к Требованиям промышленной безопасности.

Производство и потребление продуктов разделения воздуха

Виды опасностей при работе с продуктами разделения воздуха

Опасности при работе с жидкими продуктами разделения воздуха
Жидкие продукты разделения воздуха имеют низкие температуры, легко испаряются при обычных температурах , увеличивая во много раз свой объем.

Работа с жидкими продуктами разделения воздуха сопряжена со следующими опасностями:

обморожение обслуживающего персонала;

быстрое вскипание с созданием высоких давлений в замкнутых сосудах;

возможность разрушения конструкций из углеродистой стали и других нехладостойких металлов и материалов.

Опасность при работе с кислородом
Воздух с повышенной объемной долей кислорода (более 23 %) и чистый кислород нетоксичны и неспособны гореть и взрываться. Но так как кислород является активным окислителем , большинство веществ и материалов в среде кислорода или в среде воздуха с высоким содержанием кислорода образуют системы с повышенной взрывопожароопасностью. Энергия, необходимая для поджигания материалов в среде кислорода, во много раз меньше энергии, требуемой для поджигания в среде воздуха в тех же условиях. Поэтому инициаторами возгорания многих материалов в среде кислорода могут быть безопасные в других условиях причины: курение, разряд электричества, разряд статического электричества , нагрев механических частиц при трении и т.д. Многие материалы, которые неспособны к горению на воздухе, такие, как листовая сталь, стальные трубы и т.п., горят в среде кислорода. Способность материалов к возгоранию возрастает при повышении давления и температуры кислорода.

Работа с кислородом сопряжена со следующими опасностями:

возгорание одежды и волосяных покровов обслуживающего персонала, находившегося в среде газообразного кислорода или воздуха с повышенным содержанием кислорода;

взрыв углеводородов и других взрывоопасных примесей при превышении их содержания в жидком кислороде или жидком обогащенном кислородом воздухе сверх допустимого;

взрыв при пропитке жидким кислородом пористых органических материалов (асфальт, пенопласты, дерево и т.п.), при этом образуются взрывчатые вещества-оксиликвиты, превосходящие по чувствительности и мощности обычные взрывчатые вещества.

При воспламенении одежды необходимо немедленно окунуться в ванну с водой или встать под аварийный душ. В случае отсутствия воды одежда немедленно сбрасывается или срывается с пострадавшего. Одежда, пропитанная кислородом , может некоторое время гореть без доступа воздуха, поэтому сбивать пламя или закутывать горящего в кошму для прекращения доступа воздуха не допускается.

Опасности при работе с азотом и аргоном
Азот и аргон являются инертными газами, они не токсичны , не пожаро- и взрывоопасны. Опасность при работе с этими газами возникает при увеличении их содержания в воздухе в зоне нахождения обслуживающего и ремонтного персонала. Замещая кислород в воздухе и вытесняя собой кислород из организма, они воздействуют на человека как удушающие агенты (асфиксанты) из-за снижения парциального давления кислорода.

В зонах обслуживания и ремонта, где возможны утечки азота и аргона, выполняются предусмотренные настоящими Требованиями отключения оборудования и трубопроводов , контроль содержания кислорода в воздухе рабочей зоны и работа вентиляции. Объемная доля кислорода в воздухе рабочей зоны не ниже 19 %.

При объемной доле кислорода в воздухе менее 19 % принимается срочные меры по устранению утечек инертных газов, по вентиляции и проветриванию помещений и в случае необходимости по прекращению работ и эвакуации персонала. В исключительных случаях допускается кратковременное пребывание людей при объемной доле кислорода в воздухе менее 16 % с обязательным применением шланговых и кислородно-изолирующих противогазов. Не допускается использование фильтрующих противогазов всех типов для работы в среде с пониженным содержанием кислорода.

При содержании кислорода от 14 до 10 % сознание человека полностью не теряется, но изменяется восприятие окружающей обстановки, подавляется чувствительность организма (особенно осязание), нарушается координация движений (потеря равновесия), прогрессивно снижается работоспособность (возникает быстрая усталость , чувство недомогания).

При дальнейшем понижении содержания кислорода от 10 до 6 % появляются мышечная слабость (нарушается способность двигаться), чувство безразличия, «провалы в памяти» и потеря сознания.

Признаки уменьшения содержания кислорода в организме пострадавшего носят индивидуальный характер и, кроме того, зависят от объемного содержания кислорода в воздухе и времени нахождения в опасной зоне.

