Знакомство с огнетушителями целесообразно совместить с рассмотрением наиболее распространенных огнетушащих веществ, используемых в качестве заряда огнетушителей.
В качестве последних могут использоваться:
· вода и водные растворы с добавками;
· рабочий раствор пенообразователя (пенообразующего концентрата);
· порошковый состав (порошок);
· аэрозольные составы;
· газовые составы: двуокись углерода; хладоны.
Вода - традиционно наиболее распространенное огнетушащее вещество для борьбы с загораниями и пожарами, что обусловлено ее доступностью, низкой стоимостью, высокой теплоемкостью. Однако вода чаще применяется с различными добавками, которые придают ей ценные эксплуатационные свойства: смачиваемость, низкий коэффициент поверхностного натяжения (скользкая вода) и др.
Другим эффективным огнетушащим веществом является пена. Она успешно применяется для ликвидации загораний и пожаров, т. к. обладает изолирующим и охлаждающим действием.
Пены, применяемые для целей тушения, должны также обладать высокой структурно-механической стойкостью, обеспечивающей формирование и сохранение слоя пены на поверхности горящей поверхности. Поэтому помимо поверхностно-активных веществ в рецептуру пенообразователя вводят стабилизаторы.
Различают химическую и воздушно-механическую пены.
Химическая пена получается от взаимодействия кислотной и щелочной частей заряда химического пенного огнетушителя (ОХП). Так как химическая пена обладает весьма существенными недостатками, огнетушители ОХП уходят в историю, и их место занимают воздушно-пенные огнетушители (ОВП) .
Воздушно-механическая пена получается в результате взаимодействия (смешения) распыленной струи водного раствора пенообразователя с потоком воздуха или другого газа в насадке-генераторе пены.
Еще одним огнетушащим средством, которое находит все более широкое применение за счет своей универсальности, являются огнетушащие порошковые составы, представляющие собой мелкодисперсные минеральные соли, которые обработаны специальными добавками для придания им текучести и снижения способности к смачиванию и поглощению воды.
Порошковые составы подразделяют на порошки общего назначения (для тушения загораний твердых углеродсодержащих и жидких горючих веществ, горючих газов и электрооборудования под напряжением до 1000 В) и порошки специального назначения (для тушения металлов, металлоорганических соединений, гидридов металлов или других веществ, обладающих уникальными свойствами). В последнее время находят все более широкое применение аэрозольные огнетушащие составы. Для их получения используют специальные аэрозолеобразующие твердотопливные или пиротехнические композиции, способные гореть без доступа воздуха. Аэрозольные огнетушащие составы образуются из таких композиций непосредственно в момент их попадания в зону горения. Высокая огнетушащая способность аэрозольных составов (при объемном способе тушения) обусловлена длительностью нахождения аэрозольного облака над очагом горения и стабильностью его огнетушащей концентрации, при высокой проникающей способности.
Наиболее "чистыми" огнетушащими веществами являются газовые составы. В качестве заряда газовых огнетушителей используют двуокись углерода и хладоны.
Двуокись углерода (СO 2) при температуре 20 o С и давлении 760 мм рт. ст. представляет собой бесцветный газ в 1,5 раза тяжелее воздуха. Являясь инертным газом, двуокись углерода при введении в зону горения в количестве порядка 30 % (об.) и снижении содержания кислорода до 12-15 % (об.) гасит пламя, а при снижении концентрации кислорода в воздухе до 8 % (об.) прекращает тление. При переходе жидкой двуокиси углерода (которая именно в таком виде находится в огнетушителе) в газ ее объем увеличивается в 400-500 раз, этот процесс идет с большим поглощением тепла. Углекислота применяется или в газообразном виде, или в снегообразном состоянии. Она не причиняет порчи объекту тушения; обладает хорошими диэлектрическими свойствами.
Наибольший эффект достигается при тушении двуокисью углерода пожаров в замкнутых объемах.
Из недостатков, которые имеет двуокись углерода, можно отметить: охлаждение металлических деталей огнетушителя и раструба до минус 60 o С, на пластмассовом раструбе образуется заряд статического электричества (до нескольких тысяч вольт), снижение содержания кислорода в атмосфере помещений.
Среди хладонов (галогенсодержащих углеводородов) до недавнего времени для тушения загораний применялись хладон 114В2 (зарубежная марка - галон 2402), хладон 12В1 (галон 1211) и хладон 13В1 (галон 1301).
Принцип огнетушащего действия хладонов основан на снижении объемного содержания кислорода в газовой среде. Хладоны эффективны при тушении почти всех горючих веществ. Однако они имеют достаточно выраженное наркотическое действие и отрицательно воздействуют на окружающую среду. Пары бромхлорсодержащих хладонов, поднимаясь на большую высоту, взаимодействуют с озоном и снижают его концентрацию в атмосфере, нарушая ее защитные свойства. Поэтому Монреальским протоколом и другими международными соглашениями государствам было рекомендовано серьезно сократить производство хладонов, а в дальнейшем намечено производство и применение хладонов запретить.
Взамен указанных выше хладонов в последнее время были разработаны рецептуры озонобезопасных хладонов.
Новые марки хладонов в основном применяют для оснащения стационарных автоматических установок пожаротушения, а поскольку эти марки уступают по огнетушащей способности прежним хладонам, они не нашли применения в качестве заряда для огнетушителей.
Появившиеся в последнее время в продаже разного рода импортные "пшикалки" не могут всерьез рассматриваться в качестве средства тушения пожара. Некоторые из огнетушителей содержат горючие и достаточно токсичные галогенсодержащие соединения.
При тушении пожаров широкое применение находят такие вещества, как вода, ее пары, а также другие жидкости, газы, порошки некоторых веществ, обладающих наиболее эффективным огнетушащим действием.
Огнетушащее вещество - это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия дляпрекращения горения. Огнетушащие вещества могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии (ГОСТ 12.1.033).
При выборе вещества дляпожаротушения необходимо учитывать его совместимость с горящим материалом, т.е. исключить возможность возникновения взрыва, выделений ядовитых, коррозионно-активных и других веществ в зоне пожара.
Наиболее распространенным средством пожаротушения является вода.
Как говорилось выше, вода является наиболее дешевым и распространенным средством тушения пожаров. Она обладает высокой теплоемкостью, теплотой парообразования 2258 Дж/г, повышенной термической стойкостью (свыше 1700 °С), значительным увеличением объема при парообразовании (1 кг воды образует при испарении свыше 1700 л пара).
Вода обладает также тремя свойствами огнетушения: охлаждает зону горения или горящие вещества, разбавляет реагирующие вещества в зоне горения и изолирует горючие вещества от зоны горения.
Воду применяют для тушения твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов (технологических установок, аппаратов, сооружений, зданий и др.), расположенных вблизи очагов горения.
Воду не применяют для тушения установок и оборудования, находящихся под напряжением, в связи с ее высокой электропроводностью.
При тушении нерастворимых в воде легких нефтепродуктов и других горючих веществ с плотностью меньше Плотности воды они всплывают и продолжают гореть на ее поверхности. Более того, площадь горящей поверхности при этом увеличивается, что существенно может усложнить Условия тушения пожара.
Подача воды к очагу горения может быть в виде:
· сплошной (компактной) струи из лафетных стволов с насадками диаметром 28:-50 мм или из ручных пожарных стволов с насадками диаметром 13-25 мм;
· распыленной струи при диаметре капель воды свыше 100 мкм;
· тонкораспыленной струи с диаметром капель воды до 100 мкм, полученной из стационарных или переносных распылителей;
· растворов, содержащих 0,2-2,0% массы смачивателей для снижения поверхностного натяжения;
· водобромэтиловой эмульсии, содержащей 90% массы воды и 10% бромистого этила.
Воду в виде компактных и распыленных струй применяют при тушении твердых веществ и материалов органического происхождения, горючих жидкостей, таких, как темные нефтепродукты.
Компактные струи сбивают пламя, одновременно охлаждая поверхности. Их применяют преимущественно при подаче воды на большое расстояние или для придания ей ударной силы, когда тушение пожаров производится на значительной высоте или при большом очаге пожара, не дающем близко подойти к очагу горения, а также в случае необходимости охлаждения соседних с горящим объектом зданий, сооружений, металлоконструкций, резервуаров и пр.
