Огнетушащее вещество - это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения. Огнетушащие вещества могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии.
К веществам, ликвидирующим пожар относятся:
1. Вода. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, поглощая большое количество теплоты. При испарении воды образуется пар, который затрудняет доступ воздуха к очагу горения.
Вода обладает тремя свойствами огнетушения: охлаждает зону горения или горящие вещества, разбавляет реагирующие вещества в зоне горения и изолирует горючие вещества от зоны горения.
Водой нельзя тушить:
- - щелочные металлы, карбид кальция, при взаимодействии с водой выделяются большое количество теплоты, горючие газы;
- - установки и оборудование, находящиеся под напряжением в связи с высокой электропроводностью;
- - нефтепродукты и другие горючие вещества с плотностью меньше плотности воды, т.к. они всплывают и продолжают гореть на ее поверхности;
- - вещества плохо смачивающиеся водой (хлопок, торф).
Вода содержит различные природные соли, что приводит к повышению ее коррозионной способности и электропроводности
2. Огнетушащие пены
Пена представляет собой массу пузырьков газа, заключенных в тонкие оболочки 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. Растекаясь по поверхности горящей жидкости, пена изолирует очаг горения.
Различают два вида устойчивых пен:
Воздушно-механическая пена.
Она представляет собой механическую смесь воздуха - 90%, воды - 9,6 % и поверхностно-активного вещества (пенообразователя) - 0,4%.
Химическая пена.
Она образуется при взаимодействии карбоната или бикарбоната натрия или щелочного и кислотного раствора в присутствии пенообразователей.
Характеристиками пены являются ее: - Устойчивость. Это способность пены сохранятся при высокой температуре во времени (т.е. сохранение ее первоначальных свойств). Имеет стойкость около 30-45 минут; - Кратность. Это отношение объема пены к объему раствора, из которого она образована, достигающая 8-12; - Биоразлагаемость; - Смачивающая способность. Это изоляция зоны горения путем образования на поверхности горящей жидкости паронепроницаемого слоя.
3. Инертные разбавители (инертные гасящие вещества).
Применением в качестве средств пожаротушения инертных разбавителей:
- - Водяной пар. Применяют для тушения пожаров в помещениях до 500 м3 и небольших пожаров на площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода.
- - Азот, и диоксидуглерода. Понижает концентрацию кислорода в очаге горения и тормозит интенсивность горения. Нельзя тушить щелочные и щелочноземельные металлы. Применяется для тушения электрических установок, т.к. не является электропроводным. Он храниться в баллонах в сжиженном состоянии под давлением.
- 4. Галогеноуглеводороды (хладоны или ранее фреоны)
Галогенуглеводородные составы - огнегасители на основе углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галогенов. Применение основано на эффекте торможения им скорости химической реакции в зоне горения.
Наиболее эффективное действие оказывают бром-, фторпроизводные метана и этана. При этом реакционная способность и склонность к термическому разложению зависят от галогена, замещающего водород.
Хладоны имеют специфические свойства:
- - Обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что делает их пригодными для тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением;
- - Они в жидком и газообразном состоянии хорошо формируют струю, и капли хладона легко проникают в пламя;
- - Низкая температура замерзания позволяет использовать их при минусовых температурах;
- - Хорошая смачиваемость позволяет тушить тлеющие материалы.
Недостатки хладонов является:
- - Повышенная вредность для организма человека;
- - Являются слабыми наркотическими ядами;
- - Продукты их термического разложения обладают высокой токсичностью;
- - Высокая коррозионная активность.
- 5. Твердые огнетушащие вещества
Огнетушащие порошки - мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками. Эти вещества в виде порошков обладают высокой огнетушащей эффективностью. Они способны подавлять горение не поддающееся тушению водой или пеной. Применяются порошки на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия, фосфорноаммонийные соли, хлориды натрия и калия.
Преимущества порошковых составов это
- - высокая огнетушащая эффективность;
- - универсальность; возможность тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением;
- - использования при минусовых температурах,
- - нетоксичны;
- - не оказывают коррозионного действия;
- - используют в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения;
- - не приводят в негодность оборудование, материалы.
