Реферат: Кириллов Г. Н., Дешевых Ю. И., Гилетич А. Н., Вогман Л. П., Зуйков В. А

Кириллов Г.Н., Дешевых Ю.И., Гилетич А.Н., Вогман Л.П., Зуйков В.А.,
Нестругин А.Н., Пшеничников А.М.


Требования пожарной безопасности

при обращении пиротехнической продукции


Обзорно-аналитический материал ВНИИПО и

ДНД МЧС РОССИИ


Москва - 2010

содержание

Введение …………………………………………………………………..

3







^ Общие сведения о пиротехнических составах, изделиях и их свойствах ……………………………………………………………..


10

Термины и определения ………………………………………

20

Классификация пиротехнических изделий ………………….

22







^ Требования к сопроводительной технической документации ПИ бытового назначения …………………………………………..


28







^ Порядок допуска к реализации и реализация ПИ бытового назначения в розничной торговле ………………………………...


31







^ Хранение и утилизация пиротехнической продукции …………

38







^ Погрузочно-разгрузочные работы и транспортирование фейерверочной продукции ……………………………………………..


48







^ Подготовка и демонстрация фейерверков ………………………

55

Место и время проведения фейерверков ……………………

55

Требования к участникам проведения фейерверков ……….

57

Разрешение на проведение фейерверка …………………......

59

Меры безопасности при проведении фейерверков …………

61







^ Применение ПИ в концертах и представлениях в закрытых помещениях ………………………………………………………….


63







Приложение 1 Классы и подклассы опасных грузов, содержащих пиротехнические составы и пиротехнические изделия ………………………………………………..



72

Приложение 2 Инструкция (общие положения) о мерах пожарной безопасности при работе с пиротехническими изделиями …………………………………………….



73

Приложение 3 Программа пожарно-технического минимума (ПТМ) ………………………………………………


75

Приложение 4 Перечень пиротехнической продукции ………….

76







^ Использованные источники …………………………………………..

78

Введение


Со времен Петра I (XVII век) на Руси в праздничные и торжественные дни устраивают фейерверки, завораживающее действие которых на людей можно сравнить лишь с впечатлениями от красивой сказки.

В дореволюционное время (конец ХIX века – начало ХХ века) фейерверки устраивали на различных празднествах с привлечением наемных опытных пиротехников. В советское время фейерверки устраивались как салюты специальными салютными подразделениями.

Современный рынок гражданской пиротехники формировался с 90-х годов прошлого века. Кроме бенгальских огней и хлопушек в розничной продаже появились петарды, ракеты, фонтаны, салюты. На отечественный рынок хлынул поток импортной пиротехнической продукции, зачастую весьма низкого качества и поэтому весьма пожаровзрывоопасной.

К сожалению, недостаточное внимание к вопросам обеспечения безопасности в процессе обращения (производства, хранения, транспортирования, реализации, применения и утилизации) фейерверочных пиротехнических изделий (ПИ), несоблюдение необходимых мер пожарной безопасности зачастую приводит к многочисленным пожарам и взрывам, травмированию и гибели людей, в том числе и детей. Примерами ненадлежащего обращения с ПИ могут служить сведения о пожарах и взрывах (материал НИИ прикладной химии, г. Сергиев Посад Московской области) при обращении ПИ, представленные ниже в хронологическом порядке.

^ Год, место инцидента

Инцидент

1963 г., Киров, Россия

При несанкционированном срабатывании ПИ под трибуной городского стадиона погибли 78 человек и более 100 травмировано

1992 г., Голландия

Взрыв склада фирмы «Фейера». В радиусе 1,5 км разрушены крыши домов. Пожары продолжались три дня, погибли 5 человек, ранены 30 человек, ущерб составил 50 миллионов долларов

1993 г., Пекин, КНР

При встрече нового года при фейерверках произошло около 300 пожаров, травмировано более 250 человек

1994 г., Москва, Россия

В новогодние дни зарегистрировано 18 случаев ожогов I степени паховой области у детей от срабатывания капсюлей для детских пистолетов китайского производства

1994 г., Екатеринбург, Россия

При демонстрации фейерверка в результате отклонения от заданной траектории полета изделием диаметром 310 мм травмировано 22 человека

