Криофизика как область физики и техники тесно связана с
использованием криогенных жидкостей (жидкий азот, гелий, водород,
кислород) и низкотемпературных систем, которые сами по себе обладают
повышенной опасностью воспламенения и взрывоопасными свойствами при
определенных условиях. Поэтому вопросы пожарной безопасности занимают
одно из ключевых мест в организации работы криогенных лабораторий и
промышленных установок.
Характеристика
криогенных материалов с точки зрения пожарной опасности
Летучесть и низкая температура Криогенные
жидкости при испарении образуют газы, которые могут вытеснять кислород,
создавая асфиктическую среду. Некоторые газы (например, водород,
ацетилен) обладают высокой воспламеняемостью и могут образовывать
взрывоопасные смеси с воздухом.
Химическая активность
- Жидкий кислород является сильным окислителем; контакт с
органическими веществами может привести к мгновенному
воспламенению.
- Водород и метан легко загораются при малейшей искре, особенно в
присутствии кислорода.
Физические воздействия Контакт криогенной
жидкости с материалами, чувствительными к температуре (пластик, резина,
дерево), может вызвать их растрескивание или разрушение, что повышает
риск механических искр и пожара.
Источники
возгорания в криогенных установках
Электрическое оборудование Короткие замыкания и
неисправные электрические цепи при контакте с криогенной средой могут
вызвать воспламенение газов.
Статическое электричество Высокие скорости
течения газов и изоляция трубопроводов создают условия накопления
статического заряда. Разряд может спровоцировать пожар в смеси кислорода
и топлива.
Механическое трение и удары При работе насосов,
клапанов, инструментов возможно образование искр, особенно если
используется металл, контактирующий с криогенной жидкостью.
Организационные меры
пожарной безопасности
Планировка помещений
- Зоны хранения криогенных жидкостей отделяются от зон с
электрооборудованием.
- Обеспечиваются эвакуационные пути и системы вентиляции для быстрого
удаления газов.
- Предусматриваются огнестойкие перегородки и покрытия.
Контроль концентрации газов
- Используются датчики кислорода и горючих газов, с сигнализацией при
превышении безопасного уровня.
- Обеспечивается постоянная вентиляция помещений для предотвращения
накопления паров.
Регламенты работы с веществами
- Запрещается хранение легковоспламеняющихся веществ рядом с
криогенной средой.
- Строго соблюдается маркировка и инструкции по транспортировке и
использованию жидких газов.
Технические средства
пожаротушения
Системы автоматического пожаротушения
- Газовые системы (например, инертные газы: аргон, азот) применяются
для подавления огня без риска химической реакции с криогенной
средой.
- Спринклерные установки редко применяются из-за риска термического
шока оборудования.
Ручные средства тушения
- Огнетушители на основе порошковых или углекислотных составов.
- Специальные переносные баллоны с инертным газом для локального
охлаждения и тушения очага.
Защитное оборудование персонала
- Огнестойкая одежда, перчатки, очки и щитки.
- Изоляционные костюмы при работе с особо агрессивными криогенными
жидкостями.
Взаимодействие
криогенных жидкостей с огнетушащими веществами
- Вода и жидкий кислород: контакт крайне опасен —
возможна мгновенная реакция с органическими веществами.
- Порошковые огнетушители: безопасны для криогенных
сред, так как не вступают в реакцию и подавляют горение механическим
способом.
- Инертные газы: наиболее безопасны для помещений с
криогенной жидкостью, не вызывают химических реакций и снижают
концентрацию кислорода.
Принципы профилактики
пожаров
Контроль температуры и давления Автоматические
датчики предупреждают перегрев и чрезмерное давление в криогенных
сосудах, предотвращая выбросы и образование взрывоопасных
смесей.
Своевременное техническое обслуживание
- Проверка герметичности трубопроводов и клапанов.
- Очистка от льда и инея для предотвращения механических
повреждений.
Обучение персонала
- Инструктаж по действиям при пожаре и утечке криогенных
жидкостей.
- Проведение тренировочных эвакуаций и отработки сценариев аварийных
ситуаций.