Какими свойствами обладает вода в качестве пожаротушения. Огнетушащие вещества (средства): классификация и требования
Для эффективной борьбы с очагами пламени во время пожара нужны специальные вещества, которые позволят локализовать и нейтрализовать огонь, не допуская его распространение на большие площади. К ним относятся специальные огнетушащие вещества, основными задачами которых являются:
- исключить доступ воздуха к очагу возгорания;
- прекратить подачу горючего жидкого и газообразного вещества в область горения;
- снизить активность химических реакций, поддерживающих горения;
- охладить область горения до температур, при которых не происходит самовозгорание;
- разбавить газообразную и жидкую горючую среду негорючими компонентами.
Чтобы можно было быстро и эффективно потушить пожар важно правильно подобрать огнетушащий состав и обеспечить его быструю доставку в очаг возгорания. Выбор составов для бороньбы с пожаром на конкретном объекте определяется исходя из их физических и химических характеристик.
Область применения
Огнетушащие вещества – это специальные субстанции, которые применяются для заполнения систем первичного пожаротушения, а также для использования различной пожарной техникой, применяемой для ликвидации возгорания и очагов открытого пламени.
К оборудованию первичного пожаротушения относятся индивидуальные средства борьбы с огнем в виде ручных и передвижных огнетушителей, автономных систем тушения пожаров, подключенных к охранно-пожарной сигнализации.
В зависимости от объекта, на котором произошло возгорание, и от класса пожара может использоваться тот или иной тип субстанций для эффективной борьбы с огнем. Чтобы правильно подобрать огнетушащие вещества понятие их классификации является важным аспектом.
Классификация веществ
Для борьбы с огнем используются средства, которые способны обеспечить быстрое прекращение горения как на поверхности, так и в объеме за счет химико-физического воздействия на объект горения. Все вещества для тушения можно разделить на несколько категорий.
- Огнетушащие вещества охлаждающего действия. Они обеспечивают снижение температурного режима в очагах горения, что исключает самовоспламенения близлежащих материалов и последующего распространения огня. К ним относятся вода и твердая углекислота.
- Изолирующие. Эти субстанции обеспечивают прекращение подачи кислорода к раскаленным поверхностям, что исключает продолжение горения. К ним относятся различные негорючие сухие порошки, воздушно-механическая пена, не поддерживающие горение растворы.
- Огнетушащие вещества разбавления. С их помощью снижается концентрация кислорода в очагах горения, а также разбавляется горючее средство, не поддерживающими горение, добавками. К таким веществам относится инертный газ и углекислый газ, пар и распыляемая вода.
- Ингибитирующие. Эти вещества обеспечивают снижение активности химической реакции горения, вследствие чего пламя начинает тухнуть и гаснет. Такие субстанции включают в свой состав галоидосодержащие углеводороды.
Химико-физические свойства огнетушащих веществ
Чтобы понять какое вещество следует использовать при тушении пожара, рассмотрим, какие бывают огнетушащие вещества и их свойства.
Вода и водные солевые растворы
Вода относится к одним из наиболее распространенных веществ для тушения пожаров различных классов. Широкое практическое применение воды обусловлено тем, что она дешевая, легко подается к месту возгорания и может сохраняться на протяжении длительного времени.
Высокие показатели тушения огня водой обуславливаются ее высокой теплоемкостью, которая при Т=+20ºС составляет 1ккал/л. При испарении воды из одного ее литра может образоваться более 1500 л перенасыщенного пара Н 2 О, который впоследствии вытесняет О 2 из области горения. В процессе парообразования нужно около 540 ккал энергии, что позволяет существенно снизить температуру области горения.
Поскольку вода владеет большим показателем поверхностного натяжения, ее проникающих свойств не всегда достаточно, особенно когда горят пылевидные материалы. В таком случае она используется совместно с поверхностно активными веществами (0,50…4%).
Обратите внимание!
Чтобы эффективно тушить лесные/степные пожары в воде растворяют различные соли. Наиболее часто применяют сернокислотный аммоний, хлористый кальций, каустическую соль и пр.
Ограничения:
Важно помнить!
Вода не является универсальным средством пожаротушения.
От ее использования следует оказаться при тушении:
- электрифицированного оборудования, которое пребывает под высоким напряжением;
- щелочных и щелочноземельных металлов, с которыми вода вступает в реакцию с последующим выделением горючего водорода и большого количества тепла;
- веществ, поддерживающих горение и без доступа воздуха.