При резком снижении содержания кислорода в атмосфере и особенно при случайном попадании человека в среду аргона или азота достаточно нескольких вдохов для снижения парциального давления кислорода в крови до критического уровня-всегда внезапно и практически мгновенно наступает потеря сознания.

Разницы в воздействии на человека аргона или азота при полном вытеснении ими из атмосферы кислорода не существует.

Менее чем 200 лет назад земная атмосфера содержала 40% кислорода. Сегодня кислорода в воздухе содержится только 21%

В городском парке 20,8%

В лесу 21,6%

На берегу моря 21,9%

В квартире и офисе менее 20%

Учёные доказали, что снижение кислорода на 1% приводит к снижению работоспособности на 30%.

Недостаток кислорода является результатом работы автомобилей, промышленных выбросов и загрязнений. В городе кислорода на 1% меньше, чем в лесу.

Но самым большим виновником в недостатке кислорода являемся мы сами. Построив тёплые и герметичные дома, живя в квартирах с пластиковыми окнами мы оградили себя от поступления свежего воздуха. При каждом выдохе снижая концентрацию кислорода и увеличивая количество углекислого газа. Нередко содержание кислорода в офисе 18%, в квартире 19%.

Качество воздуха, необходимого для поддержания жизненных процессов всех живых организмов на Земле,

определяется содержанием в нем кислорода.

Зависимость качества воздуха от процентного содержания в нем кислорода.

Уровень комфортного содержания кислорода в воздухе

Зона 3-4: ограничена законодательно утвержденным стандартом минимального содержания кислорода в воздухе для помещений (20,5%) и "эталоном" свежего воздуха (21%). Для городского воздуха нормальным считается содержание кислорода 20,8%.

Благоприятный уровень содержания кислорода в воздухе

Зона 1-2: такой уровень содержания кислорода характерен для экологически чистых районов, лесных массивов. Содержание кислорода в воздухе на берегу океана может достигать 21,9%

Недостаточный уровень содержания кислорода в воздухе

Зано 5-6: ограничена минимально допустимым уровнем содержания кислорода, когда человек может находиться без дыхательного аппарата (18%).

Пребывание человека в помещениях с таким воздухом сопровождается быстрой утомляемостью, сонливостью, снижением умственной активности, головными болями.

Длительное пребывание в помещениях с такой атмосферой опасно для здоровья.

Опасно низкий уровень содержания кислорода в воздухе

Зона 7 и далее: при содержании кислорода 16% наблюдается головокружение, учащенное дыхание, 13% - потеря сознания, 12% - необратимые изменения функционирования организма, 7% - смерть.

Внешние признаки кислородного голодания (гипоксии)

- ухудшение цвета кожи

- быстрая утомляемость, снижение умственной, физической и сексуальной активности

- депрессия, раздражительность,нарушение сна

- головные боли

Длительное пребывание в помещении с недостаточным уровнем содержания кислорода может привести к более серьезным проблемам со здоровьем, т.к. кислород отвечает за все обменные процессы организма, то следствием его недостатка становятся:

Нарушение обмена веществ

Снижение иммунитета

Правильно организованная система вентиляции жилых и рабочих помещений может стать залогом хорошего здоровья.

Роль кислорода для здоровья человека. Кислород:

Повышает умственную работоспособность;

Повышает устойчивость организма к стрессам и повышенным нервным нагрузкам;

Поддерживает уровень кислорода в крови;

Улучшает согласованность работы внутренних органов;

Повышает иммунитет;

Способствует снижению веса. Регулярное потребление кислорода в сочетании с двигательной активностью, приводит к активному расщеплению жиров;

Нормализуется сон: он становится более глубоким и продолжительным, уменьшается период засыпания и двигательной активности

Выводы:

Кислород влияет на нашу жизнь, и чем его больше, тем наша жизнь полна красок и разнообразна.

Можно купить кислородный баллон или бросить всё и уехать жить в лес. Если Вам это недоступно, проветривайте каждый час квартиру, офис. Мешают сквозняки, пыль, шум установите вентиляцию, которая будет снабжать Вас свежим воздухом, очищать от выхлопных газов.

Сделайте всё, чтобы свежий воздух был в Вашем доме и Вы увидите изменения в Вашей жизни.

Качество воздуха, необходимого для поддержания жизненных процессов всех живых организмов на Земле, определяется содержанием в нем кислорода.
   Зависимость качества воздуха от процентного содержания в нем кислорода рассмотрим на примере рисунка 1.

