http://www.yasa.org     http://www.lassanet.org   http://www.lasip.net   http://www.srfo.org
عضو في
مجموعة اليازا
 
Arabic Version   English Version
 
 

LFPC special edition: Fire Safety
 
 


لبنان، الحازمية،
شارع مار روكز،
بناية عقل الطابق الثاني
صندوق بريد: 45 - 083 الحازمية
تلفون: +961-5-452587
فاكس: +961-5-952587
 
ذوق مصبح – الطريق العام
سنتر يسوع الملك الطبي الطابق الرابع
تلفون/فاكس: 09-215775
صندوق بريد: 175 ذوق مكايل
: البريد الالكتروني lfpc@lfpc.org
 
 
 
  الإنفجارات الصناعية
رجوع
                           
                              الإنفجارات الصناعية  
         
 
1-   مفهوم الإنفجار والعوامل المؤثرة فيه:
الإنفجار عبارة عن عملية أكسدة سريعة جدا للمادة نتيجة لإثارة فوق العادة ينتج عنها ضوء وحرارة مصحوبة بكمية كبيرة من الضغط الذي يبذل على الحيز المحيط بالمادة.
أي يمكن تعريفه بأنه عملية تحويل للطاقة المعطاة للمادة أيا كان شكلها إلى طاقة ميكانيكية رهيبة أي طاقة حركية كبيرة جدا وسريعة جدا تجعل جزيئات المادة تتصادم مع بعضها ومع الحيز المحيط بها محدثة عددا لا نهائي من التصادمات التي تحدث بالتالي ضغطا على جدار الحيز لا يستطيع تحمله فيحدث تدمير شامل له وتتحرر هذه الجزيئات من الحيز الذي يحتويها بالإنفجار.
ومن العوامل الهامة جدا والتي يجب أخذها في الإعتبار عند دراسة الإنفجار، سرعة التفاعل فالإنفجار يتأثر بعدة عوامل، هي:
1-   نسبة مخلوط الغاز مع الهواء.
2-   الضغط البدئي الموجود والذي بدأ عنده التفاعل.
3-   درجة الحرارة البدئية.
 
ولإعطاء فكرة عن سرعة التفاعل يكفي أن نعرف أن سرعة سريان موجة الإنفجار الحرارية أو الموجة الحرارية المصحوبة بإنفجار في درجة حرارة الجو عند سطح البحر تتراوح ما بين 10 إلى 30 قدما في الثانية ورغم قصر هذا الزمن إلا أن الأجهزة المقاومة للإنفجار تعمل في زمن يقدر بحوالي 1\1000 من الثانية والإنفجار يتأثر بتغيير حجم الحيز الذي يوضع فيه من حيث الفترة الزمنية التي يستغرقها حتى يحدث فكلما زاد حجم الحيز زادت هذه الفترة الزمنية.
كما يتأثر الإنفجار بالضغط الإبتدائي فكلما زاد هذا الضغط قلت الفترة الزمنية اللازمة لحدوث الإنفجار ووصول إلضغط إلى الضغط النهائي اللازم لحدوث الإنفجار. واما بالنسبة لدرجة الحرارة فإنه كلما زادت درجة الحرارة الإبتدائية التي يحدث عندها التفاعل المسبب للإنفجار كلما قلت الفترة الزمنية اللازمة لكي يحدث التزايد اللازم للوصول إلى ضغط الإنفجار النهائي.
 
2-   قابلية المواد للإنفجار:
وهي تنطبق بالإضافة إلى المركبات والمواد الكيميائية المصنفة كمواد متفجرة، على العديد من العناصر والخلائط والمركبات الكيميائية الطبيعية أو المصنعة والتي توضع قيد التداول والإستخدام الصناعي والمهني والخدمي والمنزلي ومن اشهر المواد الصناعية التي تنطبق عليها مواصفات المواد المتفجرة أو المواد القادرة على الدخول في تفاعلات بالغة الحيوية تؤدي إلى حوادث الإنفجارات:
البيروكسيدات العضوية وعدد كبير من المركبات الآزوتية والمركبات النيترية وهي مركبات غير مستقرة يمكن أن تكون في شكل مركبات وسيطة في التفاعلات الكيميائية. كما يمكن ان يحدث الإنفجار نتيجة التفاعل بين مواد كيميائية غير مؤتلفة.
يمكن تقسيم العناصر والخلائط والمركبات الكيميائية المتفجرة أو القادرة على إحداث إنفجار ضمن شروط وظروف معينة على النحو التالي:
  • المواد الكيميائية المصنعة للإستخدام كمواد متفجرة.
  • المواد الكيميائية غير المستقرة.
  • مخاليط الغازات والأبخرة القابلة للإشتعال\الإنفجار.
  • مخاليط الجزيئات(الأغبرة) ذات المنشأ الحيوي أو الكيمائي والقابلة للإشتغال\الإنفجار.
ويمكن تقسيم هذه المواد تبعا لشكل وطبيعة ومصدر حدوث الإنفجار:
  • مواد متفجرة عن طريق الرج.
  • مواد متفجرة عن طريق الإحتكاك.
  • مواد متفجرة نتيجة تعرضها للهب.
 