1996 г., Рио-де-Жанейро,

Бразилия

При взрыве склада магазина разрушены рядом стоящие здания

Июль 1996 г., Москва, Россия

В квартире на 4 этаже пятиэтажного дома в результате неосторожного обращения с ПИ произошел пожар. Погибли 5 человек, полностью выгорела квартира, обгорели входные двери 7 квартир и прихожие трех квартир

1996 г., Оренбург, Россия

Заряд ракетницы попал на крышу универмага, вследствие чего возник пожар

1997, КНР

Взрыв на фабрике по изготовлению пиротехнических изделий. Погибли 18 человек

Октябрь 1997 г., Велленхол, США

При демонстрации фейерверка произошел взрыв 90 кг ПИ. Продукты взрыва попали в толпу из 350 человек, 20 человек госпитализированы

Май 1998 г., предместье Пекина, КНР

Взрыв на фабрике по производству ПИ. Погибли не менее 30 человек, разрушено несколько зданий, огонь распространился на близлежащие здания. Лицензии на производство ФПИ у владельцев не было

Май 1998 г., Равалпинди,

Пакистан

Взрыв при производстве фейерверков, погибли 2 человека

Октябрь 1998 г., Тултепек,

Мексика

Взрыв на фабрике по производству ПИ, не имеющей лицензии. Как минимум 10 человек погибших, 30 раненых. В близлежащих домах выбиты стекла, имеются разрушения строительных конструкций

Ноябрь 1998 г, Уфкульме, Девон, США

Взрыв и пожар на фабрике по производству ПИ. Первый взрыв вызвал серию взрывов (через 10-15 мин) в расположенных рядом зданиях, затем последовал мощный взрыв. 13 человек погибли, у одного человека ожог глаз, несколько человек госпитализированы

Декабрь 1998 г., Оссео, Мичиган, США

Взрыв на фабрике по производству ПИ. Погибли 7 человек

Декабрь 1998 г.,

Сан-Антонио-де-Хесус, Бразилия

Взрыв на фабрике по производству ПИ, не имеющей лицензии. 24 человека погибли, 9 из которых дети, 50 раненых

Декабрь 1998 г., Лима, Перу

Взрыв на фабрике по производству ПИ, не имеющей лицензии. 7 человек погибли, 8 раненых

1999 г., Петропавловск,

Казахстан

Во время проведения фейерверка ПИ отклонилось от заданной траектории и взорвалось над толпой, не набрав нужной высоты. 2 человека погибли

Январь 1999 г., провинция Анхуа, КНР

Взрыв на фабрике по производству ПИ, не имеющей лицензии. 7 детей погибли, несколько раненых. В общей сложности на подобных фабриках Китая в 1999 г. погибли 22 человека


Сентябрь 1999 г., Целайя, Мексика

Взрыв произошел в результате нарушений правил хранения продукции на складе ПИ фабрики по производству ПИ, не имеющей лицензии. Взрыв инициировал повторные взрывы в близлежащих зданиях. Около 60 человек погибли, более 350 раненых

Октябрь 1999 г.,

северная провинция Афганистана

Серия взрывов в армейском складе пиротехнической продукции, 7 солдат погибли

Ноябрь 1999 г., Кейптаун, ЮАР

Взрыв при фейерверочных показах двухдюймовой римской свечи китайского производства. Ранены несколько человек

Март 2000 г.,

Санта-Анна Жилотзинга,

Мексика

Взрыв сотен фейерверочных изделий при попадании в них искр при проведении фейерверка на религиозном празднике. 3 человека погиби, 17 ранены

Апрель 2000 г.,

провинция Хунань, КНР

Взрыв на фабрике по производству ПИ при нарушении техники безопасности. Погибли 39 человек, много раненых

Май 2000 г., Пермь, Россия

Взрыв изделий «Фонтанов» и «Ассолей»в помещении ЗАО «Пермьвзрывпром» при нарушении правил хранения ПИ. Погиб 1 человек

Май 2000 г., Энсхед, Голландия

Серия взрывов на фабрике и складах фирмы Dutch SE Fierworks из-за пожара на участке смешения составов. Помимо взрывов на заводе произошли взрывы на складе бытовых и технических фейерверочных изделий на 13 заглубленных бункерах и 13 морских контейнерах. Всего во взрыве участвовало 158,5 тонн пиротехнической продукции, в том числе китайского производства. Диаметр воронки около 100 м, разрушения отмечены на расстоянии около 1 км. Разрушено 400 производственных и жилых зданий. Погибли более 20 человек, 200 человек пропали без вести, около 1000 человек ранены