В зависимости от напора и расхода воды радиус действия компактной части струи изменяется от 6 до 30 м и более. К преимуществам компактных струй относятся дальнобойность, маневренность, способность сбить пламя.
Недостатками применения компактных струй являются низкая эффективность охлаждения реагирующих веществ, что обусловлено небольшой продолжительностью контакта с зоной горения и электропроводностью потока воды; возможность образования смесей взрывоопасных концентраций при контакте струи воды с горючей пылью; опасность механических повреждений, например, КИП, аппаратуры, а также травмирование людей.
Во многих случаях при тушении пожара более эффективна распыленная струя вследствие создания наилучших условий для испарения воды, следовательно, для повышения охлаждения и разбавления горючей среды.
Распыление струи достигается при прохождении ее через насадку. Такие струи обладают более развитой поверхнocтью поэтому при одинаковом расходе воды они отводят из зоны горения в единицу времени значительно больше теплоты, чем компактные.
Распыленные струи рекомендуется применять при тушении небольших пожаров, когда можно близко подойти к очагу возгорания, для охлаждения конструкций, веществ и материалов, находящихся в зоне интенсивного теплового воздействия, для защиты пожарных-ствольщиков, пожарной техники.
Воду в виде распыленных и тонко распыленных струй применяют при тушении несмешивающихся с водой горючих и легковоспламеняющихся жидкостей.
При попадании на поверхность горящих жидкостей капли воды испаряются, и пузырьки пара образуют с жидкостью негорючую эмульсию. Т.к. эмульсия легче жидкости, она покрывает ее поверхность, изолируя горючее от зоны горения. Мелкие капли воды снижают температуру пламени, охлаждают горящую жидкость, медленно погружаясь в нее; уменьшают концентрацию горючих паров за счет испарения над поверхностью жидкости. Мелкие капли воды не разбрызгивают и не расплескивают горящие жидкости. Тонко распыленная вода образует аэродинамическую систему - туман, в которой она мало или практически неэлектропроводная, следовательно, ее можно при менять при пожарах в электроустановках.
Для тушения пожаров горючих жидкостей (дизельного топлива, керосина, трансформаторного масла, смазочных масел и др.) применяют преимущественно распыленную в виде капельных струй воду с оптимальным размером капeль от 0,3 до 0,8 мм в зависимости от напора струи. Наилучший эффект тушения ЛВЖ (с низкой температурой воспламенения) достигается мелкораспыленными и туманообразными водяными струями.
Для повышения проникающей способности воды необходимо снизить ее поверхностное натяжение. С этой целью в воду вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ). Добавление ПАВ (смачивателей) в 2,0-2,5 раза снижает расход воды и значительно уменьшает время тушения пожара. Например, введение в воду от 0,5 до 2,0% смачивателя повышает эффект тушения пожаров плохо смачиваемых веществ и материалов почти в два раза. Для получения водохимических растворов применяют сульфонаты, сульфонолы, смачиватели и пенообразователи.
Воду нельзя применять для тушения ряда органических жидкостей, которые всплывают и продолжают гореть на поверхности воды.
При попадании воды на битум, жиры, масло, пероксид натрия, петролатум происходит наоборот усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания этих материалов.
Вода содержит различные природные соли, что приводит к повышению ее коррозионной способности и электропроводности. Усиливают эти свойства, вводимые для повышения эффективности тушения различные добавки: антифризы и пенообразователи.
Огнетушащие пены . Пена представляет собой систему, в которой дисперсной фазой всегда является газ. Пузырьки газа заключены в тонкие оболочки - пленки из жидкости. Пузырьки газа могут образовываться внутри жидкости в результате химических процессов или механического смешения газа (воздуха) с жидкостью. Чем меньше размеры пузырьков газа и поверхностное натяжение пленки жидкости, тем более устойчива пена.
При небольшой плотности (0,1-0,2 Г/СМ З) пена растекается по поверхности горящей жидкости, охлаждая и изолируя ее от пламени. При этом поступление горючих паров в зону горения прекращается и пламя гаснет.
Для тушения пожаров применяют устойчивую пену, которая может быть получена при введении в воду небольших количеств (3,0-4,0%) пенообразователя, способного снизить поверхностное натяжение пленки воды.
Пенообразователи - это вещества, находящиеся в коллоидном состоянии и способные сорбироваться в поверхностном слое раствора на границе жидкость-газ. К таким веществам относятся природные пенообразователи экстракт лакричного корня, сапонин, альбумины и др.
В настоящее время чаще всего используются синтетические углеводородные и фторсодержащие пенообразователи, такие, как «Барьер пленкообразующий», Барьер-612, ТЭАС, ПО-6 ОСТ и др.
Огнетушащие свойства пены определяются ее устойчивостью, кратностью, биоразлагаемостью и смачивающей способностью.
Устойчивость nены - это ее способность к сохранению первоначальных свойств.
Кратность nены - отношение объема пены к объему раствора, из которого она образована. Пены с большей кратностью менее стойки.
Качество пены во многом определяется ее дисперсностью. Чем выше дисперсность, тем больше стойкость пены и выше ее огнетушащая эффективность.
В зависимости от величины кратности устойчивость пены подразделяют на низкократную (<20), среднекратную (20-200) и высокократную (>200).
Огнетушащая эффективность neны характеризуется интенсивностью ее подачи и удельным расходом.
Широкое применение находят два вида устойчивых огнетушащих пен: воздушно-механическая и химическая. Их применяют для тушения твердых веществ, ЛВЖ с плотностью менее 1 и не растворяющихся в воде. Химическая пена, как правило, более стойкая, чем воздушно-механическая.
Воздушно-механическая пена представляет собой механическую смесь воздуха, воды и поверхностно-активного вещества (пенообразователя). Она содержит около 99% воздуха, 1 % воды и 0,04%пенообразователя.
Стойкость воздушно-механической пены меньше, чем химической, причем стойкость уменьшается с повышением кратности пены. Для получения воздушно-механической пены необходимо ввести пенообразователь в воду во всасывающем трубопроводе насоса или в напорной линии. Обычно используют пенообразователь типа ПО-1, состоящий из керосинового контакта, столярного клея и этилового спирта.
Для получения воздушно-механической пены используют специальные устройства, так называемые пенокамеры.
Пенокамеры устанавливают вблизи верхней кромки резервуара для равномерного распределения пены по поверхности горящей жидкости.
Стационарную пенокамеру для тушения пожара резервуара 1 подключают к пожарному автонасосу (рис.2). Раствор пенообразователя поступает в пенокамеру 2 по рукавным линиям 6, Проложенным от пожарного автомобиля 5, который располагается на дороге вблизи обваловки 3 и забирает воду из пожарного гидранта 4. Пенообразователь из цистерны пожарного автомобиля вводится в поток воды дозатором, расположенным в дозаторном отделении автомобиля. Поступающий таким образом водный раствор пенообразователя превращается в пенокамерах в воздушно-механическую пену, которая растекается по поверхности и тушит очаг горения, изолируя жидкость от пламени.
Нормативная интенсивность подачи пены средней кратности зависит от свойств горючих жидкостей и колеблется в пределах 0,05-0,30 дм3/(м2с).
Специальные дозирующие устройства с головками для получения пены применяют в спринклерных и дренчерных автоматических установках тушения пожаров.
На поверхности горящих жидкостей пена образует стойкую пленку, не разрушающуюся под действием пламени в течение 30 мин, времени, вполне достаточном для тушения ГЖ и ЛВЖ в резервуарах любых диаметров.
Воздушно-механическая пена совершенно безвредна для людей, не вызывает коррозии металлов, почти неэлектропроводна и весьма экономична. Ее применяют также для тушения твердых горящих веществ (древесины и др.). Деревянные конструкции, покрытые воздушно-механической пеной длительное время (до 40 мин), сопротивляются воздействию лучистой энергии и не воспламеняются. В тех же условиях незащищенные конструкции воспламеняются через 15 мин.
Пенные установки широко применяются на предприятиях по хранению и переработке горючих жидкостей с температурой вспышки паров выше 28 ос и твердых сгораемых материалов и изделий.
