Самовозгорание – Своими Руками

САМОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ СОСТАВЫ

Кроме описанных выше веществ, воспламеняющихся при воздействии на них кислорода воздуха и воды, существуют так же пиротехнические смеси, могущие самовоспламеняться при воздействии на них различных веществ.

Указанные смеси применяются в целях воспламенения основных пиротехнических смесей, обладающих каким-либо специальным эффектом горения, а также и в диверсионных зажигательных устройствах, вызывающих пожары, а при использовании ВВ и взрывы.

Самовоспламеняющиеся составы можно условно разделить на:

1. Составы, воспламеняющиеся от действия воды.

2. Составы, воспламеняющиеся от действия кислот.

3. Составы, воспламеняющиеся из-за большого сродства друг другу, входящих в них веществ.

Одним из первых пиротехнических составов, воспламеняющихся от воздействия воды, была смесь равных частей серы и железных опилок. Из указанной тестообразной смеси, иногда с добавлением нашатыря (NH4Cl), лепили шары размером с яблоко и подкладывали в места предназначенные для поджога.

Через несколько часов шары воспламенялись. Возгорание подобных составов зависит от множества вторичных условий: температуры, степени измельчения, наличия в сере следов серной кислоты и тому подобное. Эффект возгорания подобных составов трудно воспроизводим и потому практически не употребляется.

Рецепт практического состава, воспламеняющегося от действия небольшого количества воды:

При воздействии на состав воды в нем протекают следующие реакции:

Эти реакции (гидратации и вытеснения) сопровождаются значительным повышением температуры, а обменная реакция в растворе

приводит к образованию хлората аммония, вещества способного к саморазложению и даже самовзрыванию при небольшом повышении температуры до 30…60 ° С, который и является инициатором воспламенения основной массы состава.

От действия воды воспламеняются также составы на основе тиомочевины и персульфата калия, исследованные под научным руководством автора аспиранткой Пановой В.И. В основе данной реакции лежит автокаталитическое разложение персульфата калия с выделением пероксида водорода в свободном состоянии. Данная реакция не всегда приводит к воспламенению состава, необходимым условием воспламенения являются рН среды менее 7.

Под действием воды воспламеняется так же и состав следующей рецептуры:

К составам, самовоспламеняющимся под действием кислот, относятся смеси состоящие из хлората калия и свекловичного сахара, хлората калия и спирта, хлората калия и других органических веществ. При смачивании подобных смесей концентрированной серной кислотой они воспламеняются. Воспламенение смесей происходит вследствие того, что в результате реакции двойного обмена и диспропорционирования хлората калия при воздействии на него серной кислоты выделяется двуокись хлора (ClО₂), вещество нестойкое и разлагающееся при температуре 65 ° С со взрывом и выделением большого количества тепла. Двуокись хлора, разлагаясь, воспламеняет основную массу смеси.

Воспламенителями мгновенного действия на смеси хлората калия с сахаром, воспламеняемой разбиваемой пробиркой с серной кислотой, пользовались народовольцы и социалисты-революционеры при изготовлении метательных ударных динамитных бомб.

К составам самовоспламеняющимся из-за особого сродства веществ друг другу (обычно реакции окисления восстановления) относятся смеси хромового ангидрида (СrO₃) с этиловым спиртом ( при смешении веществ происходит мгновенное воспламенение). Обычно смесью бензина и спирта снаряжались стеклянные бутылки, к которым прикреплялась пробирка с сухим хромовым ангидридом. При разбивании бутылки и прикрепленной к ней пробирки вещества смешивались с воспламенением зажигательной огнесмеси.

Большим сродством друг другу имеет перманганат калия KMnO₄ и глицерин. При смешении веществ, в зависимости от измельчения перманганата калия, воспламенение происходит мгновенно или в течении нескольких секунд. Существуют и жидкие самовоспламеняющиеся смеси, основанные на сродстве веществ. Подобные смеси применяются в основном для самовоспламенения при запуске реактивных двигателей или в качестве бинарных зажигательных средств. В случае бинарного применения указанные вещества должны смешиваться тем или иным способом непосредственно перед моментом воздействия на цель.