Май 2000 г., Мексика

Взрыв на фабрике по производству ПИ при нарушении техники безопасности. О последствиях взрыва не сообщалось

Май 2000 г., Рафелькофер,

Валенсия, Испания

Взрыв (3 тонны ПИ) на фабрике по производству ПИ в результате пожара в цехе римских свечей. Погибли 7 человек, 18 ранены, 1 человек пропал без вести. Фабрика разрушена полностью, возник пожар лесного массива

Май 2000 г., Буффало,

Северная Дакота, США

Пожар и взрыв на фабрике Lightning Pirotechnics, производившей изделия цветных дымов и трассеров для авиации. Погибли 3 человека, фабрика полностью разрушена

Май 2000 г., Италия

Взрыв на фабрике по производству ПИ. Погибли 3 человека. Фабрика разрушена

Май 2000 г., Брисбен, Квинсленд, Австралия

Взрыв двухдюймовых римских свечей типа Silver/ Wihte китайского производства с последующим взрывом других изделий и разрушением стальных мортир, разлет осколков до 2 км. Погибла 1 школьница, много людей, в том числе школьников, травмированы. Отмечается низкий уровень подготовки мастеров-демонстраторов фейерверка

Май 2000 г., Италия

Аномальная работа 50 мм римских сечей при демонстрации фейерверка в школе. Пострадавших нет

Май 2000 г., США

Взрыв в производственном здании при обращении с крупнокалиберными фейерверочными изделиями

Июнь 2000 г., КНР

Взрыв на фабрике по производству ПИ. Погибли 30 человек, здания и сооружения разрушены на 90 %

Июль 2000 г., Гуандун, КНР

Взрыв на фабрике по производству ФПИ Имеются человеческие жертвы и разрушения зданий

Июль 2000 г., КНР

Взрыв на фабрике Vulkan rocket по производству ПИ Погибли 65 человек. После взрыва запрещена перевозка ПИ железнодорожным транспортом, сокращено количество морских портов до трех, допущенных к перевалке контейнеров с ПИ

Июль 2000 г., Вудвиль, Огайо, США

При проведении показов упала пятидюймовая мортира и выстрел произошел по толпе. Пострадало 11 человек

Август 2000 г., Япония

Взрыв на заводе по производству ВВ и порохов. Погибли более 30 человек. Завод полностью разрушен

Август 2000 г., КНР

Взрыв в жилом доме. Хозяин хранил 2 тонны пороха

Август 2000 г.,

провинция Джангси, КНР

Взрыв на нелегальной фабрике по производству ПИ. Взрывом разрушено пятиэтажное здание. Более 20 человек погибли и более 25 человек ранены

Сентябрь 2000 г., Миссури, США

Взрыв на заводе Sunset Fireworks.Большие разрушения. 1 человек погиб, несколько раненых

Март 2001 г., Конакри, Гвинея

Серия взрывов и пожар на пиротехнических армейских складах. Погибли 10 человек.

Март 2001 г., Валенсия, Испания

Инцидент на фабрике Piro-Fantazi. 1 человек погиб

Март 2001 г., Джангси, КНР

Нелегальное производство ПИ в школе в момент установки вручную зарядов в петарды. Разрушения в радиусе 100 м. Погибли 37 учеников и 4 учителя

Март 2001 г., Шиазхуанг,

провинция Хайбей, КНР

Взрыв фейерверочных бомб, погибли 200 человек

Июнь 2001 г., Лахор, Пакистан

Взрыв на нелегальной фабрике по производству ПИ. Погибли 10 человек, ранены 4 человека

Июнь 2001г., Хуатей, Вьетнам

Взрыв 3,5 тонн пиротехнической продукции на армейском складе. Более 4 человек ранены, повреждены 100 домов

Июль 2001 г., Мерлоуз, США

Взрыв на заводе по производству фейерверочных изделий. 1 человек погиб, 6 ранены.