Цель работы : 1. Ознакомление с огнетушащими составами.
2. Изучение средств пожаротушения.
3. Выбор типа и определение количества первичных средств
пожаротушения.
Теоретическая часть.
Быстрое и эффективное тушение пожара может быть достигнуто в том случае, если правильно выбрано средство тушения и оснащена его своевременная подача в очаг горения. Выбор огнетушащих веществ, средств пожаротушения производится на основе их классификации и характеристики.
Огнетушащие вещества. Классификация огнетушащих веществ.
Огнетушащие вещества классифицирую:
По способу прекращения горения:
Охлаждающие очаг горения: вода, твердая углекислота.
Разбавляющие (снижающие процентное содержание кислорода в очаге горения): углекислый и другие инертные газы, тонкораспыленная вода, водяной пар.
Изолирующего действия (изолирующие горящую поверхность от кислорода воздуха): воздушно-механическая пена, сухие порошки, песок, растворы.
Ингибитирующие (тормозящие химическую реакцию горения): составы с галоидосодержащими углеводородами (хладоны).
По электропроводности:
Электропроводные: вода, растворы, водяной пар, пена.
Неэлектропроводные: газы, порошковые составы.
По токсичности:
Нетоксичные: вода, пена, порошковые составы, песок.
Малотоксичные: углекислота.
Токсичные: фреоны, галоидированные составы №3, 5, 7, и другие.
Характеристика некоторых огнетушащих веществ.
Вода и растворы. Вода является основным средством тушения пожаров. Она дешева, доступна, легко подается к месту горения, хорошо сохраняется в течении длительного времени, не обладает токсическими свойствами, эффективна при тушении большинства сгораемых материалов.
Высокая огнетушащая способность воды обусловлена ее значительной теплоемкостью. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20 0 С теплоемкость воды равна 1 ккал/кг. Из 1 литра воды образуется 1750 литров сухого насыщенного пара. При этом затрачивается 539 ккал. тепловой энергии. Выделяющийся пар вытесняет кислород из зоны горения.
Однако вода обладает большой силой поверхностного натяжения, поэтому проникающая способность воды не всегда бывает достаточной. Известен ряд материалов (пыль, хлопок и др.), в поры которых вода не в состоянии проникнуть и прекратить тление. В таких случаях для снижения поверхностного натяжения и повышения проникающей способности в воду добавляют определенное количество (от 0,5 до 4% по весу) поверхностно-активных веществ-смачивателей. Наиболее распространены следующие смачиватели: пенообразователь ПО-1, ПО-5.
Применение смачивателей при прочих равных условиях уменьшает расходы воды в 2-2,5 раза и сокращает время тушения на 20-30%. Недостаток смачивателей – их агрессивность.
Для тушения пожаров применяется вода в виде сплошных или тонко-расправленных струй. Распыленная вода может быть с успехом применена для тушения нефтепродуктов. При этом важным условием успеха тушения является создание над горящей поверхностью достаточно плотной завесы из мелких капель. Эта завеса ограничивает поступление кислорода из окружающей среды в зону горения. Кислород, проникающий сквозь завесу в зону горения, разбавляется паром, образовавшимся в результате испарения капель воды. В результате создаются условия, при которых горение невозможно.
Воду в виде сплошных струй применяют для механического отрыва пламени и для охлаждения окружающих конструкций. Недостатком сплошной струи является низкий коэффициент использования теплоемкости воды из-за короткого времени ее контакта с зоной горения.
Для тушения лесных и степных пожаров применяются различные растворы солей. Для получения раствора к воде добавляют соли хлористого кальция, каустическую соль, глауберову соль, сернокислый аммоний и другое, которые повышают теплоемкость воды и после ее испарения образуют на обработанной раствором поверхности пленку из солей. Эта пленка предотвращает повторное загорание потушенного очага от искр и угольков.
Однако, вода – не универсальное средство. Со многими веществами, например, со щелочными и со щелочноземельными металлами она вступает в химическую реакцию с выделением водорода, сопровождающуюся значительным выделением тепла. Некоторые соединения, например, гидросульфат натрия при взаимодействии с водой разлагаются. Поэтому в подобных случаях, а также при тушении электроустановок, вода не может рекомендоваться в качестве огнетушащего вещества.
