CC BY
4УДК 614.8:621.326
А.Н. Рак1, С.Н. Царенко2
1 Донецкий национальный технический университет, Донецк, 83001;
2 Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
ОБ ОПАСНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ В ТРЮМЕ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ НЕСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫМИ СУДАМИ
В статье на основании фотоматериалов, представленных в специализированном профессиональном издании для моряков, рассматривается чрезвычайная ситуация возникновения пожара лесных материалов в трюме судна от лампы накаливания. Проведенные исследования и расчеты позволяют выявить причину возникновения пожара, оценить время его развития и последствия. Статья будет полезна не только членам экипажей судов, задействованных в грузовых операциях, но и специалистам, занимающимся морскими перевозками.
Ключевые слова: пожар, лесоматериалы, трюм, судно, лампа накаливания.
^N. Rak1, S.N. Tzarenko2
1 Donetsk National Technical University,
Donetsk, 83001;
2 Kamchatka State Technical University,
Petropavlovsk-Kamchatskу, 683003 e-mail: [email protected]
ABOUT THE DANGER OF USING INCIDENTAL LAMPS IN THE HOLD WHEN TRANSPORTING TIMBER BY NONSPECIALIZED VESSELS
In this article, based on photographic materials presented in a specialized professional publication for seafarers, an emergency situation of a fire of forest materials in the hold of a ship from an incandescent lamp is considered. The studies and calculations carried out make it possible to identify the cause of the fire, to estimate the time of its development and the consequences. The article will be useful not only to crew members of ships involved in cargo operations, but also to specialists involved in maritime transportation.
Key words: fire, timber, hold, ship, incandescent lamp.
Состояние проблемы и задачи исследования
Пожар - неконтролируемое горение, приносящее материальные убытки, вред для жизни и здоровья граждан, интересам общества и государства. Особенно опасными являются пожары, возникающие на транспортных судах, перевозящих пожароопасные грузы, что может привести к значительному материальному ущербу и даже гибели людей. В настоящее время международные морские перевозки лесоматериалов осуществляются в основном специализированными судами - лесовозами. При этом погрузка и перевозка подобных грузов должны выполняться с соблюдением всех необходимых норм и правил погрузо-разгрузочных работ, пожарной безопасности, правил техники безопасности, электробезопасности и перевозки. Но иногда возникает острая необходимость перевозки таких грузов универсальными сухогрузами. Естественно, что в данном случае возникает высокая вероятность каких-либо чрезвычайных ситуаций. В п.п. 59, 60 [1] достаточно полно представлены причины возникновения на морских судах пожаров и источники самовозгорания материалов. Рассмотрим чрезвычайную ситуацию (ЧС) возникновения пожара на судне, которая приведена в [2], где разбирается ситуация погрузки в порту генерального груза в виде лесного бруса в трюмы судна и контейнеров с опасным грузом
на крышки люков трюмов. Далее описывается ЧС - развитие пожара с указанием времени срабатывания системы сигнализация обнаружения дыма в трюме через 1,5 ч, последующих действиях экипажа, властей и пожарной службы порта по ЧС.
Так, согласно отчету было установлено:
- причиной возгорания оказался жар, исходящий от лампы накаливания (ЛН) в грузовом трюме (рис. 1). Деревянные брусья находились на расстоянии менее 0,5 м от лампы, что привело к возгоранию. Последствия возгорания приведены на рис. 2 и рис. 3.
- на судне не оказалось письменно оформленной процедуры или контрольного листа, в котором бы прописывалось, что освещение в трюме необходимо отключать перед погрузкой легковоспламеняющегося груза или после окончания погрузки и закрытия крышек люков.
хи^вШШШШШ
Рис. 1. Лампа накаливания в трюме Рис. 2. Обуглившаяся древесина
в месте возникновения пожара
Рис. 3. Последствия возгорания древесины в трюме
Таким образом, документально оформлен факт возникновения ЧС в виде пожара и признан факт порчи груза. Поскольку информация о грузах неполная, то при таком подходе все равно не были расследованы истинные причины возгорания.
Рассмотрение данной и других ЧС имеется в открытом доступе и предоставляется бесплатно морякам при трудоустройстве в кадровых агентствах для ознакомления. Все это делается с целью избежания в дальнейшем подобных ситуаций.