3-   إنفجار الغازات والابخرة:
 
جميع السوائل القابلة للإشتعال تقريبا عبارة عن مركبات ناتجة عن إتحاد كيميائي للكربون مع الهيدروجين وقد يتضمن هذا الإتحاد الاوكسيجين وقد يضم الامونيا والآزوت وبشكل اقل الكبريت. كما أن معظم السوائل القابلة للإشتعال التي تتوفر في الإستخدام الصناعي-الخدمي والمنزلي يتم الحصول عليها من البترول الخام والكحوليات او قطران الخشب.
ولو نظرنا لصيغة المواد الكيميائية نلاحظ إختلافا في عدد ذرات الهيدروجين الداخلة في تركيب المواد المختلفة وكذلك عدد ذرات الكربون. وبشكل عام فإنه كلما زاد عدد ذرات الهيدروجين كانت المادة أكثر تطايرا حتى نصل إلى المواد الموجودة على شكل غازات في درجة الحرارة العادية مثل البروبات والبوتان.
وتشير سرعة تطاير السائل إلى إنخفاض نقطة وميضة، وبالتالي إلى خطورته، ولكن هذا لا يتضمن كل ما يحويه السائل من خطورة أو يعبر عن كل خواصه الخطرة من وجهة نظر السلامة.حيث تبدي جميع السوائل درجات تحلل مختلفة بما في ذلك السوائل المشتعلة ذات نقطة الوميض المرتفعة في الجو العادي، وتلعب خواص المادة هنا اهمية عملية في تحديد خطورتها حيث يتوقف معدل إنتشار الغازات والابخرة القابلة للإشتعال والإنفجار في الهواء او الأوكسيجن على خواص المادة المتمثلة بكثافة الأبخرة ووزنها النوعي، كما تلعب الظروف البيئية المحيطة مثل حرارة الوسط وسرعة الرياح، دورا هاما في خلق بيئة مناسبة لحدوث الإشتعال أو الإنفجار في الغازات المتفجرة. حيث يساهم إرتفاع حرارة الوسط في زيادة تبخر السوائل القابلة للإشتعال من جهة كما تساهم حركة الرياح المنخفضة في تراكم الأبخرة لا سيما الأبخرة ذات الكثافة المرتفعة وعدم تبديدها وإنتشارها ببطء وبتركيز يمكن أن يصل إلى حدود الإشتعال والإنفجار في مناطق إنتشارها، لا سيما في المناطق المنخفضة أو رديئة التهوية، بما في ذلك المناطق المجاورة، وبخاصة بالنسبة للمواد ذات المجال الضيق لحدود الإشتعال \الإنفجار.
في مثل هذه الظروف يمكن ان تبدي الغازات والأبخرة الخطرة والتي تتميز بكثافة منخفضة ميزات أمان اكبر كما هو ملاحظ من التجربة المأخوذة عن الحوادث.
 
أ-العوامل المساهمة في إنفجارات الغاز والأبخرة:
 
