|
آتش
احتراق، تركيب اكسيژن يا عامل احتراق ديگر با يك ماده قابل احتراق ميباشد كه
خطرناك محسوب ميشود. اين واكنش شيميايي گرمازاست. در مورد برخي از مواد قابل
احتراق، واكنش ميتواند در درجه حرارت معمول محيط اطراف بر اثر عملكرد مستقيم
اكسيژن هوا يا عملكرد سريع عاملهاي ويژه رخ دهد. ولي معمولاً چنين واكنشهايي به
غير از شرايط ويژه باعث آتشسوزي نميشوند، چون واكنش بسيار آهسته بوده و حتي اگر
ماده داراي قابليت هدايت گرما به طور ضعيف باشد، گرماي توليد شده ميتواند بدون
افزايش قابل توجه در دماي ماده از بين برود.
در ابتدا، مقدار گرماي توليد شده توسط واكنش محدود باقي ميماند و به تدريج از بين
ميرود و دماي ماده كمي افزايش مييابد. اگر ماده گرم شود، واكنش با افزايش درجه
حرارت، سريعتر ميشود و در يك درجه حرارت معين كه به طبيعت ماده و عوامل متعدد
ديگر بستگي دارد، احتراق فعالتر شده
و گرماي حاصل از احتراق به گرماي منبع خارجي اضافه ميشود. دماي متعادل به سرعت
افزايش يافته و زماني كه به نقطه احتراق ميرسد، ماده شعلهور ميشود. براي ايجاد
احتراق (مثلاً احتراق همراه شعله)، بايد ماده، گاز و بخارهاي آتشزا را به وسيله
تبخير، تقطير يا واكنش شيميايي آزاد كرد (به عنوان مثال، با تشكيل مونوكسيدكربن) در
صورتي كه اين عمل رخ ندهد، احتراق بدون شعله انجام خواهد گرفت.
مايعات قابل اشتعال
احتراق كامل و ناقص
زماني احتراق كامل است كه اكسيژن كافي براي تبديل سوخت به اكسيدهاي خالص آن وجود
داشته باشد. هنگامي كه هواي موجود كافي نباشد، فقط بخشي از ماده اكسيد شده و
باقيمانده آن تجزيه ميشود و مقدار زيادي دود ايجاد مينمايد و مونوكسيد كربن
تشكيل ميشود. دود حاوي ذرات جامد يا مايع ميباشد كه به طور معلق در گازهاي محترق
باقيمانده و با آنها حركت ميكنند. مقدار و غلظت دود به ذرات ماده آتشزا بستگي
دارد. مواد داراي محصولات تجزيهاي كه ضامل بخش بزرگي از رسوبات سنگين ميباشند،
همچنين قيرها، دود بسيار غليظي ايجاد مينمايند.
در يك آتشسوزي هميشه احتراق غير كامل است و در نتيجه دود و مونواكسيدكربن تشكيل و
توسعه مييابند كه مانع از مبارزه با آتشسوزي به علت عدم ديد كافي به واسطه دود يا
ايجاد جو سمي ميشود.
از طرف ديگر، فزوني هوا باعث خنك شدن گازهاي محترق ميشود. در مواردي كه مقدار ماده
قابل احتراق كم است، خنك كردن جهت خاموشسازي آتش در صورتي كه درجه حرارت آن به زير
دماي لازم براي احتراق برسد كافي است. اين مشابه حالتي است كه شمع را فوت
مينمايند. با اين حال، وزش باد شديد در يك جنگل آتشگرفته، باعث تشديد آن ميشود
زيرا ميزان ماده قابل احتراق و حجم گازهاي محترق بسيار زياد است.
عارضه پديده آتش
شعله و مواد گداخته
زماني كه يك جسم جامد در معرض شعله قرار ميگيرد، دماي آن افزايش يافته و همان طور
كه در قبل ذكر شد ممكن است شعلهور شود. امكان آتشسوزي بستگي به موارد زير دارد:
الف) طبيعت جسم جامد كه ميتواند شديداً ، به طور متعادل يا بسيار كم قابل احتراق
باشد.
ب) وزن جسم جامدـ واضح است كه مقدار كمي از ماده، گرماي لازم احتراق را براي پخش
آتش ايجاد نمينمايد.
ج) حالت جسم جامدـ شعلهور شدن برادههاي چوب يا ورقههاي كاغذ به وسيله كبريت
آتشزا ميباشد، زيرا سطح وسيعي از اين مواد در معرض هوا قرار داشته و در نتيجه
سرعت اكسيداسيون بيشتر است. در مقابل، شعله بزرگتر براي آتشزدن يك كنده چوب يا يك
دسته به هم فشرده كاغذ لازم است.
د) نحوه درگيري شعله به جسم جامد قابل اشتعال ـ اگر جسم جامد به صورت عمودي بر روي
شعله قرار گيرد، نسبت به حالتي كه به طور افقي بر روي شعله قرار گرفته است، زودتر
شعلهور خواهد شد.
