Огнетушащие вещества (средства): классификация и требования. Огнетушащие вещества их виды и особенности Вода как огнетушащее вещество используется при тушении
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.
6.4. Огнетушащие вещества и материалы
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 |
|
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;
целевого 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 |
|
Огнетушащее вещество, при попадании в очаг пожара которого снижается скорость горения или горение полностью прекращается. Есть: газообразные (водяной пар), жидкие (вода, пена), твердые (песок, земля, порошки), асбестовые или брезентовые покрывала.
По принципу действия разделяют:
охлаждающие (вода) – лучше горячей, тем быстрее испарение
изолирующие (порошок, пена, покрывала) – изолирование зоны горения от доступа кислорода
разбавление горючих жидкостей или уменьшение содержания кислорода (пар, вода, углекислый газ)
замедление горения (порошки)
На каждом предприятии должны быть первичные средства пожаротушения: песок, вода, покрывала, огнетушители, топоры и др.
Вода – наиболее распространенное средство тушения пожаров. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, поглощая большое кол-во теплоты. При испарении воды образуется пар, который затрудняет доступ воздуха к очагу горения. Водой нельзя тушить горение таких в-в и материалов, как щелочные металлы, карбид кальция, алюминиевая пудра и др., при взаимодействии которых с водой выделяется большое кол-во теплоты, горючие газы и др. Вода – хороший проводник электрического тока, поэтому применение ее для тушения пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением, может привести к поражению электротоком. Воду в виде компактных струй нельзя применять для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей. Водой нельзя гасить лаки, бензин (т.к. они легче), электрооборудование под напряжением (вода хороший проводник), нельзя применять к гашению ценных вещей.
Преимущества воды: доступность, низкая стоимость, большая теплоемкость, химическая нейтральность.
Недостатки воды : невысокая смачиваемость, поэтому добавляют поверхностно-активные вещества – мыло, порошки.
Водные растворы солей относятся к числу жидких огнегасящих средств. Применяются растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и аммония и др. Соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горящего в-ва изолирующие пленки, отнимающие теплоты. При разложении солей выделяются негорючие газы.
Пена – для тушения всех твердых горючих веществ, для которых применимо и тушение водой. Способы получения пены:
химический – соединение щелочи и кислоты, нельзя этим гасить электрооборудование
воздушно-механический – пеногенераторы: смешивание специальных порошков с водой и рассеивание струи на специальных сетках.
Она закрывает доступ кислорода. Применяется и для гашения горючих жидкостей.
Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. При этом образуется газ. Пузырьки газа обволакиваются водой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, которая может долго оставаться на поверхности жидкости. В-ва, которые необходимы для получения диоксида углерода, применяются или в виде водных растворов, или сухих пенопорошков. Применение химической пены в практике сокращается, ее все больше вытесняет воздушно-механическая пена.
Воздушно-механическая пена – смесь воздуха-90%, воды- 9,7 и пенообразователя- 0,3%. Характеристикой пены является кратность- отношение объема полученной пены к объему исходных в-в. Пену обычной кратности (20%) получают с помощью воздушно-пенных стволов. Вода под давлением, предварительно смешанная с пенообразователем, поступает в специальное устройство, обеспечивающее подсос воздуха. За последнее время в практике тушения пожаров находит применение высокократная (200) пена, значительно более объемная и дольше сохраняющаяся. Она получается в специальных генераторах, где воздух не подсасывается, а нагнетается под некоторым давлением.
Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемов до 500м 3 и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнегасящая концентрация водяного пара в воздухе составляет примерно 35% по объему.
Тушение углекислотой – осуществляется путем выпуска углекислоты из емкости с большим давлением.
Огнетушащие порошки – мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они обладают хорошей огнетушащей способностью, в несколько раз превышающей способность таких ингибиторов горения, как галоидоуглеводороды, а также универсальностью применения так как подавляют горение материалов, которые нельзя потушить водой и др. средствами.
В замкнутых пространствах для тушения используют и инертные газы . В качестве реакторов инертных газов – струя с реактивного двигателя.
Огнетушитель – переносное или передвижное устройство для тушения пожаров, после приведения его в действие выпускается струя огнегасящего вещества. Огнетушители бывают массой от 2 кг до 100 кг.
Огнегасящее вещество : химическая или воздушно-химическая пена, диоксид углерода в сжиженном состоянии, порошки.