В таблице 35 приведены некоторые сочетания веществ, образующих самовоспламеняющиеся смеси.

Воспламенительные составы предназначаются для зажжения основных пиротехнических составов, обладающих каким-либо специальным эффектом. Действие воспламенительного состава заключается в прогревании некоторого участка поджигаемого состава до температуры воспламенения.

Из сказанного следует, что чем выше температура самовоспламенения (вспышки) основного состава, тем более «сильный» воспламенительный состав требуется для возбуждения в нем реакции горения. Воспламенение составов, температура вспышки которых не выше 500…600 ° С, не представляет особых затруднений. Составы, температура вспышки которых превышает 1000 ° С, воспламеняются с большим трудом. Для воспламенения таких составов (например, термитов), особенно находящихся в прессованном состоянии, приходится подбирать специальные воспламенительные и переходные составы.

К воспламенительным составам предъявляются следующие требования:

1. Легкость воспламенения от сравнительно небольшого теплового импульса, температура вспышки не выше 500 ° С.

2. Температура горения на несколько сот градусов выше, чем температура вспышки поджигаемых ими основных составов.

Зажигательное действие воспламенительных составов обусловливается, главным образом, количеством тепла, которое передается основному составу от образующих при горении шлаков. Таким образом, зажигательное действие воспламенительного состава будет тем сильнее, чем выше температура его горения, и, чем большее количество шлака остается после его сгорания на поверхности поджигаемого основного состава. Чем более жидкий шлак образуется при горении воспламенительного состава, тем больше будет поверхность его соприкосновения с поджигательным составом.

Опытным путем установлено, что наилучшее зажигательное действие оказывают медленно горящие воспламенительные составы, обеспечивающие достаточное время для передачи тепла зажигаемому основному составу. Поэтому в пиротехнических средствах воспламенительные составы применяются почти всегда в спрессованном виде.

В качестве окислителей в воспламенительных составах применяют в основном вещества, образующие с выбранным горючим смеси с невысокой чувствительностью. В качестве горючих применяют как высококалорийные (алюминий, магний, бор), так и сравнительно малокалорийные (уголь, идитол).

Для легко воспламеняющихся составов (сигнальных дымов, хлоратных составов, сигнальных огней) возможно применение воспламенительных составов близких по рецептам к дымному пороху:

Немного более интенсивное зажигающее действие будет оказывать состав, использовавшийся ранее для воспламенения осветительных составов авиабомб:

Для воспламенения осветительных составов применяют смеси:

В Германии для воспламенения осветительных составов раньше употреблялась смесь следующего состава:

Для воспламенения трассирующих составов в качестве окислителя чаще других используют перекись бария (ВаО₂), отдающую свой кислород при более высокой температуре, чем нитрат калия однако, требующую для своего распада затраты очень небольшого количества тепла. При распаде перекиси бария масса твердого остатка составляет 91% начальной массы. Используются следующие составы:

Сильным воспламенительным действием обладают составы термитного типа:

Однако воспламенение этих составов само по себе осуществляется с известным трудом.

В том случае, когда даже сильными воспламенительными составами не удается зажечь основной пиротехнический состав, применяют, так называемые, переходные или промежуточные составы. Переходные составы получают смешивая в известных пропорциях (часто подбираемых опытным путем, до получения 100% воспламенения) воспламенительный и основной составы. Для зажжения некоторых особо трудно воспламеняющихся основных составов приходится иногда применять одновременно несколько переходных составов, из которых переходный состав, содержит наименьшее количество воспламеняемого состава. Подобное устройство представлено на рисунке.

1. пороховая мякоть;

2. воспламенительный соста;

3. переходный состав, состоящий из воспламенительного и основного состава взятых в соотношении 3:1;

4. то же в соотношении 1:1;

5. основной состав.

Легко воспламеняются и обладают хорошим воспламенительным действием составы, содержащие порошок циркония. Примером таких составов, используемых для воспламенения трассирующих составов, могут служить:

Самовозгорание

Самовозгорание – это самопроизвольное возникновение горения твердых горючих веществ и материалов в условиях аккумуляции энергии, выделяемой в результате экзотермической реакции их окисления. Как правило, самовозгорание происходит при скоплении указанных материалов в дисперсном состоянии. Оно может проявляться в виде тления и пламенного горения.