Химическая пена образуется при взаимодействии карбоната или бикарбоната натрия или других солей с кислотой в присутствии пенообразователя. Такую пену получают из пенопорошка и воды в пеногенераторах, представляющих собой специальные эжекторные переносные приборы.
Пенопорошок состоит из сухих солей бикарбоната натрия, стабилизаторов, лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества. При взаимодействии с водой соли растворяются, вступают в реакцию, образуя диоксид углерода. В результате выделения большого количества диоксида углерода получается устойчивая пена.
При растекании химической пены образуется весьма устойчивый, мало разрушающийся под действием пламени слой толщиной 7-10 см. Химическая пена не взаимодействует с нефтепродуктами и образует плотный покров, не пропускающий паров жидкости.
Стойкость химической пены более 1 ч. В последнее время наметилась тенденция к сокращению применения химической пены, что связано со сравнительно высокой ее стоимостью и сложностью организации тушения пожаров.
При тушении пожаров в резервуарах с нефтепродуктами химическую или воздушно-механическую пену подают в очаг горения стационарными пеногенераторами ГПС-600, ГПС-2000, пеносмесителями (пенокамерами) ГПСС-600, ГПСС-2000 или передвижными пеноподъемниками.
В настоящее время для получения пены широко используются генераторы пены высокой кратности (ГПВК) и высоконапорные пеногенераторы (ВПГ). Химическая пена образуется в рукавной линии, транспортирующей водный раствор пеногенераторного порошка, по мере движения потока к пеносливу.
Однако в большинстве случаев химическую пену успешно заменяют воздушно-механической.
Инертные разбавители. В случае возможности взрыва из-за скопления в горящем помещении горючих газов или паров необходимо создать в нем среду, не поддерживающую горение. Это достигается применением в качестве средств пожаротушения инертных разбавителей, таких, как водяной пар, азот, диоксид углерода, аргон, дымовые газы и некоторые другие вещества. Инертные разбавители снижают скорость реакции, так как часть теплоты горения расходуется на их нагрев.
Водяной пар - технологический и отработавший - используют для создания паровоздушных завес на открытых технологических установках, а также для тушения пожаров в помещениях малого объема и технологическом оборудовании (сушилки, реакторы, колонны и др.). Огнегасительная концентрация водяного пара при этом составляетоколо 35% объема.
Азот при меняют главным образом при тушении веществ, горящих пламенем. Он плохо тушит вещества, способные тлеть (дерево, бумага), и практически не тушит волокнистые вещества (ткань, вата, хлопок). Огнегасительная концентрация азота в воздухе принимается не менее 35%, объема. Разбавление воздуха азотом до содержания кислорода в пределах 12-16% объема безопасно для человека. Более высокое разбавление опасно.
Диоксид углерода применяют для объемного тушения пожаров на складах ЛВЖ, аккумуляторных станциях, в сушильных печах, на стендах для испытания двигателей электрооборудования и др.
Диоксид углерода - бесцветный газ, из одного литра жидкой углекислоты при О °С образуется 506 л газа. Длябольшинства веществ огнегасительная концентрация его составляет 20-30"Уо объема. Однако при использовании диоксида углерода в пожаротушении необходимо учитывать его токсичность при высоких концентрациях. Вдыхание воздуха, содержащего 10% СО 2 , смертельно.
Поэтому в системе тушения с использованием диоксида углерода необходимо предусматривать сигнализирующее устройство для обеспечения своевременной эвакуации людей из помещения.
Подача диоксида углерода для тушения может быть двоякой: через раструбы-диффузоры или через перфорированный трубопровод. В первом случае происходит переохлаждение выходящего сжиженного диоксида углерода (углекислоты) с образованием твердого диоксида в виде снега, а эффект тушения достигается по принципу охлаждения, во втором случае - по способу разбавления. Для подачи СО 2 обычно используют огнетушители или стационарные установки.
Галогеноуглеводороды. Галогенуглеводородные составы - огнегасители на основе углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галогенов. Они относятся к ингибирующим или флегматизирующим средствам, тушение которыми происходит в результате торможения химических реакций.
Наиболее эффективное действие оказывают бром-, фторпроизводные метана и этана. При этом реакционная способность и склонность к термическому разложению зависят от галогена, замещающего водород. Эти свойства повышаются в ряду фтор - хлор - бром - йод.
Современные торговые названия галогенуглеводородов хладоны, ранее - фреоны. За рубежом они называются галлоны. По принятой в нашей стране номенклатуре номер хладона составляется следующим образом: первая цифра- число атомов углерода минус единица, втораячисло атомов водорода плюс единица, третья - число атомов фтора. Бром характеризуется буквой В.) И цифрой по числу атомов, число атомов хлора определяется по свободным связям.
Наиболее широкое распространение длятушения пожаров получили такие галогенуглеводороды, как трифторбромметан (хладон 13В1), дифторхлорбромметан (хладон 12В1), дибромтетрафторэтан (хладон 114В2), дибромдифторметан (хладон 12В2). Хладоны 114В2, 12В2 и бромистый этил представляют собой тяжелые жидкости с запахом, остальные хладоны при нормальных условиях - газы. Они плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими жидкими органическими веществами.
Хладоны применяют для объемного тушения, для поверхностного тушения небольших очагов пожаров и для предупреждения образования взрывоопасной среды. Их используют для защиты особо опасных цехов химических производств, Сушилок, окрасочных камер, складов с горючими жидкостями и т.п. Хладоны не рекомендуется применять для тушения металлов, ряда металлосодержащих соединений, гидридов металлов, а также материалов, содержащих в своем составе кислород.
Многоплановость их применения объясняется рядом специфических свойств. Хладоны обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что делает их пригодными для тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением. В результате высокой плотности хладоны в жидком и газообразном состоянии хорошо формируют струю, и капли хладона легко проникают в пламя. Низкая температура замерзания позволяет использовать их при минусовых температурах, а хорошая смачиваемость - тушить тлеющие материалы.
Однако хладоны, как средства тушения пожаров, не лишены и недостатков. Прежде всего, практически все эти соединения вредны для организма человека. При этом сами хладоны являются слабыми наркотическими ядами, а продукты их термического разложения обладают высокой токсичностью. Хладонам свойственна и высокая коррозионная активность.
Твердые и комбинированные огнетушащие вещества. Эти вещества в виде порошков обладают высокой огнетушащей эффективностью. Они способны подавлять горение различных, в том числе и пирофорных соединений и веществ, не поддающихся тушению водой или пеной.
Принцип тушения порошковыми составами заключается либо в изоляции Горящих материалов от воздуха, либо в изоляции паров и газов от зоны горения. Кроме того, порошковые составы при поступлении в очаг горения способны ингибировать пламя. Поэтому огнетушащий эффект, например, порошков на основе бикарбонатов щелочных металлов значительно превышает эффект охлаждения или разбавления диоксидом углерода, выделяющимся при разложении этих порошков.
Порошковые составы применяют для тушения металлов и металлоконструкций, металлоорганических соединений, пирофорных веществ, газового пламени.
Порошковые составы обладают такими преимуществами, как высокая огнетушащая эффективность; универсальность; возможность тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением, и использования их при минусовых температурах. Они нетоксичны, не оказывают коррозионного действия, их можно использовать в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения, не приводят в негодность оборудование, материалы.
Недостатками их применения являются слеживаемость и комкование. Однако современные технологии получения порошковых составов позволяют в значительной степени избежать этих недостатков.
В настоящее время выпускаются и используются в пожаротушении порошки следующего состава:
· ПСБ (бикарбонат натрия, 10% талька, 1-2% кремнийорганической добавки АМ-1-300);
· ПС (углекислый натрий, 2,5% стеарата металла, 1% графита);
· П-1А (фосфорно-аммонийные соли С добавками АМ1-300);
· СИ-2 (силикагель марки МСК, ШСК или КСК 50%, хладон 114В2 50%);
· ПФ (фосфорно-аммонийные соли, 5% талька, 1-2% АМ-1-300).
Порошки состава ПСБ и ПФ способны создавать огнетушащее облако и предназначены для тушения пожаров углеводородов, древесины, электрооборудования.
Порошки же типа ПС создают на поверхности горящих материалов изолирующий слой и предназначены для тушения металлов, металлоорганических соединений и т.п.