ماده گداخته اعم از قابل احتراق (ذغال سنگ) يا غير قابل احتراق (فلز داغ سرخ شده)
ميتواند در صورت تماس با يك جسم جامد قابل احتراق، ايجاد آتشسوزي نمايد. البته
بايد حجم جسم جامد در حالتي باشد كه سريع اكسيد شود (خاكاره، برادههاي چوب، كاغذ
غير فشرده و غيره). در مورد جرقهاي از فلز گداخته و مذاب توليد شده توسط مشعل
برشكاري ميتواند براي شروع آتش كافي باشد. در صورت گرم شدن يك جسم جامد به ميزان
بيش از درجه حرارت گداخته شدن (مانند وقتي كه يك هادي برقي داراي بار بيش از حد
است)، ميتواند جسم در تماس با آن شعلهور شود، البته در صورتي كه گرما به سرعت از
بين نرود.
تشعشع
در اين حالت نيازي به ايجاد تماس فيزيكي بين ماده قابل احتراق و شعله و يا ماده
گداخته نيست. تمامي منابع گرمايي از خود اشعههايي قابل رويت و مادون رمز ساطع
مينمايند. مثل امواج الكترومغناطيسي وقتي اين امواج با يك مانع برخورد ميكنند،
انرژي خود را به آنها منتقل كرده كه اين انرژي به گرما تبديل ميشود. لذا جسمي كه
تشعشع را دريافت كرده گرم ميشود. در صورت نارسايي دستگاه خنك كننده، جسم به نقطه
احتراق خود رسيده و شعلهور ميشود. چوبهاي توده شده در كنار يك اجاق داغ سرخ شده
(گداختگي مداوم)، در نتيجه ميتواند شعلهور شده و آتشسوزي به وجود آورد.
انفجارها بخارها و گازها
هر مخلوطي از بخار يا گاز قابل احتراق و هوا، در صورت تماس با جسم گداخته شعلهور
خواهد شد و شعله ايجاد شده، اگر غلظت گاز يا بخار در محدوده اشتعال يا انفجار باشد،
گسترش خواهد يافت. اين حدود بستگي به طبيعت ماده داشته و متغيير است. ميزان پخش
شعله به طبيعت ماده قابل احتراق، دما و فشار محيط اطراف بستگي دارد و ميتواند بين
2000-1 m/s
تغيير كند. اين عاملي است كه مقدار انبساط گازهاي گرم شده و در نتيجه صدمه ناشي از
انفجار را مشخص مينمايد.
انفجارهاي گرد و غبار يا مايعات اتمي شده
گردوغبار مواد قابل احتراق يا قطرات بسيار ريز مايعات معلق در هوا بسيار مشابه
مخلوطهاي گاز/هوا يا بخار/ هوا عمل مينمايند و ممكن است منفجر شوند.
جرقه
جرقه با دماي بالا و كافي ميتواند باعث شعلهورشدن مخلوط قابل اشتعال گاز، بخار يا
گردوغبار و هوا شود. در مورد جسم جامد قابل اشتعال، جرقه قادر به شعلهور كردن
نيست، زيرا داراي انرژي كافي نبوده و گرماي رها شده در جسم جامد از بين خواهد رفت.
جرقه ميتواند به وسيله جريان الكتريسيته به راههاي مختلفي توليد شود؛ قطع يك
مدار داراي انرژي توسط يك كليد يا قطعكننده مدار، خارج كردن دوشاخه از پريز برق
يا شكستگي يك هادي برق، به وسيله تماس به شكل لغزش سيمهاي قرقره برقي يا رينگهاي
موتور جمعكننده برق، به وسيله تخليه برق بين الكترودهايي كه به ميزان قابل توجه
پتانسيل دارند همچون جرقه شمعهاي گازوئيلي، آتشزنهاي روغن سوزو موارد ديگر.
جرقه ميتواند به وسيله الكتريسيته ساكن حاصل از اصطكاك بين دو قطعه متحرك و هوا
(تسمههاي انتقال دهنده روي قرقرهها)، بين اجسام متحرك و هوا (تسمه نقاله يا نوار
انتقال دهنده) و بين يك مايع يا گاز غير انتقال و لولهاي كه در ميان آن عبور
ميكند. يك مثال عادي، ايجاد الكتريسيسته ساكن بين شيلنگ پركننده و تانك ميباشد كه
در هنگام پر كردن تانك سوخت رخ ميدهد ـ اينجا خطر بيشتر براي سوختهاي سنگين است،
براي اينكه قبل از غني شدن مخلوط بخار براي شعلهوري، سوختهاي سبك به سرعت تبخير
ميشوند. همچنين جرقههاي توليد شده در برخورد ميان دو جسم ميتواند باعث شعلهور
شدن مخلوط قابل اشتعال اشتعال گاز/هوا يا بخار/هوا شود. به منظور شعلهور سازي،
انرژي جرقه الكتريكي يا مكانيكي بايد 0.1mg
باشد.