Более детальное изучение материалов ЧС (рис. 2) свидетельствует о том, что представленные обстоятельства данной ситуации неоднозначны.
Цель работы - разработать метод оценки пожарной безопасности ЛН, а также ознакомить экипажи судов с возможными последствиями при халатном отношении к служебным обязанностям как со стороны администрации судна, электромеханика или лица, его замещающего, так и стивидорной компании.
Прежде чем перейти к изложению основного материала, остановимся на следующих моментах:
- погрузка судна должна осуществляться с учетом физико-химических свойств перевозимых грузов, которые должны быть указаны грузоотправителем;
- погрузка судна осуществляется в соответствии с грузовым планом, утвержденным капитаном судна, который передается стивидорной компании для осуществления погрузки.
В соответствии с отчетом установлен факт погрузки древесины с расстоянием менее 0,5 м. При этом были нарушены правила погрузки, приведенные в п. 29 раздела 4 [3], где указывается, что грузоподъемные машины устанавливаются так, чтобы при подъеме груза исключалось наклонное положение грузовых канатов и обеспечивался зазор не менее 0,5 м над встречающимися на пути перемещения груза оборудованием, штабелями груза. При перевозке лесных грузов специализированными судами эти расстояния иные, исходя из конструктивных особенностей лесовозов.
Согласно требованиям [4] в трюмах должны быть обеспечены нормы освещенности 20 лк, а согласно требованиям [5] - 30 лк. То есть нормы освещенности, приведенные в [4, 5], несколько отличаются. На большинстве лесовозов освещение трюмов вообще отсутствует. Оно осуществляется стационарными прожекторами в порту. При этом в соответствии с основными требованиями правил пожарной безопасности к электрооборудованию [6]:
1.4.7. Расстояние между светильниками с ЛН и предметами (строительными конструкциями) из горючих материалов должно быть не меньше значений, приведенных в табл. 1.
Таблица 1
Расстояние между светильниками с ЛН и предметами (строительными конструкциями)
из горючих материалов
Номинальная мощность Р, Вт Минимальное расстояние, м
100 0,5
300 0,8
500 1,0
Другие виды светильников должны размещаться от горючих материалов и предметов на расстоянии не меньше 0,5 м, а от горючих строительных конструкций - не меньше 0,2 м.
1.4.9. Расстояние от кабелей и изолированных проводов, проложенных открыто по конструкциям на изоляторах, тросах, в лотках и т. п. к местам открытого хранения (размещения) горючих материалов, должно быть не меньше 1 м.
1.4.10. В случае открытой прокладки незащищенных проводов и защищенных проводов (кабелей) с оболочками из горючих материалов расстояние от них к горючим основам (конструкций, деталей) должно составлять не меньше 0,01 м. В случае невозможности обеспечить указанное расстояние провод (кабель) следует отделять от горючей поверхности слоем негорючего материала, который выступает с каждой стороны провода (кабеля) не меньше, чем на 0,01 м.
Анализ фото (рис. 1) показывает, что были нарушены и эти пункты.
Таким образом, предполагаемым источником возгорания, исходя из расстояния 0,5 м, является ЛН мощностью 100 Вт. Как показано в [7] и на рис. 4, такую температуру могут достичь ЛН мощностью 100 и 200 Вт. Дальнейшее изучение данного вопроса показывает, что для воспламенения древесины необходимо обеспечить критическую плотность падающего лучистого потока в соответствии со значением qKр = 13,9 кВт/м2, приведенным в [10]. При этом температура воспламенения должна достигнуть 250-300оС.
Так, в соответствии с [8] отечественной промышленностью для применения на морских судах выпускаются только ЛН мощностью 100 и 200 Вт. Их геометрические размеры для традиционной грушевидной формы (рис. 5) указаны в табл. 2.