Пена для тушения возгораний
Эти огнетушащие вещества и их классификация предусматривают использование двух типов пены – создаваемой химической реакцией или механическим способом, используя воздух.
Химическую пену получают вследствие протекания химической реакции между щелочной и кислой средой. Оболочка отдельных пузырьков такого типа пены включает в свой состав пенообразующий материал и водный солевой раствор. Сами пузырьки наполняются СО 2 , который появляется в результате происходящей химической реакции.
Воздушную пену получают, когда происходит перемешивание воздушного потока со специальными пенообразующими веществами. Оболочка пузырей этой пены имеет в своем составе только пенообразователь.
Ограничения:
Пена не может быть использована при тушении:
- электрифицированных установок;
- щелочноземельных, а также щелочных металлов.
Двуокись углерода
Применяется в твердом, в виде «углекислого снега», или в газообразном/аэрозольном состоянии.
Использование «углекислого снега» позволяет существенно понизить температуру в очаге пожара, а также уменьшает концентрацию кислорода, подаваемого к очагу пламени. СО 2 в твердом состоянии владеет плотностью 1500 кг/м 3 , а из одного литра этого вещества можно получить до 500 литров газа.
Эти огнетушащие вещества в газовой форме эффективно применяются для тушения в объеме. Газ заполняет все помещение, вытесняя кислород из зоны горения.
Аэрозольные смеси двуокиси углерода будут полезны, когда в воздухе присутствует высокая концентрация мелких сгораемых частичек, которые с помощью аэрозоля можно осадить.
Ограничения:
Важно помнить!
СО 2 в любом состоянии является опасным для людей. Поэтому, доступ помещение, где использовалось этот материал, следует осуществлять с использованием специальных защитных средств.
СО 2 не может применяться при тушении:
- этилового спирта;
- веществ и материалов, которые горят и тлеют и без доступа кислорода.
Хладоны для тушения
Эти вещества являются высокоэффективными составами, включающими галлоидосодержащие углеводороды. Вещества-хладоны будут эффективны для быстрого тушения пожаров разного класса, включая и установки под рабочим напряжением. Их воздействие основано на снижении активности химических реакций, поддерживающих горение, а также возможности взаимодействия с кислородом воздушной среды, что позволяет снизить его концентрацию.
Ограничение:
Хладоны являются токсичными и опасными для людей. С их помощью нельзя тушить:
- кислосодержащие субстанции;
- щелочные, а также щелочноземельные металлы.
Подробное описание огнетушащих веществ
Заключение
Благодаря широкому спектру различных тушащих веществ можно эффективно бороться с пожарами различного класса и разной сложности. Чтобы быстро нейтрализовать огонь важно правильно подобрать материал для тушения. При выборе следует учитывать ограничения на тушение определенных веществ, а также и то, что некоторый огнетушащий материал является токсичным и может составлять опасность для людей и окружающей среды.
44. Огнетушащие свойства воды. Применение воды при тушении пожара
Вода является одним из наиболее доступных, дешевых и широко распространенных огнегасительных средств, пригодных для тушения как малых, так и больших пожаров. Огнегасительные свойства воды заключаются в том, что она имеет большую теплоемкость, способна отнимать от горящих веществ значительное количество тепла, снижая те
мпературу очага горения до такой, при которой горение становится невозможно. Воду нельзя применять:
· для тушения веществ, вступающих с ней в реакцию, например, металлов калия и натрия. Выделяющийся водород в смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь.
· при тушении электрических установок, находящихся под напряжением, а также при тушении карбида кальция из-за возможности взрыва выделяющегося при этом ацетилена.
Для пожаротушения вода применяется в виде компактных струй, в распыленном состоянии, тонкодисперсном состоянии, а также в виде воздушно-механической пены. Применять компактные струи при тушении горящих легковоспламеняющихся жидкостей нельзя, так как при этом происходит растекание жидкости, всплывающей на поверхность воды, что способствует увеличению зоны горения.
Если воду применять в распыленном состоянии, в виде мелкодисперсных частиц, когда большинство капель распыленной воды имеет размер менее 0,1 мм, то при этом увеличивается поверхность соприкосновения воды с горящими веществами, что способствует более интенсивному отбору водой тепла от очага горения и образованию пара, способствующего тушению. Распыленная струя воды при пожарах в помещениях может быть применена для снижения температуры и осаждения дыма. Вода в распыленном состоянии может применяться для тушения горящих нефтепродуктов с температурой-вспышки свыше 120° С. AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
Добавление к воде 0,2-2,0% (по массе) пенообразователей способствует понижению поверхностного натяжения, в результате чего улучшаются ее огнегасительные свойства, в 2-2,5 раза уменьшается расход воды, сокращается время тушения.