В процессе самовозгорания веществ (материалов) в результате термоокислительной и (или) термической деструкции органических соединений происходит выделение газов, в том числе горючих: водород, метан, окись углерода. Образование взрывоопасных газовоздушных смесей в закрытых объемах (например, в силосах и бункерах элеваторов, комбикормовых заводов, хлебоприемных пунктов) при наличии очага горения (тления) вещества (материала), вызванного самовозгоранием является причиной взрывов на предприятиях хлебопродуктов.

В зависимости от механизма, который запускает процесс самовозгорания, выделяют три его вида:

Тепловое

Тепловое самовозгорание возникает при нагревании вещества каким-либо внешним теплом до температуры, обеспечивающей его термическое разложение и дальнейший процесс спонтанного самонагревания за счет тепла экзотермических реакций в объеме. При этом большую роль играют реакции окисления продуктов термического разложения. Горение в глубине объема твердого дисперсного вещества протекает в форме тления, которое со временем и при доступе воздуха переходит в пламенное горение.

Разновидностью теплового самовозгорания является так называемое «очаговое самовозгорание». Понятие «очаговое самовозгорание» используется для случаев с предварительным прогревом массы материала до температур, существенно превышающих температуру окружающей среды. В производственных условиях вещество может подвергаться температурной обработке (например, сушке), после чего нагретый материал засыпается в бункер, либо формируется в кучу, штабель. На практике отмечаются случаи самовозгорания при превышении штабелем (насыпью) критических величин характеристического размера.

Химическое

Химическое самовозгорание возникает при контакте химически активных веществ, реагирующих с выделением большого количества тепла. В этом случае самовозгорание обычно начинается на поверхности материала, а затем распространяется вглубь. При перемешивании химических веществ самовозгорание может начаться в глубине объема. И, скорее всего, именно там и начнется, т.к. именно там имеются наилучшие условия для аккумуляции тепла, его накопления и постепенного развития реакции.

В ряде случаев разделение понятий химического и теплового самовозгорания является достаточно четким. Так, в случае, если первичный нагрев возник в результате экзотермической реакции окисления и окислитель – не кислород воздуха, а например, перманганат калия или концентрированная серная кислота, безусловно, это химическое самовозгорание. Если же окислителем является кислород воздуха, классификация вида самовозгорания может быть не такой однозначной. Тут надо учитывать интенсивность тепловыделения в зоне реакции, скорость развития процесса и т.д.

Микробиологическое

Микробиологическое самовозгорание характерно для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри массива которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов. Первичное самонагревание массы материала происходит за счет тепла, выделяемого микроорганизмами. Повышение температуры в объеме способствует ускорению экзотермических реакций окисления и возникает процесс самонагревания материала [6]. На определенном этапе бактерии гибнут, а процесс продолжает развиваться уже по механизму теплового самовозгорания.

Особенностью самовозгорания является то, что оно не требует внешнего импульса, инициирующего горение, а возникает за счет реакции гетерогенного окисления в больших объемах вещества при относительно низких температурах окружающей среды. Из-за плохой теплопроводности массы мелкодисперсного продукта происходит накопление тепла в его объеме, возрастает температура, соответственно – скорость химической реакции, и, в конечном счете, материал воспламеняется.

В зарубежной, американской в частности, литературе, процесс самовозгорания называют спонтанным горением или «спонтанной химической причиной». Указывается, что:

…последний термин более точен, так как вещество, вместо того, чтобы зажигаться в какой то одной точке, или с какой то одной стороны, зажигается во всей своей массе примерно в такое же время, и тепло поступает не из какого-нибудь внешнего источника, а выделяется в результате химических процессов, происходящих внутри этого вещества. Единственная движущая сила в данном случае – это экзотермическая реакция, при которой выделяется тепло и если это тепло не удаляется сразу, оно может поднять температуру топлива. Так как скорость реакции удваивается с каждым подъемом температуры на 10 °С, можно видеть, что реакция сама себя ускоряет, постоянно увеличивая скорость выделения тепла. При недостаточном выведении тепла, температура может подняться до точки зажигания всей реагирующей массы.