Август 2001 г., Калделла,

Португалия

Взрыв на фабрике по производству фейерверочных изделий. Взрыв вызвал лесной пожар. 5 человек погибли, 1 человек тяжело ранен, несколько человек пропали без вести

Август 2001 г., Сергиев Посад, Московская область, Россия

Подготовка фейерверков фирмой «Пиро-Росс». 1 человек тяжело ранен

Сентябрь 2001 г., Пенсильвания, США

Взрыв на пороховом заводе при обращении с черным порохом

Октябрь 2001 г., Великобритания

Наложены ограничения на применение фейерверочных изделий в школах в Северной Ирландии на применение фейерверочных бомб, которые сепаратисты применяют в преступных целях

Ноябрь 2001 г., Терричиолла, Тоскана, Италия

Взрыв на фабрике по производству фейерверочных изделий. Погибли 4 человека. За предшествующий период (4 года) на предприятиях по производству фейерверочных изделий погибли 10 человек

Ноябрь 2001 г., Кегворт,

Лейстершир, Великобритания

При проведении показа фейерверочной ракетой ранен семилетний мальчик

Декабрь 2001 г., Лима, Перу

Взрыв и пожар в торговом центре, вызванные нарушением правил продажи изделий (несанкционированная демонстрация образцов в торговой секции). Погибли более 240 человек

Январь 2002 г., Хуангмао, Джангси, КНР

Взрывы в 10 цехах и складе готовой продукции. Погибли более 40 человек. Власти закрыли 9000 фабрик, без работы остались 200 тысяч человек

Январь 2002 г., Испания

Взрыв на фабрике «Рикардо Кабаллер» по производству фейерверочных изделий 30 кг фейерверочных бомб в помещении хранения изделий. Погибли 2 человека

Март 2002 г., Перт, Австралия

Взрыв на фабрике «Caedilt Fireworks Faktory».по производству фейерверочных изделий. Пожар в магазине при фабрике, затем взрыв 13 тонн фейерверочных изделий. Уничтожены все постройки. Жертв и пострадавших нет

Март 2002 г., Гуандун, КНР

Взрыв на фабрике по производству фейерверочных изделий. Погибли 9 человек

Март 2002 г., Чонгкиинг, КНР

В течение недели два взрыва пиротехнических изделий в междугородних пассажирских автобусах. В первом автобусе погибли 6 человек, во втором 21 человек и 12 человек ранены (водителя выбросило через лобовое стекло)

Декабрь 2004 г.,КНР

Пожары и взрывы при транспортировании железнодорожного вагона с пиротехникой

Декабрь 2005 г., Бразилия

При отклонении от заданной траектории изделие упало в толпу. 30 человек травмированы

Декабрь 2005 г., Москва

Взрыв и пожар в гаражном боксе при сборке самодельных ПИ. Погибли 3 человека, ранены 2 человека

Декабрь 2005 г., Венесуэла

Взрыв в магазине, торгующем ПИ. Погибли 12 человек.

Сентябрь 2005 г., Запорожье,

Украина

Взрыв при несанкционированной сборке изделий в частных гаражах

Январь2008 г., Петропавловск-Камчатский, Россия

Ранение подростка при пусках изделий 3, 4 класса опасности

Декабрь 2009 г., Пермь, Россия

Пожар в ночном клубе «Хромая лошадь» в результате несанкционированного применения пиротехнических изделий в помещении. Погибли 165 человек, много травмированных


Как следует из представленных выше данных, пожары и взрывы производств и складов ПИ зачастую носят катастрофический характер и являются следствием нарушений правил безопасного производства и хранения, а также применения изделий, в том числе и требований пожарной безопасности [1, 2, 3]. Характерными инцидентами могут служить, например, взрыв склада при магазине в Рио-де-Жанейро в 1997 г., взрыв на фабрике по производству ПИ в КНР в том же году. В 2000 г. с интервалом в один день произошли разрушительные взрывы с катастрофическими последствиями на складах и производствах ПИ в Голландии, Испании и Италии, которые сопровождались многочисленными жертвами и травмированием людей. В Голландии в 1992 г. уже был взрыв на складе одной из фирм, в результате которого в радиусе 1,5 км разрушены крыши домов, а ущерб составил 50 млн долларов.

В нашей стране, в соответствии со статистическими данными [2], в период за 1995–1998 гг. от взрывных и зажигательных составов ежегодно происходило около 1000 пожаров с гибелью от 20 до 26 человек и травмированием от 164 до 204 человек.

Катастрофическими оказались последствия несанкционированного применения ПИ в ночном клубе «Хромая лошадь» (г.Пермь) в декабре 2009 г. При демонстрации фейерверочных эффектов произошло загорание перекрытия, в результате которого пожар получил быстрое распространение по горючим материалам. Люди, количество которых превышало в 5–6 раз установленное нормами, в условиях плохой организации эвакуации и очевидных нарушений размеров проходов и дверных проемов на путях выхода наружу получали ожоги и отравления, несовместимые с жизнью. Погибли 165 человек, многие были травмированы.