45. Пожароопасные свойства материалов и веществ. Первичные средства пожаротушения
Основными показателями пожарной опасности, определяющими критические условия возникновения и развития процесса горения, являются температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.
Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.
Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения; максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним пределами воспламенения, называется областью воспламенения.
Концентрационные пределы воспламенения не постоянны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают мощность источника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.
Изменение пределов воспламенения с повышением температуры может быть оценено по следующему правилу: при повышении температуры на каждые 100° величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8-10%, а верхних пределов воспламенения увеличиваются на 12-15%.
Концентрация насыщенных паров жидкостей находится в определенной взаимосвязи с ее температурой.
Используя это свойство, можно концентрационные пределы воспламенения насыщенных паров выразить через температуру жидкости, при которой они образуются.
Способностью образовывать с воздухом воспламеняющиеся с большой скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли. Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин «верхний предел воспламенения» к пылям не применяется.
К показателям пожарной опасности, характеризующим критические условия образования достаточного для горения газообразных горючих продуктов испарения или разложения конденсированных веществ и материалов, относятся температуры вспышки и воспламенения, а также температурные пределы воспламенения.
Температурой вспышки называется самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Пользуясь этой характеристикой, все горючие жидкости по пожарной опасности можно разделить на два класса:
1) жидкости с температурой вспышки до 61° С (бензин, этиловый спирт, ацетон, серный эфир, нитроэмали и т. д.), они называются легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ);
2) жидкости с температурой вспышки выше 61° С (масло, мазут, формалин и др.), они называются горючими жидкостями (ГЖ).
Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение. Температурные пределы воспламенения - температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.
Пожароопасность веществ характеризуется линейной (выраженной в см/с) и массовой (г/с) скоростями горения (распространения пламени) и выгорания (г/м2-с или см/с), а также предельным содержанием кислорода, при котором еще возможно горение. Для обычных горючих веществ (углеводородов и их производных) это предельное содержание кислорода составляет 12-14%, для веществ с высоким значением верхнего предела воспламенения (водород, сероуглерод, окись этилена и др.) предельное содержание кислорода составляет 5% и ниже.
Помимо перечисленных параметров для оценки пожарной опасности важно знать степень горючести (сгораемости) веществ. В зависимости от этой характеристики вещества и материалы делят на:
· горючие (сгораемые),
· трудногорючие (трудносгораемые)
· негорючие (несгораемые).
К горючим относятся такие вещества и материалы, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления. К трудногорючим относят такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия импульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных импульсов.
46. Автоматические огнетушащие установки. Причины пожаров на производстве
Применяют в помещениях в повышенной пожароопасностью.
1) спилинкерные: выходное отверстие сплинклерной головки закрыто пластинками, кот. при воздействии температуры расплавляются и вода из системы под давлением выходит из отверстия головки и орошает конструкции помещения или оборудования в зоне действия спринклерной головки. Одна головка орошает площадь 10-12 м.
3.4.1. Какие существуют огнетушащие средства и в чем их достоинства и недостатки?
1. ВОДА. В основном, оказывает охлаждающее действие. Дополнительное преимущество: при образовании больших объемов водяного пара происходит вытеснение кислорода. При испарении 1л воды образуется 1,7м³. насыщенного пара. Вода представляет собой идеальное средство для охлаждения многих горючих веществ.
Преимущества:
· море обеспечивает неограниченный запас воды; высокий уровень поглощения теплоты; универсальность; имеет малую вязкость, струя может глубоко проникать в очаг пожара и создавать пленку на поверхности горящей жидкости (легкая вода);
· распыление для охлаждения значительных площадей или охлаждения границ пожара;
● превращаясь в пар, вытесняет воздух (объемное тушение).
Недостатки:
· возможное влияние на остойчивость судна;
· тушение водой горящих жидкостей может способствовать распространению пожара;
· вода непригодна для тушения пожаров при наличии электрооборудования или при наличии вблизи пожара кабелей под напряжением;
· вода вступает в реакцию с некоторыми веществами, образуя ядовитые пары, а взаимодействие с карбидом кальция, натрия приводит к взрыву.
· вода вызывает набухание некоторых грузов (портит груз).
2. УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ (СО 2). На судах углекислый газ СО 2 используется для тушения пожаров в машинных и грузовых помещениях, кладовых, эффективен для тушения электрического и электронного оборудования с помощью стационарных установок и огнетушителей.
При температуре О 0 С и давлении 36 кг/см 2 СО 2 переходит в жидкое состояние. Из одного литра жидкого СО 2 , при расширении получается 500 литров газа. Углекислый газ на судах хранится в баллонах под давлением. При подачи в помещение он переходит в газообразное состояние с быстрым расширением, что приводит к его переохлаждению. В результате переохлаждения газ выбрасывается из установки (раструба огнетушителя) в виде хлопьев сублимированного снега («искусственного льда») с температурой минус 78,5 0 С. Попадая в очаг горения, СО 2 переходит из твердого состояния в газообразное.
Углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха и поэтому постепенно концентрируется в нижней части защищаемого помещения. Тушение углекислым газом требует времени и нужной концентрации при объемном способе тушения. Горение может быть прекращено при концентрации его в закрытом помещении в диапазоне 30-45% объемных.
Преимущества:
· инертность; сравнительно невысокая стоимость; не повреждает груз, не оставляет следов, не проводит электричество;
· не образует ядовитых или взрывоопасных газов при соприкосновении с большинством веществ.
Недостатки:
· ограниченный запас; не оказывает охлаждающего действия при объемном способе; создает опасность удушья при концентрации в воздухе 15 – 30%;
· мало эффективен при применении на открытом воздухе;
· при тушении магния вступает с ним в реакцию (выделяется кислород).
3. ПЕНА. Подавляет огонь, образуя воздухонепроницаемый слой. Этот слой не дает возможности воспламеняющимся парам выходить за пределы поверхности, а кислороду проникать к горючему веществу. Тем самым исключается возгорание над покровом пены. Вследствие нагрева пузырьки пены лопаются, образуя водяной туман, который переходит в пар. Все это в комплексе прекращает процесс горения.
Достоинства:
· свободно и быстро покрывает поверхность; тушит горящие нефтепродукты, спирты, эфиры, кетоны. За счет воды содержащейся в растворе обладает охлаждающим эффектом (тушение пожаров класса А);
· применяется совместно с огнетушащими порошками;
· пена создает паровой барьер, препятствующий выходу паров наружу;
· для получения пены применяется пресная, забортная или мягкая вода;
· экономный расход воды, не вызывает перегрузки пожарных насосов;
· пенообразователи имеют небольшой вес, системы не требуют много места для размещения (компактны).
Недостатки:
· проводит электричество; нельзя применять для тушения горючих металлов; ограниченный запас; не тушит газы.
4 . ОГНЕТУШАЩИЕ ПОРОШКИ. Огнетушащие вещества в виде порошков делятся на две группы - это огнетушащие порошки общего назначения – для тушения пожаров классов А, В, С, Е и огнетушащие порошки специального назначения, которые используются для тушения только горючих металлов. Обычно в качестве сухого порошка применяется бикарбонат натрия с различными добавками, улучшающими текучесть, взаимную смешиваемость с пеной, водостойкость и срок хранения. В качестве сухого порошка применяются также фосфат аммония, бикарбонат калия, хлорид калия и т. д.
Достоинства. Сухой порошок быстро сбивает пламя. Порошковое облако, попадая в зону горения, тормозит реакцию горения. Кроме этого, происходит разбавление горящих веществ негорючими газами, выделяющимися в результате термического разложения частиц порошка. Применяемые порошки не токсичны, однако при тушении рекомендуется защищать дыхательные пути. Порошки не оказывают вредного воздействия на судовое оборудование.
Недостатки. Ограниченный запас, вызывают раздражение дыхательных путей, приводят к порче электроники. Обладают малым охлаждающим эффектом. Не обладают проникающей способностью.
5 . ХЛАДОНЫ, (ФРЕОНЫ). Хладоны, галоны, (фреоны) – галоидированные углеводороды состоят из углерода и одного или нескольких галогенов: фтора, хлора, брома и йода. Тушение пожаров хладонами основано на химическом торможении реакции горения, т.е. связывание активных центров атомов и радикалов.
Легко испаряясь, пары этих жидкостей заполняют весь объем горящего помещения. Достигнув очага пожара, они замедляют реакцию горения и обрывают ее, в результате чего пожар прекращается.