Таблица 2
Геометрические размеры ЛН различной мощности
Тип ЛН Мощность ЛН, Вт ГОСТ D, м L, м Тип цоколя
С220-100 100 1608-88 0,066 0,111 Е27
С220-200 200 1608-88 0,081 0,15
РН220-230-300-1 300 ГОСТ Р 52706-2007 0,068 0,165
Площадь поверхности ЛН составляет:
£ = п • О2 + п • ^ • к = п • О2 + п • ^ • (Ь - О -1 )
нов ц ц 4 ц ^
м
(1)
где Б - диаметр шарообразной части ЛН, м; Ь - длина лампы, м;
йц - диаметр цилиндрической части ЛН, м; к - высота цилиндрической части ЛН, м; 1ц - длина цоколя, м.
Для ЛН с цоколем типа Е27 йц = 0,027 м и длина цоколя = 0,027 м.
Рис. 4. Температура поверхности ЛН
Рис. 5. Форма и габаритные размеры традиционных ЛН
Значение критической плотности теплового потока дКр составит:
4кр =-
Р •10-
кВт/м2
(2)
где Р - мощность электрической лампы, Вт;
- площадь боковой поверхности лампы накаливания, м2.
Расчеты, выполненные для ЛН указанной мощности с помощью соотношений (1) и (2), показывают, что критическая плотность падающих лучистых потоков при этом составит: для ЛН 100 Вт - 7,3 кВт/м2, а для ЛН 200 Вт - 10 кВт/м2. Для ламп иной формы необходимо поверхность лампы заменить (аппроксимировать) геометрическими фигурами, имеющими стандартное математическое описание, например, усеченные конусы, шаровые сегменты и т. п.
Если утверждать, что источником воспламенения все-таки стала ЛН, то возьмем, например, ЛН бытового назначения мощностью 300 Вт, которая изготовлена в соответствии с [9]. Ее геометрические размеры также представлены в табл. 2. При расчетах, полученных в соответствии с соотношениями (1) и (2), критическая плотность падающих лучистых потоков составит 20,27 кВт/м2. То есть для лампы данного типа можно получить величину дкр, превышающую допустимую 13,9 кВт/м2.
Химическая стойкость древесины зависит от ее породы. Для увеличения срока службы дерева создают условия, необходимые для уменьшения развития микроорганизмов, грибов и насекомых. Органические вещества не вызывают разрушения древесины. Поэтому для увеличения коррозионной стойкости и эффективной защиты воздушно-сухой древесины от гниения (в качестве антисептика) древесину пропитывают формальдегидными смолами, которые отравляют организмы, вызывающие гниение древесины. Формальдегидные смолы не повышают температуру воспламенения древесины.
Горение фенолформальдегидных смол не происходит, они подвергаются обугливанию. Огонь приобретает желтый оттенок, появляются неприятный запах фенола и розовая окраска [10].
3
Таким образом, был нарушен п. 7.1. [11], где отмечается, что противопожарный режим устанавливают с учетом вида лесоматериалов. Пиломатериалы и сортименты, антисептированные динитрофенолом, каменноугольным, креозотовыми маслами, являются наиболее пожароопасными. При их транспортировке необходимо выполнять соответствующие требования Правил МОПОГ [12].
Можно определить и время воспламенения лесоматериалов в соответствии с [13].
Для термически толстых материалов, физическая толщина которых больше размера прогреваемого слоя (образцы толщиной 15-20 мм), время воспламенения определится в соответствии с выражением (3), а для термически тонких материалов, физическая величина которых меньше толщины прогреваемого слоя (образцы толщиной 1-2 мм), - в соответствии с выражением (4). Для образцов с промежуточной величиной - по выражению (5).
= п • *-р - т„)2, (3)
4-q
= р--(тв -Т0), (4)
Гв = р-С-)
(Тв - То) q
(5)
где k - теплопроводность материала, Вт/(м^);
р - плотность материала, кг/м3;
с - удельная теплоемкость материала, Дж/(кг-К);
Тв и Т0 - температура поверхности материала при воспламенении материала и начальная соответственно, оK;
q - плотность теплового потока, Вт/м2;
Lo - толщина образца, м.
Подставляя в выражение (3) значения входящих в нее величин, получаем, что время воспламенения древесины составит примерно 1 ч.