لدى دراسة الأبخرة والغازات المشتعلة أو المتفجرة من وجهة نظر الوقاية يعنى بشكل كبير بكثافة الغاز أو البخار لأن هذه الكثافة تتصل مباشرة بوزنه النوعي الذي يشير مباشرة إلى خفته أو ثقله، مقارنت بالهواء لذا فهي تعتبر معيارا هاما يستند إليه لدى تصنيف خطورة الغازات والأبخرة وتكوين المخاليط القابلة للإشتعال والإنفجار في شروط وظروف مماثلة من الحرارة والضغط.
فمثلا كثافة أبخرة البنزين هي وهذا يعني أن وزنه النوعي يساوي ثلاثة أضعاف كثافة الهواء بينما نجد ان كثافة غاز الميتان هي حوالي 0,5) ) وهذا يعني أنها تمثل نصف كثافة الهواء وبالتالي فإن خطورة إنتشار غاز الميثان في الهواء وتكوين مخلوط قابل للإشتعال أو الإنفجار في شروط متماثلة من حيث درجة الحرارة والضغط وحركة الهواء، تكون أكبر في حالة البنزين، بينما نجد أن أبخرة البنزين في ظروف أخرى تشكل خطورة اكبر، عندما تستطيع نتيجة كثافتها المرتفعة الإنتشار بسرعة أقل وفي أمكنة ذات مستويات منخفضة مما يعزز زيادة تركيز الأبخرة والوصول إلى الحدود الإنفجارية في الأماكن التي تتراكم فيها هذه الأبخرة.
 
ب- مدى ومجال إشتعال وحدود إنفجار الغازات والأبخرة:
مدى أو مجال الإنفجارعادة أضيق من مجال الفرقعة للمخلوط الواحد وهو يمثل الفرق بين (الحدين الاعلى والأدنى للمجال)ويحدث الإنفجار لدى بعض الغازات القابلة للإشتعال عندما يتكون منها مخلوط مع الاوكسيجن بينما لا ينفجر البعض الآخر مطلقا ويوضح الجدول التالي رقم بعض غازات النوع الأول.
 
مجال الإنفجار والفرقعة في الهواء والاوكسيجين لمواد مختارة :
قد يحدث الإنفجار في الأدوات أو التجهيزات المستخدمة في الصناعة عند توفر الظروف المناسبة ويحدث غالبا عندما يتكون مخلوط غاز مشتعل مع الهواء او الاوكسيجين. والإنفجار (الفرقعة) الذي يحدث قد يكون شديدا فيحطم الآلة أو الجهاز الذي حدث فيها الإنفجار.
 
4-   المتفجرات والمواد المتفجرة:
وهي عبارة عن مركبات او مخاليط من مواد كيماوية لها القدرة على التحول الكيميائي السريع نتيجة وجودها في حالة توازن غير مستقر ولا تحتاج إلا إلى فرصة لان تتفاعل أو تتفكك لذا يحدث في هذه المواد إنفجار أو تفجير وذلك بحسب طبيعة وشكل إشعال النار مع كل ما ينتج عن ذلك من آثار حرارية وميكانيكية. ويمكن تقسيم المواد المتفجرة أو المخاليط الفعالة المحتوية عليها والتي تصنع او تستخدم بالمعتاد كمتفجرات إلى المجموعات التالية:
 
 
. المواد شديدة التفاعل والإحتراق:
وهي المواد التي تحول المركب الكيميائي النشط إلى جسم منفجر وجميع هذه المواد حساسة للصدمات والإحتكاك والتسخين والتعرض للهب ومن أمثلة هذه المواد التي تستخدم لإحداث الإنفجار في المواد المتفجرة:
  • ثري سيا نات الرصاص.
  • فلمنات الزئبق.
  • أزيد الرصاص.
 
. المواد الدافعة:
 
وهي مواد تكون عادة غير حساسة نسبيا للصدمات والإحتكاك. ولكنها تتميز بحساسية شديدة الإشتعال والشرر والتسخين. وتستخدم المواد الدافعة بوجه خاص كمواد متفجرة لرفع القذائف والصواريخ ومن أمثلة هذه المواد:
  • البارود الأسود.
  • البارود اللادخاني.
  • مخاليط نتروغسلين مع النترات – الديناميت.
 
المواد الفعالة\المتفجرة(المنفجرة):
وهي عبارة عن مواد أو مخاليط تستخدم بشكل مستقل أو مع مواد اخرى لإحداث الإنفجارات. وجميع هذه المواد غير حساسة نسبيا للصدمات والإحتكاك والإشعال والتسخين وهي ذات فترة تفاعل أكبر نسبيا مقارنة مع المواد الدافعة ويجري إشعالها عادة بمواد الفئة الاولى(المواد شديدة التفاعل والإحتراق) وتستخدم مواد هذه المجموعة وحدها أو مع مواد أخرى لإحداث الإنفجارات ومن أمثلة مواد هذه المجموعة:
- مركبات الهيدروكاربونات العطرية وغير العطرية مثل:
  •        TNT  ثلاثي نتروتولين
  •        TNP  ثلاثي نتروفينول
  • نيترو الامينات وإسترات حمض النتريك.
  • الديناميت.
  • الدينامكس.
  • التابيت
  • زيت الأكتيون المحتوي على آزوتات النشادر(نترات الأمونيوم).
  • الكحولات متعددة الهيدروكسيل مثل نيتروغليسرين ونتروسللوز.
  • أملاح حمض النتريك(نترات الألمنيوم).
 