Преимущества:
· используются в небольших количествах; очень быстро сбивают огонь, не портят груз и оборудование; в системах нагнетания газа образуют однородную газовую среду; «проникающий» газ, распространяется по всему помещению, применим для тушения пожаров с электрооборудованием.
Недостатки:
● ограниченный запас, сравнительно высокая стоимость. Отсутствует охлаждающее действие, ухудшают видимость. При использовании в условиях очень высоких температур (500˚С) возможно образование ядовитых побочных продуктов (т.е. высокая токсичность). Не эффективны для глубоко расположенных очагов возгорания (например, в матрасах, тюках шерсти и т.д.). Вдыхание галлонов вызывает головокружение и нарушение координации движений. Разрушают озоновый слой.
В России наибольшее распространение получили хладоны 13В1, 12В1, фреон 114-В2 а также смесь бромистого этила (73%) и фреона 114 – В2 (27%) для тушения твердых и жидких горючих веществ. При достижении в аварийном помещении паров 215г на 1см куб. свободного объема цепная реакция горения прекращается. Эффективно тушат тлеющие материалы. Дальнейшие поставки хладонов этих типов запрещены, так как они разрушают озоновый слой.
6. ЗАМЕНИТЕЛИ ХЛАДОНА (ГАЛОНА). После запрещения Монреальским Протоколом использования и производства озоноразрушающих хладонов, начались интенсивные поиски альтернативных им объемных средств тушения. Как в нашей стране, так и за рубежом изготавливаются и устанавливаются на суда новейшие системы пожаротушения, использующие тонко распыленную воду, аэрозольные генераторы, инертные газы и неразрушаюшие озоновый слой хладоны. В настоящее время созданы системы газового тушения, использующие хладон FM – 200 (гептофторпропан). Допущен для использования в системах пожаротушения для защиты как обитаемых так и необитаемых помещений. Для прекращения пожара требуется низкая концентрация хладона (7,5%), не влияющая на органы дыхания человека.
7 . ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ (ИГ). Инертные газы это газ или смесь газов, не содержащих достаточное количество кислорода для поддержания горения.
ИГ получаются от сжигания органического топлива в судовых котлах, и отдельных газогенераторах на дизельном топливе. Азотные генераторы вырабатывают ИГ - АЗОТ из воздуха. Огнегасительное действие ИГ сводится к понижению концентрации кислорода в очаге горения. Их применяют для заполнения свободного пространства танков, трюмов для защиты от пожаров и взрывов, а также для тушения пожаров в трюмах. Азот (N) – широко применяется в системах инертного газа для инертизации танков на танкерах – химовозах, и танкерах - газовозах. Для эффективного применения системы содержание кислорода в ИГ должно быть не более 5% при температуре газов не более 40˚С. При выгрузке нефтепродуктов подача газов в танки на 25% должна превышать максимальную скорость разгрузки.
8 . ТОНКОРАСПЫЛЕННАЯ ВОДА. Тонкораспыленная вода является эффективным и перспективным средством тушения. Она рекомендуется для тушения твердых веществ в измельченном виде, волокнистых материалов и легковоспламеняющихся жидкостей.
Для получения тонкораспыленной воды требуется винтовые и вихревые распылители при давлении воды в магистрали 25-30 кг/см 2 . В этом случае получаются частички воды размером от 0,1 мм до 0,5. Такая тонкораспыленная вода в пламени превращается в пар, предварительно отобрав значительную часть тепла от пожара, а пар, разбавляя окислитель в зоне пожара, способствует прекращению горения.
Требуемая дисперсность распыла зависит от характера горящих веществ. Например, для тушения бензина и пылеобразных веществ диаметр капель должен быть не более 0,1мм, для спиртов – 0,3мм, для горючих жидкостей типа трансформаторного масла и волокнистых материалов – 0,5мм.
Тонкораспыленная вода сейчас чаще применяется в стационарных установках тушения пожаров в МО, инсинераторых, сепараторных помещениях, причем автоматически, поскольку не опасна человеку.
9. ВОДЯНОЙ ПАР. Водяной пар для тушения пожаров подается в зону горения по специальным трубопроводам, от паросиловой установки. Лучшими огнегасительными свойствами обладает насыщенный пар. Огнегасительные концентрации водяного пара зависят от вида горючих материалов и не превышают 35% по объему. Применение водяного пара для тушения пожаров эффективно в помещениях объемом до 500м 3 . Высокая температура, опасность для личного состава, малые скорости заполнения аварийного помещения ограничивают применение водяного пара как огнетушащего средства. Пар нельзя применять для тушения разогретого железа до 700 0 С и горящей сажи, т.к. происходит усиление горения и возможность взрыва выделяющегося водорода.