Виды:
жидкостный (вода или вода с добавками);
химический пенный (кислота и щелочь) – при приведении его в действие химическая реакция нейтрализации
углекислотный – устройство многоразового действия, заполняется сжиженной кислотой. Длина струи – 2-3 м, длительность – 30-40 сек.
порошковые – баллон заполнен порошком, внутри еще 1 баллон – воздух. Длительность действия – 30 сек.
Принципы приведения их в действие: на каждом огнетушителе есть своя инструкция.
Успешное тушение пожаров зависит от быстрого обнаружения их и своевременно принятых мер по ликвидации очага возгорания.
Предполагает использование широкого спектра веществ, благодаря которым реализуется борьба с огнем. Традиционно главным веществом такого рода считается вода. Действительно, это наиболее популярное наполнение противопожарных установок, но далеко не во всех случаях этот способ оказывается эффективен. Поэтому в рабочий арсенал пожарных служб вводятся и другие виды огнетушащих веществ, под свойства которых разрабатываются и обслуживающие технические средства. Так появляются все новые порошковые компоненты, жидкостные составы и аэрозоли, газовые и другие варианты веществ, позволяющих успешно бороться с пламенем.
Классификации огнетушащих веществ
Базовый принцип разделения огнетушащих веществ основывается на характере воздействия на огонь. Наиболее распространенным способом такого воздействия является охлаждение зоны горения. В процессе тушения осуществляется подача активных с точки зрения прекращения огня материалов. При этом сотрудники пожарной службы должны по возможности перемешивать элементы конструкций и разбирать горящие материалы, позволяя эффективнее охлаждаться пораженным поверхностям. Следующий принцип основывается на разбавлении реагирующих элементов. В данном случае огнетушащие вещества представляют собой легкоиспаряющиеся или разлагающиеся покрытие которыми способствует прекращению огня. Также распространены изолирующие материалы, которые воздействуют на активность в зоне горения путем создания специальных барьеров, перемычек и т. д.
Существует и другая классификация огнетушащих материалов, которая основывается на физическом состоянии вещества. В частности, выделяют жидкие, газообразные, сыпучие, твердые, а также тканевые наполнители пожарных установок. Стоит отметить, что принадлежность наполнителей к разным группам в соответствии с данной классификацией никак не связывается с упомянутой выше системой разделения. То есть классификация огнетушащих веществ по принципу воздействия на зону пожара может допускать вхождение в одну из категорий двух и более материалов с разными физико-химическими свойствами.
Охлаждающие вещества
Теоретически, горение можно прекратить, если на высокой скорости обеспечить отвод теплового выделения. Реализовать такой принцип можно за счет использования хладагентов, которые посредством охлаждения регулируют процесс теплоотвода, сводят к минимуму активность источника горения. Классическим представителем группы охлаждающих материалов является вода - огнетушащее вещество, которое обладает высокой теплоемкостью, доступностью и химической инертностью.
Как и у всех универсальных материалов, у данной жидкости есть недостатки. В первую очередь вода отличается повышенной электропроводностью, что само по себе накладывает серьезные ограничения на ее применение. Ситуация усугубляется, когда жидкость смешивают с другими добавками, увеличивающими способность к проводке тока. Но и это еще не все недостатки. Вода также обладает слабо выраженными способностями к адгезии относительно горящих материалов, из-за чего, собственно, в нее и вносят специальные добавки. В итоге получаются уже другие огнетушащие вещества, представляющие собой различные смеси и растворы - как правило, на соляной основе.
Изолирующие вещества
Самый распространенный материал этой группы - пена. Изолирующее воздействие способствует эффективному подавлению пламени с минимальными потерями и риском в плане токсической безопасности. Структуру пены формирует из жидких пузырьков, которые имеют газовое наполнение. Зачастую такие вещества оказывают двойное воздействие - изолирующее и охлаждающее. При этом далеко не все пенные огнетушащие вещества могут использоваться в тушении пожаров. Например, разведенный в домашних условиях мыльный раствор не даст никакого эффекта, поскольку в огне структура эмульсии мгновенно будет разрушена. Поэтому используются особые растворы, обладающие относительно прочной структурой пузырей, способной выдерживать тепловые и механические воздействия. В целях укрепления пенного вещества в составы растворов добавляются специальные стабилизаторы. Также с пенообразователем сочетают и применение воздушных эмульсий.
В категорию изолирующих материалов стоит отнести и порошки, предназначенные для тушения пожаров. Хотя такие вещества являются универсальными и оказывают многофакторное подавляющее воздействие на огонь, все-таки на первый план выходит способность к изоляции источников огня. В таких целях, к примеру, используют огнетушащий порошок на основе щелочных металлов, карбоната, бикарбоната, аммонийных солей и других соединений. Также подобные вещества используются целенаправленно в тушении электрооборудования.
