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.
Прежде чем перейти к классификации и конструкциям огнетушителей, необходимо рассмотреть свойства наиболее распространенных огнетушащих веществ, используемых для зарядки в огнетушители.
В качестве зарядов в огнетушителях используются следующие огнетушащие вещества:
. Вода и водные растворы химических веществ;
. Пена;
. Порошковые составы;
. Аэрозольные составы;
. Газовые составы;
Водные средства тушения:
Вода — наиболее распространенное средство тушения пожаров, что обусловлено ее доступностью, низкой стоимостью, значительной теплоемкостью и высокой скрытой теплотой парообразования. Однако вода обладает достаточно высокой температурой замерзания, низкой теплопроводностью, высоким коэффициентом поверхностного натяжения (что препятствует ее быстрому растеканию по поверхности горящих твердых материалов, проникновению вглубь и их смачиванию). В связи с этим вода чаще применяется в виде растворов с различными добавками, которые придают ей особые свойства: снижают температуру замерзания, либо снижают коэффициент поверхностного натяжения, повышая ее смачивающую способность, либо повышает ее вязкость.
Тушение горючих жидкостей компактной струей воды приводит к ее неэффективному использованию. Объясняется это тем, что вода обладает невысоким коэффициентом теплопроводности, поэтому, проходя через факел, она почти не успевает нагреться и поглотить тепло; в виде крупных капель она летит дальше или падает вниз. Это может привести к увеличению площади пожара в результате разбрызгивания горящей жидкости или растекания ее по поверхности воды.
Наиболее огнетушащей способностью обладает струя воды тонкого распыления - с диаметром капель менее 150 мкм, которые интенсивно испаряясь, забирают значительное количество тепла от очага пожара и снижают содержания кислорода воздуха (превращаясь в пар, вода увеличивается в объеме примерно в 1700 раз). Тонкораспыленная вода не разбрызгивает горящую жидкость. И, кроме того, она сочетает в себе преимущества как жидкого, так и газового средства тушения. Получение тонкого распыления достигается применением специальных форсунок, нагревом воды выше температуры ее кипения и последующего выброса перегретой воды на очаг пожара или созданием газонасыщенного раствора СО2 в воде с помощью специальных распылителей. Однако тонкодисперсная струю воды в результате уменьшения диаметра капель и уноса их восходящими газовыми потоками обладает недостаточной проникающей способностью, что затрудняет тушение (так как приходится близко подходить к очагу пожара). Так при тушении твердых материалов, уложенных в штабель, струя не проникает внутрь его и не подавляет горение. Решением этой проблемы стало применение импульсного выброса воды с высокой скоростью подачи ее на очаг горения.
Пена:
Другим эффективным и не менее распространенным, чем вода, огнетушащим средством является пена. Она часто применяется для тушения пожаров, поскольку может одновременно оказывать как изолирующее, так и охлаждающее воздействие. Охлаждающее действие пены позволяет во многих случаях исключить повторное самовоспламенение горючего вещества после разрушения слоя пены.
Пена представляет собой дисперсную систему типа газ - жидкость, в которой каждый пузырек газа (для огнетушителей это - воздух) заключен в оболочку из тонкой пленки и они связанны друг с другом этими пленками в единый каркас.
Однако не все пены могут быть использованы для тушения пожаров. Бесполезно, например, тушить горящую жидкость мыльной пеной, так как она мгновенно разрушается в очаге пожара. Пены, применяемые для этих целей, должны обладать высокой структурно - механической прочностью, чтобы за время, необходимое для ее накапливания и тушения пожара, сохранится на поверхности горючей жидкости. Поэтому, помимо поверхностно - активных веществ, которые собственно и участвуют в создании пены, в рецептуру пенообразователя обязательно вводят стабилизатора.