В канун каждого Нового года и в начале наступившего года, в другие праздничные даты средства массовой информации публикуют заметки и статьи о многочисленных загораниях, пожарах и случаях гибели и травматизма, особенно среди детей, вызванных нарушениями правил пожарной безопасности при обращении ПИ.

Статистические данные, представленные выше, свидетельствуют о том, что риски поражения и гибели людей при обращении пиротехнических изделий еще весьма высоки, многие вопросы, связанные с обеспечением пожаровзрывобезопасности при транспортировании, хранении, применении пиротехнических изделий, не решены. Главная причина такого положения заключается в том, что, с одной стороны, нормативная база, устанавливающая требования пожаровзрывобезопасности к ПИ, является неполной, а с другой стороны, принятые нормативные требования зачастую не выполняются, поскольку отсутствует надлежащий контроль за исполнением этих требований.

В последние годы у нас в стране появился ряд документов, нормативная база которых должна переломить ситуацию и привести к снижению числа пожаров и их последствий в стране:

Федеральный закон от 22 июля № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Технический регламент о безопасности пиротехнических составов и содержащих их изделий. Утвержден постановлением Правительства Российской Федерации от 24 декабря № 1082.

Требования пожарной безопасности при распространении и использовании пиротехнических изделий. Утверждены постановлением Правительства от 22 декабря 2009 г. № 1052

ГОСТ Р 51270-2000 Изделия пиротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ Р 51271-2000 Изделия пиротехнические. Методы испытаний.

НПБ 255-99 Нормы пожарной безопасности. Изделия пиротехнические бытового назначения.

ППБ 01-03 Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.

В этой связи нельзя не отметить, что принятие этих документов повлияло на состояние дел с пожарами в стране в период с 31 декабря 2009 г. по 11 января 2010 г.: количество пожаров на территории Российской Федерации, по сравнению с предыдущим периодом праздничных дней, снизилось на 11,9 %, а количество погибших людей уменьшилось на 12,4 %.

Требования пожарной безопасности к пиротехническим изделиям, помимо названных выше, содержатся также в ряде других документов [4-7] и литературе [8-14], а также в зарубежной нормативной документации [15-17].

Цель работы заключается в ознакомлении специалистов с пожаровзрывоопасными свойствами фейерверочной продукции различного назначения, а также с требованиями обеспечения пожарной безопасности, предъявляемыми к ней в процессе обращения.

Общие сведения о пиротехнических составах, изделиях и их свойствах

Пиротехника – наука, которая включает изучение пиротехнических составов, содержащих их изделий и в переводе с греческого означает искусство огня (пиро – огонь, техно – искусство).

Основными составными частями ПИ являются:

корпусные детали, выполненные из картона, бумаги, пластмасс, металла;

пиротехнические составы и пироэлементы (звездочки, факелы, таблетки) на основе дымных, бездымных порохов, окислителей, горючих и добавок;

средства инициирования – огнепроводный шнур, электровоспламенитель, запал-спичка.

К пиротехническим изделиям предъявляются следующие требования:

заданный пиротехнический эффект :осветительный, дымовой, звуковой и т.д.;

безопасность при обращении с ними и при их хранении;

неизменяемость пиротехнического эффекта при длительном хранении (в течении нескольких лет);

простота и безопасность изготовления;

минимальное взрывное действие.

Пиротехнические составы взрывопожароопасны и представляют собой механическую смесь компонентов, включающую горючее, окислитель и другие вещества, сообщающие составам дополнительные специальные свойства: окрашивающие пламя, образующие цветной дым, уменьшающие чувствительность состава (флегматизаторы), увеличивающие механическую прочность (связующие) и др. Продукты сгорания пиротехнических составов могут оказывать вредные воздействия на людей и окружающую среду. Внешние воздействующие импульсы (удар, трение, нагрев, электромагнитное излучение, детонация) могут вызвать срабатывание изделий, если уровень этого воздействия выше допустимого.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей действие ПИ сопровождается проявлением одного или нескольких опасных факторов пожара:

пламя, искры или высокотемпературная струя продуктов сгорания;

пожароопасные элементы конструкции изделия (горящие таблетки, раскаленные шашки и др.);

тепловое излучение;

движущееся за счет начальной скорости или под действием реактивной силы изделие и его элементы;

продукты сгорания или диспергирования в аэрозольном состоянии.

