суммарной концентрацией, массовой концентрацией и показателями преломления [13]. В стандартных методиках испытаний чувствительность и приемочные критерии часто выражены в понятиях оптической плотности или затемнения света дымом, окружающим детектор. Для определения оптической плотности используют источник света, который в большинстве случаев имеет волновой диапазон, соответствующий белому свету, и фотоэлемент, обладающий чувствительностью, соответствующей человеческому глазу. Для точного описания соотношения между выходными данными детектора и данными измерений оптической плотности последние должны быть увязаны с параметрами дыма, указанными выше. В качестве примера на рисунке 12 приведено соотношение между концентрацией частиц и затемнением, измеренным как оптическая плотность для различных материалов в процессе пламенного горения [14]. Если же соотношения зависят от показателя преломления частиц, то при горении и тлении эти соотношения различны.

Рисунок 12 - Зависимость между оптической плотностью дыма и концентрацией частиц для пламенной формы пожара [14]

Требования к различным сценариям пожара основаны на требованиях к допустимым значениям концентрации дыма по отношению к видимости и токсичности, с учетом мощности освещения, установки световых и путевых указателей и т.п. (см. рисунок 11). Примеры информации, которая может быть использована при выборе приемлемых значений, приведены на рисунке 13. На этом рисунке показано характерное соотношение между удельной видимостью или длиной прохождения света (длиной луча) и оптической плотностью дыма [15], измеренной в камере плотности дыма Национального Бюро по Стандартизации (в Американском Обществе Испытаний Материалов (ASTM), Стандартный метод определения удельной оптической плотности дыма, образующегося при горении твердых материалов*.

_______________

* Стандарт ASTM E662-83, Филадельфия 1983.

Рисунок 13 - Зависимость удельной видимости или длины луча от оптической плотности дыма, характерной для пожаров

Приемочные испытания дымовых датчиков, проводимые страховыми лабораториями, основаны, в частности, на определении максимальной чувствительности по отношению к значениям оптической плотности, равным 0,06 1/м для серого дыма (горение целлюлозы) и 0,14 1/м - для черного дыма (горение керосина) [16].

На металлических поверхностях, находящихся в воздушной среде в нормальных условиях (без пожара), часто обнаруживается осадок хлоридов концентрацией до 10 мг/м. Такое количество обычно не вредно [17]. Однако при сгорании материалов, содержащих поливинилхлорид (ПВХ), после воздействия дыма на поверхностях могут наблюдаться концентрации хлоридов до тысяч миллиграммов на квадратный метр, часто вызывающих заметные повреждения. Хлоридные загрязнения электротехнического оборудования могут быть устранены с помощью чистящих веществ, растворителей, нейтрализующих веществ путем ультразвуковой обработки и обдува очищенным воздухом. Однако эти способы не всегда эффективны, обеспечивая иногда частичную, а не полную очистку [18].

Результаты экспериментов с использованием проводов с ПВХ изоляцией достаточных размеров, чтобы их считать представительными для реальных проводов, приведены в [19]. В ходе экспериментов с использованием проводов длиной 9,14 м и с изоляцией из ПВХ и бумаги 24 и 4 г/м, соответственно, их изоляцию подвергали разложению током перегрузки в течение 45 мин без обмена воздухом в вентиляционном пространстве комнаты, размеры которой составляли: длина 3,6 м; ширина 2,4 м; высота 3,6 м, включая вентиляционное пространство на уровне 2,4 м. На рисунке 14 представлены, как функция времени, результаты измерения концентрации в вентиляционном пространстве и в комнате следующих газов: оксида углерода (СО), диоксида углерода (СО), несгоревших углеводородов (СН) и хлористого водорода (HCl). Характерным для всех экспериментов являлось то, что концентрация хлористого водорода в вентиляционном пространстве проходила через максимум, а затем резко уменьшалась, в то время, как ни для одного из остальных проверяемых газов не наблюдалось подобного изменения концентрации. Максимальная концентрация хлористого водорода, измеренная в вентиляционном пространстве при полномасштабных экспериментах, составляла 3000 миллионных долей, что составляло около 1/3 общего содержания хлора в проводах. Максимальная концентрация, измеренная в комнате ниже вентиляционного пространства, составляла 200 миллионных долей.

Примечание - Значения концентрации газов, приведенных на рисунке 14, выражены в миллионных долях, т.е. в единицах объемной концентрации. Пересчет этих значений в единицах массовой концентрации, например в миллиграммах на кубический метр (мг/м), нецелесообразен, т.к. не было проведено измерений температуры газов.

Рисунок 14 - Концентрации газов: а - СО, б - СО, в - СН, г - HCl, в вентиляционном пространстве 1 и комнате 2 при полномасштабных огневых испытаниях с использованием в качестве топлива только проводов с ПВХ-изоляцией, расположенных в вентиляционном пространстве [19]