Кроме пены, для тушения пожаров применяется также воздушная эмульсия. Она в отличие от пены представляет собой систему, состоящую из отдельных пузырьков воздуха, и связанных единым каркасом и свободно распределенных в жидкости. Такая эмульсия образуется при ударе распыленного жидкостного заряда огнетушителя о поверхность горящего вещества.
В отечественной практике водные растворы пенообразователей «в чистом виде» практически не используют в качестве заряда воздушно-пенных огнетушителей. Так как пенообразователи не могут долго храниться в виде рабочих растворов, к ним добавляют специальные соли, повышающие стойкость рабочих растворов и огнетушащую способность получаемой из них пены (особенно для тушения твердых веществ).
Основным компонентом для получения огнетушащей пены являются водные растворы пенообразователей.
По химическому составу пенообразователи подразделяются ан углеводородные (ПО-3НП, ПО-6НП, ПО-6ТС, ПО-6ЦТ, ТЭАС, «МОРПЕН» и др.) и фторсодержащие (ПО-6ТФ, ПО-6А3F, «Меркуловский», «Пленкообразующий» и др.)
По назначению пенообразователи делятся на пенообразователи общего назначения (ПО-3НП, ПО-6ТС) и целевого назначения (ПО-6НП, «МОРПЕН», «Полярный», фторсодержащие), которые применяются в особых условиях или для тушения конкретной группы горючих веществ.
Пена характеризуется рядом параметров, одним из которых является значение кратности - отношение объема пены к объему раствора, из которого она была получена, т.е. к объему ее жидкой фазы. Химическая пена обладает кратностью не выше 5. Воздушно - механическая пена может быть низкой кратности (от 4 до 20), средней (от 21 до 200) и высокой кратности (более 200). Для получения пены высокой кратности требуются специальные пеногенераторы, чаще с вентилятором, обеспечивающим принудительную подачу воздуха с необходимым расходом. Поэтому генераторы пены высокой кратности в огнетушителях не применяют.
Порошковые составы:
Другим огнетушащим веществом, которое находит все более широкое применение благодаря своей универсальности, являются порошковые составы, представляющие собой мелкодисперсные минеральные соли, которые обработаны специальными добавками для придания им текучести и снижения способности к смачиванию и поглощению воды. Наибольший эффект тушения порошком достигается, когда его частицы имеют размер порядка 5-15 мкм, однако такой порошок трудно подавать на очаг горения. Поэтому обычно порошок делают полидисперсным, т.е. состоящим из крупных (размером от 50 до 100 мкм) и мелких частиц. При подаче порошка из ствола или огнетушителя поток крупных частиц захватывает и доставляет мелкие частицы к очагу горения. Для получения порошковых составов используют аммонийные соли фосфорной кислоты, карбонаты, бикарбонаты, хлориды щелочных металлов и другие соединения.
В зависимости от назначения порошковые составы делятся на порошки общего назначения, которые могут тушить пожары твердых углеродосодержащих и жидких горючих веществ, горючих газов и электрооборудования под напряжением до 1000 В, и порошки специального назначения, которые применяют для тушения металлов, металлоорганических соединений, гидридов металлов (пожары класса D) или других веществ, обладающих уникальными свойствами. Тушение пожаров порошками общего назначения осуществляется за счет создания огнетушащей концентрации в объеме над горящей поверхностью, порошками специального назначения - путем засыпки и изоляции поверхности горючего от кислорода воздуха.
Огнетушащие порошки в зависимости от того, какие классы пожара ими могут быть потушены, подразделяются следующим образом:
. Порошки типа АВСЕ, основной активный компонент которых фосфорно - аммонийные соли (Пирант-А, Вексон-АВС, ИСТО-1, «Феникс» и др). Они предназначены для тушения твердых, жидких, газообразных горючих веществ и электрооборудования, находящегося под напряжением.
