Nguyên nhân cháy nổ và các biện pháp phòng chống cháy nổ

Để hạn chế các vụ  tai nạn do cháy, nổ xảy ra thì chúng ta cần phải đi tìm hiểu nguyên nhân gây ra các vụ cháy nố là như thế nào và phải hiểu rõ các kiến thức cơ bản về nó từ đó chúng ta mới đi tìm ra được các biện pháp hữu hiệu nhất để phòng

Hiểu các kiến thức cơ bản về cháy nổ

a) Định nghĩa quá trình cháy

Quá trình chống cháy, nổ. Hãy cùng  đèn led chống cháy nổ Hasaco đi tìm hiểu vấn đề này các bạn nhé.

1. Tìm cháy là quá trình hoá lý phức tạp, trong đó xảy ra các phản ứng hoá học có toả nhiệt và phát sáng. Các phản ứng cháy có kèm theo tiếng nổ đặc biệt có tác hại lớn, vì ngoài nhiệt lượng lớn và ngọn lửa trần được tạo ra, còn có sóng áp suất do nổ, phá hủy các thiết bị và các công trình xung quanh.

b) Quá trình cháy của vật chất (rắn, lỏng và khí) bao gồm các giai đoạn

• Oxy hóa.
• Tự bắt cháy.

Sự tích lũy nhiệt trong quá trình oxy hóa làm cho tốc độ phản ứng tăng lên, xảy ra sự bắt cháy và xuất hiện ngọn lửa.

c) Quá trình cháy xuất hiện và phát triển cần ba yếu tố

• Chất cháy.
• Chất oxy hóa (chủ yếu: oxy trong không khí >(1415)%);
• Chất mồi bắt cháy.

Bản chất và trạng thái của chất cháy có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ cháy. Chất cháy trong thực tế rất phong phú, có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc khí, dạng cục hay dạng bột, VD: than, gỗ , tre nứa, xăng, dầu, khí mê tan, hydrô, ôxit cácbon CO, …

Mồi bắt cháy hoặc nguồn nhiệt cũng có nhiều dạng như ngọn lửa trần, tia lửa điện,hồ quang điện, tia lửa sinh ra do ma sát, do chập điện, … Mồi bắt cháy phải có dự trữ một năng lượng tối thiểu, có khả năng gia nhiệt cho hỗn hợp cháy trong một thể tích tối thiểu lên tới nhiệt độ tự bốc cháy. Sự cháy xảy ra khi lượng nhiệt cần cung cấp cho hỗn hợp đủ để cho phản ứng bắt đầu và lan rộng

d) Nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy.

Giả sử có một chất cháy ở trạng thái lỏng, ví dụ nhiên liệu diezel, được đặt trong cốc bằng thép. Cốc được nung nóng với tốc độ nâng nhiệt độ xác định. Khi tăng dần nhiệt độ của nhiên liệu thì tốc độ bốc hơi của nó cũng tăng dần. Nếu đưa ngọn lửa trần đến miệng cốc thì ngọn lửa sẽ xuất hiện kèm theo tiếng nổ nhẹ, nhưng sau đó ngọn lửa lại tắt ngay.

Vậy, nhiệt độ tối thiểu tại đó ngọn lửa xuất hiện khi tiếp xúc với ngọn lửa trần sau đó tắt ngay gọi là nhiệt độ chớp cháy của nhiên liệu.

Nếu ta tiếp tục nâng nhiệt độ của nhiên liệu cao hơn nhiệt độ chớp cháy thì sau khi đưa ngọn lửa trần tới miệng cốc quá trình cháy xuất hiện sau đó ngọn lửa vẫn tiếp tục cháy.

Nhiệt độ tối thiểu tại đó ngọn lửa xuất hiện và không bị dập tắt gọi là nhiệt độ bốc cháy của nhiên liệu.

Nung nóng bình có chứa metan và không khí, từ từ ta sẽ thấy ở nhiệt độ nhất định thì hỗn hợp khí trong bình sẽ tự bốc cháy mà không cần có sự tiếp xúc với ngọn lửa trần.

Vậy, nhiệt độ tối thiểu tại đó hỗn hợp khí tự bốc cháy không cần tiếp xúc với ngọn lửa trần gọi là nhiệt độ tự bốc cháy của nó.

Áp suất tự bốc cháy. Áp suất tự bốc cháy của hỗn hợp khí là áp suất tối thiểu tại đó quá trình tự bốc cháy xảy ra. Áp suất tự bốc cháy càng thấp thì nguy cơ cháy, nổ càng lớn.