Комбинированные составы - к ним относятся водогалогенуглеводородные эмульсии, комбинированный азотно-углекислотный состав для тушения щелочных металлов в помещениях, водные растворы двууглекислой соды, углекислой соды, поташа, хлористого аммония, поваренной соли, глауберовой соли, аммиачно-фосфорных солей, сернокислой меди, а также четыреххлористый углерод, бромэтил и другие соединения галогенов. Разработаны также комбинированные азотно-хладоновые и углекислотно-хладоновые составы для объемного тушения.
Широкое применение находят комбинированные порошки типа СИ для тушения органических жидкостей, пирофоров, гидридов металлов, некоторых кремнийорганических соединений.
Огнетушащие свойства комбинированных водных растворов солей отличаются от огнегасительного действия воды тем, что соли, выпадая из растворов, образуют на поверхности горящего вещества изолирующие пленки, на которые затрачивается определенная часть теплоты пожаpa. При разложении солей выделяются инертные огнегасительные газы.
Огнетушащие вещества выбираются в каждом конкретном случае с учетом условий протекания процесса горения, пожарной опасности и физико-химических свойств веществ и материалов.
Похожая информация.
Для эффективной борьбы с очагами пламени во время пожара нужны специальные вещества, которые позволят локализовать и нейтрализовать огонь, не допуская его распространение на большие площади. К ним относятся специальные огнетушащие вещества, основными задачами которых являются:
Чтобы можно было быстро и эффективно потушить пожар важно правильно подобрать огнетушащий состав и обеспечить его быструю доставку в очаг возгорания. Выбор составов для бороньбы с пожаром на конкретном объекте определяется исходя из их физических и химических характеристик.
Огнетушащие вещества – это специальные субстанции, которые применяются для заполнения систем первичного пожаротушения, а также для использования различной пожарной техникой, применяемой для ликвидации возгорания и очагов открытого пламени.
К оборудованию первичного пожаротушения относятся индивидуальные средства борьбы с огнем в виде ручных и передвижных огнетушителей, автономных систем тушения пожаров, подключенных к охранно-пожарной сигнализации.
В зависимости от объекта, на котором произошло возгорание, и от класса пожара может использоваться тот или иной тип субстанций для эффективной борьбы с огнем. Чтобы правильно подобрать огнетушащие вещества понятие их классификации является важным аспектом.
Для борьбы с огнем используются средства, которые способны обеспечить быстрое прекращение горения как на поверхности, так и в объеме за счет химико-физического воздействия на объект горения. Все вещества для тушения можно разделить на несколько категорий.
Чтобы понять какое вещество следует использовать при тушении пожара, рассмотрим, какие бывают огнетушащие вещества и их свойства.
Вода относится к одним из наиболее распространенных веществ для тушения пожаров различных классов. Широкое практическое применение воды обусловлено тем, что она дешевая, легко подается к месту возгорания и может сохраняться на протяжении длительного времени.
Высокие показатели тушения огня водой обуславливаются ее высокой теплоемкостью, которая при Т=+20ºС составляет 1ккал/л. При испарении воды из одного ее литра может образоваться более 1500 л перенасыщенного пара Н 2 О, который впоследствии вытесняет О 2 из области горения. В процессе парообразования нужно около 540 ккал энергии, что позволяет существенно снизить температуру области горения.
Поскольку вода владеет большим показателем поверхностного натяжения, ее проникающих свойств не всегда достаточно, особенно когда горят пылевидные материалы. В таком случае она используется совместно с поверхностно активными веществами (0,50…4%).
Обратите внимание!
Чтобы эффективно тушить лесные/степные пожары в воде растворяют различные соли. Наиболее часто применяют сернокислотный аммоний, хлористый кальций, каустическую соль и пр.
Ограничения:
Важно помнить!
Вода не является универсальным средством пожаротушения.
От ее использования следует оказаться при тушении:
Эти огнетушащие вещества и их классификация предусматривают использование двух типов пены – создаваемой химической реакцией или механическим способом, используя воздух.
Химическую пену получают вследствие протекания химической реакции между щелочной и кислой средой. Оболочка отдельных пузырьков такого типа пены включает в свой состав пенообразующий материал и водный солевой раствор. Сами пузырьки наполняются СО 2 , который появляется в результате происходящей химической реакции.
Воздушную пену получают, когда происходит перемешивание воздушного потока со специальными пенообразующими веществами. Оболочка пузырей этой пены имеет в своем составе только пенообразователь.
Ограничения:
Пена не может быть использована при тушении:
Применяется в твердом, в виде «углекислого снега», или в газообразном/аэрозольном состоянии.
Использование «углекислого снега» позволяет существенно понизить температуру в очаге пожара, а также уменьшает концентрацию кислорода, подаваемого к очагу пламени. СО 2 в твердом состоянии владеет плотностью 1500 кг/м 3 , а из одного литра этого вещества можно получить до 500 литров газа.
Эти огнетушащие вещества в газовой форме эффективно применяются для тушения в объеме. Газ заполняет все помещение, вытесняя кислород из зоны горения.
Аэрозольные смеси двуокиси углерода будут полезны, когда в воздухе присутствует высокая концентрация мелких сгораемых частичек, которые с помощью аэрозоля можно осадить.
Ограничения:
Важно помнить!
СО 2 в любом состоянии является опасным для людей. Поэтому, доступ помещение, где использовалось этот материал, следует осуществлять с использованием специальных защитных средств.
СО 2 не может применяться при тушении:
Эти вещества являются высокоэффективными составами, включающими галлоидосодержащие углеводороды. Вещества-хладоны будут эффективны для быстрого тушения пожаров разного класса, включая и установки под рабочим напряжением. Их воздействие основано на снижении активности химических реакций, поддерживающих горение, а также возможности взаимодействия с кислородом воздушной среды, что позволяет снизить его концентрацию.
Ограничение:
Хладоны являются токсичными и опасными для людей. С их помощью нельзя тушить:
Благодаря широкому спектру различных тушащих веществ можно эффективно бороться с пожарами различного класса и разной сложности. Чтобы быстро нейтрализовать огонь важно правильно подобрать материал для тушения. При выборе следует учитывать ограничения на тушение определенных веществ, а также и то, что некоторый огнетушащий материал является токсичным и может составлять опасность для людей и окружающей среды.
К огнетушащим относятся вещества и материалы, с помощью которых прекращается горение.
Огнетушащие вещества оказывают комбинированное воздействие на процесс горения вещества. Вода, например, может охлаждать и изолировать (или разбавлять) источник горения; пенные средства действуют изолирующее и охлаждающе; огнетушащие порошковые составы (ОПС) изолируют и тормозят реакцию горения; наиболее эффективные газовые вещества действуют одновременно как разбавители и как тормозящие реакцию горения.
Все огнетушащие вещества в зависимости от принципа прекращения горения разделяются на виды:
охлаждающие зону реакции или горящие вещества (вода, водные растворы солей, твердый диоксид углерода и др.);
разбавляющие вещества в зоне реакции горения (инертные газы, водяной пар, тонкораспыленная вода, газоводяные смеси, продукты взрыва и др.);
изолирующие вещества от зоны горения (химическая и воздушно-механическая пены, огнетушащие порошки, негорючие сыпучие вещества, листовые материалы и др.);
химически тормозящие реакцию горения (составы 3.5; хладоны 114В, 13В1 и др.).
Однако, любое огнетушащее вещество обладает каким-либо одним доминирующим свойством.
