LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Підвищення ефективності протипожежного захисту об'єктів із застосуванням вогнезахищеної деревини

результатами процесу піролізу соснової деревини, які отримані Таубкіним С.І., можна констатувати, що значну пожежо- та вибухонебезпеку являють собою горючі газові суміші водню з метаном та окисником, які можуть утворюватись у процесі розкладу деревини під дією тепла.

Для дослідження механізму вогнезахисної ефективності антипіренів на основі фосфатів та сульфатів амонію проведено термогравіметричний аналіз для вивчення процесів термічної деструкції соснової деревини та деревини, обробленої вогнезахисними засобами за наявності полімерного антисептика "Гембар". Проведено термодеструкцію зразків деревини та зібрані леткі продукти термодеструкції і проведено їх газохроматографічний аналіз (табл. 1).

Таблиця 1

Якісний і кількісний склад газоподібних продуктів термічної деструкції деревини


Компонент

Вміст компонентів у летких продуктах деструкції, % об.


соснової деревини

Соснової деревини, обробленої сумішшю фосфатів та сульфатів амонію

Соснової деревини, обробленої сумішшю фосфатів та сульфатів амонію і полімерним антисептиком

CO

39,08

15,9

12,84

CO2

51,93

не виявлено

не виявлено

CH4

6,05

0,58

сліди

C2H6 + C2H4

0,45

не виявлено

не виявлено

C3H8

0,19

не виявлено

не виявлено

C3H6

0,32

не виявлено

не виявлено

Н2

0,73

0,44

0,11

О2

0,26

не виявлено

не виявлено

N2

0,99

83,27

85,01



Встановлено, що леткі суміші продуктів піролізу суттєво відрізняються за вмістом горючих газів. Так, для зразків оброблених сумішшю фосфатів та сульфатів амонію і полімерним антисептиком кількість водню зменшилась в 4 рази, оксиду вуглецю - в 3-3,5 разів, зовсім відсутній метан, кількість азоту збільшилась більше, ніж на 80 %.

Для з'ясування механізму вогнезахисної дії антипіренів на основі фосфатів та сульфатів амонію, зокрема флегматизувальної дії азоту проведено дослідження ланцюгового характеру горіння водневометанових сумішей, а саме розгалуження активних радикалів полум'я в разі застосування азоту, який утворюється в результаті термічного розкладу антипіренів. У результаті досліджень (рис. 6) встановлено, що інтенсивність випромінювання гідроксильних радикалів залежить від співвідношення метану у водневокисневому полум'ї. Так, при подаванні в водневокисневе полум'я метану, у кількості до 0,2 %, отримано підвищення кількості ОН-радикалів, а при подальшому збільшенні витрати метану, зафіксовано їх спад та гасіння полум'я. При подаванні азоту в зону полум'я загальна кількість ОН-радикалів зменшується, але характер залежності зберігається. За проведеними експериментальними дослідженнями (ДСТУ 3958) встановлено, що значення мінімальної вогнегасної концентрації азоту СМВ, у разі збільшення кількості метану у воднево-кисневій суміші, поступово зменшується (рис. 7). Випробування для кожної точки проводилось не менше 5 раз, розбіжність результатів не перевищувала 5 %.



Івідн., %



СМВ, %


Рис. 6. Залежність відносної інтенсивності випромінювання гідроксильних радикалів Івідн. від об'ємного співвідношення метану (Смет.), який подається в водневокисневе полум'я та азоту з витратою, дм3/хв.: 1 - 0; 2 - 0,01, 3 - 0,02.

Рис. 7. Залежність мінімальної вогнегас- ної концентрації азоту СМВ від співвідношення метану та водневокисневої суміші у полум'ї.


Для дослідження ефективності вогнезахисту деревини, отриманої шляхом просочення сумішами на основі фосфатів та сульфатів амонію і полімерного антисептика "Гембар", проведено математичне планування експерименту шляхом реалізації повнофакторного експерименту за методом Бокса-Уілсона.У якості факторів були обрано густину деревини, кількість антипіренів в деревині та кількість "Гембару", при якому досягається мінімальна втрата маси зразків при досліді на горючість. Експериментальними дослідженнями підтверджено результати розрахунку оптимальної концентрації компонентів у вогнезахисному шарі деревини, що містить антипірену (фосфатів та сульфатів амонію) – 60,0 кг/м3, антисептика ("Гембар") – 0,778 кг/м3, яка здатна перевести деревину у стан помірної горючості, важкозаймисту та яка не поширює полум'я по поверхні (ДБН В.1.1-7).

З метою встановлення відповідності вогнезахисних властивостей деревини, обробленої сумішами фосфатів та сульфатів амонію (ДСА-2) та карбонату натрію і борної кислоти (БС-13), вимогам ГОСТ 30219, проведено експериментальні дослідження для визначення вогнезахисної ефективності просочувальних засобів згідно з ГОСТ 16363, та індексу поширення полум'я згідно з ГОСТ 12.1.044. Результати досліджень з визначення ефективності вогнезахисту деревини, порівняно з необробленою деревиною (рис. 8, 9), показали втрату маси для вогнезахищеної деревини 8 % (ДСА-2) та 9,3 % (БС-13), а індекс поширення полум'я рівний 0 (ДСА-2) та 9,8 (БС-13). Встановлено, що оброблена деревина (за умови поглинання маси сухих солей ДСА-2 - 46,9 кг/м3 та БС-13 - 75,8 кг/м3 відповідно) забезпечує І групу вогнезахисної ефективності.



ДСА-2 БС-13 деревина

необроблена


ДСА-2 БС-13 деревина

необроблена

Рис. 8. Втрата маси зразків (Dm, %) необробленої деревини та вогнезахищеної сумішами ДСА-2 та БС-13.

Рис. 9. Індекс поширення полум'я по поверхні зразків необробленої деревини та вогнезахищеної сумішами ДСА-2 та БС-13.



На підставі експериментальних досліджень встановлено, що масова швидкість вигоряння зразків вогнезахищеної деревини (порівняно з необробленими) зменшується в 4,8 разів. Встановлено, що при горінні оброблених зразків швидкість тепловиділення при горінні деревини зменшується в 5,3 рази (порівняно з необробленими).

Проведеними дослідженнями з визначення групи горючості деревини згідно з