Введение к работе
з
Актуальность темы. Технологические процессы с использованием лакокрасочных материалов (ЛКМ) обусловлены рядом физико-химических явлений, в результате которых могут наступать чрезвычайные ситуации (ЧС) - техногенные пожары и взрывы. К первой группе подобных явлений относятся электрофизические процессы, связанные как с работой электрооборудования, так и с электризацией используемых диэлектрических материалов. Электрические разряды, возникающие при аварийных ситуациях в силовом оборудовании, а так же при электризации распыляемой краски, изолированных частей краскопультов, приводных ремней вентиляторов, и т.д., могут быть причиной воспламенения паров летучих растворителей. Оценка возможной энергии таких разрядов и ее сопоставление с величиной минимальной энергии зажигания обращающихся материалов позволяет оценить степень взрывопожа-роопасности производства. Другой группой являются экзотермические физикохими-ческие процессы в отложениях ЛКМ. Их протекание в условиях неполного теплоот-вода приводит к возникновению очагов саморазогрева. Указанные процессы определяются различными технологическими параметрами, а прогнозирование условий их стационарного протекания может быть осуществлено как экспериментально, так и теоретически - математическим моделированием. Это позволит выявить факторы в наибольшей степени определяющие процесс саморазогрева, а так же разработать рекомендации по их исключению. Однако, до настоящего времени нет единых научно-обоснованных подходов, обеспечивающих прогнозирование и предотвращение подобных техногенных ЧС, как и отсутствуют доступные и объективные инструментальные методы количественной оценки опасности, вызывающейся электро- и тепло-физическими процессами в химической технологии ЛКМ и технологическом цикле окрасочных производств.
Работа выполнена в соответствии с планом реализации Федеральной целевой программы "Пожарная безопасность и социальная защита" на 1996-2000 г.г.
Целью работы является разработка научных основ создания инструментальных методов оценки и предотвращения ЧС - пожаров и взрывов на окрасочных производствах большой мощности.
Основными задачами исследования являлись: S таксономия технических причин возникновения ЧС на мощных окрасочных
производствах; S изучение электрофизических взрывопожароопасных процессов в технологическом цикле окрасочных производств; S разработка научных основ применения метода регистрации электромагнитного излучения (РЭМИ) и его аппаратурного оформления для выявления взрывопожароопасных электрофизических процессов окрасочных цехов; S физико-химическое исследование и математическое моделирование процесса самовозгорания отходов ЛКМ с целью создания методики оперативного контроля их склонности к самовозгоранию; Объекты и методы исследования. Предметом исследования является технологический цикл окрасочного производства (на примере АО "Кировский завод"), использующего в больших объемах различные акриловые эмали, например АС-182 (до 380 тонн в год). В качестве инструментальных методов применялись и разрабатывались:
а) для изучения электрофизических процессов - методы РЭМИ, измерение
электросопротивления и микрофотография;
б) для изучения теплофизических и физико-химических процессов - термиче
ский анализ, газовая хроматография, ИК-спектроскопия.
Научная новизна работы заключается в следующем:
S разработке научных основ применения метода РЭМИ для изучения процессов разряда статического электричества в окрасочных камерах;
S создании физико-математической модели формирования электромагнитного сигнала при искровом разряде и метода расчета выделяющейся при этом энергии;
S изучении методом РЭМИ электрофизической структуры "факела" распыла ЛКМ;
S комплексном физико-химическом исследовании экзотермических, химических и физико-химических процессов, обусловливающих самовозгорание отложений ЛКМ. Практическая значимость работы обусловлена:
S в разработке приборной реализации метода РЭМЦ для профилактики и предотвращении ЧС в окрасочных производствах;
S разработке и апробации методики оперативного контроля склонности отходов ЛКМ к самовозгоранию и определения взрывопожаробезопасного расхода
5 ЛКМ в производственном цикле; S разработке комплекса организационно-технических мероприятий по снижению пожарной опасности окрасочных производств. Апробация работы. Основные результаты работы представлялись и обсуждались на: S Научно-практической конференции "Пожарная безопасность и методы ее контроля", Санкт-Петербург, 1996г.; S III научно-технической конференции аспирантов СПб ГТИ(ТУ),посвященной
памяти Ю.Н. Кукушкина, 2000г.; S Международная научно-практическая конференция "Проблемы обеспечения пожарной безопасности Северо-Западного региона", Санкт-Петербург, 2000г. Реализация работы. Результаты диссертационного исследования использованы на "Санкт-Петербургском тракторном заводе" АО "Кировский завод", а также в учебном процессе Факультета подготовки сотрудников ГПС Университета МВД России при изучении пожарной опасности технологических процессов.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, четыре главы, выводы, приложение и список литературы 68 наименования. Объем диссертации 162 страниц, 44 рисунков и 6 таблиц.