Вещества разбавления
Это обширная группа веществ, которые в основном ориентированы на использование в особых условиях пожаротушения. Для прекращения огня таким способом используют материалы, способные или разбавлять горючие пары с газами до состояния негорючей концентрации, или минимизировать содержание кислорода в воздухе до уровня, когда перестает поддерживаться горение. При этом могут применяться различные подходы к подаче материалов - например, в общую зону пожара, в воздух или целенаправленно в объект горения.
Согласно практике применения, самым популярным средством этого типа является углекислый газ, обеспечивающий наиболее эффективное прекращение горения на пожаре. Огнетушащие вещества в виде азота и водяного пара также оказываются полезными в зависимости от условий применения. Например, водяной пар используют в основном при в закрытых помещениях и труднодоступных местах. В ходе обработки объекта водяной пар наполняет собой все помещение, разбавляя и вытесняя из него воздушные массы. Таким образом активное вещество препятствует горению, не оказывая вредного воздействия на находящихся в помещении людей. Кроме того, иногда обеспечивается двойной эффект тушения пламени паром. Во-первых, действует само облако, замещающее воздух. Во-вторых, капли, образуемые от пара, испаряются и поглощают тепло от источника пожара.
Химически активные вещества
Это категория веществ, которые оказывают тормозящее действие на процесс горения. Принцип тушения основывается на химическом воздействии средства на зону пожара. При контакте огнетушащего вещества с целевым объектом происходит взаимодействие с активными центрами окисляющей реакции, в результате чего остаются негорючие или малоактивные соединения, прекращающие реакцию горения.
Обеспечить такой эффект способны галоидированные углеводороды. Это огнетушащие вещества с ингибирующим действием, которые тормозят активность процесса горения. Но важно учитывать, что подобные материалы опасны токсическим воздействием. Что касается эффективности тушения, то это, возможно, самая лучшая группа материалов для пожаротушения. Но, опять же, нежелательная химическая активность существенно ограничивает область применения таких веществ. Если говорить о конкретных соединениях, то ингибирующие вещества могут быть представлены фреонами и другими галоидопроизводными соединениями на основе этана и метана. Специалисты называют такие материалы хладонами, приписывая им особые обозначения с указанием химического состава. В соответствии с маркировкой определяются и допустимые условия применения веществ.
Мобильные и стационарные средства пожаротушения
Сама по себе эффективность веществ, которые теоретически могут оказать помощь в деле борьбы с огнем, минимальна, если нет налаженной системы подачи материала. Для этой цели используются мобильные и стационарные установки, осуществляющие введение или распыление активного вещества. К мобильным средствам можно отнести пожарные автомобили, которые эксплуатируются службами охраны. Впрочем, это не только обычные машины с личным составом. В эту же категорию можно включить поезда, самолеты и морские суда, выполняющие ликвидацию огня в соответствующих условиях. Также распространены и стационарные установки пожаротушения, которые предназначены для выпуска огнетушащего вещества. К примеру, такие системы чаще всего используются именно в закрытых помещениях и работают с разбавляющими активными материалами.
Среди основных задач, которые выполняют стационарные установки, можно отметить ликвидацию или, как минимальную цель, локализацию пожара. При этом существует множество вариантов конструкционных исполнений подобных комплексов. В частности, различают модульные и агрегатные системы. Также на фоне широкой автоматизации систем безопасности отходят от ручного управления и установки пожаротушения, дополняясь современной электроникой и новейшими системами удаленного контроля.
Применение огнетушащих веществ в лафетных установках
Лафетные средства подачи огнетушащих материалов, как правило, проектируются еще на этапе строительства объекта, в котором будет осуществлен их монтаж. Дело в том, что подобные системы являются наиболее требовательными к коммуникационному обеспечению, поэтому изначальный расчет их местоположения и установки особенно важен. Обычно такие агрегаты применяются на производственных объектах, где также размещаются и емкости для огнетушащих веществ конкретного типа. Это могут быть, к примеру, резервуары с водой или баллоны с пенным или газовым наполнителем. Некоторые модификации, к слову, не предназначены именно для полной ликвидации пламени. Их основные задачи сводятся к защите производственного оборудования или коммуникаций - например, путем водяного орошения.