Таблица 36
|
Класс пожара |
Характеристика класса |
Подкласс пожара |
Характеристика подкласса | |
|
Горение твердых веществ |
Горение твердых веществ, сопровождаемое тлением (например, древесина, бумага, уголь, текстиль) |
Вода со смачивателями, хладоны, порошки для тушения пожаров АВСЕ классов |
||
|
Горение твердых веществ, не сопровождаемое тлением (каучук, пластмассы) |
Все виды огнетушащих веществ |
|||
|
Горение жидких веществ |
Горение жидких веществ, нерастворимых в воде (бензин, нефтепродукты), а также сжижаемых твердых веществ (парафин) |
Пена, мелкораспыленная вода, хладоны, порошки типа для тушения пожаров АВСЕ и ВСЕ классов |
||
|
Горение полярных жидких веществ, растворимых в воде (спирты, ацетон, глицерин и др.) |
Пена на основе специальных пенообразователей, мелкораспыленная вода, хладоны, порошки для тушения пожаров АВСЕ и ВСЕ классов |
|||
|
Горение газообразных веществ |
Бытовой газ, пропан, водород, аммиак и др. |
Объемное тушение и флегматизация газовыми составами, порошки для тушения пожаров АВСЕ и ВСЕ классов, вода для охлаждения оборудования |
||
|
Горение металлов |
Горение легких металлов и их сплавов (алюминий, магний и др.), кроме щелочных |
Специальные порошки |
||
|
Горение щелочных металлов (натрий, калий и др.) |
Специальные порошки |
|||
|
Горение металлосодержащих соединений (металлорганические соединения, гидриды металлов) |
Специальные порошки |
Вода – основное огнетушащее вещество охлаждения, наиболее доступное и универсальное. Хорошее охлаждающее свойство воды обусловлено ее высокой теплоемкостью при нормальных условиях. При попадании на горящее вещество, вода частично испаряется и превращается в пар, а высокая теплота парообразования воды (2236 кДж/кг) позволяет отнимать большое количество тепла в процессе тушения пожара. Низкая теплопроводность способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Вода доступна для целей пожаротушения, экономически целесообразна, инертна по отношению к большинству веществ и материалов, имеет не значительную вязкость и несжимаемость. При тушении пожаров воду используют в виде компактных, распыленных и тонкораспыленных струй.Сплошные струи используют при тушении наружных и открытых внутренних пожаров, когда необходимо подать большое количество воды на значительное расстояние. Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, так как увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения, вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая большое количество теплоты.В зависимости от вида горящих материалов используют распыленную воду различной степени дисперсности.
Вода почти со всеми твердыми горючими веществами не вступает в реакцию, за исключением щелочных и щёлочно-земельных металлов (калия, натрия, кальция, магния и др.) и некоторых других веществ.
С некоторыми веществами и материалами вода с добавками ПАВ или без них вступает в реакцию с выделением: водорода, кислорода, фосфористого водорода; ведет к самовозгоранию; а также взрыву; выбросу исходного вещества. Такие вещества нельзя тушить водой, в том числе с добавлением к ней смачивателя (см. таблицу 37).
Таблица 37
Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду и другие огнетушащие средства на ее основе
|
Азид свинца |
Взрывается при увеличении влажности до 30 % |
|
Алюминий, алюминийорганические соединения, щелочные металлы, магний, цинк, цинковая пыль |
При горении разлагают воду на кислород и водород. Реагируют со взрывом |
|
Подача компактных струй воды ведет к выбросу и усилению горения, вскипание, выброс |
|
|
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов | |
|
Гидросульфит натрия |
Самовозгорается и взрывается от действия воды |
|
Гремучая ртуть |
Взрывается от удара водяной струи |
|
Железо кремнистое (ферросилиций) |
Выделяется фосфористый водород, самовоспламеняющийся на воздухе |
|
Жиры, масла, петролатум |
Усиление горения, разбрызгивание, вскипание, выброс |
|
Калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические |
Реагируют с водой с выделением водорода, возможен взрыв |
|
Кальций и натрий (фосфористые) |
Реагируют с водой с выделением фосфористого водорода, самовоспламеняющегося на воздухе |
|
Калий и натрий (перекиси) |
При попадании воды возможен взрызообразный выброс с усилением горения |
|
Карбиды алюминия, бария и кальция |
Разлагаются с выделением горючих гaзов, возможен взрыв |
|
Карбиды щелочных металлов |
При контакте с водой взрываются |
|
Литийорганические соединения |
Разложение с выделением горючих газов |
|
Магний и его сплавы |
При горении разлагают воду на водород и кислород |
|
С водой реагирует с образованием взрывоопасного вещества |
|
|
Натрий сернистый в гидросернокислый |
Сильно разогревается (свыше 400 °С), может вызвать возгорание горючих веществ, а также ожог при попадании на кожу, сопровождающийся труднозаживающими язвами |
|
Негашеная известь |
Реагирует с водой с выделением большого количества тепла |
|
Нитроглицерин |
Взрывается от удара струи воды |
|
Подача струи воды в расплав ведет к сильному взрывообразному выбросу и усилению горения |
|
|
Серная кислота Серный ангидрид |
При попадании воды возможен взрывообразный выброс, Сильный экзотермический эффект |
|
Сесквидхлорид |
Взаимодействует с водой с образованием взрыва |
|
Реагируют с водой с выделением водородистого кремния, самовоспламеняющегося на воздухе, при попадании воды возможен взрывообразный выброс |
|
|
Термит, титан и его сплавы, титан четыреххлористый, электрон |
Реагируют с водой с выделением большого количества теплоты, разлагают воду на кислород и водород |
|
Триэтилалюминий и хлорсульфоновая кислота |
Реагируют с водой с образованием взрыва. |
|
Фосфорид алюминия |
Разлагается от воды и самовоспламеняется |
|
Взаимодействует с водой, выделяя хлористый водород |
|
|
Цианамид калия |
При увлажнении выделяется ядовитый цианистый водород |
Огнетушащие средства, допустимые к применению при тушении пожаров различных веществ и материалов приведены в таблице 38.
Таблица 38
Огнетушащие средства, допустимые к применению при тушении пожаров различных веществ и материалов
|
Горючее вещество и материал |
Огнетушащие средства, допустимые к применению |
|
Азотная кислота |
Вода, известь, ингибиторы |
|
Азотнокислый калий и натрий |
Вода, ингибиторы |
|
Алюминиевая пудра (порошок) |
ОПС, инертные газы, ингибиторы, сухой песок, асбест |
|
Водяной пар |
|
|
Амилацетат |
Пены, ОПС, инертные газы, ингибиторы, песок |
|
Аммоний азотнокислый и марганцевокислый |
Вода, ингибиторы |
|
Пены, ОПС, ингибиторы, инертные газы, песок |
|
|
Вода в любом агрегатном состоянии, пены |
|
|
Ацетилен Ацетон |
Водяной пар |
|
Химическая пена, воздушно-механическая пена на основе пенообразователей общего применения, ингибиторы, инертные газы, водяной пар |
|
|
Пены, ингибиторы, инертные газы |
|
|
Бромацетилен |
Раствор едкой щелочи |
|
Инертные газы |
|
|
Волокна (вискозное и лавсан) |
Пены, ОПС, распыленная вода, песок |
|
Водород перекись |
Водяной пар, инертные газы |
|
Древесина |
Вода в любом агрегатном состоянии, пены, ОПС |
|
Калий металлический |
Пригодны любые огнетушащие средства |
|
ОПС, ингибиторы, сухой песок |
|
|
Карбид кальция |
Вода, ОПС, песок |
|
ОПС, сухой песок, ингибиторы |
|
|
Клей резиновый |
Вода, водные растворы смачивателей, |
|
Коллодий |
ОПС, пены |
|
Распыленная вода, пены, ОПС, инертные газы, ингибиторы |
|
|
Пены, ОПС, песок |
|
|
Минеральные токсичные удобрения: |
ОПС, сухой графит, кальцинированная сода |
|
аммиачная, кальциевая, натриевая селитры |
