Основными причинами пожаров и взрывов на судах являются:
- нарушение правил эксплуатации технических средств судна,
- нарушение правил обеспечения пожаро- и взрывобезопасности,
- конструктивные недостатки технических средств,
- эксплуатационные повреждения.
Самовозгорание веществ и материалов при протекании окислительного процесса (самовозгорание рыбной муки, угля, хлопка в кипах при попадании на них различных масел).
Самовозгорание веществ и материалов при попадании горючего вещества на поверхности, нагретые выше температуры воспламенения этих веществ.
Пожар на судне - одна из самых опасных аварий. Это подтверждает статистика: пожары составляют лишь около 5% всех аварий, происходящих на морских судах, в то же время в 20 из 100 зарегистрированных случаев гибель судов происходит именно от пожаров. Большинство специалистов считают, что пожары в 70% случаев возникают по вине личного состава экипажа.
Экзотермические реакции химических веществ охватывают:
- вещества, самовозгорающиеся от воздействия на них воздуха (растительные масла и животные жиры, нанесенные тонким слоем на волокнистые и порошкообразные материалы; желтый фосфор; цинковая и алюминиевая пыль; сажа; порошок эбонита; каменные и бурые угли и т.п.);
- вещества, вызывающие горение при взаимодействии с водой (калий, натрий, рубидий, цезий, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, фосфористые кальций и натрий, негашеная известь и др.);
- вещества, способные самовозгораться при повышении температуры окружающего воздуха (50° С и выше) и в результате внешнего нагрева (пленки нитролаков, порох, растительные полувысыхающие масла и приготовленные из них олифы, скипидар и др.);
- вещества, самовозгорающиеся при их смешивании (газообразные, жидкие и твердые окислители);
- вещества, способные разлагаться с воспламенением или взрывом при нагревании, ударе, сжатии и тому подобных действиях (ВВ, селитра, перекиси, Гидроперекиси, ацетилен и др.);
- сжатый кислород вызывает самовозгорание минеральных масел, которые не самовозгораются в кислороде при нормальном давлении;
- ацетилен, водород, метан и этилен в смеси с хлором самовозгораются на дневном свету;
- бумага, ветошь или вата, смоченные в скипидаре, самовозгораются в хлоре;
- азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, поэтому является сильным окислителем, способным вызывать самовозгорание ряда веществ (льна, хлопка, древесных опилок и стружки);
Нарушение режимов работы, правил эксплуатации, а также аварии и поломки котельных, машинных (паротурбинных, газотурбинных, дизельных, компрессорных и др.) установок и обслуживающих их систем.
Эти причины способствуют образованию в отсеке (помещении) токсичных газов и пара, что создает пожароопасную и взрывоопасную обстановку.
Пример 1. При взрыве котла происходит мгновенное испарение нагретой свыше 100° С и находящейся под давлением воды. Это приводит к образованию огромного количества пара (1 л. воды - 1700 л. пара), что может вызвать большие разрушения.
60 литров воды, находящейся в котле под давлением 0.5 МПа, эквивалентны при испарении действию взрыва 1 кг пороха.
Чем больше воды в котле и выше ее параметры, тем опаснее взрыв котла.
Пример 2. Температура сальников маневрового устройства может достигать 290° С, а фланца 400°С. Попавшее на такие поверхности турбинное масло быстро испаряется и воспламеняется, так как температура его вспышки равна 184°С, а нижний температурный предел воспламенения 148°С.
Пример 3. Для двигателей внутреннего сгорания опасен взрыв масляных паров в картере, так как он сопровождается выбросом пламени и горючих газов, что может привести к пожару в машинном отделении.
Пример 4. Раскаленные продукты горения, которые образуются при работе котлов, двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин имеют температуру 600-1100° С. При наличии щелей, прогаров и других неплотностей в топках, газоотводах и камерах сгорания выходящие их них продукты горения являются мощным источником воспламенения.
Попадание топлива или масел на раскаленные части механизмов - выхлопные коллекторы дизелей, детали турбин и паропроводов пара высоких параметров, являются причинами возникновения пожара.
Взрыв в системах и механизмах высокого давления. Если в трубопроводе или механизме высокого давления образовалась горючая смесь, то, несмотря на холодные стенки емкости, ее воспламенение возможно в результате адиабатического сжатия, при котором температура смеси резко повышается, скорость тепловыделения превосходит скорость теплоотвода и возникает прогрессивный саморазогрев - воспламенение.
