Вогнегасні речовини, їх властивості та область застосування

Залежно від того, які вогнегасні речовини впливають на процес горіння, вони поділяються на чотири віда_

-охолоджуючі зону горіння;

-ізолюючі палаюче речовина;

-хімічно гальмують ланцюгові реакції горіння.

Як правило, всі вони мають комбінованим впливом на процес горіння, однак кожне має майже завжди одне домінуюче вплив.

Вогнегасні засоби охолодження. До них відносяться вода (прісна або морська) і твердий діоксид вуглецю.

Вода є традиційним, найбільш поширеним. доступним і дешевим вогнегасною речовиною. Вона має високу теплоємність (4,187 кДж / (кг.град); 1ккал / (кг.град) і прихованої теплотою пароутворення (2236 кДж / кг; 534 ккал / кг), термічно стійка (дисоціація молекул на водень і кисень відбувається тільки при 1700 град.). Теплопровідність води низька (0,599 Вт / м.град) і зростає незначно з підвищенням температури, що робить шар води надійно теплоізоляційним. Мала в'язкість і нестисливі води дозволяють подавати її під великим тиском на значні відстані. Крім того, вода має здатність значно збільшувати свій обсяг при випаровуванні (1 кг води утворює 1700 л пара).

Разом з тим у води є ряд негативних властивостей:

-електропровідність внаслідок домішок різних солей (275-1200 Ом -

-у прісній, до 62800 Ом - у морській);

-порівняно слабка змочуються здатність обмежує її можливість проникати всередину твердих речовин і уповільнює їх охолодження;

-хімічна активність при взаємодії з деякими речовинами призводить до вибухів або посилення горіння (див. табл. 1.1.);

-корозійний вплив на багато метали;

-скупчення води у відсіках судна знижує його плавучість і погіршує остійність.

Вода використовується для гасіння будь-яких горючих матеріалів, крім електрообладнання під напругою і матеріалів, наведених в табл. 1.1.

В о н е з тонн на про

Калій, кальцій, натрій, рубідій металевий

Реагують з водою з виділенням водню

Вогнегасна ефективність води залежить від способу її подачі в осередок пожежі (суцільного або розпиленого струменем). Найбільший ефект досягається при подачі води в розпиленому вигляді, так як збільшується площа одночасного рівномірного охолодження зони горіння. Розпорошена вода швидко нагрівається і перетворюється на пару, віднімаючи при цьому велику кількість теплоти і витісняючи одночасно окислювач із зони горіння. Розпорошені водяні струмені застосовують також для зниження температури в приміщеннях, захисту від теплового випромінювання (водяні завіси), охолодження нагрітих суднових конструкцій і установок, а також для осадження диму.

Суцільні струменя води використовуються при гасінні зовнішніх пожеж, коли необхідно подати воду на великі відстані або надати ударну силу (спосіб механічного зриву полум'я).

Суцільні струменя не можна застосовувати при гасінні горючих рідин з вільними поверхнями.

Окремі недоліки води можна компенсувати і тим самим підвищити її ефективність. Так для зменшення поверхневого натягу і збільшення смачивающей здатності в воду додають поверхнево-активні речовини (ПАР), або смачиватели. Так розроблена «мокра» вода - вода зі зниженим значенням поверхневого натягу шляхом додавання речовини типу сульфонол, сульфонатов і ін. Оброблена таким чином вода краще проникає в пористі матеріали. Застосування ПАР в окремих випадках знижує витрату води для гасіння на 30-50%.

Вода має незначну в'язкістю, що також зменшує її огнетушащую здатність. Додавання навіть невеликої кількості органічних сполук, наприклад, похідних целюлози, збільшує в'язкість води і підвищує коефіцієнт її використання більш ніж в 1,8 рази. Це досягається за рахунок того, що отримана «в'язка вода» покриває тонкою плівкою поверхню палаючого матеріалу і, утримуючись на ній, крім охолодження. проявляє изолирующее і екранує,.

Розроблено «слизька вода» - вода з додаванням окису поліетилену так само для зменшення її в'язкості. Застосовується для збільшення дальності польоту струменя.

Твердий діоксид вуглецю (вуглекислота) - як і вода, може швидко «відняти» теплоту від нагрітої поверхні шару горючої речовини. При температурі -79 град. З він є мелкокристаллическую масу щільністю 1,53 кг / м3. Така маса утворюється при переході діоксиду вуглецю з рідкою в газоподібну фазу при швидкому збільшенні обсягу. Рідкий діоксид вуглецю при розширенні переходить в твердий стан у вигляді пластівців, схожих на сніг, з температурою -78,5 град. С. Під впливом теплоти твердий діоксид вуглецю, минаючи рідку фазу, перетворюється в газ, збільшуючись в обсязі в 400-500 разів.