. Порошки типа ВСЕ основным компонентом которых может быть бикарбонат натрия или калия, сульфат калия, хлорид калия, сплав мочевины с солями угольной кислоты и др. (ПСБ-3М, Вексон-ВСЕ, ПХК и др). Эти порошки предназначены для тушения жидких, газообразных горючих веществ и электрооборудования, находящегося под напряжением (очаги пожара класса А этими порошками тушить бесполезно).
. Порошки типа D (порошки специального назначения), основной компонент которых хлорид калия, графит и т.д. (ПХК, Вексон-D и др); применяются для тушения металлов, металлосодержащих соединений.
Порошки экологически инертны и могут применяться для тушения практически любого класса пожаров горючих веществ в широком диапазоне температур (от -50 до +50).
Как и другие огнетушащие вещества, порошки имеют ряд существенных недостатков. Так они не обладают охлаждающим эффектом, поэтому после тушения возможны случаи воспламенения уже потушенного вещества. Они загрязняют объект тушения. В результате образования порошкового облака снижается видимость (особенно в помещении небольшого объема). Кроме того, облако порошка оказывает раздражающие действия на органы дыхания и зрения. Так как порошки являются мелкодисперсными системами (основная масса частиц порошка имеет размер менее 100 мкм), частицы порошка склонны к агломерации (образование комков) и слеживанию, а вещества, которые входят в их рецептуру, - к поглощению воды и ее паров (в том числе из воздуха).
Аэрозольные составы:
В последнее время все более широкое применение находят аэрозольные огнетушащие составы. В качестве источника для их получения используются специальные аэрозолеобразующие твердотопливные или пиротехнические композиции, способные к горению без доступа воздуха. Аэрозольные огнетушащие составы образуются непосредственно в момент тушения при горении таких композиций. При сгорании аэрозолеобразующего состава выделяется огнетушащий аэрозоль, на 35-60 % состоящий из твердых частиц солей и оксидов щелочных металлов размером 1-5 мкм, негорючих газов и паров (N2, CO2, H2O и др.). Высокая огнетушащая эффективность (но только при объемном способе тушения) аэрозольных составов обусловлена достаточно длительным временем сохранения аэрозольного облака над очагом горения и поддержанием первоначальной огнетушащей концентрации, а так же высокой проникающей способностью. По этому параметру аэрозольные составы приближаются к газовым средствам тушения пожара. В момент применения аэрозольных средств тушения происходит также выжигание кислорода воздуха в атмосфере замкнутого объема, разбавление ее инертными продуктами сгорания заряда, ингибирование цепной реакции окисления в пламени высокодисперсными активными твердыми частицами. Аэрозольные составы не слеживаются; твердые мелкие частицы с развитой поверхностью обладают высокой активностью, так как образуются непосредственно в момент применения; аэрозольные генераторы не требуют трудоемкого обслуживания и т.д. Однако при всех своих положительных качествах аэрозольные составы обладают многими из недостатков, присущих огнетушащим порошкам. Кроме того, в устройствах во время их применения развивается высокая температура, а в некоторых конструкциях имеет место наличие открытого пламени, поэтому они могут сами явиться источником воспламенения (например, при ложном срабатывании). Конструкторам приходится применять специальные устройства для того, чтобы убрать открытое пламя и снизить температуру образующегося аэрозоля.
Газовые составы:
Наиболее «чистыми» огнетушащими веществами являются газовые составы. В качестве зарядов в газовых огнетушителях используют диоксид углерода и хладона.
Диоксид углерода (углекислота) при температуре 20 0С и давлении 760 мм рт.ст. представляет собой бесцветный газ с кисловатым вкусом и слабым запахом, в 1,5 раза тяжелее воздуха. Являясь инертным газом, диоксид углерода не поддерживает горения; при введении его в область пламенного горения в количестве порядка 30 % об. и понижении содержания кислорода до 12-15% об. пламя гаснет, а при снижении концентрации кислорода в воздухе до 8% об. прекращаются и процессы тления. При переходе жидкого диоксида углерода (кот орый именно в таком виде находится в огнетушителе) в газ его объем увеличивается в 400-500 раз, причем этот процесс идет с большим поглощением тепла. Диоксид углерода применяется или в газообразном состоянии, или в виде снега. Он не загрязняет и почти не действует на сам объект тушения; обладает хорошими диэлектрическими свойствами, достаточно высокой проникающей способностью; не изменяет своих свойств в процессе хранения.