Thời gian cảm ứng của quá trình tự bốc cháy. Khoảng thời gian từ khi đạt đến áp suất tự bốc cháy cho đến khi ngọn lửa xuất hiện gọi là thời gian cảm ứng. Thời gian cảm ứng càng ngắn thì hỗn hợp khí càng dễ cháy, nổ.

Ví dụ: Sự cháy của hydrocacbon ở trạng thái khí với không khí có thời gian cảm ứng chỉ vài phần trăm giây, trong khi đó thời gian này của vài loại than đá trong không khí kéo dài hàng ngày thậm chí hàng tháng.

2. Các nguyên nhân gây ra cháy, nổ phổ biến nhất hiện nay

• Cháy do nhiệt độ cao đủ sức đốt cháy một số chất như que diêm, dăm bào, gỗ (750800), khi hàn hơi, hàn điện, …
• Nguyên nhân tự bốc cháy: gỗ thông 250, giấy 184, vải sợi hoá học 180,
• Cháy do tác dụng của hoá chất, do phản ứng hóa học: một vài chất nào đó khi tác dụng với nhau sẽ gây ra hiện tượng cháy.
• Cháy do điện: khi chất cách điện bị hư hỏng, do quá tải hay ngắn mạch chập điện, dòng điện tăng cao gây nóng dây dẫn, do hồ quang điện sinh ra khi đóng cầu dao điện, khi cháy cầu chì, chạm mach, …
• Cháy do ma sát tĩnh điện của các vật thể chất cháy với nhau, như ma sát mài, …
• Cháy do tia bức xạ: tia nắng mặt trời khi tiếp xúc với những hỗn hợp cháy, nắng rọi qua những tấm thủy tinh lồi có thể hội tụ sức nóng tạo thành nguồn.
• Cháy do sét đánh, tia lửa sét.
• Cháy do áp suất thay đổi đột ngột: trường hợp này dễ gây nổ hơn gây cháy. Khi đổ nước nguội vào nước kim loại nóng chảy gây nổ; bởi vì khi nước nguội gặp nhiệt độ cao sẽ bốc hơi, tức khắc kéo theo tăng áp suất gây nổ. VD: Chất pH3 bình thường không gây nổ khi có oxy, nhưng khi hạ áp suất xuống lại gây ra nổ.
• Cháy nổ. Trong công nghiệp hay dùng các thiết bị có nhiệt độ cao như lò đốt, lò nung, các đường ống dẫn khí cháy, các bể chứa nhiên liệu dễ cháy gặp lửa hay tia lửa điện có thể gây cháy, nổ.
• Nổ lý học: là trường hợp nổ do áp suất trong một thể tích tăng cao mà vỏ bình chứa không chịu nổi áp suất nén đó nên bị nổ.
• Nổ hoá học: là hiện tượng nổ do cháy cực nhanh gây ra (thuốc súng, bom, đạn, mìn, … ).