Чем отличается самовоспламенение от самовозгорания

Иногда эксперты путают самовозгорание с самовоспламенением. Например, тепловое самовозгорание с загоранием вещества (материала) при контакте с горячей поверхностью. Еще раз объясним, в чем принципиальное различие этих двух процессов. При тепловом самовозгорании предварительный нагрев является только толчком (исходным импульсом) к разогреву, а основной разогрев, приводящий, в конечном счете, к возникновению пламенного горения, идет в массе вещества непосредственно за счет его окисления кислородом воздуха и выделения при этом тепла. Нагретая же поверхность, чтобы обеспечить самовоспламенение вещества, должна нагреть его «до конца», т.е. до критической температуры (температуры самовоспламенения), при которой произойдет резкая интенсификация процессов термического разложения вещества с возникновением пламенного горения. Чтобы осуществить первый процесс, вещество нужно прогреть до значительно меньших температур, чем чтобы осуществить второй. Так, например, у сосновой древесины температура тления, которая инициирует самовозгорание древесных опилок, составляет по справочным данным 295 °С (а у пирофорной древесины может спускаться до 80 °С), в то время, как температура самовоспламенения составляет около 400 °С. Соответственно, первый процесс идет достаточно медленно (чтобы «добрать тепло» за счет гетерогенного окисления кислородом воздуха, нужно время), в то время, как до самовоспламенения процесс может дойти достаточно быстро, был бы источник тепла достаточно мощным.

Различие в механизмах указанных процессов, условиях их протекания и динамике обязательно нужно учитывать при экспертизе пожаров, в том числе, при отработке версий о причине пожара.

Источники: ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасностъ веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения; Пожарная безопасность элеваторов. Вогман Л.П., Горшков В.И., Дегтярев А.Г. –М, 1993; Анализ экспертных версий возникновения пожара. Часть 1. Чешко И.Д., Плотников В.Г. –М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2010.

Самовозгорание человека

Спонтанное самовозгорание — это явления, когда тело человека внезапно, без явного внешнего источника возгорания, охватывает пламя. При этом данное явление происходит весьма редко и, как правило, заканчивается летально, поэтому непосредственное наблюдение за данным явлением не дало никаких результатов. Пожалуй, единственное, что удалось установить, — это то, что источником возгорания является голубоватое пламя, которое вырывается из брюшной полости.

Ученые предполагают, что огонь, который охватывает человека, настолько мощный, что практически за несколько минут полностью уничтожает человека, при этом в большинстве случаев оставляя нетронутыми ноги (голени и ступни), на которых даже могут сохраниться фрагменты одежды. Все остальные части тела, вплоть до костей, сгорают в пепел, поэтому провести посмертное вскрытие и определить причину возгорания невозможно.

Это странное явление вызывает подозрения еще и потому, что огонь практически не трогает предметы, окружающие тело человека. Это не может не озадачить специалистов, которые вынуждены прибегать в гипотезе спонтанного самовозгорания человека, чтобы хоть как-то объяснить природу этого странного феномена.

В исторических хрониках описано немало таких случаев. Однако впервые явление, которое можно квалифицировать как самовозгорание, произошло в июне 1613 года в Дорсете, в небольшой деревушке Крайстчерч. Во время грозы одна из местных жительниц проснулась и обнаружила свою маленькую внучку и зятя сгоревшими в постелях. Конечно, можно было предположить, что они погибли от шаровой молнии, но тело мужчины продолжало гореть даже тогда, когда его вынесли за пределы комнаты. Оно продолжало гореть и на протяжении последующих трех дней, пока не сгорело полностью.

Между тем, первое медицинское упоминание о самовозгорании человека относится к 1673 году. Случилось это в Париже, когда в соломе среди пепла были обнаружены кости пальцев и череп мужчины.

Еще одно подобное происшествие также произошло в Париже, но уже в 1725 году. О нем даже писала вся местная пресса. Жена господина Жана Милле погибла в результате самовозгорания. Зайдя утром в комнату супруги, мужчина обнаружил только горсть пепла, но при этом пол совершенно от огня не пострадал. На мужа упало подозрение в убийстве жены, он был арестован, но сумел предоставить исторические свидетельства подобных событий. Это убедило судей в том, что самовозгорание людей носит спонтанный характер, и Милле оправдали.