Рис. 1 Процентное содержание кислорода в воздухе

   Благоприятный уровень содержания кислорода в воздухе

   Зона 1-2: такой уровень содержания кислорода характерен для экологически чистых районов, лесных массивов. Содержание кислорода в воздухе на берегу океана может достигать 21,9%

   Уровень комфортного содержания кислорода в воздухе

   Зона 3-4: ограничена законодательно утвержденным стандартом минимального содержания кислорода в воздухе для помещений (20,5%) и "эталоном" свежего воздуха (21%). Для городского воздуха нормальным считается содержание кислорода 20,8%.

   Недостаточный уровень содержания кислорода в воздухе

   Зона 5-6: ограничена минимально допустимым уровнем содержания кислорода, когда человек может находиться без дыхательного аппарата (18%).
   Пребывание человека в помещениях с таким воздухом сопровождается быстрой утомляемостью, сонливостью, снижением умственной активности, головными болями.
   Длительное пребывание в помещениях с такой атмосферой опасно для здоровья

   Опасно низкий уровень содержания кислорода в воздухе

   Зона 7 и далее: при содержании кислорода 16% наблюдается головокружение, учащенное дыхание, 13% - потеря сознания, 12% - необратимые изменения функционирования организма, 7% - смерть.
   Непригодная для дыхания атмосфера также характеризуется не только превышением предельно-допустимых концентраций вредных веществ в воздухе, но и недостаточным содержанием кислорода.
   В связи с различными определениями, которые даются понятию «недостаточное содержание кислорода» газоспасатели очень часто допускают ошибки при описании газоспасательных работа. Это происходит, в том числе и в результате изучения уставов, инструкций, стандартов и других документов, содержащих указание на содержание кислорода в атмосфере.
   Рассмотрим отличия в процентном содержании кислорода в основных регламентирующих документах.

   1.Содержание кислорода менее 20%.
   Газоопасные работы проводятся при содержании кислорода в воздухе рабочей зоны менее 20%.
   - Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ (утв. Госгортехнадзором СССР 20 февраля 1985 г.):
   1.5. К газоопасным относятся работы … при недостаточном содержании кислорода (объемная доля ниже 20%).
   - Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ на предприятиях нефтепродуктообеспечения ТОИ Р-112-17-95 (утв. приказом Министерства топлива и энергетики РФ от 4 июля 1995 г. N 144):
   1.3. К газоопасным относятся работы … при содержании кислорода в воздухе менее 20% по объему.
   - Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55892-2013 "Объекты малотоннажного производства и потребления сжиженного природного газа. Общие технические требования" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2013 г. N 2278-ст):
   К.1 К газоопасным относят работы… при содержании кислорода в воздухе рабочей зоны менее 20%.

   2. Содержание кислорода менее 18%.
   Газоспасательные работы проводятся при содержании кислорода менее 18%.
   - Положение о газоспасательном формировании (утверждено и введено в действие первым заместителем Министра промышленности, науки и технологий Свинаренко А.Г. 05.06.2003 г.; согласовано: Федеральный горный и промышленный надзор Российской Федерации 16.05.2003 г. N АС 04-35/373).
   3. Газоспасательные работы …в условиях снижения содержания кислорода в атмосфере до уровня менее 18 об.% ...
   - Руководство по организации и ведению аварийно-спасательных работ на предприятиях химического комплекса (утверждено ОАК №5/6 протокол №2 от 11.07.2015 г.).
   2. Газоспасательные работы … в условиях недостаточного (менее 18%) содержания кислорода…
   - ГОСТ Р 22.9.02-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Режимы деятельности спасателей, использующих средства индивидуальной защиты при ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах. Общие требования (принят в качестве межгосударственного стандарта ГОСТ 22.9.02-97)
   6.5 При высоких концентрациях ОХВ и недостаточном содержании кислорода (менее 18%) в очаге химического заражения использовать только изолирующие СИЗ органов дыхания.