Такое воспламенение (взрыв) - характерно для судовых компрессоров и трубопроводов высокого давления при их неправильной эксплуатации. Горючая смесь в цилиндрах компрессоров и воздушных трубопроводах образуется при попадании в них смазочного масла. Образование паров масла и продуктов его разложения связано с наличием высоких температур, появляющихся при адиабатическом сжатии воздуха.
Наиболее благоприятные для взрыва условия создаются в нагнетательном трубопроводе компрессора, где концентрация горючих веществ в воздухе является наибольшей. Самыми взрывоопасными являются участки трубопроводов от компрессора до воздухозаборника и сам воздухозаборник (воздушная колонка-распределитель). Взрывы чаще всего происходят при работе компрессора на повышенных давлениях, а также в момент их остановки, когда образуются самые благоприятные условия для самовозгорания масляных отложений из-за уменьшения теплоотвода при снижении скорости движения воздуха.
Разогрев тел от трения. При взаимном перемещении разогрев зависит от состояния поверхностей трущихся тел, качества их смазки, давления тел друг на друга и условий отвода теплоты в окружающую среду. Основными причинами недопустимого нагрева тел (подшипников и др.) от трения являются плохая смазка и нарушение режима охлаждения.
Неисправность электроустановок, нарушение требований по установке судового электрооборудования и правил его эксплуатации, являются причинами пожаров.
Пожарная опасность электрооборудования характеризуется:
- искрением и электрической дугой;
- способностью образовывать в момент короткого замыкания расплавленные частицы металла;
- способностью кабелей и проводов в аварийных ситуациях (при коротком замыкании, перегрузках) перегреваться до температуры воспламенения собственной изоляции с последующим загоранием окружающих горючих веществ;
- способностью изоляции распространять пламя при зажигании от посторонних источников;
В среднем по всем помещениям судна электрооборудование вызывает около 16% пожаров, в МКО - до 70% пожаров. Важно отметить, что кабельные трассы, проходящие по всем отсекам и помещениям судна, способствуют распространению пожара между помещениями, Так, 75% из происходящих пожаров на судах приходится на пожары, при которых горели кабельные трассы.
Искрение и электрическая дуга - наиболее распространенные причины возгорания. От электрической дуги зажигаются практически все горючие вещества в результате непосредственного действия от ее светового излучения или от брызг расплавленного металла. Температура электрической дуги может составлять 1500-4000° С. Электрическая дуга возникает, как правило, при коротком замыкании, а также при работе электросварочных аппаратов.
Основной причиной короткого замыкания в электроэнергетических системах судов является нарушение изоляции токоведущих частей в процессе эксплуатации из-за теплового старения изоляционных материалов, перенапряжения сети, механических повреждений и воздействия агрессивной окружающей среды.
Перегрузка электросети возникает при подключении к сети потребителей, номинальный ток которых превышает допустимый по условиям перегрева. Перегрузка приводит к нагреву мест соединений кабелей и на контактах. Наиболее частой причиной перегрузки участков кабельной электрической сети является включение нештатных электронагревательных приборов.
Тепловая перегрузка электрических машин возникает из-за неисправности защитной аппаратуры при неноминальных режимах, которые могут быть вызваны неисправностью насосов, компрессоров, вентиляторов и т.д.
Довольно распространенной причиной пожаров в жилых помещениях судов являются возгорания от бытовых электрических приборов и светильников. Температура спирали открытых нагревательных приборов достигает 800° С, а поверхности закрытых элементов 550°С. Температура подошвы утюга может повышаться до 500° С. Стоваттная лампочка, обернутая хлопчатобумажной тканью (или при непосредственном контакте с деревом, бумагой), через 5 минут после включения нагревается до 340° С, после чего ткань начинает тлеть.
При неисправностях пускорегулирующей аппаратуры люминесцентных ламп лампа может нагреваться до 200° С, а дроссель до 120° С.
Проведение газо - и электросварочных работ.
Во время эксплуатации судна все работы, связанные с применением открытого огня, можно выполнять только с письменного разрешения капитана по представлению старшего механика и под его личным руководством.
Работы с применением электро- и газосварки должны производиться в специально оборудованных помещениях, одобренных пожарной инспекцией и классификационными обществами. К выполнению работ может допускаться только специалист, имеющий квалификационное свидетельство (сертификат) сварщика.
Сварочные работы в судовых помещениях (отсеках, цистернах, котлах и т.п.) можно выполнять только в случаях крайней необходимости по решению капитана с проведением необходимой подготовки, обеспечивающей их безопасность (удалить горючие материалы, оборудовать пожарный пост, выставить наблюдателей). Особую опасность представляют работы в закрытых емкостях.