Наибольший эффект достигается при тушении диоксидов углерода пожаров в замкнутых объемах.
Из недостатков, которыми обладает это огнетушащее вещество, необходимо отметить следующее: охлаждение металлических деталей огнетушителя до температуры порядка минус 60 0С; накопление на пластмассовом раструбе значительных зарядов статистического электричества (до нескольких тысяч вольт); снижение при его применении содержания кислорода в атмосфере помещения и т.п.
В заключении необходимо отметить, что для зарядки в огнетушители могут использоваться только огнетушащие вещества, имеющие санитарно-эпидемиологическое заключение и сертификат пожарной безопасности России. Для огнетушителей, поставляемых из-за рубежа в заряженном виде, наличие сертификата пожарной безопасности на огнетушащее вещество не требуется, необходимо наличие только санитарно-эпидемиологического заключения.
Вода.
К жидким огнетушащим веществам в первую очередь относится вода и водные растворы. Вода получила наибольшее распространение в качестве огнетушащего вещества благодаря части ее свойств.
Вода универсальна, доступна, эффективна. Доминирующим принципом действия является охлаждение реагирующих веществ. Воду применяют при тушении кроме следующих редких случаев: водой нельзя тушить горючие вещества и материалы с которыми вода вступает в интенсивное химическое взаимодействие с выделением тепла и горючих компонентов (некоторые кислоты и щелочи).
Некоторые горючие жидкости (спирты, альдегиды и др.) растворимы в воде и, смешиваясь с ней, образуют менее горючие или негорючие жидкости.
Водой нельзя тушить пожары с температурой выше 1800-2000oС, т.к. при таких температурах происходит диссоциация воды на водород и кислород, что интенсифицирует процесс горения. Однако большинство горючих материалов горит при более низких температурах. По указанной причине недопустимо применять воду при тушении горящих магния, цинка, алюминия и некоторых других металлов и сплавов.
Водой нельзя тушить пожары при которых не обеспечивается безопасность пожарных (например электроустановки под высоким напряжением).
Воду затруднительно применять при низких температурах, т.к. она обладает высокой температурой замерзания.
Кроме того отрицательными свойствами воды являются малая вязкость и высокое поверхностное натяжение, что приводит к плохой смачиваемости волокнистых веществ.
Водой затруднительно тушить горящие жидкости, имеющие меньшую плотность, чем плотность воды. Ввиду этого вода мало пригодна для тушения нефтепродуктов.
При тушении пожаров воду используют в виде струи, капель различной степени дисперсности или пара.
Для снижения недостатков воды как огнетушащего средства в нее вводят добавки, например, поверхностно активные вещества.
Пены .
В практике пожаротушения широкое применение находят пены. Различают химические и воздушно-механические пены.
Трудность получения химических пен, их дороговизна и токсичность ограничивают их применение.
Воздушно-механическая пена получается в результате механического перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом.
Пена характеризуется дисперсностью, вязкостью, теплопроводностью, электропроводностью, стойкостью. Отношение объема пены к объему ее жидкой фазы называется кратностью. Наиболее широко применяются пены кратности от 70 до 150.
Основное огнетушащее свойство пен - это изолирующая способность.
Порошковые огнетушащие составы .
Из порошковых огнетушащих составов (ПОС) в нашей стране наибольшее распространение получили ПОС на основе бикарбоната натрия и фосфата аммония.
Механизм прекращения горения с помощью ПОС разнообразен. Доминирующий механизм зависит от вида горючего, режима горения, вида ПОС и др. причин.