Пены являются эффективными средствами огнетушения. Огнетушащие пены подразделяются на химические и воздушно-механические. Химическую пену получают в результате химической реакции нейтрализации между кислотой и щелочью. Оболочка пузырьков этой пены состоит из смеси водных растворов солей и пенообразующих веществ. Сами пузырьки заполняются углекислым газом – продуктом химической реакции.
Воздушно-механическую пену получают в результате механического перемешивания пенообразующего раствора с воздухом. Оболочка пузырьков воздушно-механической пены состоит из водного раствора пенообразователей типа ПО-1, ПО-5.
Полученная огнетушащая пена характеризуется:
Стойкостью (способностью пены противостоять разрушению в течение определенного времени: чем выше стойкость пены, тем эффективнее процесс тушения);
Кратностью пены (отношением объема пены к объему первоначального продукта);
Вязкостью (способностью пены к растеканию по поверхности);
Дисперсностью (размерами пузырьков).
Для повышения стойкости пены применяют поверхностно-активные вещества (костный или столярный клей), а для хранения при низких температурах – этанол (С 2 Н 3 ОН) или этиленгликоль.
Пены применяют для тушения пожаров класса А, В, С. Нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и электрооборудования под напряжение.
Двуокись углерода . Двуокись углерода, подаваемая в очаг пожара, может быть в твердом состоянии (углекислый снег), газообразном и аэрозольном.
Углекислый снег может быть получен при условии быстрого испарения жидкой углекислоты. Получаемая снегообразная углекислота имеет плотность 1,5 г/см 3 при – 80 0 С. Снегообразная углекислота снижает температуру и уменьшает содержание кислорода в зоне горения. Из 1 литра твердой кислоты образуется 500 литров газа.
В газообразном состоянии двуокись углерода применяют для объемного тушения внутри помещений, заполняя весь объем и вытесняя из него кислород. Аэрозольная двуокись углерода (в виде мельчайших кристаллических частичек) наибольший эффект дает в помещениях, в воздухе которых могут находиться мельчайшие сгораемые частички (хлопок, пыль и др.). В этом случае двуокись углерода не только производит тушение, но и способствует быстрому осаждению взвешенных в воздухе частичек. Для прекращения горения в помещении необходимо создать 30%-ую концентрацию паров углекислого газа.
Применяя двуокись углерода, необходимо помнить, что она представляет опасность для людей. Поэтому входить в помещение после заполнения его двуокисью углерода можно только в кислородных изолирующих противогазах.
Углекислота не электропроводна и испаряется, не оставляя после себя следов. Двуокись углерода применяется при тушении электрооборудования, двигателей внутреннего сгорания, при тушении пожаров в хранилищах ценных материалов, в архивах, библиотеках и т.п. Двуокись углерода нельзя применять как огнетушащее вещество при горении этилового спирта, т.к. углекислый газ растворяется в нем, а также при горении веществ, способных гореть без доступа воздуха (термит, целлулоид и т.д.). Кроме СО 2 в качестве огнетушащих веществ применяют и другие инертные газы: азот, шестифтористая сера.
Хладоновые составы – это составы с галлоидносодержащими углеводородами. Они представляют собой легкоиспаряющиеся жидкости, вследствие чего их относят к газам или аэрозолям. Основными составами, используемыми при тушении пожаров, являются:
Хладон 125 (C 2 HF 5)
Хладон 318 (C 4 Cl 3 F 8)
Эти составы на сегодняшний день являются наиболее эффективными средствами тушения пожаров. Действие их основано на ингибитировании химических реакций горения и взаимодействия с кислородом воздуха.
Применяются для тушении пожаров классов А, В, С и электроустановок при практически неограниченных температурах.
Достоинства:
Наиболее эффективны по сравнению со всеми имеющимися составами;
Обладают высокой приникающей способностью;
Применяются при отрицательных температурах (до – 70 0 С).
Недостатки:
Нельзя тушить щелочные и щелочноземельные металлы и кислотосодержащие вещества.
