Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №9 - Журнал «Домашняя лаборатория»

В случае прогорания потолка и проникновения в нижний этаж расплавленного термита, последний тушится песком, а прогоревшие части потолка — водой или при помощи огнетушителя.

По окончании тушения основной массы бомбы и отдельных очагов горящего термита приступают к тушению обычными средствами (водой, огнетушителем и пр.) успевших загореться окружающих предметов и частей здания. При этом в первую очередь надо ликвидировать огонь в коридорах и на лестницах, по которым производится спасательные работы, а также прекратить горение перекрытий, балок и тех частей здания, разрушение которых грозит обвалами.

Засыпанный песком термит не должен оставаться без наблюдения, так как под слоем песка может продолжаться обугливание и тление с последующим образованием пламени и нового очага пожара.

По окончании действия бомбы нужно оставшиеся части вместе с песком тщательно собрать и, вынеся во двор, зарыть в землю. Район разрыва тщательно осмотреть и залить водой места, где ещё наблюдается тление.

При борьбе с пожаром, помимо указанных правил, нужно соблюдать следующее:

— во всех помещениях, имеющих проводку электричества или газа, как можно скорее выключить электричество и газ;

— пользуясь водой, подходить к огню как можно ближе и направлять струю воды сверху вниз прямо в очаг огня;

— не тушить водой воспламенившиеся жидкие вещества, которые легче воды и не вступают с нею в химическое соединение; к таким веществам относятся керосин, бензин, газолин, скипидар, бензол, лигроин, эфир и пр. (горящий спирт тушить можно, так как спирт, разведенный водой до крепости 70 градусов, теряет способность гореть[73]); подобные горючие жидкости надо тушить при помощи огнетушителей, песка, земли или набрасывать на огонь брезенты, одеяла и другие покрытия из плотной ткани, чтобы лишить горящий очаг притока воздуха, поддерживающего горение;

— не разбивать оконных стекол и стараться не раскрывать окон и дверей, чтобы не создать тяги воздуха, способствующей разрастанию пожара;

— вынос имущества из квартир производить в организованном порядке по указаниям администрации дома, причем только из тех помещений, которым угрожает огонь; вынос имущества должен производиться, начиная с верхних этажей; в таком же порядке удаляются и люди из угрожаемых помещений;

— выносимое имущество должно складываться, по возможности, с наветренной стороны горящих частей здания, при этом в таком месте, чтобы не мешать развертыванию и работе пожарных команд.

ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ

Технологические экзотермические смеси и их необходимые энергетические характеристики

В.Г. Лебедев, Б.В. Лебедев

Технологические экзотермические смеси (ТЭС) — это порошкообразные смеси различных компонентов, вступающих в экзотермические реакции, которые могут быть использованы при пайке, сварке, напылении, термообработке (ТО) — отжиге, закалке, отпуске, химико-термической обработке (ХТО) — диффузионном насыщении поверхностей, нанесении защитных покрытий, плакировании, термомеханической обработке (ТМО) — для упрочнения деталей машин.

По виду изготовления или по своему рецептурному составу ТЭС могут быть безгазовыми или с газовой фазой.

По виду использования для конкретных технологических целей существуют следующие смеси:

• насыпные (r = 0,8 г/см3), в основном применяемые для тигельной сварки,

• уплотненные (r = 0,8–2 г/см3) в сгораемых и несгораемых оболочках, применяемые, как правило, для пайки, пайки-сварки, сварки, наплавки, напыления и разрезания металлов,

пастообразные (r = 2–2,5 г/см3) твердеющие и нетвердеющие, применяемые для тех же целей, что и уплотненные смеси,

• прессованные (r = 2,5–4 г/см3) в виде таблеток, шашек, наборов шашек и таблеток в оболочках и без оболочек, применяемых для пайки, сварки, пайки-сварки, наплавки, напыления, резания металлов, для выполнения ТО, ХТО, ТМО, а также для использования в качестве топлива.

Попытки получить термитный стержень, рабочие характеристики которого были бы в какой-то степени сравнимы с характеристиками обычного сварочного электрода, предпринимались давно, однако без существенного успеха [2]. В лучшем случае удавалось получить прихват соединяемых деталей, причем шов был пористым и засоренным шлаком. Причина этого заключается в том, что вопросу разделения системы "металл — шлак" уделялось мало внимания, неверно выбиралась тепловая мощность смеси, не учитывались тепловой КПД и время теплового насыщения.

Тепловую мощность смеси можно подсчитать с достаточной степенью точности, используя классические представления [3], т. е. рассматривая процесс нагрева поверхности детали некоторым сосредоточенным источником тепла.

Используя эти представления, получено достаточно простое выражение для расчета условной тепловой мощности источника тепла. Мощность названа условной т. к. в расчетном выражении неизвестен КПД

где Т — температура, °С;

е — коэффициент тепловой активности, Дж/м2 К0.5;

D — диаметр стержня, м;

v — скорость перемещения стержня вдоль шва, м/с;

Z — толщина свариваемого металла, м;

а — коэффициент температуропроводности, м2/с;

h — КПД.

Для того, чтобы определить КПД термитного стержня, выделяющего тот или иной присадочный материал, необходимо рассмотреть процесс нагрева при данном виде сварки.

При нагреве металла термитными стержнями теплоперенос осуществляется расплавленной смесью металла и шлака, а в случае наличия в термите газовой фазы — газовой струей. Приближенно можно считать, что теплоперенос осуществляется в основном расплавленным металлом по следующей схеме: перегрев металла до температуры 2600–2800 °C в ядре реакции, перенос металла на холодную поверхность детали, кристаллизация части металла с выделением теплоты кристаллизации, теплообмен между кристаллизованным металлом и свариваемым.

Учитывая, что часть металла, попадающая на холодную поверхность свариваемого изделия, кристаллизуется с высокой скоростью, этот процесс теплообмена может быть описан достаточно корректно граничными условиями четвертого рода. Если контактную температуру кристаллизованного металла считать долей температуры поступающего термитного металла, то именно эта доля окажется равной КПД.

В этом случае КПД термитного стержня будет:

η = εT/(εT + εM)

Это выражение показывает, что тепловой КПД термитного стержня тем выше, чем больше разность между коэффициентами тепловой активности выделяющегося и свариваемого металла.

Формулы расчета мощности сварочного стержня показывают, что для нагрева до одинаковой температуры образцов одинаковой толщины термитный стержень с железным термитом должен обладать мощностью в 1,4 раза большей, чем такой же стержень с медным термитом (рис. 1).

Рис. 1. Необходимая тепловая мощность термитных стержней, выделяющих медь (1) и сталь (2) до Т=1100 °C

Как видно, получение высоких температур нагрева свариваемого материала за счет использования стержня с железным термитом затруднительно. Если же учесть, что для сварки изделий из железоуглеродистых сплавов температура нагрева должна составлять 1550 °C, можно определить причину неудач, которые сопровождали сварку термитными стержнями на базе стандартного железного термита.

Как известно, при сварке значительное влияние на процесс оказывает не только мощность теплового источника, но и время, за которое устанавливается необходимая температура нагрева. Иными