10. ОГНЕТУШАЩИЕ АЭРОЗОЛИ. Принцип действия огнетушащих аэрозолей основан на ингибировании окислительно-восстановительных реакций мелкодисперсными продуктами (аэрозолем) солей и окислов щелочных и щелочноземельных металлов, образующихся при сгорании аэрозолеобразующего заряда, находящегося в корпусе генератора, и способных находиться во взвешенном состоянии в течение 30-50 минут.
Газоаэрозольная смесь, выделяющаяся при срабатывании генератора, токсичная, оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки органов дыхания, поэтому входить в помещение, в котором применялись генераторы, можно не ранее, чем через 30 мин. после прекращения их работы в средствах защиты органов дыхания или после проветривания.
11. КОМБИНИРОВАННЫЕ СРЕДСТВА ТУШЕНИЯ.
Комбинированное газопорошковое пожаротушение является новым перспективным направлением развития автоматической защиты. Принцип такого тушения заключается в следующем: струя, состоящая из смеси углекислого газа и тонкодисперсного порошка на основе фосфата аммония с высокой скоростью подается в защищаемый объем. Эта взвесь, попадая в зону газофазного пламени, осуществляет его тушение за счет разбавления окислителя газом и поглощения активных центров пламени частицами порошка. Частицы порошка, пошедшие через газовую фазу пламени, попадают на поверхность материала и блокируют процессы испарения и сублимации, образуя на поверхности плотную стеклообразную фосфатную пленку, т.е. порошок работает в двух зонах, поэтому такие модули назвали «Бизон» (две зоны). Модуль пожаротушения «Бизон» располагается на переборке (стене) защищенного объема на высоте до 3,5 метров.
Вода – наиболее широко применяемое средство для тушения загоревшихся веществ в разных агрегатных состояниях. Помимо доступности и дешевизны, факторами, обуславливающими достоинства воды, как отличного огнетушащего средства, являются высокая теплота испарения, значительная теплоемкость, химическая нейтральность, отсутствие ядовитости, подвижность. Эти свойства воды обеспечивают хорошее охлаждение не только загоревшихся объектов, но и тех объектов, которые расположены вблизи очага горения. Это позволяет предотвратить другие загорания, взрывы и разрушения. Хорошая подвижность обеспечивает легкость при транспортировании и доставки воды в отдаленные и труднодоступные места.
Вода обеспечивает охлаждающее действие, разбавление горючей среды парами, которые образуются при испарении, а также механическое воздействие на горящее вещество (срыв пламени). Разбавляющее действие, которое приводит к снижению содержания кислорода в воздухе, объясняется тем, что объем выделяемого пара в 1700 раз больше объема испарившейся воды.
Объем водяного пара, который образуется при пламенном горении, невелик, так как вода контактирует с горящим материалом краткое время и роль самого пара в прекращении горения совсем незначительная. При загорании твердых материалов главную роль в тушении пожара играет охлаждение поверхности.
Подавать воду в очаг горения можно в виде распыленных или сплошных струй. Сплошные струи – это неразрывный поток воды, имеющий сравнительно небольшое сечение и большую скорость. Эти струи характеризуются определенной дальностью полета и большой ударной силой. При этом на малую площадь воздействуют значительные объемы воды.
Для тушения пожаров используют сплошные струи тогда, когда нужно подать воду на малое расстояние или придать ей большую ударную силу. Этот способ является самым распространенным из-за своей простоты. Его можно использовать при тушении пожаров газовых фонтанов, при высоком очаге пожара, когда невозможно подойти близко к очагу горения и направить ствол для подачи воды. При необходимости можно также охлаждать соседние с горящим объектом конструкции или резервуары с большого расстояния.
Распыленные струи - это поток воды, который состоит из мельчайших капель. Эти струи характеризуются небольшой ударной силой, но широкой дальностью действия, орошающую большую поверхность. Делая подачу воды распыленными струями, создаются самые благоприятные условия для ее испарения, тем самым повышается охлаждающий эффект и разбавления горящей среды. Тушение пожара распыленными струями имеет много преимуществ (основное – сокращение расхода воды), поэтому в последние годы оно находит все больше и больше применений.