ПОС прежде всего действует простым физическим разбавлением реагентов. При этом нагреваясь ПОС отнимают значительное количество тепла от реагирующих веществ.
Достоинством ПОС является их универсальность и высокая огнетушащая эффективность. Но они склонны к увлажнению при хранении, их сложно подавать в зону горения.
Диоксид углерода .
Для тушения некоторых горючих материалов применяется твердый диоксид углерода, который при нагревании переходит в газ, минуя жидкую фазу. Им тушат материалы, портящиеся от влаги. Механизм тушения заключается в охлаждении горящих материалов и разбавлении продуктов их разложения диоксидом углерода.
Газы .
Из числа газов при тушении пожаров находят применение диоксид углерода, азот, водяной пар, реже гелий, аргон. При их применении наиболее часто реализуется принцип разбавления реагирующих веществ.
Под огнетушащим веществом понимают вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создавать условия для прекращения горения.
Под огнетушащим средством (средством пожаротушения) понимают огнетушащее вещество, технический прибор,используемый для формирования и подачи огнетушащего вещества и оператор.
В качестве огнетушащих веществ применяют вещества различного агрегатного состояния – твердые, жидкие, газообразные.
Перечень применяемых огнетушащих веществ (средств) может выглядеть следующим образом:
· вода и водные растворы;
· пены (химические и воздушно-механические, последние могут быть на основе обычных, фторированных и целевых пенообразователей);
· огнетушащие порошковые составы (например, на основе фосфата аммония NH 4 H 2 PO 4 – Пирант и П-2АП, диаммоний фосфата (NH 4) 2 HPO 4 – ПФ, на основе карбоната натрия Na 2 CО 3 – ПСБ-3 и т. д.);
· газовые огнетушащие вещества: нейтральные разбавители (диоксид углерода – углекислота СО 2 , азот N 2 , водяной пар) и химически активные ингибиторы (хладоны, например, хладон 114В2 – галогензамещенный углеводород дибромтетрафторэтан С 2 F 4 Br 2);
· твердотопливные аэрозолеобразующие составы (ТАОС), применяемые, например, в огнетушителях СОТ-1 и СОТ-5, «Допинг», «Габар» и т. д.;
· комбинированные и прочие огнетушащие вещества и средства (водно-хладоновые эмульсии, сыпучие – песок, а также асбестовые, войлочные покрывала, кошма и т. д.).
Пожарные подразделения для тушения пожаров чаще всего применяют воду, воздушно-механическую пену (ВМП), реже огнетушащие порошковые составы и нейтральные разбавители (углекислотные огнетушители). Эти же огнетушащие вещества чаще всего применяются в установках автоматического пожаротушения.
Огнетушащее вещество, попадая в очаг горения, вызывает процессы, ведущие к прекращению горения. Такие процессы принято называть механизмами прекращения горения (МПГ) или механизмами огнетушащего действия. Все механизмы прекращения горения реализуют пределы горения, изученные нами ранее.
Боевой устав пожарной охраны определяет следующие основные способы прекращения горения:
· охлаждение зоны горения огнетушащими веществами или посредством перемешивания горючего;
· разбавление горючего или окислителя (воздуха) огнетушащими веществами;
· изоляция горючего от зоны горения или окислителя огнетушащими веществами и/или иными средствами;
· химическое торможение реакции горения огнетушащими веществами;
· эффект механического срыва пламени, достигаемый, например, при тушении нефтяных фонтанов взрывом или воздействием на очаг горения сильной струи газа или воды, при импульсном пожаротушении,а также созданием огнепреграждения.
Необходимо отметить, что почти все огнетушащие вещества при прекращении горения действуют комплексно, то есть задействуют одновременно несколько способов прекращения горения. Приведем примеры. Вода - прекращает горение вследствие:
Пена прекращает горение вследствие:
· изоляции реагирующих веществ от зоны горения;
· охлаждения зоны горения и/или горящего вещества;
· разбавления реагирующих веществ в зоне реакции горения.