3. Các vụ cháy điển hình cho các nguyên nhân cơ bản nhất

• Khi hàn điện, dùng máy cắt mà không che chắn cẩn thận sẽ dẫn đến tình trạng tia lửa điện bắn vào những vật liệu dễ bốc cháy như nệm mút, giấy…
• Dùng hộp quẹt hay ngọn lửa trần để tìm kiếm hoặc kiểm tra các thiết bị chứa chất dễ cháy nổ như khu vực để gas, chất lỏng dễ cháy, vật dụng dễ bắt lửa… Vào ngày 8−1−2013, bé trai Trần Anh Tuấn, 4 tuổi (con chị Nguyễn Thị Huyền, ngụ tại khu vực 2, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, Cần Thơ), đã cầm hộp quẹt gas lên gác bật lửa làm cháy nệm. Lửa cháy, chị Huyền nhanh chóng chạy lên gác định mang tấm nệm xuống cầu thang, nhưng cầu thang quá nhỏ khiến ngọn lửa lan nhanh gây cháy lớn, hai mẹ con bị kẹt trên gác. Hậu quả là cháu Tuấn bị bỏng nặng và chị Huyền bị bỏng 68% (theo Saigongiaiphong Online).
• Nấu đồ ăn trên bếp, nấu nước bằng điện, là quần áo, hong khô các vật liệu dễ cháy nhưng quên tắt thiết bị… Chiều 25−1, nhiều người dân sống tại khu vực đường Trần Văn Nữa (phường Linh Tây, quận Thủ Đức) hốt hoảng phát hiện khói đen bốc ra từ một căn nhà khóa kín cửa. Ngay sau đó, người dân địa phương cùng hàng chục chiến sĩ, dân phòng thuộc ban chỉ huy quân sự phường Linh Tây đóng gần đó đã nhanh chóng đến hiện trường cùng “cầm cự” không để đám cháy lan rộng. Nhận tin báo, lực lượng cứu hỏa chuyên nghiệp thuộc Phòng Cảnh sát PCCC Công an quận 9 đã điều động 5 xe cứu hỏa cùng hàng chục cán bộ chiến sĩ đến dập tắt hoàn toàn đám cháy. Do phát hiện sớm và có các biện pháp khống chế lửa kịp thời nên vụ hỏa hoạn xảy ra không gây hậu quả nghiêm trọng. Khám nghiệm ban đầu cho thấy đám cháy xảy ra do chập điện từ chiếc bàn là vẫn cắm điện. Chủ nhà đã quên rút điện khi sử dụng chiếc bàn là này. (theo dantri.com.vn).
• Chập điện do sử dụng thiết bị điện quá công suất dẫn đến gây nóng đường dây dẫn điện, khiến cho dây nóng chảy và chập điện… 
• Hút thuốc lá ở nơi có nhiều vật liệu dễ cháy như cửa hàng vải sợi, sách báo, bao bì…
• Tự ý nâng cấp các thiết bị ô-tô, xe máy không đúng kỹ thuật gây cháy nổ khi lưu thông…

4. Các phương pháp phòng chống cháy nổ hữu hiệu nhất hiện nay

• Nên che chắn cẩn thận khi dùng các thiết bị hàn có tình trạng phóng tia lửa điện.
• Không dùng lửa để kiểm tra các thiết bị chứa chất dễ cháy như bình gas trong bếp, xăng dầu trong bình hoặc những nơi có nguy cơ gây cháy.
• Tắt bếp, thiết bị điện khi ngừng sử dụng, không nên làm việc này và việc kia cùng lúc vì dễ dẫn đến tình trạng quên tắt thiết bị.
• Sử dụng thiết bị điện đúng công suất để đảm bảo sự an toàn cho chính bạn và những người xung quanh
• Không lưu trữ những chất dễ gây cháy nổ khi không được phép của cơ quan có chức năng. Phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn phòng cháy của cơ quan chức năng khi được phép lưu trữ.
• Khi có cháy, cần ngắt các thiết bị điện trong gia đình qua công tắc điện tổng bằng gậy, chất cách điện.
• Sử dụng bình chữa cháy gần nhất để dập tắt các đám lửa nhỏ không liên quan đến xăng, dầu…
• Tuyệt đối không sử dụng nước để dập lửa phát ra từ xăng, dầu vì các chất trên nhẹ hơn nước nên sẽ khiến ngọn lửa nhanh chóng lan rộng, khó khống chế.

5. Các biện pháp kỹ thuật để phòng chống cháy nổ

Nguyên lý phòng cháy, nổ là tách rời ba yếu tố: chất cháy, chất ôxy hoá và mồi bắt lửa, thì cháy nổ không thể xảy ra được.
Nguyên lý chống cháy, nổ là hạ thấp tốc độ cháy của vật liệu đang cháy đến mức tối thiểu và phân tán nhanh nhiệt lượng của đám cháy ra ngoài.
Để thực hiện hai nguyên lý này trong thực tế có thể sử dụng các giải pháp khác nhau:
– Trang bị phương tiện PCCC (bình bọt AB, Bình , bột khô như cát, nước, …).
– Huấn luyện sử dụng các phương tiện PCCC, các phương án PCCC.
– Cơ khí và tự động hoá quá trình sản xuất có tính nguy hiểm về cháy, nổ.
– Hạn chế khối lượng của chất cháy (hoặc chất ôxy hoá) đến mức tối thiểu cho phép về phương diện kỹ thuật.
– Tạo vành đai phòng chống cháy. Ngăn cách sự tiếp xúc của chất cháy và chất ôxy hoá khi chúng chưa tham gia vào quá trình sản xuất. Các kho chứa phải riêng biệt và cách xa các nơi phát nhiệt. Xung quanh các bể chứa, kho chứa có tường ngăn cách bằng vật liệu không cháy.
– Cách ly hoặc đặt các thiết bị hay công đoạn dễ cháy nổ ra xa các thiết bị khác và những nơi thoáng gió hay đặt hẳn ngoài trời.
– Loại trừ mọi khả năng phát sinh ra mồi lửa tại những chỗ sản xuất có liên quan đến các chất dễ chay nổ.
– Thiết bị phải đảm bảo kín, để hạn chế thoát hơi, khí cháy ra khu vực sản xuất.
– Dùng thêm các chất phụ gia trơ, các chất ức chế, các chất chống nổ để giảm tính cháy nổ của hỗn hợp cháy.