Категорически запрещаются электрогазосварочные работы и пользование открытым огнем: при бункеровках; во время перегрузочных операций с огнеопасными грузами; в помещениях, где возможно образование взрывоопасных смесей (аккумуляторные, фонарные, малярные, шкиперские, кладовые сухих продуктов), в местах промывки деталей механизмов, вблизи вскрываемых цистерн для хранения нефтепродуктов.
Попадание капель металла на горючую поверхность или во взрывоопасную атмосферу могут привести к пожару.
Искры от удара твердых тел. Искры образуются при достаточной силе удара и представляют собой раскаленную до свечения частичку металла размером 0,1-0,5 мм. Такие искры могут образовываться при интенсивном истирании металлов и других твердых тел. Несмотря на довольно высокую температуру (1200-1600° С), такие искры не являются мощным источником воспламенения из-за малого запаса тепловой энергии и незначительной продолжительности существования, исчисляемой долями секунды. Поэтому большей опасностью обладают не летящие искры, а неподвижные, которые после высечения падают на какое-либо препятствие. Неподвижные искры, попавшие на поверхность волокнистых материалов, вызывают очаги тления с последующим образованием пламени.
Искры в условиях судна образуются:
- от ударов стальными инструментами;
- при ударах быстровращающихся механизмов о неподвижные части машин (например, в судовых вентиляторах);
- при попадании кусочков металла в такие машины;
- во время аварии с поломкой быстродвижущихся деталей или с разрывом корпуса аппарата, трубопровода и т.д.
Искры, как результат теплового проявления химической энергии, представляют собой твердые раскаленные частицы, образующиеся при неполном сгорании твердых веществ. Температура таких искр достаточно высока и находится в пределах 600-800° С, то есть больше температуры самовозгорания почти всех горючих веществ. Но запас их тепловой энергии является небольшим из-за малых размеров искр. Поэтому искры способны воспламенять только достаточно подготовленные к горению вещества (газо- и паровоздушные смеси, осевшую пыль, волокнистые материалы и т.п.).
Образование смеси паров нефтепродуктов с воздухом в концентрациях, опасных в пожарном отношении. Любая горючая жидкость с температурой вспышки выше 60° С может стать легковоспламеняющейся при нагревании ее до определенной температуры. Теоретически этой температурой является нижний предел воспламенения, а практически эту величину следует уменьшить на 10-15° С. Например, нижний предел воспламенения дизельного топлива марки ДС равен 76° С, но уже при температуре 61-66° С ее следует считать легковоспламеняющейся.
Наибольшую опасность представляют собой легкие виды топлив - бензин, керосин. Бензин обладает высокой испаряемостью, зависящей от температуры и площади разлива. Установлено, что в 1 м3 находящегося в резервуаре воздуха, насыщенного парами бензина, при 20° С и атмосферном давлении содержится около 1 кг испарившегося бензина. Из канистры емкостью 10 л за сутки через открытую пробку испаряется 1,5 кг бензина, из бочки емкостью 200 л - 6 кг. Для емкости в 250 л достаточно 11-15 г бензина для образования взрывоопасной смеси. Температура пламени бензина 1100-1300° С, максимальное давление взрыва достигает 1 МПа (10кгс/см2).
Разряд статического электричества может привести к взрыву смеси паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом, а также к возгоранию и пожару. Накапливается статическое электричество при трении диэлектриков между собой или диэлектриков о металл. Искры, образующиеся при разряде статического электричества, способны вызвать воспламенение горючей смеси газов, паров и пыли с воздухом. При разности потенциалов в 3 кВ искровой разряд может воспламенить почти все горючие газы, а при 5 кВ - большую часть горючей пыли. Напряженность статического электричества может достигать при выпуске газов из баллона 8-10 кВ; при распылении красок - 10 кВ; при ношении белья из шелка, искусственных волокон, обуви на резиновой подошве - 7 кВ.
В условиях судна накопление зарядов статистического электричества имеет место в случаях:
- налива диэлектрической жидкости в емкость падающей струей;
- движения диэлектрических жидкостей по металлическим и пластмассовым трубам и резиновым шлангам;
- наличие свободных поверхностей диэлектрических жидкостей в емкостях;
- при выходе из малых отверстий и сопл сжиженных и сжатых газов;
- при движении пылевоздушных смесей в трубах вентиляции.
Недоброкачественный ремонт двигателей, насосов и других пожароопасных механизмов может привести к пожару.
Неосторожное обращение с огнем. Открытый огонь появляется при курении, использовании факелов и паяльных ламп, выбросе пламени из топок паровых котлов, при работе газо- и электросварочных аппаратов и т.д. Почти все горючие вещества воспламеняются от открытого огня, так как температура при пламенном горении достаточно высока.