Діоксид вуглецю електропроводів, але токсичний.

Використовується при гасінні всіх матеріалів, крім магнію. його сплавів і лужних металів, з якими вступає в реакцію.

Вогнегасні засоби розведення. До вогнегасною засобам розведення відносяться водяна пара, тонко розпорошена вода, діоксид вуглецю в газоподібному стані, азот і ін.

Діоксид вуглецю в газоподібному стані в 1,5 рази важчий за повітря. Його вогнегасна концентрація в обсязі 30%. При концентрації діоксиду вуглецю в повітрі 10-30% людина втрачає свідомість від задухи, можливий летальний результат. Тому його застосування повинно супроводжуватися за особовим складом.

Азот - безбарвний газ щільністю 1,25 кг / м3, без запаху, смаку, чи не електропроводів. Вогнегасна концентрація азоту не менше 31% в обсязі. Азот непридатний для гасіння алюмінію, магнію, титану та інших матеріалів, що утворюють нітрати, що володіють вибуховими властивостями. Для гасіння таких металів використовується інший інертний газ - аргон.

Водяна пара має вогнегасну концентрацію 35%. Щільність пара невисока (0,598 кг / м3), і тому він використовується в закритих приміщеннях об'ємом до 1500 м3. Водяна пара має слабку теплопоглинальною здатністю, тому його охолоджуючий ефект малий, що може привести до повторних спалахів. Використовують насичений пар тиском 0,6-0,8 МПа при витраті 1,33 кг / год на 1 м2 захищається обсягу.

Тонкорозпилену (дрібнодіспергіроване) вода в зоні горіння майже вся перетворюється в пар, розбавляє горючі речовини, іучаствующій в горінні повітря.

Вогнегасні засоби ізоляції. До групи вогнегасних засобів ізоляції входять піни (хімічні та повітряно-механічні), порошкові склади, сипучі негорючі речовини, листові матеріали (повстяні, азбестові, брезентові покривала).

Піни. Використовують практично для гасіння всіх видів горючих речовин, виключаючи вибухові і взаємодіючі з водою.

Піна - колоїдна система з рідких бульбашок, наповнених газом. Плівка бульбашок містить розчин поверхнево-активних речовин (ПАР) у воді з різними стабілізуючими добавками.

Вохдушного-механічна піна (ВМП) утворюється при перемішуванні повітря з розчином піноутворювача в спеціальній апаратурі. Розчин піноутворювача необхідної концентрації або утворюється в момент гасіння в спеціальних пристроях, або готується заздалегідь в баках стаціонарних установок. ВМП можна отримати: малої кратності - з кратністю до 20 (20: 1), середньої кратності (200: 1), високої кратності (200: 1-1000: 1). Кратність піни - відношення обсягу отриманої піни до обсягу емульсії (суміш піноутворювача і води) є важливою характеристикою вогнегасних властивостей піни. Залежно від виду піноутворювача розрізняють кілька типів повітряно-механічної піни.

Піна на протеїнової основі була розроблена ще під час першої світової війни. Піноутворювач для її отримання виробляється з тваринних і рослинних відходів, підданих гідролізу - хімічної реакції, в результаті якої утворюється слабка кислота.

Синтетична піна виходить з піноутворювача на основі миючих засобів з солей АЛКІЛСУЛЬФОКИСЛОТИ. Піна «легка вода» була розроблена Науково-дослідною лабораторією ВМС США для використання в системі з сухим вогнегасним порошком. Її піноутворювач виготовляється з поверхнево-активних речовин (на основі фторкарбонато-вої або фторсульфоновой кислот. Піна має низьку в'язкість і швидко поширюється по палаючого матеріалу. Вода, що виділяється з цієї піни, має низький поверхневий натяг і тому тонкою плівкою поширюється по палаючої рідини, утримуючи її пари під своєю поверхнею.

В даний час використовуються пенообразователи марок ПО-1, ПО-1Д, ПО-2А, «Прогрес», ПО-3А, «типол», ПО-6К, ПО-ОС, »Морпен» і ін. Найбільш часто використовуваний піноутворювач ПО- 1 ГОСТ6948-70 має наступний склад:

- контакт Петрова (нафтові сульфокислоти) - 84%;

- клей кістковий - 4,5%;

- спирт етиловий синтетичний - 11%;

- їдкий натр (каустична сода) - до нейтралізації контакту.