Порошки прекращают горение вследствие:
· химического торможения реакции горения (ингибирования);
· охлаждения зоны горения и/или горящего вещества;
· разбавления реагирующих веществ в зоне реакции горения;
· изоляции реагирующих веществ от зоны горения.
Как видно из приведенных примеров, практически все огнетушащие вещества имеют эффект охлаждения зоны реакции (рис. 6.3).
Из всех способов прекращения горения, которыми обладает каждое огнетушащее вещество, выделяют главный (доминирующий).Так, доминирующим огнетушащим действием воды является охлаждение зоны горения и/или горящего вещества; пены – изоляция реагирующих веществ от зоны горения; порошков – химическое торможение реакции горения.
Нужно учитывать, что в зависимости от условий применениядоминирующий способ прекращения горения может меняться, т. е. он не остается постоянным. Например, доминирующим способом прекращения горения огнетушащим порошком при тушении газового фонтана является разбавление, при тушении горючих жидкостей – химическое торможение реакции горения, при тушении металлов – изоляция.
Рис 6.3. Классификация огнетушащих веществ по агрегатному состоянию и доминирующему механизму прекращения горения
ОГНЕТУШАЩИЕ ВЕЩЕСТВА - вещества, обладающие физико-химическими свойствами, которые позволяют создать условия для прекращения горения. К О. в. относятся вода, пены, порошки, газы, аэрозоли. Наиболее распространенное О. в. - вода. Может применяться в виде сплошных и распыленных (тонкораспыленных) струй.
Огнетушащая пена - коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Образуется при добавлении к воде пенообразователей. Различают пены низкой (до 20), средней (20-200) и высокой (более 200) кратности. Наиболее эффективна пена, полученная из фторсодержащих пенообразователей, обладающих пленкообразующим действием. Она может использоваться для тушения твердых материалов и всех классов горючих жидкостей, кроме химически взаимодействующих с водой.
Огнетушащие порошки - мелко измельченные (20-60 мкм) минеральные соли с различными добавками, обеспечивающими текучесть и препятствующими слеживаемости (комкованию). Порошки общего назначения используют для тушения горящих твердых материалов, горючих жидкостей, газов и электрооборудования под напряжением. Порошки специального назначения применяют для тушения металлов, металлоорганических соединений. Все виды порошков быстро подавляют горение, но не обладают охлаждающим действием.
Огнетушащие газы включают инертные разбавители: диоксид углерода, азот, аргон, водяной пар, дымовые газы и летучие ингибиторы - некоторые галогенуглеводороды (хладоны). Диоксид углерода применяется для объемного тушения горючих жидкостей, электрооборудования и др. Более эффективны хладоны, в первую очередь бромсодержащие. Разработанные и применяемые для замены бромсодержащих хладонов хлорфторуглеводороды уступают им по огнетушащей способности.
Очень эффективный класс О. в. объемного тушения - огнетушащие аэрозоли, получаемые при сжигании в генераторах специальных твердотопливных композиций. Состоят из твердых частиц размером менее 2 мкм и газов. Наибольшую перспективу имеют т. н. холодные аэрозоли. Они эффективнее бромсодержащих хладонов и могут применяться для тушения твердых материалов, кроме горящих в режиме тления, и горючих жидкостей.
30 Огнетушители, автоматические установки пожаротушения.
Автоматическая установка пожаротушения (АУПТ) - установка пожаротушения, автоматически срабатывающая при превышении контролируемым фактором (факторами) пожара пороговых значений в защищаемой зоне. Отличительной особенностью автоматических установок является выполнение ими и функций автоматической пожарной сигнализации. При этом, все автоматические установки пожаротушения (кроме спринклерных) могут приводиться в действие ручным и автоматическим способом. Спринклерные установки пожаротушения приводятся в действие исключительно автоматически.
По состоянию на 1914 г. в России было смонтировано более 400 установок автоматического пожаротушения.