Водяной пар, инертные газы |
|
Натрий металлический |
Вода, ОПС |
|
Нафталин |
ОПС, ингибиторы, сухой песок, кальцинированная сода |
|
Нефть и нефтепродукты: |
Распыленная вода, пены, ОПС, инертные газы |
|
бензин, керосин, мазуты, масла, дизельное топливо и др., олифа, растительные масла | |
|
Вода в любых агрегатных состояниях, ОПС, пены, песок, инертные газы |
|
|
Пластмассы | |
|
Резина и резинотехнические изделия |
Вода, водные растворы смачивателей, ОПС, пены |
|
Сено, солома | |
|
Вода, пены, ОПС, мокрый песок |
|
|
Сероводород |
Водяной пар, инертные газы, ингибиторы |
|
Сероуглерод |
Вода в любом агрегатном состоянии, пены, водяной пар, ОПС |
|
Скипидар |
Пены, ОПС, тонкораспыленная вода |
|
Спирт этиловый |
Химическая пена, воздушно-механическая пена средней кратности на основе пенообразователей общего применения с предварительным разбавлением спирта до 70 %, воздушно-механическая иена средней кратности на основе других пенообразователей с предварительным разбавлением спирта до 50 %, ОПС, ингибиторы, обычная вода с разбавлением спирта до негорючей концентрации 28 % |
|
Вода в любом агрегатном состоянии |
|
|
Вода, ОПС, песок |
|
|
Пригодны любые огнетушащие средства |
|
|
Уголь каменный |
Вода в любом агрегатном состоянии, водные растворы смачивателей, пены |
|
Уголь в порошке |
Распыленная вода, водные растворы смачивателей, пены |
|
Уксусная кислота |
Распыленная вода, ОПС, пены, инертные газы |
|
Фосфор красный и желтый формальдегид |
Вода, ОПС, мокрый песок, пены, инертный газ, ингибиторы |
|
Инертные газы |
|
|
Водяной пар, инертные газы |
|
|
Целлулоид |
Обильное количество воды, ОПС |
|
Целлофан | |
|
Цинковая пыль |
ОПС, песок, ингибиторы, негорючие газы |
|
Вода, водные растворы смачивателей, пены |
|
|
Электрон |
ОПС, сухой песок. |
|
Инертные газы, ингибиторы |
|
|
Эфир этиловый |
Пены, ОПС, ингибиторы |
|
Эфир диэтиловый (серный) |
Инертные газы |
|
Ядохимикаты |
Тонкораспыленная вода |
|
Гексохлоран 16 % ДНОК 40 % |
Обильное количество воды, не допускается высыхание препарата |
|
Дихлорэтан (технический) |
Тонкораспыленная вода, пены |
|
Карбофос 30 % |
Тонкораспыленная вода, водные растворы смачивателей, пены |
|
Метафос 30 % |
Вода, пены |
|
Метилмеркаптофос 30 % |
Распыленная вода, пены |
|
Фозалон 35 % |
ОПС, пены, инертные газы |
|
Хлорпикрин |
Пены, водные растворы смачивателей |
|
Хлорофос технический 80 % |
Вода, пены |
|
Распыленная вода, пены |
|
|
Пены, ОПС |
|
|
Бутифос 70 % |
Тонкораспыленная вода |
|
2,4–Д бутиловый эфир 34...72 % |
Тонкораспыленная вода, пены, инертные газы |
|
Дихлоральмочевина 50 % | |
|
Линурон 50 % | |
|
Суркопур 36 % |
ОПС, тонкораспыленная вода, пены |
|
Симазин 50 % |
Тонкораспыленная вода, пены |
|
Цианамид кальция |
ОПС, песок, инертные газы |
Как огнетушащее средство, вода плохо смачивает твердые материалы из-за высокого поверхностного натяжения (72,8-103 Дж/м 2), что препятствует быстрому распределению её по поверхности, прониканию в глубь горящих твердых материалов и замедляет охлаждение.
Для уменьшения поверхностного натяжения и увеличения смачивающей способности в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). На практике используют растворы ПАВ (смачивателей), поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды при тушении пожаров на 35-50%; снизить время тушения на 20-30%, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади.
Воздушно-механическая пена (ВМП) получается смешением в пенных стволах или генераторах водного раствора пенообразователя с воздухом. ВМП обладает необходимой стойкостью, дисперсностью, вязкостью, охлаждающими и изолирующими свойствами, которые позволяют использовать её для тушения твердых материалов, жидких веществ и осуществления защитных действий, для тушения пожаров по поверхности и объемного заполнения горящих помещений (пена средней и высокой кратности). Для подачи пены низкой кратности применяют воздушно-пенные стволы СВП (CBПЭ), а для подачи пены средней и высокой кратности – пеногенераторы ГПС.
Классификация пенообразователей.
Пенообразователи и пены различаются:
по назначению,
по структуре,
по химической природе поверхностно-активного вещества и по способу образования.
По природе основного поверхностно-активного вещества:
протеиновые (белковые);
синтетические углеводородные;
По способу образования:
химические (конденсационные);
воздушно-механические;
барботажные;
Струйные.
По назначению пенообразователи различают:
общего назначения;
пленкообразующие.
По структуре пены подразделяются на высокодисперсные и грубодисперсные.
По кратности:
пены низкой кратности и пеноэмульсии;
пены средней кратности;
пены высокой кратности.
Отношение объема пены V 1 к объему жидкости в пене V o называется кратностью К: K = V 1 / V 0 .
Пенообразователи целевого назначения отличаются определенной направленностью состава. Например, образующие очень устойчивую пену, длительно не разрушающуюся на открытом воздухе.
Для тушения спиртов и водорастворимых органических соединений используют пенообразователи, в состав которых входят природные или синтетические полимеры, которые коагулируют при смешении водного раствора с растворителем. В результате коагуляции на поверхности органического растворителя образуется толстая полимерная пленка, которая механически защищает пену от контакта с растворителем.
Кратность пены. В зависимости от величины кратности пены разделяют на четыре группы:
пеноэмульсий, К < 3;
пены низкой кратности, 3 < К < 20;
пены средней кратности, 20 < К < 200;
пены высокой кратности, К > 200.
В практике тушения пожаров используются все четыре вида пены, которые получают различными способами и устройствами:
пеноэмульсий – соударением свободных струй раствора;
пены низкой кратности – пеногенераторами, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя;
пена средней кратности образуется на металлических сетках эжекционных пеногенераторов;
пена высокой кратности получается на генераторах с перфорированной поверхностью тонких металлических листов или на специальном
оборудовании, в результате принудительного наддува воздуха в пеногенератор от вентилятора.
Огнетушащие порошковые составы (ОПС) являются универсальными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно незначительных удельных расходах. ОПС применяют для тушения горючих материалов и веществ любого агрегатного состояния, электроустановок под напряжением, металлов, в том числе металлоорганических и других пирофорных соединений, не поддающихся тушению водой и пенами, а также пожаров при значительных минусовых температурах. Они способны оказывать эффективные действия на подавление пламени комбинированно: охлаждением (отнятием теплоты), изоляцией (за счет образования пленки при плавлении), разбавлением газообразными продуктами разложения порошка или порошковым облаком, химическим торможением реакции горения.
Огнетушащее действие огнетушащих порошковых составов заключается, в основном, в изоляции горящей поверхности от воздуха, а при объемном тушении – в ингибирующем действии порошков, связанным с обрывом цепей реакции горения.
В качестве основных компонентов в рецептуре огнетушащих порошков используются три класса веществ: фосфорно-аммонийные соли, бикарбонаты и хлориды щелочных металлов (Na и К ). Все это хорошо растворимые в воде соли с ионной кристаллической структурой.
Огнетушащие порошки, основой которых является фосфорно-аммонийные соли применяются для тушения пожаров классов А, В, С, Е; бикарбонатные порошки – для В, С, Е и хлоридные порошковые составы – для В, С, Е, Д.