ВМП отримують в спеціальних пристроях при турбулентному перемішуванні концентрату водних розчинів піноутворювачів з потоком повітря в пропорціях від 1. 3 до 1. 1000 і вище. Піна не теплопроводна, має малу теплоємність і слабку електропровідність, якщо розчин приготовлений на основі прісної води.

Хімічна піна утворюється при взаємодії, як правило, лужних і кислотних компонентів, має високу стійкість, але має низьку кратність. Піна електропровідність, агресивна по відношенню до матеріалів, використовуваних в суднобудуванні.

Кислотна частина, як правило, складається з сірчанокислого нефелина, розчиненого у воді. Лужна частина складається з двууглекислой соди (бікарбонат натрію) і лакричного екстракту, розчиненого у воді. У зимовий час в лужну частину додається кухонна сіль.

В даний час хімічна піна практично не застосовується на судах, але досить широко використовується на берегових об'єктах.

Засоби хімічного гальмування. До групи засобів хімічного гальмування входять порошкові склади. Вогнегасна дія порошків вивчено ще не повністю. В основному воно пояснюється ізоляцією зони горіння за рахунок плавлення порошків, охолодженням цієї зони і пригніченням хімічних реакцій. Охолоджуючий і ізолюючий ефекти порошків значні, але на думку ряду дослідників, превалює над усіма іншими інгібування реакції горіння. Так, бензин, що горить на площі 1 м2, можна загасити 1 кг порошку типу ПСБ. Води і вуглекислого газу потрібно при цьому кілька кілограмів. При повному розкладанні 1 кг порошку утворюється всього 250 г двоокису вуглецю, а витрачається на це розкладання кількість теплоти еквівалентно теплоті випаровування лише 300 г води. Таким чином, навіть на повне випаровування всього порошку теплоти витрачається багато менше, ніж потрібно для припинення горіння.

Інгібування обриває ланцюгові реакції за рахунок зниження концентрації активних центрів і тим самим зменшує кількість енергії, що виділяється.

Вогнегасні порошкові склади (ОПС) нетоксичні, що не еелектро-провідний, не роблять шкідливого впливу на суднові матеріали, вони не замерзають при низьких температурах. Подача ОПС в осередок пожежі здійснюється стисненим повітрям або азотом. Розробляються міні вогнегасники з капсулем-теркою, де розпорошення порошку здійснюється енергією вибуху мікро заряду пороху або спеціальної таблетки вибухової речовини.

В даний час промисловість випускає ОПС різних марок і призначення. Найбільш часто застосовуються ОПС типів:

- ПС (кальционированную сода, графіт, стеарат металу);

- ПСБ-3 (бікарбонат натрію, аеросил, сієніт концентрат);

- ПФ (диаммофос, аеросил, нефелин);

- СІ-2 (силикагели, насичені Галоідоуглеводороди);

- П-1А (амофос, аеросил).

Впроваджуються нові ефективні ОПС типу «Пирант» ( «Пирант-1, -А, -АЕ») на основі фосфорно-аммониевой солі, стеарата цинку, флогопита і легкоплавких додавань.

Порошок є текучу дрібнодисперсний пил з роз-ром частинок 20-1000 мкм.

Всі марки ОПС можна розділити на дві групи:

-склади на основі бікарбонату натрію та калію, призначені в основному для гасіння пожеж горючих рідин, газів і електроустановок. Вони погано гасять тліючі пожежі;

-склади на основі галогенідів лужних та лужноземельних металів, які використовуються для гасіння металів.

До недоліків ОПС слід віднести їх гігроскопічність, злежуватися-ність і відносно високу вартість. Для зменшення злежування і збільшення плинності в деякі типи порошків вводять аеросил, що представляє собою кремній органічні додавання (як правило, двоокис кремнію), модифіковані диметилдихлорсиланом. Дія аеросилу полягає в тому, що його субмікронні частки, розташовуючись між більш великими частками порошку, створюють перешкоди для їх зближення на критичну відстань для ближньої коагуляції і запобігають утворенню фазових кристалічних контактів.

Основні характеристики порошків приведені в табл. 1,2.

Огнетуш. здатні. кг / м2

Галонен (хладони) складаються з вуглецю і одного або декількох галогенів: фтору, хлору, брому, йоду. Галонен зберігають в рідкому стані під тиском. При надходженні в приміщення, що підлягає галон випаровується, перетворюючись в безбарвний газ без запаху (деякі Галонен мають солодкуватий запах). При вмісті в повітрі приміщення, що підлягає 10% галонов за обсягом горіння припиняється. Вогнегасна дія галонов засноване на перериванні ланцюгової реакції горіння.

Крім вище перерахованих коштів для гасіння пожеж застосовують пісок і тирса. просочені содою.