Еще один пример самовозгорания произошел в 1731 году в Италии. Одна аристократка Корнелия де Банди Чезенато почувствовала недомогание и решила отправиться спать. На следующее утро родственники нашли в кровати только часть черепа, три пальца руки и ноги от коленей до ступней, все остальное сгорело. Вся комната была покрыта толстым слоем сажи, а на окнах была обнаружена маслянистая желтая жидкость. Вокруг самого тела от огня повреждений практически не было. Постель почти не обгорела, поэтому складывалось впечатление, что женщина только встала с кровати, когда с ней произошло несчастье. В более поздних случаях также находили маслянистое желтое вещество и сажу, которые судебные эксперты определяли, как продукты горения человеческого тела.

Случаи самовозгорания случались и в 1744 году в Англии, когда погибла жена рыбака Грейс Пэт, одежда которой при этом не пострадала, в 1835 году, когда английский профессор Джеймс Гамильтон, почувствовав боль в ноге, заметил язык пламени и сумел погасить его, а также в 1868 году в Париже, когда доктор Бертхолл рассказал об останках сгоревшей женщины, квартира которой во время трагедии совершенно не пострадала.

Несмотря на то, что зачастую случаи произвольного самовозгорания происходят в помещении, в истории зафиксированы и некоторые другие примеры. Так, в частности, в мае 1890 года в Бостоне произошел странный случай: мальчик позвал доктора Хартвелла в поле, утверждая, что его мать загорелась. Когда они прибыли на место, доктор обнаружил женщину, которая была от поясницы до брюшной полости охвачена пламенем. К тому моменту уже обнажились и горели кости, поэтому думать о спасении было поздно. Тем не менее, огонь сбили, засыпав тело землей. Несмотря на сильный огонь, а также высокую температуру воздуха, все предметы рядом со сгоревшим телом остались нетронутыми. Никакой причины возгорания обнаружить не удалось.

Все эти случаи послужили причиной того, что в викторианскую эпоху вера людей в реальность спонтанного самовозгорания только окрепла. Христианские фундаменталисты принялись отстаивать гипотезу том, что причиной самовозгорания может быть избыток алкоголя в человеческом организме. Тем самым, они намекали на то, что спонтанное самовозгорание – это небесный огонь, который карал пьяниц за излишества.

Затем на протяжении полувека никто не занимался расследованием случаев самовозгорания, следователи, пожарные, судебные эксперты и врачи не сговариваясь молчали о подобных случаях, поскольку считали их совершенно лишенными смысла и не имевшими логического объяснения.

Однако в июле 1951 года в американском штате Флорида произошел очередной случай спонтанного самовозгорания, который привлек внимание журналистов. Женщина 67 лет по имени Мэри Ризер погибла в собственном доме, ее нашли утром, если точнее – нашли всего лишь несколько костей и неповрежденную ступню. Все остальное полностью сгорело, несмотря на то, что квартира осталась неповрежденной.

Сын этой женщины был врачом. Когда полицейские не смогли установить причину гибели матери, он вынужден был обратиться в ФБР, но и агенты после тщательного осмотра никакого естественного объяснения трагедии не смогли найти. Были сделаны фотографии последствий спонтанного самовозгорания, которые впоследствии стали доступны широкой публике. К слову сказать, эти же снимки стали своего рода доказательством существования данной аномалии, которое неоднократно использовали в последующие годы исследователи паранормальных явлений.

Начиная с 1951 года в периодических издательствах время от времени появлялись заметки о случаях самовозгорания, но большинство людей все-таки предпочитали данной темы не касаться. Поэтому и не удивительно, что единственная книга, посвященная самовозгораниям, в которой собраны все случаи, случившиеся в прошлом, и также несколько историй, произошедших уже в наше время, появилась в конце 70-х годов прошлого столетия и оставалась единственной вплоть до 1993 года.