Например:
- пламя спички имеет температуру 750-860° С,
- тлеющая папироса 700-750° С,
- пламя бензиновой зажигалки 1200-1300° С.
Воспламенение горючих жидкостей и газов. На судах хранится большое количество горючих жидкостей: топливо для главных и вспомогательных дизелей, смазочные материалы; спирт, бензин и керосин для технических целей; лакокрасочные материалы и растворители. Широко применяемые в современных дизелях тяжелые топлива требуют многоступенчатого подогрева, что способствует испарению легких фракций. Значительную часть горючих жидкостей хранят в специально оборудованных цистернах, некоторые виды хранят в переносных емкостях -бочках, бидонах, банках. При нагреве от источника теплоты горючие жидкости могут воспламеняться, а при определенных условиях — стать причиной взрыва.
Воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки ниже 43° С должны храниться в вентилируемых кладовых в специально оборудованных цистернах или металлических банках с плотными крышками.
Все утечки нефтепродуктов необходимо устранять немедленно во избежание их попадания на нагретые поверхности механизмов. Подогрев нефтепродуктов в открытых цистернах допускается до температуры на 15° С ниже температуры вспышки. В качестве бункерного топлива на суда можно принимать топливо с температурой вспышки не ниже 61° С.
Несоблюдение противопожарного режима в машинных помещениях. Из всех судовых пожаров 25% приходятся на машинные помещения. В первые же минуты пожара создается сильное задымление и развивается высокая температура, поднимаются раскаленные газы — все это перекрывает многие двери и трапы в машинном помещении и создает значительные трудности в ликвидации пожара.
Для предупреждения пожаров в машинных помещениях необходимо строго выполнять следующие мероприятия:
- содержать в исправности и регулярно очищать дымоходы котлов, выпускной тракт дизеля, утилизационные котлы;
- промасленную ветошь хранить в металлическом ящике и удалять каждую вахту, сжигать ее в топке котла запрещается;
- все нагревающиеся части механизмов окрашивать негорючей краской;
- своевременно осушать льяла и не допускать скапливания нефтепродуктов под плитами;
- немедленно устранять все утечки и переливы нефтепродуктов;
- запрещается хранить легковоспламеняющиеся нефтепродукты, краски и лаки;
- все деревянные и другие горючие материалы, входящие в комплект машинного аварийного имущества, должны быть пропитаны огнестойкими составами.
Нарушение установленного режима курения. Горящая сигарета имеет температуру около 700 -750° С, что достаточно для воспламенения многих горючих материалов и особенно воспламеняющихся жидкостей.
На сухогрузном судне курение разрешено в каютах только при наличии пепельниц, курение в постели всегда чревато опасностью и поэтому должно быть исключено. На танкере курение разрешается в специальных помещениях, установленных приказом по судну. На химовозе не только курение, но и хранение спичек и табака разрешено только в специальном помещении. На газовозе курение запрещено полностью.
Запрещается курение на открытых палубах во время бункеровки и при перегрузочных операциях с воспламеняющимися и взрывоопасными грузами. Запрещается курение в машинных помещениях, в трюмах судна и кладовых, где хранятся горючие вещества. В иностранных портах курение на судне регламентируется портовыми правилами, о чем экипаж должен быть оповещен до захода в порт. Небрежность при курении - причина многих пожаров на судах.
Особенности пожара на судне. Пожар в судовых условиях быстро распространяется и очень тяжело локализуется, чему способствуют следующие факторы:
- наличие скрытых путей распространения по судну огня и дыма, создающих неконтролируемые газовые и воздушные потоки, переносящие теплоту по судовым помещениям;
- наличие большого количества горючих материалов и металлических конструкций, нагревающихся до высоких температур;
- быстрое распространение по судовым помещениям дымовых газов, содержащих высокотоксичные вещества, что затрудняет действия экипажа по ликвидации пожара;
- вероятность взрывов в судовых емкостях, хранящих воспламеняющиеся жидкости и сжатые газы;
- большое количество электрооборудования и электрических цепей, обесточивание которых нарушает работу средств пожаротушения;
- ограниченные возможности применения водотушения из-за опасности потери остойчивости судна;
- загроможденность судовых помещений, создающая дополнительные трудности при тушении пожара.
Пожар на судне быстро распространяется и часто приводит к тяжелым последствиям. 20% пожаров заканчиваются гибелью судна или его полным конструктивным разрушением.
Литература
Безопасность жизнедеятельности и выживание на море – Колегаев М.А. Иванов Б.Н. Басанец Н.Г. [2008]