К пиротехническим составам предъявляют следующие требования:

заданный пиротехнический эффект;

минимальная чувствительность к механическим воздействиям и безопасность при изготовлении и применении;

достаточная физико-химическая стойкость при длительном хранении;

устойчивость по отношению к внешним тепловым воздействиям (невоспламеняемость от попадания искры и т.п.);

простота технологии изготовления;

доступность исходных материалов и наличие сырьевой базы.

В качестве окислителей пиротехнических составов применяют нитраты, хлораты, перхлораты, оксиды и пероксиды металлов, а также некоторые хлорпроизводные.

В качестве горючих компонентов пиротехнических составов применяют как органические, так и неорганические вещества и материалы. Из неорганических горючих чаще применяют металлы: алюминий, магний, их сплавы. Температура горения этих металлов и их сплавов выше температуры горения других горючих, как органических, так и неорганических. Магний обладает большой реакционной способностью, он легче воспламеняется и скорость горения его выше, чем у алюминия.

К органическим горючим относятся углеводороды (бензин, керосин, нефть, мазут, бензол, скипидар), углеводы (крахмал, сахар, древесные опилки и др.), смолы (бакелит, идитол), олифа. Роль горючих веществ и материалов часто выполняют некоторые дымообразователи, например, нафталин и др. Горючий компонент выбирают с учетом задачи получения наибольшего специального эффекта, требуемого от данного пиротехнического состава.

Например, в осветительных составах наилучший специальный эффект достигается при высокой температуре горения, поэтому в них применяют горючее с высокой теплотворной способностью. Наоборот, в дымовых составах не требуется высокая температура, нередко она даже нежелательна. В такие составы вводят горючий компонент с низкой теплотой сгорания (древесный уголь, углеводы) и не используют (или используют в малых количествах) алюминий или магний.

Для уплотнения пиротехнических составов, повышения их прочности или замедления горения вводят связующие, например, искусственные и естественные смолы (идитол, бакелит, поливинилхлорид, каучук, канифоль, шеллак), стеарин, парафин и другие органические вещества.

Для окрашивания пламени или дыма в пиротехнический состав вводят соли металлов: стронция (красный цвет), меди (синий цвет), бария (зеленый цвет), натрия (желтый цвет), а также органические красители.

К флегматизаторам, снижающим чувствительность пиротехнического состава к механическим воздействиям и уменьшающим скорость горения, следует отнести смолы, парафин, масла.

Основной формой химического превращения пиротехнических составов является горение. От теплового импульса (например, луча огня) они легко воспламеняются и в прессованном виде сгорают со скоростью 1-10 мм/с (имеются составы, например, осветительные или зажигательные, скорость превращения которых составляет от десятков до тысяч метров в секунду). При горении некоторых пиротехнических составов выделяется значительное количество тепла (например, при сгорании магния до оксида магния выделяется 25104 кДж/кг), развивается высокая температура до 2000-3000 оС. Однако при сгорании дымовых составов или составов, сгорающих за счет кислорода воздуха, температура горения ниже и достигает 700-1000 оС.

Горение пиротехнических составов сопровождается образованием газообразных и конденсированных продуктов. Яркость пламени обусловливается присутствием в нем твердых частичек. Энергия, освобождающаяся в результате химической реакции, используется не для производства механической работы (как у порохов и взрывчатых веществ), а для получения определенного пиротехнического эффекта: света, дыма, звука, тепла и пр.

Процесс горения пиротехнических составов можно разделить на две стадии.

Первая стадия – распространение процесса по поверхности состава. После сообщения составу теплового импульса извне вначале происходит, с одной стороны, эндотермический распад окислителя и, с другой стороны, эндотермическое испарение или разложение горючего. Эти два процесса идут одновременно и взаимно обусловливают друг друга.

После термического распада составных компонентов наступает экзотермическая реакция между окислителем и горючим, которая затем идет сама по себе за счет теплоты, выделяющейся при горении состава.

Скорость распространения процесса термического распада по поверхности определяется природой состава, степенью измельчения компонентов, формой поверхности, плотностью и внешним давлением.