Здания, сооружения и строения должны быть оснащены автоматическими установками пожаротушения в случаях, когда ликвидация пожара первичными средствами пожаротушения невозможна, а также в случаях, когда обслуживающий персонал находится в защищаемых зданиях, сооружениях и строениях некруглосуточно.
Автоматические установки пожаротушения должны обеспечивать достижение одной или нескольких из следующих целей:
Ликвидация пожара в помещении (здании) до возникновения критических значений опасных факторов пожара;
Ликвидация пожара в помещении (здании) до наступления пределов огнестойкости строительных конструкций;
Ликвидация пожара в помещении (здании) до причинения максимально допустимого ущерба защищаемому имуществу;
Ликвидация пожара в помещении (здании) до наступления опасности разрушения технологических установок.
Тип автоматической установки пожаротушения, вид огнетушащего вещества и способ его подачи в очаг пожара определяются в зависимости от вида горючего материала, объемно-планировочных решений здания, сооружения, строения и параметров окружающей среды.
В реальных условиях очаги пожара могут возникнуть в местах, труднодоступных для доставки диспергированных и пенных огнетушащих веществ, подаваемых стационарными установками пожаротушения с образованием многочисленных «теневых» зон. По этим причинам стационарные установки пожаротушения часто обеспечивают только локализацию пожара. Кроме того, ряд установок по принципу действия предназначен только для локализации пожара. К ним относятся автоматические огнепреграждающие затворы и двери, водяные завесы и др. В связи с изложенным применение автоматических установок пожаротушения предполагает обязательное участие в ликвидации локализованного пожара оперативных подразделений пожарной охраны или добровольных формирований.
Водяные АУПТ
Водяные АУПТ - используют в качестве огнетушащего вещества воду или воду с добавками. Подразделяются по типу оросителей на спринклерные и дренчерные.
Система пожаротушения тонкораспыленной водой
Дренчерные установки водяного пожаротушения (ДУВП) применяют, как правило, для защиты помещений с повышенной пожарной опасностью, когда эффективность пожаротушения может быть достигнута лишь при одновременном орошении всей защищаемой площади. Дренчерные установки применяют, кроме того, для орошения вертикальных поверхностей (противопожарных занавесов в театрах, технологических аппаратов, резервуаров с нефтепродуктами и т. п.) и создания водяных завес (защиты проемов или вокруг какого-либо аппарата).
В состав водяной АУПТ входят:
Насосные агрегаты;
Распределительные трубопроводы с оросителями;
Побудительные системы;
Узлы управления;
Запорная, запорно-регулирующая и защитная арматура (задвижки, вентили, обратные клапаны);
ёмкости (резервуары и гидроаккумуляторы);
Дозаторы;
Компрессор;
Оповещатели;
Оборудование электроавтоматики (контроля и управления);
Технические средства обнаружения пожара.
Пенные АУПТ
Пенные установки пожаротушения используются преимущественно для тушения легко воспламеняющихся жидкостей и горючих жидкостей в резервуарах, горючих веществ и нефтепродуктов, расположенных как внутри зданий, так и вне их. Дренчерные установки пенного АПТ применяются для защиты локальных зон зданий, электроаппаратов, трансформаторов. Спринклерные и дренчерные установки водяного и пенного пожаротушения имеют достаточно близкое назначение и устройство. Особенность пенных установок АПТ - наличие резервуара с пенообразователем и дозирующих устройств при раздельном хранении компонентов огнетушащего вещества.
Применяются следующие дозирующие устройства:
Насосы-дозаторы, обеспечивающие подачу пенообразователя в трубопровод;
Автоматические дозаторы с трубой Вентури и диафрагменно-плунжерным регулятором (при увеличении расхода воды возрастает перепад давления в трубе Вентури, регулятор обеспечивает подачу дополнительного количества пенообразователя);
Пеносмесители эжекторного типа;
Баки-дозаторы, использующие перепад давления, создаваемый трубой Вентури.