Время горения можно определить и по величине обуглившегося слоя. После возгорания древесина начинает обугливаться со скоростью примерно 0,8 мм в минуту. В массивном лесоматериале очаг возгорания распространяется медленно, поскольку обугленная часть древесины задерживает продвижение огня и замедляет нагревание внутренних слоев древесины, и таким образом препятствует развитию пожара. Например, на расстоянии 15 мм от обугленной зоны температура древесины составляет ниже 100°С. Это свойство используется, например, при расчетах размеров несущих конструкций.
При дальнейшем повышении температуры это могло бы спровоцировать воспламенение опасного груза, перевозимого в контейнерах на открытой палубе.
Сделаны следующие выводы:
1. Капитаном судна были нарушены требования «Правил безопасности морской перевозки лесных грузов», п. 1.5 [11] в части представления «Информации о грузе», содержащей достоверную и полную информацию о транспортных характеристиках, всех особых и опасных свойствах груза, о мерах предосторожности, соблюдение которых необходимо для безопасной и сохранной перевозки груза, а также п. 4.4 [11] в части подготовки трюмов к транспортированию лесных грузов, пропитанных антисептическими материалами.
2. Экипажем судна был нарушен п. 4.7 [11], в котором указывается, что по окончании погрузки электроосвещение трюмов должно быть отключено. Вместо этого указывается, что отсутствовала письменно оформленная процедура или контрольный лист, в котором бы прописывалось, что освещение в трюме необходимо отключать перед погрузкой легковоспламеняющегося груза или после окончания погрузки и закрытия крышек люков.
3. Для соблюдения требований норм освещенности, предписанных в [3, 4], на судне применялись лампы бытового назначения большей мощности, изготовленные по ГОСТ [9], а не лампы, рекомендуемые для применения на морских судах по ГОСТ [8].
q
3
4. Стивидорной компанией были нарушены «Правила по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах» [3] и «Правила построения электроустановок» [6] в части соблюдения безопасных расстояний между грузом и ЛН.
5. Фактически было составлено мировое соглашение между представителями грузоотправителя в лице порта и грузоперевозчика в лице капитана судна для минимизации возмещения материальных потерь грузополучателю, связанных с порчей груза.
6. Для предотвращения возгорания перевозимых в трюмах лесоматериалов неспециализированных судов рекомендуются светодиодные лампы.
Литература
1. Постановление Минтранса РФ от 31.10.2003 № 10 «О правилах пожарной безопасности на морских судах» [Электронный ресурс]. - URL: https://rulaws.ru/acts/Postanovlenie-Mintransa-RF-ot-31.10.2003-N-10/
2. The Maritime Telegraph (Морская правда). - № 6 (0611). - Июнь 2019 - Одесса, 2019. -С. 14.
3. Правила по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов: Приказ Министерства труда № 753Н от 28 октября 2020 года [Электронный ресурс]. - URL: https://docs.cntd.ru/document/573113861.
4. Санитарные правила для морских судов СССР. - М.: Моркнига, 2018. - 184 с.
5. НПАОП 63.22-1.04-88. Правила безопасности труда в морских портах (1690) [Электронный ресурс]. - URL: https://dnaop.com/html/1690_3.html
6. НАПБ В.01.056-2005. Правила построения электроустановок. Противопожарная защита электроустановок (СОУ-Н МПЕ 40.1.03.310:2005) (3509) [Электронный ресурс]. - URL: https://dnaop.com/html/3509_2.html.
7. ГОСТ 12.1.004-91. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2006. - 68 с.
8. ГОСТ 1608-88. Лампы накаливания судовые. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1988. - 28 с.
9. Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 52706-2007 (МЭК 60064:1993). Лампы накаливания вольфрамовые для бытового и аналогичного общего освещения. Эксплуатационные требования.
10. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: Учебник для вузов. - СПб.: СПбЛТА, 1999. - 628 с.
11. Правила безопасности морской перевозки лесных грузов. РД 31.11.21.01-97. Том 2. - М.: ЦНИИМФ, 1996. - 70 с.
12. Правила морской перевозки опасных грузов (Правила МОПОГ). РД 3115 01-89. - Том I. - М.: В/О «Мортехинформреклама», 1990. - 664 с.
13. Mikkola E., Wichman I.S. On the Thermal Ignition of Combustible Materials // Fire and Materials. - 1989. - Vol. 14. - P. 87-96.