Вторая стадия – распространение процесса в глубину состава за счет теплопроводности, диффузии газов и лучистой энергии. При горении составов одновременно протекают физические и химические процессы как в конденсированной, так и в газовой фазе. Скорость горения определяется такими факторами как природа состава, плотность прессования, природа оболочки, начальной температуры и давления, химической природы добавок.

Рассмотрим подробнее влияние различных факторов на скорость горения пиротехнических составов.

При анализе влияния природы состава следует учитывать теплоту и температуру его горения, скорость разложения окислителя, термическую стойкость горючего, теплопроводность и теплоемкость состава.

Между теплотой горения и скоростью горения существует корреляция, но лишь для однотипных пиротехнических составов. В подобных системах с увеличением металлического горючего и, следовательно, теплового эффекта скорость горения увеличивается, но до определенного предела, выше которого она падает. Вообще говоря, между теплотой горения и скоростью горения нет определенной зависимости. Известны случаи, когда составы с меньшим значением теплоты сгорания имеют большую скорость горения.

Чем выше активность окислителя и металлического горючего, тем больше скорость распространения пламени. Например, составы на основе нитрата натрия горят быстрее, чем на основе нитрата бария. Порошковые смеси из окислителя (хлорат, перхлорат, нитрат и др.) и металлического горючего (магний, алюминий) при поджигании быстро сгорают в виде вспышки, в то время как смеси хлоратов с углем или смолами, солями нитратов и смол сгорают весьма медленно, а в прессованном виде их трудно зажечь.

С увеличением степени дисперсности компонентов скорость горения увеличивается, что особенно заметно для составов на основе металлических горючих. Например, составы с алюминиевой пудрой горят значительно быстрее, чем порошковые составы. Чем легче окисляется металл, тем слабее влияет степень измельчения его на скорость горения.

С увеличением плотности состава скорость горения снижается. Это объясняется тем, что при повышении плотности уменьшается пористость со става, при этом затрудняется доступ газообразных продуктов реакции вглубь состава.

На скорость горения состава оказывает влияние материал корпусной детали (оболочки). Например, спрессованные составы в оболочке из картона, пластмассы горят медленнее, чем в металлической, так как в последнем случае происходит интенсификация подогрева последующих слоев составов раскаленной оболочкой. В оболочке из картона, пластмассы фронт горения примерно параллельный, тогда как в металлической оболочке он выглядит выпуклым к центру (в виде конуса с вершиной у центра). Диаметр пиротехнического изделия в картонной оболочке в пределах 10-90 мм практического влияния на скорость горения не оказывает.

С уменьшением теплопроводности состава скорость горения снижается. Этим можно объяснить медленное горение составов, содержащих смолы, которые обладают теплоизолирующими свойствами. Следует также иметь в виду, что диффузия газов при наличии таких легкоплавких веществ, как смолы, парафины и им подобные, становится затруднительной, что также приводит к уменьшению скорости горения.

Теплоемкость состава оказывает обратное влияние: с уменьшением её скорость горения увеличивается.

С повышением температуры изделия скорость горения увеличивается. Для одних и тех же составов скорость горения при 100 оС увеличивается в 1,2 раза по сравнению со скоростью горения при 0 оС.

С повышением внешнего давления скорость горения растет, а при достаточно высоких давлениях она может перейти в детонацию. Увеличение скорости горения с повышением давления объясняется тем, что тепловой эффект и температура реакции при этом становятся выше за счёт сокращения зоны реакции. В разреженном пространстве (~10 кПа) пиротехнические составы горят в два-три раза медленнее, чем при атмосферном давлении (101 кПа). При этом чем больше газовыделение в процессе горения состава, тем в большей степени скорость горения зависит от давления. Уменьшение скорости горения с понижением температуры можно объяснить большим объемом продуктов горения и менее плотным соприкосновением их с фронтом горения, вследствие чего прогрев последующих слоев состава и диффузия газообразных продуктов внутрь состава становится затруднительным.

Добавки к пиротехническим составам могут выступать как катализаторами горения, так и флегматизаторами, понижающими скорость горения. Например, соль Na2СО3 увеличивает скорость горения пиротехнических составов, а органические вещества (смола, масло) ее понижают.

На скорость горения пиротехнических составов влияние оказывают промежуточные продукты реакции. Например, смесь нитрата калия и идитола сгорает в четыре раза быстрее, чем смесь перхлората калия и идитола, несмотря на то, что тепловой эффект горения пары нитрата калия и идитола в три раза меньше, чем смеси перхлората калия с идитолом. Большую скорость горения смеси нитрата калия с идитолом можно объяснить тем, что скорость разложения калиевой селитры выше, чем у перхлората, а образующийся в реакциях горения оксид калия играет роль катализатора реакции.