Установлено, что для тушения бензина самый оптимальный диаметр капель составляет 0,1 мм, для спирта и керосина - 0,3 мм, для нефтепродуктов, имеющих высокую температуру вспышки, и трансформаторного масла - 0,5 мм. Отношение времени испарения капли ко времени ее нагревания не зависит от размера капли воды и составляет 13,5. Также установлено, что для испарения капли диаметром 0,1 мм нужно всего 0,04с. За этот период времени, капли с указанной степенью дисперсности зачастую успевают полностью превратится в пар и обеспечить значительный коэффициент использования и оправданный эффект тушения. Более крупные капли могут полностью не испарится. Они не дают такого эффекта, который определяется интенсивностью испарения воды, приводящего к достаточному снижению температуры и разбавлению горючей системы.
Самым главным недостатком воды, который ограничивает условия и область ее применения как огнетушащего средства, является сравнительно большая температура замерзания. Для снижения температуры замерзания применяют специальные антифризы и добавки: некоторые спирты (гликоли), минеральные соли (СаСl, К2СО3, MgCl),.
В зависимости от источника, вода может содержать разные природные соли, обуславливающие повышение ее электропроводности и коррозионной способности. Соли и пенообразователи, используемые против замерзания, а также другие добавки немного усиливают эти свойства. Предотвратить коррозию металлических изделий (трубопроводов, корпусов и др.), контактирующих с водой, можно как нанесением на них специальных покрытий, так и добавлением в воду ингибиторов коррозии. В качестве ингибиторов применяют различные неорганические соединения (карбонаты, кислые фосфаты, силикаты щелочных металлов, окислители типа хроматов калия, нитрит натрия и натрий, с помощью которых на поверхности образовывается защитный слой), органические соединения (вещества, которые способны абсорбировать кислород). Самый эффективный из них – это хромат натрия, но он очень токсичен. Для нормальной защиты от коррозии пожарного снабжения обычно применяются покрытия.
Добавляемые в воду примеси (особенно диссоциирующие соли) намного усиливают ее электропроводность (примерно на 2-3 порядка). К примеру, при использовании чистой воды из водопровода электрический ток на дистанции 1,5 м от электрооборудования почти равен нулю, а при добавке в нее соды в количестве 0,5 % повышается до 50 мА. Именно поэтому при тушении пожаров водой делают обесточивание электрооборудования. Известны многие примеры, когда для защиты высоковольтного кабельного хозяйства применяют воду. В таком случае используют только дистиллированную воду.
Нельзя использовать воду для тушения тех веществ, какие бурно реагируют с ней и выделяют горючие газы. К таким веществам можно отнести металлы (самые опасные щелочные металлы, которые реагируют с взрывом), металлические соединения (концентрированные литийорганические и алюминийорганические соединения), гидриды металлов, многие карбиды металлов и др. Для тушения таких пожаров .
Билет №8 Вопрос 2 Вода как огнетушащее вещество: физико-химические параметры и их анализ, механизм прекращения горения, область применения, способы и приемы подачи воды
Вода – основное огнетушащее средство охлаждения, наиболее доступное и универсальное. При попадании на горящее вещество вода частично испаряется и превращается в пар (1 л. воды превращается в 1700 л. пара), благодаря чему кислород воздуха вытесняется из зоны очага пожара водяным паром. Огнетушащая эффективность воды зависит от способа подачи ее в очаг пожара (сплошной или распыленной струей). Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, т.к. увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения. Распыленная вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая большое количество теплоты. Распыленные водяные струи применяют также для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций, сооружений, установок, а также для осаждения дыма.
1) Вода обладает большой теплоемкостью (4187 Дж/кг · град) при нормальных условиях и высокой теплотой парообразования (2236 кДж/кг), поэтому, попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.
2) Вода обладает высокой термической стойкостью . Ее пары только при температуре свыше 1700 0 С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300-1350 0 С и тушение их водой не опасно.
3) Вода имеет низкую теплопроводность , что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство, в сочетании с предыдущими, позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.
4) Малая вязкость и несжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния под большим давлением.
5) Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли . Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.
6) Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.
7) Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию .
Отрицательные свойства воды как огнетушащего вещества:
1) Основной недостаток у воды как огнетушащего средства заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения (72,8 · 10 -3 Дж/м 2) она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества . Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или, как их называют, смачиватели. На практике используют растворы ПАВ, поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды на тушение пожара на 35-50 %, снизить время тушения на 20-30 %, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади. Например, рекомендуемая концентрация смачивателя в водных растворах для тушения пожаров:
Ø Пенообразователь ПО - 1,5 %;
Ø Пенообразователь ПО-1Д - 5 %.