Таблица 39
Характеристика наиболее распространенных огнетушащих порошковых составов
|
Механическая смесь бикарбоната натрия с химически осажденным мелом (углекислым кальцием), тальком и аэросилом АМ-1-300 (кремнийорганическая добавка). Бывают трех марок – А, Б, В: Марка А : 97...98"% бикарбоната натрия и 1,5...2,5 % аэросила; Марка Б : 91...94 % бикарбоната натрия, 4...6 % углекислого кальция и 1,5...2,5 % аэросила; Марка В . 91...94 % бикарбоната натрия, 1,5...2,5 % аэросила и 4–6 % талька |
Для тушения ЛВЖ, ГЖ, растворителей, сжиженных газов, газовых фонтанов, электроустановок под напряжением до 1000 В. Можно применять для пожаротушения в сочетании с огнетушащей пеной |
|
|
99 % фосфорноаммонийвые соли и 1 % аэросила АМ-1-300 |
Для тушения твердых горючих материалов (древесины, бумаги, пластмасс, угля и др.), нефтепродуктов, сжиженных газов, газовых фонтанов и электроустановок под напряжением до 1000 В |
|
|
Смесь карбоната натрия с графитом и стеаратов тяжелых металлов: 95...96 % соды, 1... ...1,5 % графита, улучшающего текучесть; 0.5...3 % стеарата металла (магния, цинка, кальция) |
Для тушения горящих щелочных металлов и их сплавов |
|
|
Мелкозернистый силикагель марки МСК (50 %). насыщенный хладон И4В2 (50 %) |
Для тушения многих горючих веществ, в том числе пирофорных, кремнийорганических и алюминийорганических соединений, а также гидридов металлов |
Таблица 40
Основные свойства огнетушащих порошков
|
Марка порошка |
Основной компонент |
Область применения (классы пожаров) |
Огнетушащая способность, кг/м 2 |
|
Бикарбонат натрия | |||
|
Диаммонит фосфат | |||
|
Карбонат натрия | |||
|
Смесь хлоридов калия и натрия | |||
|
Силикогель, насыщенный хладоном 114В2 |
Д (металлорганические соединения, гидриды металлов) | ||
|
Графит, вспучивающийся при нагреве |
Д (сплав калия и натрия) | ||
|
Графит с пониженной плотностью |
Д (для натрия и лития) |
Огнетушащие средства разбавления понижают концентрацию реагирующих веществ ниже пределов, необходимых для горения. В результате уменьшается скорость реакции горения, скорость выделения тепла, снижается температура горения. При тушении пожаров разбавляют воздух, участвующий в горении, или горючее вещество, поступающее в зону горения. Воздух разбавляют в относительно замкнутых помещениях (сушильных камерах, трюмах судов и т.п.), а также при горении отдельных установок или жидкостей на небольшой площади при свободном доступе воздуха.
Огнетушащая концентрация – это объемная доля огнетушащего вещества в воздухе, прекращающая горение. Наиболее распространены диоксид углерода, водяной пар, азот и тонкораспыленная вода.
Газовые огнетушащие составы условно делятся на нейтральные (негорючие) газы – НГ и химически активные ингибиторы – ХАИ.
К нейтральным газам относятся инертные газы аргон, гелий, а также азот и двуокись углерода. Применяются смеси СО 2 с инертными газами.
Нейтральные газы (НГ):
К химически активным ингибиторам, называемым "хладонами" или "фреонами", относятся органические соединения с низкой теплотой испарения, в молекулах которых содержатся атомы галоидов, таких как бром или хлор.
Хладон – это общее название галогенозамещённых углеводородов, причем для их обозначения применяют численное обозначение, характеризующее число и последовательность атомов углерода, фтора, хлора, брома, называемое хладоновым номером, например, CF 3 Br обозначают числом 1301. Огнетушащая способность хладона, как правило, тем выше, чем больше атомов брома, фтора и хлора в молекуле.
Таблица 41
Основные физико-химические свойства галоидоуглеводородов и составов на их основе, используемых при тушении пожаров
|
Условное обозначение |
Компоненты, % |
Плотность |
Температура, °С |
||
|
жидкости, кг/м 3 |
паров по воздуху |
Замерзания |
|||
|
Бромистый этил – 100 Бромистый этил – 70 Диоксид углерода – 30 | |||||
|
Бромистый этил – 97 Диоксид углерода – 3 | |||||
|
Бромистый метилен – 80 Бромистый этил – 20 | |||||
|
Бромистый этил – 70 Бромистый метилен – 30 | |||||
|
Бромистый этил – 84 Тетрафтордибромэтан – 16 | |||||
|
Бромистый этил – 73 Тетрафтордибромэтан – 27 | |||||
|
Хладон 114В2 |
Тетрафтордибромэтан– 100 | ||||
|
Хладон 13В1 |
Трифторбромметан – 100 | ||||
Таблица 42
|
С 2 Н 2 В |
СО 2 (жидкость) |
C 4 F 4 Br 2 |
СН 2 В 2 |
|
Прежде чем перейти к классификации и конструкциям огнетушителей, необходимо рассмотреть свойства наиболее распространенных огнетушащих веществ, используемых для зарядки в огнетушители.
В качестве зарядов в огнетушителях используются следующие огнетушащие вещества:
. Вода и водные растворы химических веществ;
. Пена;
. Порошковые составы;
. Аэрозольные составы;
. Газовые составы;
Водные средства тушения:
Вода — наиболее распространенное средство тушения пожаров, что обусловлено ее доступностью, низкой стоимостью, значительной теплоемкостью и высокой скрытой теплотой парообразования. Однако вода обладает достаточно высокой температурой замерзания, низкой теплопроводностью, высоким коэффициентом поверхностного натяжения (что препятствует ее быстрому растеканию по поверхности горящих твердых материалов, проникновению вглубь и их смачиванию). В связи с этим вода чаще применяется в виде растворов с различными добавками, которые придают ей особые свойства: снижают температуру замерзания, либо снижают коэффициент поверхностного натяжения, повышая ее смачивающую способность, либо повышает ее вязкость.
Тушение горючих жидкостей компактной струей воды приводит к ее неэффективному использованию. Объясняется это тем, что вода обладает невысоким коэффициентом теплопроводности, поэтому, проходя через факел, она почти не успевает нагреться и поглотить тепло; в виде крупных капель она летит дальше или падает вниз. Это может привести к увеличению площади пожара в результате разбрызгивания горящей жидкости или растекания ее по поверхности воды.
Наиболее огнетушащей способностью обладает струя воды тонкого распыления - с диаметром капель менее 150 мкм, которые интенсивно испаряясь, забирают значительное количество тепла от очага пожара и снижают содержания кислорода воздуха (превращаясь в пар, вода увеличивается в объеме примерно в 1700 раз). Тонкораспыленная вода не разбрызгивает горящую жидкость. И, кроме того, она сочетает в себе преимущества как жидкого, так и газового средства тушения. Получение тонкого распыления достигается применением специальных форсунок, нагревом воды выше температуры ее кипения и последующего выброса перегретой воды на очаг пожара или созданием газонасыщенного раствора СО2 в воде с помощью специальных распылителей. Однако тонкодисперсная струю воды в результате уменьшения диаметра капель и уноса их восходящими газовыми потоками обладает недостаточной проникающей способностью, что затрудняет тушение (так как приходится близко подходить к очагу пожара). Так при тушении твердых материалов, уложенных в штабель, струя не проникает внутрь его и не подавляет горение. Решением этой проблемы стало применение импульсного выброса воды с высокой скоростью подачи ее на очаг горения.
Пена:
Другим эффективным и не менее распространенным, чем вода, огнетушащим средством является пена. Она часто применяется для тушения пожаров, поскольку может одновременно оказывать как изолирующее, так и охлаждающее воздействие. Охлаждающее действие пены позволяет во многих случаях исключить повторное самовоспламенение горючего вещества после разрушения слоя пены.
Пена представляет собой дисперсную систему типа газ - жидкость, в которой каждый пузырек газа (для огнетушителей это - воздух) заключен в оболочку из тонкой пленки и они связанны друг с другом этими пленками в единый каркас.
Однако не все пены могут быть использованы для тушения пожаров. Бесполезно, например, тушить горящую жидкость мыльной пеной, так как она мгновенно разрушается в очаге пожара. Пены, применяемые для этих целей, должны обладать высокой структурно - механической прочностью, чтобы за время, необходимое для ее накапливания и тушения пожара, сохранится на поверхности горючей жидкости. Поэтому, помимо поверхностно - активных веществ, которые собственно и участвуют в создании пены, в рецептуру пенообразователя обязательно вводят стабилизатора.
Кроме пены, для тушения пожаров применяется также воздушная эмульсия. Она в отличие от пены представляет собой систему, состоящую из отдельных пузырьков воздуха, и связанных единым каркасом и свободно распределенных в жидкости. Такая эмульсия образуется при ударе распыленного жидкостного заряда огнетушителя о поверхность горящего вещества.
В отечественной практике водные растворы пенообразователей «в чистом виде» практически не используют в качестве заряда воздушно-пенных огнетушителей. Так как пенообразователи не могут долго храниться в виде рабочих растворов, к ним добавляют специальные соли, повышающие стойкость рабочих растворов и огнетушащую способность получаемой из них пены (особенно для тушения твердых веществ).
Основным компонентом для получения огнетушащей пены являются водные растворы пенообразователей.