 
.- المواد النارية:
 
وهي عبارة عن مركبات كيميائية تولد بعد إشعالها كمية كبيرة من الحرارة والضوء والدخان أو الغازات وتصنع وتستخدم عادة في الألعاب النارية وصواريخ الإشارة والإنارة الليلية، وتتألف من مزيج من مسحوق معدني مثل الالمنيوم أو المغنزيوم مع مادة مانحة أو منتجة للاوكسيجين اللازم للإحتراق مثل النترات (الآزوتات).
 
5-   تصنيف المواد المتفجرة أو القابلة للإنفجار:
أولا: مواد متفجرة بنتيجة تأثير عوامل وظروف خارجية خطرة.
ويمكن تقسيم هذه المواد تبعا لطبيعة وشكلالعوامل والظروف الخارجية المؤثرة إلى مجموعات على النحو التالي:
  • مواد متفجرة بدرجات شدة مختلفة نتيجة-الإحتكاك – الدلك-الرج-مصادر التسخين المختلفة(تسخين مباشر-شرر-لهب-حرارة شعاعية...).
  • مواد متفجرة نتيجة تعرضها لمواد كيميائية تطلق مركبات حساسة جدا للإنفجارات أو المزج مع عوامل مؤكسدة أو التعرض لأبخرتها.
  • مواد متفجرة( ذاتيا) نتيجة التعرض المباشر للهواء أو مصادر أو مواد منتجة للاوكسيجين.
ثانيا-    مواد متفجرة بوجود أو غياب الأوكسيجين أو الهواء.
ثالثا-    مواد متفجرة فقط في ظروف التسخين إلى درجة حرارة مرتفعة.
رابعا-   مواد متفجرة فقط عندما تكون في الحالة الجافة.
خامسا- مواد متفجرة فقط لدى مزجها مع مواد قابلة للإشتعال.
سادسا- مواد يمكن أن تطلق (غازات\أبخرة) منفجرة( بيروكسيدات).
سابعا-  مواد منفجرة نتيجة التسخين في جو محصور ومغلق.
ثامنا-   مواد منفجرة \ خلائط (غازات-أبخرة- أغبرة)نتيجة وجودها في جو مغلق أو مفتوح.
 
6-   إنفجار الأغبرة :
 
تنطوي جميع الأغبرة الدقيقة على خطر الإنفجار عندما يكون منشؤها من مواد صلبة معدنية مثل الألمنيوم والمغنزيوم والتيتان والكبريت والأغبرة ذات المنشأ الطبيعي مثل الدقيق والكاكاو والنشاء والسكر وأعلاف الحيوانات والخشب والفحم والفلزات والأغبرة الناجمة عن العديد من المنتجات الكيميائية الصنعية مثل البلاستيك والمنتجات الكيميائية العضوية بما في ذلك المبيدات وتنطبق جميع الشروط المحددة لوقوع الإنفجارات في خلائط الغازات والأبخرة مع الهواء على حرائق الأغبرة القابلة للإشتعال. من وجهة نظر الوقاية فإن الأغبرة الصادرة عن جميع الأجسام الصلبة شديدة الإشتعال والمشتعلة والتي تحضر او تستخدم على شكل دقائق أو الصادرة عن عمليات صناعية مثل مخلفات تصنيع المواد السائلة والصلبة المشتعلة أو لدى طحن أو سحق أو تكسير أو صقل وقطع هذه المواد، يجب ان تعتبر كأغبرة خطرة يمكن أن تؤدي إلى حوادث إشتعال و\أو إنفجارخطرة ما لم تصنف كمواد أغبرة حاملة على غرار أغبرة الإسمنت والتراب والجير الكلسي والكوارتز والزجاج...
 