Установки такого типа могут различаться по способу устройства. Далеко не всегда лафетные конструкции имеют стационарное положение. Это могут быть мобильные с дополнением в виде программного или дистанционного управления. Конечно, распространены и стационарные установки, подача огнетушащих веществ в которых зачастую осуществляется через общие инженерные сети и коммуникации. Такое подключение позволяет не тратить время на организацию работающей инфраструктуры и моментально приступать к процессу пожаротушения.
Автоматика в установках пожаротушения
Современные автоматические противопожарные установки позволяют, независимо от участия человека, контролировать факторы, свидетельствующие об опасности пожара, и своевременно начинать процесс тушения. Обычно в момент превышения заложенных в программу значений начинается подача активного вещества и вместе с этим срабатывает сигнализация. При этом существуют разные подходы к средствам управления такими системами. Например, спринклерные модели полностью автоматизированы, но есть и другие системы, в которых предусматривается ручное управление. Так, огнетушащее вещество в установках может выпускаться и в автоматическом режиме, и по команде оператора через пульт управления. Но такая система контроля уже зависит от типа самой установки - модульные ориентируются на большую автономию, в то время как централизованные допускают максимальный спектр подходов к управлению.
Важно отметить и факторы безопасности, которые не всегда могут учитываться при эксплуатации автоматических систем. Оснащение подобными установками себя оправдывает лишь в тех случаях, когда ликвидация очагов возгорания первичным инструментарием невозможна. Также на некоторых производственных объектах персонал обслуживает системы безопасности не в круглосуточном режиме. Очевидно, что в таких ситуациях не обойтись без автоматического средства борьбы с огнем. Другое дело, что для минимизации рисков следует изначально сделать правильный выбор огнетушащего вещества, автоматическая подача которого как максимум повлечет лишь запланированный и предварительно рассчитанный ущерб.
Классификация установок по огнетушащему веществу
Для каждого вида установки пожаротушения используется конкретный тип активного вещества. В целях безопасности применение нескольких материалов в одном комплексе практикуется редко. Самой распространенной системой является конструкция с водяным пожаротушением. Особенно распространены дренчерные комплексы, которые используют в целях защиты помещений с высоким риском пожара. Эффективность подобных устройств обусловлена тем, что они могут обеспечивать одновременное орошение всей области охраняемой площадки. В свой состав включают насосное оборудование, панели управления, трубопроводы, емкости для воды, оповещающие устройства и т. д.
Вторым по популярности веществом, которое используется в дренчерных конструкциях, является пена. Такие системы используют для защиты локальных зон в производственных помещениях, предотвращения воспламенения трансформаторов и электроаппаратов. Довольно широко применяются и спринклерные установки с пенным материалом пожаротушения. Кстати, такие агрегаты имеют много схожего с водяными установками за исключением особых подходов к дозированию. Это основные огнетушащие вещества, используемые в стационарных и мобильных средствах борьбы с очагами возгорания, но есть и специализированные газовые системы, порошковые и аэрозольные. Как правило, пожарозащитное оборудование с такими наполнителями используется в особых условиях - например, в местах, где предъявляются повышенные требования к содержанию электрооборудования.
Заключение
При всем многообразии веществ, используемых в современных системах пожаротушения, специалисты по-прежнему не могут назвать универсальный и наиболее эффективный способ борьбы с огнем. Наблюдается довольно четкая сегментация материалов по классам в зависимости от их технико-эксплуатационных качеств. В то же время немаловажную роль играет воздействие огнетушащих веществ на человека и объекты, которые находятся в зоне воспламенения. Например, системы пожаротушения с химическими наполнителями вполне могли бы стать единственным средством подавления огня. Как показывает практика использования, требуется минимальное количество огнетушащего материала такого типа для борьбы с пожарами средних классов.
Но проблема заключается в последствиях, которые влечет использование химически опасных веществ. По этой причине технологи осваивают новые способы пожаротушения, в том числе конструкционные. Эффективно работающее вещество для тушения огня может раскрыть весь свой потенциал лишь в том единственном случае, если была правильно организована система борьбы с очагами воспламенения. И в этом плане стоит отметить важность и базовых установок, которые подают материал для тушения, и способов управления - автоматических или ручных.
Для ликвидации процесса горения необходимо прекратить подачу в зону горения горючего вещества и окислителя или снизить их поступление до значений, при которых горение не произойдет. Это достигается охлаждением зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понизить температуру горящего вещества ниже температуры воспламенения; разбавить реагирующие вещества негорючими веществами; изолировать горючие вещества от зоны горения.