2) Вода имеет относительно большую плотность (при 4 0 С - 1 г/см 3 , при 100 0 С - 0,958 г/см 3), что ограничивает, а иногда и исключает ее применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.
3) Малая вязкость воды способствует тому, что значительная часть ее утекает с места пожара , не оказывая существенного влияния на процесс прекращения горения. Если увеличить вязкость воды до 2,5 · 10 -3 м/с, то значительно снизиться время тушения и коэффициент ее использования повысится более чем в 1,8 раза. Для этих целей применяют добавки из органических соединений, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).
4) Металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды, т.е. больше чем 1700 0 С. Тушение их водяными струями недопустимо.
5) Вода электропроводна , поэтому ее нельзя применять для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.
6) Вода реагирует с некоторыми веществами и материалами (пероксидами, карбидами, щелочными и щелочноземельными металлами и т.п.) , которые поэтому нельзя тушить водой.
Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проемов, объемом до 500 м 3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и т.п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Его огнетушащая объемная доля 35 %. Наряду с разбавляющим действием водяной пар оказывает охлаждающее действие и механически отрывает пламя.
Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) - для получения ее применяют насосы, создающие давление свыше 2-3 Мпа (20-30 атм.) и специальные стволы распылители.
Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Применение тонкораспыленной воды очень эффективно, так как наряду с разбавляющим действием она оказывает и охлаждающее действие. Например, после 4-х минутной работы одного ствола высокого давления в замкнутом помещении температура снижалась с 700 до 100 0 С.
Для получения сплошных распыленных водяных, пенных и порошковых струй используют пожарные стволы. Они разделяются на ручные и лафетные. Комбинированный ствол служит для получения сплошной и распыленной струи.
Ручные стволы типа РС-50 и РС-70 служат для создания компактных водяных струй, различаются геометрическими размерами и диаметром насадков, широко применяются в народном хозяйстве.
Ствол воздушно-пенный СВП предназначен для получения воздушно-механической пены. Он надежен в работе, прост по устройству, широко применяется при тушении пожаров.
Ствол лафетный переносной ПЛС-П20 предназначен для получения мощной компактной водяной струи для тушения развившихся пожаров в населенных пунктах, на складах лесоматериалов, предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности и других объектах.
Распыленные водяные струи применяются для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций, сооружений, установок, а также для осаждения дыма.
Для равномерного охлаждения площади горения сплошную струю воды перемещают с одного участка на другой. Когда с увлажненного горючего вещества сбито пламя и горение прекращено, струю переводят в другое место.
Неотложными мерами по локализации пожара являются также защита металлических несущих конструкций от обрушения, охлаждение нагретых аппаратов и коммуникаций, снижение теплоизлучения горящего факела газа, а также другие действия для предупреждения взрыва или опасного нагрева технологических аппаратов и конструкций.
Ствольщики, работая на рубежах локализации пожара внутри здания, должны подавать струи воды на возможно большую глубину по фронту пламени и постепенно продвигаться вперед. Работая на предлагаемых границах локализации открытых пожаров, при защите от воспламенения стен и кровель соседних зданий и сооружений, ствольщики, маневрируя стволами, орошают водой не только защищенные участки, но и горящие поверхности в глубину распространяющегося фронта пламени.
Билет №9 Вопрос 1 Лестница-штурмовка: назначение, устройство, техническая характеристика, сроки и порядок испытания
Лестница штурмовая (ЛШ) предназначена для подъема пожарных по наружной стене на этажи зданий и сооружений, для обеспечения работ при вскрытии кровли на крутых крышах, а также для учебно-тренировочных занятий и соревнований. Наиболее успешно штурмовую лестницу применяют в сочетании с трехколенной выдвижной лестницей или автолестницей.
Штурмовая лестница состоит из двух параллельных тетив , жестко соединенных тринадцатью поперечными опорными ступеньками , крюком с зубьями для подвески на опорную поверхность (подоконники, проемы и выступы зданий и сооружений), трех стальных стяжек (для ЛШ с деревянными ступеньками, на концах и посередине тетив). Нижние концы тетив заострены и снабжены металлическими башмаками.
Тетивы и ступени металлической штурмовой лестницы изготавливают из алюминиевого сплава. Ступени закреплены в отверстиях тетив путем развальцовки.