أ‌-شروط قابلية شروط قابلية الأغبرة للإنفجار:
وتتعلق هذه القابلية بشكل رئيسي بمدى قابلية منشأ الأغبرة في الحالة الصلبة للإشتعال والدخول في تفاعلات الغحتراق. إضافة إلى توفر الشروط التالية:
. القطر الديناميكي لجزيئات سحب الأغبرة القابلة للإشتعال حيث تقترب سحب الأغبرة المتكونة من جزيئات شديدة الدقة من مواصفات الغازات والأبخرة القابلة للإشتعال والإنفجار.
. تركيز الابخرة في المخلوط المتفجر: والذي يحسب على أساس كتلة المادة المشتعلة في المتر المكعب من حجم المخلوط. وترتبط إمكانية حدوث إشتعال وإنفجار الأغبرة بكل من التركيز وحجم جزيئات الاغبرة.
. طاقة مصدر الإشتعال : تختلف الطاقة اللازمة لبدء إشتعال وإنفجار الأغبرة تبعا لكل من قابلية المواد للإحتراق من جهة ولحجم الجزيئات المكونة لسحب الاغبرة من جهة اخرى. ولقد دلت التجارب العلمية بصورة خاصة على أنه عندما يتراوح القطر الديناميكي لجزيئات الاغبرة بين(20-100) ميلي ميكرون تلزم طاقة منخفضة لا تتجاوز 100ميلي جول لإحداث الغنفجار وأن سحب الاغبرة التي يقل قطرها عن 20 ميلي ميكرون، والتي تتمتع بمساحة سطح واسع جدا للغشتعال تحتاج إلى طاقة حراريةبحدود 10 ميلي جول لإحداث إشتعال فيها. ويمكن الحصول على مثل هذه الطاقةمن مصادر إشعال عديدة.
وتتوفر بالمعتاد في الاوساط التي تتولد فيها سحب الأغبرة القابلة للإشتعال والإنفجار مصادر عديدة للإشتعال مثل تفريغ شحنة كهربائية ساكنة بسيطة، إحتكاك بين أجسام معدنية صلبة، ومصادر التسخين الكهربائية المتعددة. ومع توفر مصادر حرارة عديدة ذات طاقة حرارة اكثر من 100 ميلي جول مثل إستخدام السجائر والسخانات وعمليات اللحام وتفريغ شحنات كهربائية ساكنة كبيرة ومصادر اللهب المكشوف وشرر المعدات الكهربائية لا سيما القواطع، فإن فرص وجود مصدر حرارة كاف لبدء إشتعال وإنفجار الأغبرة متاحة بشكل دائم.
 
ب- الحدود الإنفجارية للأغبرة:
بين الجدول رقم 7 الحدود الإنفجارية لعدد من الاغبرة الناجمة عن مواد كيميائية وحيوية يمكن ان تؤدي إلى حوادث إنفجارات صناعية خطرة.
تقسم المواد الصلبة القابلة للإشتعال إلى ثلاث مجموعات أو أنواع تبعا لمساحة سطوحها النسبية المعيارية وهي بيان رقمي يدل على مساحة جرام واحد من الم ادة الصلبة مقدرة بالسنتيمترات المربعة وهي على النحو التالي:
 
النوع الأول KINDER:
ويشمل المواد ذات القياس السطحي المعياري الذي يزيد عن 20 CM2 للغرام الوزني للمادة القابلة للإشتعال. وهو النوع الذي يمكن إشعاله بسهولة بحرارة عود ثقاب.
 
النوع الثاني KINDLING:
ويشمل المواد ذات القياس السطحي المعياري الذي يتراوح بين (2-20cm2 ) للغرام الوزني للمادة القابلة للإشتعال، وهو النوع الذي يحتاج إشعاله إلى كمية طاقة اكبر من الكمية اللازمة لإحتراق النوع الاول ويشتعل بالمعتاد بقطع مشتعلة من النوع الأول.
 
النوع الثالث( BULK):
 
ويشمل المواد ذات القياس السطح  المعياري الذي يتراوح بين(0.4 – 2 CM2)  للغرام الوزني للمادة القابلة للإشتعال وهو النوع الذي يحتاج إشعاله إلى طاقة أكبر من الكمية اللازمة لإحتراق النوع الثاني ويشتعل بالمعتاد بقطع مشتعلة من النوع الثاني.




 
إسم الكتاب: الحرائق والإنفجارات(المخاطر ومعايير الحماية).
الكاتب: منظمة العمل العربية-المعهد العربي للصحة والسلامة المهنية-دمشق.
الناشر: منشورات المعهد العربي للصحة والسلامة المهنية-دمشق .2004
 
 
 
 
http://www.itecme.com/ http://www.itecme.com/