Токсичность;
Образование коррозионно-активных соединений в присутствии влаги;
Неэффективны для применения на открытом воздухе;
Порошковые составы . К порошковым огнетушащим составам, применяющихся в настоящие время, относят:
ПСБ-3М (~90% бикарбонат натрия);
Пирант – А (~96% фосфаты и сульфаты аммония);
ПХК (~90% хлорид калия);
АОС – аэрозолеобразующие составы.
Кроме основных составляющих огнетушащих порошков в их состав входят антислеживающие и гидрофобные добавки.
Порошковые огнетушащие составы применяют для тушения пожаров классов А, В, С и Е, электроустановок под напряжением.
Неэффективны при тушении:
Тлеющих материалов и веществ, горящих без доступа кислорода.
Действие порошковых составов ПХК и АОС заключается в ингибитировании химической реакции горения и уменьшении содержания кислорода в зоне горения.
Порошки ПХК и АОС являются самыми перспективными на сегодняшний день. Особой эффективностью обладают аэрозольные огнетушащие составы – АОС.
АОС представляет собой твердотопливные или пиротехнические композиции, способные к самостоятельному горению без доступа воздуха с образованием огнетушащих продуктов горения – инертных газов, высокодисперсных солей и окислов щелочных металлов. Эти соединения малотоксичны, экологически безвредны.
В настоящие время применяются:
Пламенные АОС;
Охлажденные АОС.
Пламенные составы при срабатывании устройств аэрозолеобразующих составов имеют факел пламени достигающий нескольких метров и температуру продуктов горения на выходе 1200 – 1500 0 С. Это является их недостатком.
Охлажденные аэрозолеобразующие составы получают с помощью специальных охлажденных насадок. Это позволяет снизить температуру АОС при горении от 600 0 С до 200 0 С, но при этом аэрозольная смесь будет содержать продукты неполного сгорания АОС, что значительно повышает токсичность продуктов горения по сравнению с пламенными АОС.
АОС используют для тушения в огнетушителях, в генераторах различных типов, как в автономном режиме, так и в автоматических установках аэрозольного пожаротушения.
Вещества, снижающие скорость горения или полностью прекращающие его при введении в зону горения, называют огнетушащими. По агрегатному состоянию их подразделяют на жидкие (вода, бромистый этил), твердые или порошкообразные (сухой песок, земля, двууглекислая сода), газообразные
(инертные газы, азот, углекислый газ, водяной пар) и смешанные (газообразные с твердыми – смесь углекислого газа или воздуха с порошкообразными веществами, газообразные с жидкими – пены). Огнегасительными свойствами обладают также асбестовые, войлочные или брезентовые покрывала.
По принципу действия подразделяют на охлаждающие (вода, четыреххлористый углерод), разбавляющие горючие вещества или снижающие содержание кислорода в зоне горения (вода, водяной пар, углекислый газ) и химически тормозящие процесс горения (бромистый этил, метил).
Для тушения пожара наиболее широко применяют воду, углекислый газ, пены, порошки, песок и другие вещества.
Вода является наиболее дешевым и распространенным средством тушения пожаров. Она используется в чистом виде и с различными добавками поверхностно-активных веществ.
Воду применяют для тушения пожаров твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения. Ее нельзя применять для тушения пожаров на электроустановках, находящихся под напряжением. При тушении водой нефтепродукты и другие горючие вещества всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому эффект тушения подобных веществ резко снижается. Ее отрицательными свойствами также являются, образование взрывоопасных концентраций при воздействии на слои пыли (угольной, травяной муки, цементной пыли), опасность механического повреждения раскаленных предметов, плохая смачиваемость некоторых волокнистые и твердые вещества упакованных в тюки (хлопок, лен, шерсть).
Воду подают в очаг горения в виде сплошных или распыленных струй. Сплошные мощные струи сбивают пламя, что определяет ее механическое огнегасящее свойство, и одновременно охлаждают поверхность, а при распылении создаются лучшие условия для испарения воды и, следовательно, для охлаждения и разбавления горючей среды.
Песок и сухая земля своей массой прекращают доступ кислорода в зону горения. Не применяются для заряда огнетушителя.