По химическому составу пенообразователи подразделяются ан углеводородные (ПО-3НП, ПО-6НП, ПО-6ТС, ПО-6ЦТ, ТЭАС, «МОРПЕН» и др.) и фторсодержащие (ПО-6ТФ, ПО-6А3F, «Меркуловский», «Пленкообразующий» и др.)
По назначению пенообразователи делятся на пенообразователи общего назначения (ПО-3НП, ПО-6ТС) и целевого назначения (ПО-6НП, «МОРПЕН», «Полярный», фторсодержащие), которые применяются в особых условиях или для тушения конкретной группы горючих веществ.
Пена характеризуется рядом параметров, одним из которых является значение кратности - отношение объема пены к объему раствора, из которого она была получена, т.е. к объему ее жидкой фазы. Химическая пена обладает кратностью не выше 5. Воздушно - механическая пена может быть низкой кратности (от 4 до 20), средней (от 21 до 200) и высокой кратности (более 200). Для получения пены высокой кратности требуются специальные пеногенераторы, чаще с вентилятором, обеспечивающим принудительную подачу воздуха с необходимым расходом. Поэтому генераторы пены высокой кратности в огнетушителях не применяют.
Порошковые составы:
Другим огнетушащим веществом, которое находит все более широкое применение благодаря своей универсальности, являются порошковые составы, представляющие собой мелкодисперсные минеральные соли, которые обработаны специальными добавками для придания им текучести и снижения способности к смачиванию и поглощению воды. Наибольший эффект тушения порошком достигается, когда его частицы имеют размер порядка 5-15 мкм, однако такой порошок трудно подавать на очаг горения. Поэтому обычно порошок делают полидисперсным, т.е. состоящим из крупных (размером от 50 до 100 мкм) и мелких частиц. При подаче порошка из ствола или огнетушителя поток крупных частиц захватывает и доставляет мелкие частицы к очагу горения. Для получения порошковых составов используют аммонийные соли фосфорной кислоты, карбонаты, бикарбонаты, хлориды щелочных металлов и другие соединения.
В зависимости от назначения порошковые составы делятся на порошки общего назначения, которые могут тушить пожары твердых углеродосодержащих и жидких горючих веществ, горючих газов и электрооборудования под напряжением до 1000 В, и порошки специального назначения, которые применяют для тушения металлов, металлоорганических соединений, гидридов металлов (пожары класса D) или других веществ, обладающих уникальными свойствами. Тушение пожаров порошками общего назначения осуществляется за счет создания огнетушащей концентрации в объеме над горящей поверхностью, порошками специального назначения - путем засыпки и изоляции поверхности горючего от кислорода воздуха.
Огнетушащие порошки в зависимости от того, какие классы пожара ими могут быть потушены, подразделяются следующим образом:
. Порошки типа АВСЕ, основной активный компонент которых фосфорно - аммонийные соли (Пирант-А, Вексон-АВС, ИСТО-1, «Феникс» и др). Они предназначены для тушения твердых, жидких, газообразных горючих веществ и электрооборудования, находящегося под напряжением.
. Порошки типа ВСЕ основным компонентом которых может быть бикарбонат натрия или калия, сульфат калия, хлорид калия, сплав мочевины с солями угольной кислоты и др. (ПСБ-3М, Вексон-ВСЕ, ПХК и др). Эти порошки предназначены для тушения жидких, газообразных горючих веществ и электрооборудования, находящегося под напряжением (очаги пожара класса А этими порошками тушить бесполезно).
. Порошки типа D (порошки специального назначения), основной компонент которых хлорид калия, графит и т.д. (ПХК, Вексон-D и др); применяются для тушения металлов, металлосодержащих соединений.
Порошки экологически инертны и могут применяться для тушения практически любого класса пожаров горючих веществ в широком диапазоне температур (от -50 до +50).
Как и другие огнетушащие вещества, порошки имеют ряд существенных недостатков. Так они не обладают охлаждающим эффектом, поэтому после тушения возможны случаи воспламенения уже потушенного вещества. Они загрязняют объект тушения. В результате образования порошкового облака снижается видимость (особенно в помещении небольшого объема). Кроме того, облако порошка оказывает раздражающие действия на органы дыхания и зрения. Так как порошки являются мелкодисперсными системами (основная масса частиц порошка имеет размер менее 100 мкм), частицы порошка склонны к агломерации (образование комков) и слеживанию, а вещества, которые входят в их рецептуру, - к поглощению воды и ее паров (в том числе из воздуха).
Аэрозольные составы:
В последнее время все более широкое применение находят аэрозольные огнетушащие составы. В качестве источника для их получения используются специальные аэрозолеобразующие твердотопливные или пиротехнические композиции, способные к горению без доступа воздуха. Аэрозольные огнетушащие составы образуются непосредственно в момент тушения при горении таких композиций. При сгорании аэрозолеобразующего состава выделяется огнетушащий аэрозоль, на 35-60 % состоящий из твердых частиц солей и оксидов щелочных металлов размером 1-5 мкм, негорючих газов и паров (N2, CO2, H2O и др.). Высокая огнетушащая эффективность (но только при объемном способе тушения) аэрозольных составов обусловлена достаточно длительным временем сохранения аэрозольного облака над очагом горения и поддержанием первоначальной огнетушащей концентрации, а так же высокой проникающей способностью. По этому параметру аэрозольные составы приближаются к газовым средствам тушения пожара. В момент применения аэрозольных средств тушения происходит также выжигание кислорода воздуха в атмосфере замкнутого объема, разбавление ее инертными продуктами сгорания заряда, ингибирование цепной реакции окисления в пламени высокодисперсными активными твердыми частицами. Аэрозольные составы не слеживаются; твердые мелкие частицы с развитой поверхностью обладают высокой активностью, так как образуются непосредственно в момент применения; аэрозольные генераторы не требуют трудоемкого обслуживания и т.д. Однако при всех своих положительных качествах аэрозольные составы обладают многими из недостатков, присущих огнетушащим порошкам. Кроме того, в устройствах во время их применения развивается высокая температура, а в некоторых конструкциях имеет место наличие открытого пламени, поэтому они могут сами явиться источником воспламенения (например, при ложном срабатывании). Конструкторам приходится применять специальные устройства для того, чтобы убрать открытое пламя и снизить температуру образующегося аэрозоля.
Газовые составы:
Наиболее «чистыми» огнетушащими веществами являются газовые составы. В качестве зарядов в газовых огнетушителях используют диоксид углерода и хладона.
Диоксид углерода (углекислота) при температуре 20 0С и давлении 760 мм рт.ст. представляет собой бесцветный газ с кисловатым вкусом и слабым запахом, в 1,5 раза тяжелее воздуха. Являясь инертным газом, диоксид углерода не поддерживает горения; при введении его в область пламенного горения в количестве порядка 30 % об. и понижении содержания кислорода до 12-15% об. пламя гаснет, а при снижении концентрации кислорода в воздухе до 8% об. прекращаются и процессы тления. При переходе жидкого диоксида углерода (кот орый именно в таком виде находится в огнетушителе) в газ его объем увеличивается в 400-500 раз, причем этот процесс идет с большим поглощением тепла. Диоксид углерода применяется или в газообразном состоянии, или в виде снега. Он не загрязняет и почти не действует на сам объект тушения; обладает хорошими диэлектрическими свойствами, достаточно высокой проникающей способностью; не изменяет своих свойств в процессе хранения.
Наибольший эффект достигается при тушении диоксидов углерода пожаров в замкнутых объемах.
Из недостатков, которыми обладает это огнетушащее вещество, необходимо отметить следующее: охлаждение металлических деталей огнетушителя до температуры порядка минус 60 0С; накопление на пластмассовом раструбе значительных зарядов статистического электричества (до нескольких тысяч вольт); снижение при его применении содержания кислорода в атмосфере помещения и т.п.
В заключении необходимо отметить, что для зарядки в огнетушители могут использоваться только огнетушащие вещества, имеющие санитарно-эпидемиологическое заключение и сертификат пожарной безопасности России. Для огнетушителей, поставляемых из-за рубежа в заряженном виде, наличие сертификата пожарной безопасности на огнетушащее вещество не требуется, необходимо наличие только санитарно-эпидемиологического заключения.
