Введение к работе
Зашита технологических процессов производств мебели от взрывов и пожаров, создание условий для безопасности работающих людей является одной из главных задач, обеспечивающих безопасные условия труда и сохранение материальных ценностей.
Современные полуавтоматические и автоматические линии окраски мебели методом лаконалива еще не располагают абсолютно безопасными способами ведения технологических операций, предотвращающими образование горючей среды и возможность аварийных ситуаций. Постоянное наличие горючей среды в виде паров лакокрасочных материалов (ЛКМ) и возможность появления искрового разряда в горючей среде с энергией зажигания выше минимальной нередко приводит к возникновению пожаров, которые проявляются неожиданно, развиваются стремительно, что не всегда позволяет принять быстрые и адекватные меры по их ликвидации и спасению людей.
Актуальность рассматриваемой проблемы обусловлена следующими факторами:
значительным числом пожаров в мебельной промышленности и гибелью людей при пожарах;
быстрым распространением пожара на значительную часть производственных помещений, что приводит к большому материальному ущербу;
опасностью для жизни людей вследствие блокирования продуктами горения путей эвакуации производственных помещений;
опасностью для личного состава пожарной охраны, участвующего в тушении пожара;
- повреждением строительных конструкций, их обрушением, необходимостью ремонтно-восстановительных работ, являющихся дорогостоящими, длительными, что, в свою очередь, приводит к остановке производства;
- отсутствием расчетного метода определения массы испарив
шихся паров растворителей с вертикальной плоской струи ЛКМ.
К числу наиболее взрывопожароопасных технологических операций, требующих повышенного внимания с точки зрения взрыво-пожаробезопасности, относятся операции окраски мебели, связанные с обращением в технологических процессах большого количества горючих и легковоспламеняющихся веществ. Методологической основой разработки мер пожарной безопасности при окраске мебели методом лаконалива являются исследования условий образования горючей среды при работе лаконаливной машины (ЛНМ), оценка показателей пожарной опасности веществ и применяемого оборудования. На этих участках возникает опасность поступления в объем помещений горючих веществ, в частности, паров легковоспламеняющихся жидкостей и существуют условия, способные привести к образованию взрывоопасных паровоздушных смесей.
Вероятность возникновения взрыва или пожара, скорость его распространения и размеры, в основном, определяются параметрами ведения технологического процесса. В большинстве случаев, при прочих равных условиях определяющим для последствий взрывного горения является количество горючих веществ, способных поступить в воздушную среду помещения, условия их поступления, характер взрывного горения, обусловленный физико-химическими свойствами взрывоопасной паровоздушной смеси, размещением технологического оборудования и конструктивно-планировочными решениями зданий.
В настоящее время для создания защитно-декоративных покрытий на мебельных изделиях применяются различные, в основном легковоспламеняющиеся лакокрасочные материалы, в состав которых в качестве растворителей и разбавителей входят: ацетон, этанол, толуол, ксилол, бутанол, этилацетат и др.
К числу наиболее поддающихся автоматизации и интенсификации процессов окраски мебели относится процесс нанесения лакокрасочных материалов (ЛКМ) методом лаконалива на лаконаливных машинах. Достоинство этого метода состоит в том, что он позволил резко повысить производительность труда при отделке плоских горизонтальных поверхностей, обеспечить экономию ЛКМ и повысить скорость ведения технологического процесса. В то же время наличие открытого зеркала испарения ЛКМ из головок, завесы и бачков ла-
коналивных машин, а также движущихся частей конвейера, способных накапливать электрические заряды, обуславливает высокую пожарную опасность технологического процесса отделки, так как имеется возможность накопления опасных концентраций паров ЛКМ и зарядов статического электричества.
Происшедшие пожары на мебельных предприятиях свидетельствуют о том, что недооценка проблем пожарной безопасности участков отделки мебели не позволяет решить задачу по их сокращению. Это обусловлено отсутствием научно обоснованных расчетных методов, которые могли бы быть положены в основу разработки эффективных технических решений пожарной безопасности.
Целью работы является получение научно обоснованных данных, необходимых для расчета интенсивности испарения растворителей из нитроцеллюлозных лаков при отделке мебели методом лаконалива и разработка рекомендаций по пожарной безопасное ти процесса отделки мебели методом лаконалива.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1.Провести анализ пожарной опасности технологического процесса отделки мебели методом лаконалива.
2.Исследовать динамику процесса испарения пожароопасных растворителей из нитроцеллюлозных лаков при отделке мебели методом лаконалива.
3.Разработать экспериментальную установку и методику исследования процесса испарения пожароопасных растворителей из ЛКМ.
4.Разработать аналитическую модель, описывающую процесс массообмена при испарении растворителей из нитроцеллюлозных лаков.
5.Разработать методику расчета количества испаряющихся взры-во-пожароопасных растворителей из завесы нитроцеллюлозных лаков, необходимую для обоснования категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений отделки мебели.
Научная новизна работы.
Получены новые данные, характеризующие интенсивность испарения растворителей нитроцеллюлозных лаков из лаковой завесы.
Разработана модель, позволяющая определять количество паров растворителя, испаряющихся из нитроцеллюлозных лаков.
Получены экспериментальные данные по давлению насыщенных паров исследуемых ЛКМ при заданной температуре.
Получены данные о концентрационных пределах распространения пламени растворителя Р-646.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработан расчетный метод определения интенсивности испарения растворителей из ЛКМ, который дает возможность производить оценку пожарной опасности процесса отделки мебели методом лаконалива. Предложены эмпирические формулы для определения давления насыщенного пара нитроцеллюлозных лаков НЦ-218, НЦ-243М, и растворителя Р-646.
Разработаны рекомендации по обеспечению пожарной безопасности при эксплуатации лаконаливных машин.
Уровень обоснованности и достоверности научных положений автора. Все научные положения, теоретические выводы и рекомендации проверены и подтверждены экспериментально. Достоверность опытных данных обеспечена проведением минимально необходимого количества однотипных измерений и согласованностью полученных результатов с расчетными.
Реализация результатов работы.
Разработанные рекомендации нашли практическое применение и внедрены на Черкасском мебельном комбинате, а также на Московской экспериментальной мебельной фабрике.
Полученные в работе теоретические и экспериментальные данные по интенсивности испарения растворителей и давлению насыщенного пара используются в учебном процессе при выполнении научно-исследовательских и дипломных работ слушателями Академии ГПС МВД РФ.
Публикации и обсуждения диссертации. Результаты, полученные в работе, изложены в 5 печатных работах, докладывались и обсуждались на научно-практической конференции "Пожарная безопасность - ' 96", на заседаниях кафедры Пожарной безопасности технологических процессов, во ВНИИПО МВД РФ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех основных глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Включает 147 страниц машинописного текста, 23 рисунка, 7 таблиц, список литературы из 87наименований.
На защиту выносятся;
Результаты экспериментального исследования по испарению растворителей нитроцеллюлозных лаков при отделке мебели методом лаконалива.
Математическая модель и инженерный метод расчета интенсивности испарения и концентрации паров растворителей в процессе отделки мебели методом лаконалива.
Результаты экспериментальных исследований по определению давления насыщенного пара нитроцеллюлозных лаков и растворителей.
Рекомендации по повышению пожарной безопасности процесса отделки мебели методом лаконалива.