Другая отличительная особенность установок пенного пожаротушения - применение пенных оросителей или генераторов. Существует ряд недостатков, присущих всем системам водяного и пенного пожаротушения: зависимость от источников водоснабжения; сложность тушения помещений с электроустановками; сложность технического обслуживания; большой, а часто невосполнимый, ущерб защищаемому зданию.
Газовые АУПТ
Газовые АУПТ - соовокупность технических стационарных технических средств пожаротушения для тушения очагов пожара за счёт автоматического выпуска газового огнетушащего вещества (состава). По конструктивному исполнению могут быть двух типов: централизованные и модульные. В качестве огнетушащих веществ используются сжиженные и сжатые газы.
Сжиженные:
Хладон23;
Хладон125;
Хладон218;
Хладон227еа;
Хладон318Ц;
Шестифосфорная сера;
Двуокись углерода
Инерген.
В состав газовой АУПТ входят:
Распределительные трубопроводы с насадками;
Побудительные системы;
Батареи;
Секции наборные;
Побудительно-пусковые секции;
Распределители воздуха;
Баллон-ресивер;
Зарядная станция;
Оповещатели;
Электроавтоматика (контроля и управления), технические средства обнаружения пожара.
Порошковые АУПТ
Порошковые АУПТ используют огнетушащий порошок. Применяются для локализации и ликвидации пожаров классов А, В, С и электрооборудования (электроустановок под напряжением). Установки могут применяться для локализации или тушения пожара на защищаемой площади, локального тушения на части площади или объёма, тушения всего защищаемого объёма. При использовании импульсных модулей порошкового пожаротушения параметр пробивного напряжения в расчет может не приниматься.
Установки не обеспечивают полного прекращения горения и не должны применяться для тушении пожаров:
Горючих материалов, склонных с самовозгоранию и тлению внутри объёма вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука, бумага и др.);
Химических веществ и их смесей, пирофорных и полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха.
В письме Директора Департамента предупреждения чрезвычайных ситуаций М. И. Фалеева от 13 сентября 2006 г. содержатся рекомендации о неприменении систем порошкового пожаротушения в помещении с массовым пребыванием людей (более 50 человек).
Аэрозольные АУПТ
Впервые применение аэрозольных средств для тушения пожаров описано в 1819 г. Шумлянским, который использовал для этих целей дымный порох, глину и воду. В 1846 г. Кюн предложил коробки, снаряженные смесью селитры, серы и угля (дымный порох), которые рекомендовал бросать в горящее помещение и плотно закрывать дверь. Вскоре применение аэрозолей было прекращено вследствие их низкой эффективности, особенно в негерметичных помещениях.
Установки объемного аэрозольного пожаротушения не обеспечивают полного прекращения горения (ликвидации пожара) и не должны применяться для тушения:
Волокнистых, сыпучих, пористых и других горючих материалов, склонных к самовозгоранию и (или) тлению внутри слоя (объёма) вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука и др.);
Химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха;
Гидридов металлов и пирофорных веществ;
Порошков металлов (магний, титан, цирконий и др.).
Запрещается применение установок:
В помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала работы генераторов;
Помещениях с большим количеством людей (50 человек и более);
Помещениях зданий и сооружений III и ниже степени огнестойкости по СНиП 21-01-97 установок с использованием генераторов огнетушащего аэрозоля, имеющих температуру более 400 °C за пределами зоны, отстоящей на 150 мм от внешней поверхности генератора.
Роботизированные установки пожаротушения
Роботизированная установка пожаротушения - стационарное автоматическое средство, которое смонтировано на неподвижном основании, состоит из пожарного ствола, имеющего несколько степеней подвижности и оснащенного системой приводов, а также из устройства программного управления и предназначено для тушения и локализации пожара или охлаждения технологического оборудования и строительных конструкций.