   3. Содержание кислорода менее 17%.
   Запрещается применение фильтрующих СИЗОД при содержании кислорода менее 17%.
   - ГОСТ Р 12.4.233-2012 (ЕН 132:1998) Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Термины, определения и обозначения (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1824-ст)
   2.87… атмосфера с дефицитом кислорода: Окружающий воздух, содержащий менее 17% кислорода по объему, в котором нельзя использовать фильтрующие СИЗОД.
   - Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.299-2015 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Рекомендации по выбору, применению и техническому обслуживанию (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2015 г. N 792-ст)
   B.2.1 Дефицит кислорода. Если анализ условий окружающей среды указывает на наличие или возможность дефицита кислорода (объемная доля менее 17%), то СИЗОД фильтрующего типа не применяют…
   - Решение Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. N 878 О принятии технического регламента Таможенного союза "О безопасности средств индивидуальной защиты"
   7) …не допускается использование фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания при содержании во вдыхаемом воздухе кислорода менее 17 процентов
   - Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.041-2001 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующие. Общие технические требования (введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 19 сентября 2001 г. N 386-ст)
   1 …фильтрующие средства индивидуальной защиты органов дыхания предназначенные для защиты от вредных для здоровья аэрозолей, газов и паров и их сочетаний в окружающем воздухе при условии содержания в нем кислорода не менее 17 об. %.

Одним из применений азота является предотвращение возгорания или взрыва многих веществ. Как известно, возгорание и взрыв - это частный случай процесса окисления, а единственным встречающимся на Земле в свободном виде и в достаточном количестве окислителем является кислород, который содержится в атмосфере в количестве примерно 21% по объему. Соответственно, задача предотвращения возгорания или взрыва может быть решена путем замещения кислорода каким-либо инертным газом - а наиболее дешевым и легко получаемым инертным газом является азот.

В таблице ниже показано максимально допустимое процентное содержание кислорода в смеси с некоторыми газообразными горючими веществами и в смеси с парами некоторых жидких горючих веществ. Таблица составлена на основе данных американской государственной организации - Агенство по контролю шахт (Bureau of Mines). В свою очередь, Агенство получило эти данные как результат проведенных экспериментов: смесь пожаро-/взрывооопасного вещества и азотно-кислородной смеси с контролируемыми пропорциями газов помещалась в специальный лабораторный контейнер и подвергалась воздействию небольшой искры или открытого огня.

Следует еще раз подчеркнуть, что в таблице указаны максимально допустимые , по данным Агенства по контролю шахт США, концентрации кислорода. Как местное законодательство, так и внутренние правила безопасности многих имеющих отношение к работе с этими веществами предприятий и организаций могут иметь значительно более строгие требования к содержанию кислорода в газе, используемом для предотвращения воспламенения. И, конечно, разумным будет обеспечить более низкое содержание кислорода даже в случае, если законодательство и правила имеют в этом отношении пробел.

Опасные факторы пожара (ОФП) — факторы пожара, приносящие вред здоровью человека или его гибель, а также материальный ущерб.

К опасным факторам пожара относятся:

— пониженное содержание кислорода;

— повышенная температура окружающей среды;

— пламя и искры;

— токсичные продукты горения.

Опасные факторы пожара оцениваются по определенному критерию. Таким критерием является его предельно допустимое значение, т.е. такое значение при котором воздействие на человека в течение критической продолжительности пожара (время блокирования путей эвакуации ОФП, умноженное на 0,8) не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоянии здоровья в течение нормативно установленного времени.

Пониженное содержание кислорода.

В процессе развития пожара кислород, входящий в состав воздуха расходуется на горение веществ и материалов, составляющих пожарную нагрузку. Продукты горения, содержащие газообразные и твердые частицы (в виде аэрозоля) выделяются в окружающую атмосферу и смешиваются со свежим воздухом. За счет этого концентрация кислорода при пожаре понижается. Пониженное содержание кислорода характерно для любой зоны пожара, в которой есть дым: зоны горения, зоны теплового воздействия и зоны задымления. При этом, пониженное содержание кислорода, как опасный фактор пожара, как правило, существует при пожаре в густом дымовом слое. Например, в припотолочном слое в коридоре этажа пожара или в самом горящем помещении низкая концентрация кислорода представляет угрозу. Также пониженное содержание кислорода наблюдается при развитых пожарах в помещениях, регулируемых вентиляцией, т.е. при недостатке кислорода воздуха. Разбавленный дым, находящийся в нижнем слое в помещениях (коридорах, лестничных клетках) вдали от очага пожара, как правило, не представляет угрозы по пониженному содержанию кислорода.

В нашей стране в качестве предельно допустимого значения такого опасного фактора пожара, как пониженное содержание кислорода, установлено 0,226 кг/м 3 .

Повышенная температура окружающей среды.