6. Các phương tiện chữa cháy

a) Phương tiện chữa cháy cơ giới

Ô tô chữa cháy – xe chuyên dụng.

• Xe chữa cháy có téc nước.
• Xe bơm chữa cháy.
• Xe chữa cháy sân bay.
• Xe chở thuốc bọt chữa cháy.
• Xe chở vòi chữa cháy.
• Xe thang chữa cháy
• Xe thông tin và ánh sáng.

Máy bơm chữa cháy

Máy bơm chữa cháy đặt trên rơ   moóc.

b) Bình chữa cháy cầm tay và bình lắp trên giá có bánh xe.

• Bình chữa cháy bằng bọt hóa học A.B.
• Bình chữa cháy bằng bọt hòa không khí.
• Bình chữa cháy bằng khí ..
• Bình chữa cháy bằng bột khô MFZ.

c) Hệ thống thiết bị chữa cháy tự động, nửa tự động.

• Hệ thống chữa cháy tự động / nửa tự động bằng nước
• Hệ thống chữa cháy bằng bọt.
• Hệ thống chữa cháy bằng khí.
• Hệ thống chữa cháy bằng bột.
• Hệ thống phát hiện nhiệt .
• Hệ thống phát hiện khói.
• Hệ thống phát hiện lửa.

d) Các phương tiện và thiết bị chữa cháy khác.

• Phương tiện chứa nước, đựng cát chữa cháy.
• Họng nước chữa cháy bên trong nhà.
• Tín hiệu báo: “Nguy hiểm”; “An toàn”…
• Tủ đựng vòi, giá đỡ bình chữa cháy.
• Xẻng xúc.

Các chất chữa cháy là chất đưa vào đám cháy nhằm dập tắt nó như:

Nước. Nước có ẩn nhiệt hoá hơi lớn làmgiảm nhanh nhiệt độ nhờ bốc hơi. Nước được sử dụng rộng rãi để chống cháy và có giá thành rẻ. Tuy nhiên không thể dùng nước để chữa cháy các kim loại hoạt tính như K, Na, Ca hoặc đất đèn và các đám cháy có nhiệt độ cao hơn 1700.

Bụi nước. Phun nước thành dạng bụi làm tăng đáng kể bề mặt tiếp xúc của nó với đám cháy. Sự bay hơi nhanh các hạt nước làm nhiệt độ đám cháy giảm nhanh và pha loãng nồng độ chất cháy, hạn chế sự xâm nhập của ôxy vào vùng cháy. Bụi nước chỉ được sử dụng khi dòng bụi nước trùm kín được bề mặt đám cháy.

Hơi nước. Hơi nước công nghiệp thường có áp suất cao nên khả năng dập tắt đám cháy tương đối tốt. Tác dụng chính của hơi nước là pha loãng nồng độ chất cháy và ngăn cản nồng độ ôxy đi vào vùng cháy. Thực nghiệm cho thấy lượng hơi nước cần thiết phải chiếm 35% thể tích nơi cần chữa cháy thì mới có hiệu quả.

Bình chữa cháy : Là thiết bị chữa cháy bên trong chứa khí -79 được nén vào bình chịu áp lực cao, dùng để dập cháy, có độ tin cậy cao, thao tác sử dụng đơn giản thuận tiện, hiệu quả.

Tác dụng: bình  thông thường dùng để chữa những đám cháy ở những nơi kín gió, trong phòng kín thể tích nhỏ, buồng, hầm máy móc, thiết bị điện, ….