Пиротехнические составы чувствительны к тепловым и механическим (удар, трение) импульсам и, в зависимости от формы начального импульса, при превышении допустимого уровня начального импульса, характер превращения может быть различным. От луча огня, искры, нагрева составы сгорают с небольшой скоростью (несколько миллиметров в секунду). От удара, трения, энергии, выделяемой при сгорании зарядов ВВ, скорость превращения может быть существенно выше (вплоть до детонации).

Чувствительность составов к тепловому импульсу характеризуется температурой вспышки, которая определяется как для ВВ [5, 6], а также лучом огня от огнепроводного шнура (от 100 % воспламенений – верхний предел чувствительности до 100 % отказов – нижний предел чувствительности).

Наиболее чувствительными являются составы на основе хлоратов, менее чувствительны на основе нитратов и металлов. Так, температура вспышки составов на хлоратах 250-300 оС, на основе нитратов 450-500 оС, на основе металлов (термитно-зажигательные) свыше 500 оС.

Чувствительность составов к удару определяется сбрасыванием изделий, упаковок (тары) с высоты. Некоторые пиротехнические составы по этому показателю превосходят ВВ (тротил, пикриновую кислоту).

Ряд пиротехнических составов обладают высокой чувствительностью к трению, например, составы на основе хлоратов, причем более высокой, чем у ВВ.

Таким образом, по своей природе пиротехнические составы являются взрывчатыми системами, однако взрывчатые свойства у них выражены слабее, чем у ВВ.

В процессе хранения даже в обычных условиях в пиротехнических составах происходят физические и химические изменения. Небольшое повышение температуры (до 50 оС) существенного влияние на стойкость не оказывает. В то же время повышение относительной влажности ускоряет процесс деструкции составов, особенно тех, которые содержат в качестве горючих компонентов металлы.

Например, один из составных компонентов пиротехнического состава – магний при взаимодействии с влагой выделяет водород, который, в свою очередь, восстанавливает окислитель.

Mg + 2 H2O = Mg (OH) + 2 H,

Ba(NO2) + 16 H + 2NH3 + 4 H2O

Эти процессы протекают с выделением тепла, вследствие чего процесс разложения может привести к самовоспламенению состава.

Методика определения пожаровзрывоопасных характеристик ПИ представлена в ГОСТ Р 51271-99 (с изменениями) и в НПБ 255-99.

Ниже приведены краткие описания методов из ГОСТ Р 51271, касающиеся оценки пожарной опасности ПИ и упаковок с ПИ.

^ Метод оценки пожарной опасности ПИ, предназначенных для применения в руках и не имеющих опасных факторов, кроме пламени и разлетающихся искр, заключается в органолептической регистрации загорания индикаторного вещества (ваты) в ячейках, размещенных на координатной площади.

Из всех испытаний выбирают максимальное значение расстояний до кюветы, следующей за той, в которой произошло загорание, и определяют это расстояние как радиус опасной зоны. Пожаробезопасной считают область пространства за пределами опасной зоны.

^ Метод оценки пожарной опасности изделий, упаковки (тары) с изделиями, применяемых при устройстве показов (костровая проба), заключается в установлении последствий загорания упаковки (тары) с размещенными в ней изделиями под действием открытого пламени (костровая проба).

Определяют давление в воздушной ударной волне или констатируют отсутствие ударной волны.

Если в процессе испытаний произошло срабатывание ПИ со взрывом (разброс костра, разлет осколков, образование ударной волны), то ПИ пожаровзрывоопасно и, при необходимости, подлежит испытаниям на более высокий класс опасности (например, класс опасности IV).

Если при испытаниях ПИ сгорело без образования осколков и ударной волны, то изделие считается невзрывоопасным.

Если происходит взрыв массой, то изделие относится к подклассу 1.1 по ГОСТ 19433. Считается, что взрыв массой происходит при воспламенении значительной части изделия (изделий в упаковке), так что практическая опасность оценивается исходя из одновременного взрыва всей массы ПИ, содержащихся в упаковке, или всех неупакованных изделий.

Если пробито отверстие в каком-либо из контрольных экранов, то изделие относится к подклассу 1.2 по ГОСТ 19433.

Если происходит