Ученые пытаются объяснить природу спонтанного самовозгорания, выдвигая различные гипотезы. Так, в частности, доктор Дуглас Драйсдейл из Эдинбурга вместе с группой ученых выдвинул гипотезу, которая впоследствии стала известна, как “эффект свечи” или “эффект фитиля”. Суть ее состоит в том, что тело человека можно рассматривать, как свечу, а кости – как фитиль. Жир, который есть в теле человека, окружает кости, подобно тому, как воск окружает фитиль. В том случае, если есть источник возгорания (к примеру, если человек курил и у него случился сердечный приступ) – то вполне может вспыхнуть огонь. Если человек по каким-либо причинам не может погасить огонь, он начнет распространяться. Если человек на протяжении длительного времени находится совершенно один в помещении, то постепенно его тело и кости превратятся в пепел.

Данная теория до недавнего времени выглядела весьма правдоподобной. Еще больше весомости ей придал документальный фильм, снятый в 1989 году компанией Би-Би-Си. В результате спонтанное самовозгорание практически перестало считаться аномалией. Однако те события, которые произошли после, поставили под сомнение данную теорию.

В конце декабря 1987 года в Фолкстоуне на кухне собственной квартиры был обнаружен мужчина, точнее – одна ступня в кроссовке. Все остальное тело сгорело дотла, хотя помещение совершенно не пострадало от огня. В заключении было сказано, что это классический случай “эффекта свечи” и все прочие версии, в том числе и убийство полностью исключены. Таким образом, было сделано предположение, что покойный находился на кухне возле кухонной плиты, в этот момент у него случился сердечный приступ, мужчина упал на плиту и загорелся.

В то же время, полицейский, который участвовал в расследовании, заявил о том, что в деле имеются некоторые трудности, решить которые не представляется возможным. Согласно медицинским данным, мужчина был жив, когда огонь уже вовсю пылал. Но еще большую неразбериху вносили показания свидетеля, который первым увидел останки и позвонил в полицию. По его словам, на конфорке стоял наполовину полный чайник, и горел огонь. Следов взлома квартиры не было, а погибший жил один. Следовательно – чайник на плиту поставил он сам. Сделать это до смерти, а потом сгорать на протяжении многих часов, невозможно, поскольку вода успела бы выкипеть и чайник бы просто сгорел. Поэтому возможно предположить, что мужчина примерно за час до обнаружения останков был еще жив.

Данный случай опроверг теорию “эффекта свечи”, поскольку на его проявление необходимо достаточно много времени. С другой стороны, он доказал, что спонтанное самовозгорание все-таки возможно. В настоящие время ученые занимаются разработками нескольких гипотез, которые могли бы объяснить данный феномен.

Так, в частности, ученые-химики уверены в том, что внутри системы органов пищеварения человека может возникнуть спонтанная цепная реакция в результате опасной смеси некоторых продуктов из рациона питания. Может образоваться излишек самовоспламеняющихся продуктов, выделяющих тепло, или легковоспламеняющихся газов, которые будут медленно выжигать внутренности. Эта гипотеза объясняет, почему невозможно погасить огонь во время возникновения спонтанного самовозгорания и почему очаг пламени появляется именно в брюшной полости.

Данная версия имеет большой недостаток: определить продукты, которые могли бы вступить в естественную химическую реакцию, которая была бы достаточно редкой и происходила бы только при определенных условиях – крайне сложно.

Другая группа ученых утверждает, что причиной самовозгорания является электричество. Некоторые люди могут накопить достаточно статического электричества, в результате чего при соприкосновении с другими людьми могут даже проскакивать искры. Если человек живет один в помещении, где нет металлических предметов, то и освободиться естественным путем от накопленной энергии он не может. Между тем заряд накапливается на протяжении нескольких дней, после чего химические вещества начинают разлагаться в организме путем ионизации и электролиза. Данная теория подтверждается только тем, что во многих случаях жертвами самовозгорания становились одинокие пожилые люди, которые редко выходили из дома.

Самая “продвинутая” теория говорит о том, что внутри тела человека существует ядерная энергия, в результате высвобождения которой в организме может образоваться шаровая молния, которая и уничтожает тело.

Источники:

http://zdamsam.ru/b50527.html
http://fireman.club/inseklodepia/samovozgoranie/
http://pikabu.ru/story/samovozgoranie_cheloveka_6646364