Пену применяют для тушения твердых горючих веществ и материалов, легковоспламеняющихся жидкостей с плотностью менее 1,0 г/см3 и не растворяющихся в воде. Она представляет собой массу пузырьков газа, заключенных в тонкие оболочки жидкости. Растекаясь по поверхности горящей жидкости, пена охлаждает и изолирует очаг горения, а выделяющийся углекислый газ снижает концентрацию кислорода в окружающем воздухе. Выделяют два вида пены: химическую и воздушно-механическую.
Химическая пена образуется в результате реакции между щелочью и кислотой в присутствии пенообразователя (лакричный экстракт, сапонин, пенообразователи ПО-6, ПО-1). Она состоит из 80% по объему углекислого газа, 19,6% воды и 0,4% пенообразующего вещества. Химическая пена электропроводна и обладает агрессивными свойствами, что необходимо учитывать при попадании ее на кожу человека. Стойкость пены (с момента ее
образования до полного разрушения) более 1 часа.
Воздушно-механическая пена получается при перемешивании воды, воздуха и пенообразующих веществ. Она состоит из 90% воздуха, 9,7% воды и 0,3% пенообразователя. По сравнению с химической пеной она менее стойкая (около 40 мин.), но более экономичная, легко и быстро получается, безвредна для людей и животных. Огнетушитель предназначен для тушения загораний
различных материалов, в том числе и легковоспламеняющихся жидкостей; запрещается применять для тушения электроустановок под напряжением и щелочных металлов.
Инертные разбавители (водяной пар, диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, летучие ингибиторы). Тушение при разбавлении среды инертными разбавителями связано с потерями тепла на нагревание этих разбавителей, снижением концентрации кислорода, скорости процесса и теплового эффекта реакции горения.
Водяной пар (технологический, отработавший) применяют для тушения пожаров в закрытых, плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м3 и создания паровоздушных завес на открытых технологических площадках и установках. Огнегасительная концентрация водяного пара в воздухе при тушении должна составлять около 35% по объему.
Диоксид углерода применяют для тушения пожаров в сушильных печах, легковоспламеняющихся жидкостей, электрооборудование, находящееся под напряжением, дорогого оборудования и ценностей, которые могут быть повреждены водой и пеной (компьютерные залы, ценные документы, картинные галереи). Однако нельзя тушить щелочные и щелочноземельные
металлы, некоторые гидриды металлов. Для большинства веществ огнегасительная концентрация его должна составлять 20-30% объема. Содержание в воздухе 10% СО2 опасно, а при 20% смертельно опасно для человека (наступает паралич органов дыхания).
Азот применяют 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 должна составлять 35% объема. Разбавление воздуха азотом до содержания кислорода в пределах 12-16% объема безопасно для челове-
Галоидоуглеводороды (хладоны) относятся к ингибирующим средствам. Наиболее эффективное действие оказывают бром-, фторпроизводные метана и этана. Галоидоуглеводороды используют при тушении цехов химических производств, сушилок, окрасочных камер, складов с горючими жидкостями, электроустановок, находящимися под напряжением. Не применяются для тушения металлов, ряда металлосодержащих соединений, гидридов металлов, материалов содержащих в своем составе кислород. Они (наркотическое, токсичное действие) вредны для человека и обладают коррозионным действием.
Огнетушащие порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли. Они обладают ингибирующим действием, изолируют горящие материалы от воздуха или изолируют пары и газы от зоны горения. Предназначены для тушения щелочных металлов, металлоорганических соединений, фосфора, горючих жидкостей и других веществ, вступающих в реакцию с водой, электроустановок, находящихся под напряжением, ценных документов, картин и других материалов, повреждающихся воздействием воды и пены. Порошки безвредны для людей, экономичны, при низких температурах не замерзают. Выпускают порошки состава ПСБ, ПФ (тушат углеводороды, древесину, электрооборудование), ПС (тушат металлы, металоорганические соединения) и др.
Комбинированные составы соединяют в себе свойства различных огнетушащих веществ и позволяющие повысить эффективность тушения пожаров. 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, четыреххлористый углерод, бромэтил, азотно-хладоновые, углекислотно-хладоновые составы.
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.
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.