Sử dụng: khi xảy ra cháy, xách bình  tiếp cận đám cháy, một tay cầm loa phun hướng vào gốc  lửa tối thiểu là. 0,5[m], còn tay kia mở van bình hoặc bóp cò (tùy theo từng loại bình). Khí  ở nhiệt độ –79[] dưới dạng tuyết lạnh, khi qua loa phun có tác dụng hạ thấp nhiệt độ của đám cháy (chữa cháy bằng phương. pháp làm lạnh). Sau đó khí  bao phủ lên toàn bộ bề mặt của đám cháy làm giảm nồng độ ôxy khuyếch tán vào vùng cháy. Khi hàm lượng ôxy nhỏ. hơn 140/0 thì đám cháy sẽ tắt (chữa cháy bằng phương pháp làm loãng nồng độ).
Những điểm chú ý khi sử dụng bảo quản bình .

– Không được phun khí vào người vì sẽ gây bỏng lạnh.
– Khi phun tay cầm loa phun phải cầm. đúng vị tay cầm (vì cầm vào các vị trí khác sẽ gây bỏng lạnh).
– Bình chữa cháy  phải được đặt ở những nơi râm mát và dễ lấy thuận tiện khi sử dụng
– Ba tháng kiểm tra lượng khí trong bình 1 lần bằng phương pháp cân.

Bình bột chữa cháy.

Tác dụng: dùng chữa cháy những đám cháy nhỏ, mới phát sinh. Các loại bình bột này có thể chữa được tất cả các chất cháy dạng rắn, lỏng, khí hóa chất và chữa cháy điện có điện thế dưới 50[kV].
Bình chữa cháy bột khô thuộc hệ MFZ là thiết bị chữa cháy bên trong chứa khí  làm lực đẩy để phun thuốc bột khô dập tắt đám cháy. Bình chữa cháy bột khô hệ MFZ dùng để chữa các đám cháy xăng dầu, khí cháy, thiết bị điện … an toàn cao trong sử dụng, thao tác đơn giản, dễ kiểm tra, hiệu quả chữa cháy cao.
Sử dụng: khi xảy ra cháy, xách bình đến gần đám cháy, lộn bình lên xuống khoảng 3 – 4 lần, sau đó đặt bình xuống, rút chốt bảo hiểm ra, tay trái cầm vòi hướng vào đám cháy, tay phải ấn tay cò, phun bột vào gốc lửa.

Những điểm chú ý khi sử dụng bảo quản.

– Khi phun đứng xuôi theo chiều gió.
– Bảo quản: Đặt bình ở những nơi khô ráo, râm mát và dễ lấy thuận tiện khi sử dụng, tránh nơi có nhiệt độ cao hơn 50[].
– Ba tháng kiểm tra bình 1 lần nếu kim đồng hồ áp suất chỉ về vạch đỏ thì phải mang  bình đi nạp lại.

Bột chữa cháy. Là chất chữa cháy rắn dùng để chữa cháy kim loại, các chất rắn và chất lỏng. Ví dụ để chữa cháy kim loại kiềm người ta sử dụng bột khô gồm 96%+1%graphit+1%x phịng, …
Bình chữa cháy bọt hóa học.
Bình bọt hóa học gồm hai phần: bình sắt bên ngoài đựng dung dịch natri bicacbônat, bình thủy tinh bên trong đựng dung dịch aluminsunfat.
Tác dụng: dùng chữa những đám cháy xăng dầu có nhiệt độ  bốc cháy nhỏ hơn 45[] với diện tích cháy 1[]. Nó chữa cháy các chất lỏng có hiệu quả, tuy nhiên có thể chữa cháy các chất rắn, nhưng không chữa cháy điện, đất đèn, kim loại, hợp kim loại v.v….
Bảo quản: bình luôn luôn ở vị trí thẳng đứng, thường xuyên giữ vòi thông suốt. Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát.
Khi có cháy, xách bình đến gần chỗ cháy; dốc ngược bình, đập chốt xuống nền nhà. Phản ứng tạo bọt tiến hành, bọt phun ra khỏi vòi phun.
Bọt chữa cháy. Còn gọi là bọt hoá học. Chúng được tạo ra bởi phản ứng giữa hai chất: sunphát nhôm  và bicacbonat natri (). Cả hai hoá chất tan trong nước và bảo quản trong các bình riêng. Khi sử dụng ta trỗn hai dung dịch với nhau, khi đó ta có các phản ứng:
Hydroxyt nhôm  là kết tủa ở dạng hạt màu trắng tạo ra các màng mỏng và nhờ có  là một loại khí mà tạo ra bọt. Bọt có tác dụng cách ly đám cháy với không khí bên ngoài, ngăn cản sự xâm nhập của ôxy vào vùng cháy. Bọt hoá học được sử dụng để chữa cháy xăng dầu hay các chất lỏng khác.