К огнетушащим веществам относят воду, пены, инертные газы, галогеноуглеводородные, порошковые и комбинированные составы.
Вода - наиболее распространенное и дешевое средство. Она обладает высокой теплоемкостью (теплота парообразования 2258 Дж/г), повышенной термической стойкостью. При испарении 1 л воды образуется 1700 л пара. Воду применяют для тушения твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения.
Водой, из-за ее электропроводности, нельзя тушить электрооборудование. Ее не используют для тушения легких нефтепродуктов, т.к. они всплывают и продолжают гореть.
Воду подают в очаг горения в виде сплошных и распыленных струй. Сплошной струей сбивают пламя. Ее используют, когда к зоне горения трудно добраться и для охлаждения соседних с горящим объектом металлоконструкций.
Тушение распыленной струей более эффективно, вследствие лучшей ее испаряемости.
Для тушения ГЖ (ДТ, керосина, масел и др.) применяют распыленную воду в виде капельных струй, с их размером от 0,3 до 0,8 мм. Наилучший эффект для тушения ЛВЖ достигается мелкораспыленными и туманообразными водяными струями.
При введении в воду от 0,2 до 2,0% поверхностно-активных веществ (смачивателей) расход воды снижается в 2 - 2,5 раза.
При добавлении к воде 5 - 10% галогенированных углеводородов (бромэтила, тетрафтордибромэтана и др.) эффект тушения увеличивается за счет их ингибирующего действия.
Пена (химическая и воздушно-механическая) используется для тушения твердых веществ и ЛВЖ.
Химическая пена образуется в результате реакции между щелочью и кислотой в присутствии пенообразователя. Ее состав: 80% СО2, 19,7% Н2О о 0,3% пенообразователя.
Воздушно-механическая пена получается смешиванием воды, пенообразователя и воздуха. Огнетушащие свойства пены определяются ее кратностью. Кратность пены это отношение объема пены к объему раствора, из которого она образована. Пены бывают низкократные - с кратностью от 8 до 40, средней кратности - от 40 до 120 и высокократные - свыше 120. Состав пены низкой кратности: 90% воздуха, 9,7% Н2О и 0,2-0,4% пенообразователя.
Для тушения пожаров ГЖ и ЛВЖ применяют воздушно-механическую пену средней кратности. Высокократную пену используют в подвалах и других замкнутых объемах, а также для тушения разлитых в небольших количествах жидкостей.
Стойкость пены характеризуется ее сопротивляемостью процессу разрушения, высокократные пены менее стойки.
Инертные разбавители - водяной пар, диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, летучие ингибиторы (галогеносодержащие вещества).
Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях небольшого объема и создания паровых завес на открытых технологических площадках. Огнетушащая концентрация пара составляет 35% (об).
Диоксид углерода применяют для тушения ЛВЖ, электрооборудования, на аккумуляторных станциях. Для подачи СО2 применяют огнетушители и стационарные установки. Тушение пожара основано на разбавлении концентрации кислорода в зоне горения.
Порошковые составы сбивают и ингибируют пламя. Их используют для тушения электрооборудования, пирофорных соединений. Наиболее распространены порошковые составы на основе бикарбоната и карбоната натрия и калия, аммонийных солей фосфорной кислоты, силикагеля.
Выбор средств пожаротушения сводится к обеспечению надежного тушения при наименьших затратах.
Для объектов, в которых применяется большое количество ЛВЖ и в которых нельзя осуществить объемное тушение, целесообразно использовать стационарные пенные и порошковые установки.
В табл. 12.8 приведены классы пожаров и средств их тушения.
Таблица 12.8
|
Класс пожара |
Характеристика горючей среды или объекта |
Огнетушащие средства |
|
Обычные твердые горючие материалы (бумага, дерево, ткань и др.) |
Все виды огнетушащих средств (прежде всего вода) |
|
|
Горючие жидкости (бензин, лаки, масла, растворители и др.), плавящиеся при нагревании материалы |
Распыленная вода, все виды пен, составы на основе галогенов, порошки |
|
|
Горючие газы (метан, пропан, водород, ацетилен и др.) |
Газовые составы: инертные разбавители (СО2, N2), галогеноуглеводороды, порошки, вода (для охлаждения) |
|
|
Металлы и их сплавы (К, Nа, Аl, Mg идр.) |
Порошки (при спокойной подаче на горячую поверхность) |
|
|
Электроустановки, находящиеся под напряжением |
Галогеноуглеводороды, диоксид углерода, порошки |