بالاخره جرقه توليد شده توسط اصطكاك بين دو سطح سخت داراي ذرات برجسته (به عنوان
مثال در هنگام سايش فلزات غير آهني) ميتواند منبع خطرناكي براي شعلهور كردن باشد.
فندك سنگ چخماق مثال عمومي اين مورد است.
احتراق خود به خودي
احتراق ميتواند در تودهاي از سوخت جامد معدني يا آلي، در صورت گردش هوا به ميزان
كافي جهت اكسيداسيون رخ دهد. قابل يادآوري است كه ميزان هوا بايد كمتر از ميزان
لازم براي از بين گرماي توليد شده باشد. اين پديده، با رطوبت سريعتر ميشود. در
مورد مواد معدني، وجود مواد معيني چون آهن ميتواند به عنوان كاتاليزور عمل نمايد و
در مورد مواد آلي، فعاليت حاصل از باكتري عامل مهمي است.
بيشتر روغنها به خصوص روغنهاي گياهي به آساني اكسيد ميشوند. مقدار گرماي خارج
شده به وسيله سطح تماس با هوا مشخص ميشود. به عنوان مثال، در مورد حوضچه روغن در
اين مقدار كم است ولي اگر همين مقدار روغن به وسيله پارچههاي كهنه يا خاك اره جذب
شود، ميزان سطح در تماس به طور قابل توجهي افزايش يافته و گرماي خارج شده بيشتر
خواهد بود، چرا كه مواد آلوده به روغن هاديهاي ضعيفي براي گرما هستند. گرماي جمع
شده و احتراق خود به خودي ممكن است اغلب در مدت زمان بسيار كوتاه رخ دهد.
واكنش شيميايي
واكنشهاي شيميايي معيني گرماي كافي براي ايجاد آتش توليد ميكنند. فسفر زرد به
سرعت اكسيد شده و در تماس با هوا شعلهور ميشود. آهن خالص داراي ذرات ريز (آهن خود
به خود محترق شونده) در حضور هوا گداخته ميشود و ميتواند مواد قابل احتراق را
شعلهور كند، كاربيد كلسيم در تماس با آب، تجزيه و با خروج گرما و استيلن مينمايد
كه ممكن است بر اثر گرماي رها شده شعلهور شود. سديم و پتاسيم به طرز شديدتر با آب
واكنش كرده و گاز هيدروژن آزاد مينمايد كه ممكن است در صورت افزايش دماي آب به بيش
از 40 درجه سانتيگراد توسط واكنش شعلهور شود. اسيد نيتريك در صورت تماس با مواد
آلي ميتواند آنها را شعلهور نمايد، سلوئيد در دماي حدود 100 درجه سانتيگراد
تجزيه ميشود و در دماي حدود 150 درجه سانتيگراد ممكن است شعلهور گردد و به دليل
داشتن عنصراكسيژن در خود حتي ممكن است در يك تانكر سربسته هم بسوزد. عاملهاي
اكسيدكننده همچون پراكسيد هيدروژن، كلراتها، پركلراتها، بوراتها، پربوراتها و
غيره كه هنگام گرم شدن، اكسيژن آزاد مينمايند، به طور فعال پديده اكسيداسيون را
سريعتر نموده و باعث شعلهور شدن محصولات قابل اكسيد ميشوند. حتي در مواردي كه
منبع خارجي گرما وجود ندارد، يك عامل اكسيدكننده ميتواند يك ماده آلي را شعلهور
نمايد، به خصوص اگر اين ماده داراي ذرات ريز بوده يا در تماس نزديك با اكسيدكننده
باشد. اكسيژن خالص، به ويژه به صورت فشرده ميتواند با عث آتشسوزي يا انفجار در
موقع تماس با يك ماده قابل احتراق شود، در نتيجه روغن و گريس را هيچ وقت نبايد بر
روي سيلندرها و سوپاپهاي اكسيژن استفاده كرد.
حوادث متفرقه
اصطكاك بين دو ماده گرما توليد ميكند، ميزان توليد گرما با افزايش ضريب اصطكاك
زياد ميشود. زماني كه گرما سريعتر از اين كه بتواند از بين برود، توليد شود، خطر
شعلهور شدن مواد قابل احتراق وجود دارد (به عنوان مثال آتشسوزي حاصل از افزايش
دماي ياتاقانهايي كه به ميزان كم و ناكافي روغنكاري شدهاند). بالاخره، متراكم
كردن يك گاز در بسته باعث افزايش دماي گاز ميشود و در نتيجه كپرسورها كه به قدر
كافي خنك نشدهاند يا سيلندرهاي حاوي گاز متراكم ممكن است بر اثر شعلهور شدن خود
به خودي روغن چرب كننده منفجر شوند.
|