При любом пожаре выделяется тепловая энергия. Количество выделившегося тепла зависит от условий воздухообмена в очаге пожара, теплофизических свойств окружающих материалов (в том числе и строительных), пожароопасных свойств горючих веществ и материалов, входящих в состав пожарной нагрузки.

Само по себе понятие «повышенная температура окружающей среды», на мой взгляд, не совсем точное. На мой взгляд, под этим понятием все же нужно подразумевать «повышенная температура продуктов горения», поскольку окружающая среда при оценке пожарной опасности почти всегда рассматривается как окружающий (незадымленный) воздух с начальной температурой.

При рассмотрении повышенной температуры окружающей среды, как опасного фактора пожара, следует отметить, что опасное воздействие нагретых продуктов горения на организм человека определяется, прежде всего, влажностью воздуха. Чем больше влажность воздуха, тем вероятность получения ожогов выше. Предельно допустимое значение по повышенной температуре окружающей среды в нашей стране составляет 70°С.

Повышенная температура продуктов горения представляет опасность не только для человека, но может стать причиной распространения пожара.

Дым. Потеря видимости в дыму.

Дым представляет собой смесь продуктов горения, в которых взвешены небольшие частицы жидких и твердых веществ.

За счет наличия в составе дыма твердых и жидких частиц, при прохождении через него света, интенсивность последнего снижается, что в итоге приводит к снижению и потере видимости в дыму.

Напрямую, снижение видимости в дыму не представляет угрозы жизни и здоровью людей как опасный фактор пожара. Однако, хочу отметить следующее. Если человек, выбежит в задымленный коридор, то при некоторой критической видимости, из-за страха к пожару он может вернуться обратно. Причем процент вернувшихся обратно людей возрастает с понижением видимости. Это подтверждено исследованиями, проведенными в Англии и США.

Как показывает практика проведения расчетов опасных факторов пожара, блокирование путей эвакуации чаще всего наступает по потере видимости в дыму.

Предельное значение по потере видимости в дыму в нашей стране принято значение 20 м.

Пламя и искры. Тепловой поток.

Как говорится в известной поговорке: «Нет дыма без огня». Значительная часть пожаров протекает в режиме пламенного горения. Несмотря на то, что пожары могут начинаться с тления, в основном все они затем переходят в пламенное горение.

Пламя, или открытый огонь представляет значительную угрозу жизни и здоровья людей, а также способствует распространению пожара по объекту. Распространение пожара может осуществляться на десятки метров за счет теплового излучения пламени. Критерием оценки пламени, как опасного фактора пожара, является тепловой поток или плотность теплового излучения.

Как правило, в зданиях (жилых и общественных) пламя не представляет значительной опасности, т.к. до того момента, когда пожар значительно разовьется, люди успевают эвакуироваться. Но, к сожалению, так бывает не всегда.

Особую опасность пламя, тепловой поток, им создаваемый, представляет на производственных объектах, особенно где обращаются горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Аварии на таких объектах могут носить спонтанный характер, а тепловой поток, создаваемый при пожарах, представляет угрозу жизни и здоровья людей на значительных расстояниях от очага пожара.

Предельное значение теплового потока, принятое в нашей стране, составляет 1,4 кВт/м 2 , в зарубежной практике данное значение составляет 2,5 кВт/м 2 .

Токсичные продукты горения.

Токсичные продукты горения являются, на мой взгляд, наиболее опасным из опасных факторов пожара (извините за тавтологию), особенно в жилых и общественных зданиях. В нашей стране к токсичным продуктам горения относятся диоксид углерода (углекислый газ), монооксид углерода (угарный газ) и хлороводород.

В нашей стране предельно допустимые значения опасных факторов пожара для каждого из токсичных газообразных продуктов горения приняты следующие:

— диоксид углерода CO2 – 0,11 кг/м 3 ;

— монооксид углерода CO – 1,16·10 -3 кг/м 3 ;

— хлороводород HCl– 2,3·10 -5 кг/м 3 .

В зарубежной практике к токсичным продуктам горения относят угарный газ и циановодород (HCN), углекислый газ отнесен к разряду удушающих газов, хлороводород отнесен к раздражающим газам. Также, за рубежом, в частности в США, принята так называемая концепция «fractional effective dose» (FED), по которой учитывается усиление токсического воздействия при действии одновременно нескольких токсичных компонентов. Данное явление называется «синергизм».

В данной статье мы рассмотрели основные опасные факторы пожара и их предельно допустимые значения. Более подробно каждый из опасных факторов пожара будет рассмотрен в следующих статьях.