Теоретические сведения

Сущность процесса тушения пожаров. Пожар − это неконтролируемое горение вне специального очага, приводящее к ущербу («Правила пожарной безопасности Республики Беларусь для объектов сельскохозяйственного производства» ППБ 2.36 – 2008).

Тушение пожара представляет процесс воздействия сил и средств на пожар, а также использования различных методов и приемов для его ликвидации. Тушение пожара состоит из локализации и ликвидации пожара.

Потушить пожар можно следующими способами:

– охлаждением очага горения ниже определенных температур;

– интенсивным разбавлением воздуха в зоне реакции инертными газами для снижения концентрации кислорода ниже критического уровня, при котором не может происходить горение;

– изоляцией очага горения от воздуха;

– созданием условий огнепреграждения в зоне реакции, при которых пламя распространяется через узкие каналы с потерей тепловой энергии в стенках каналов;

– механическим срывом пламени в результате воздействия на него сильной струи воды или газа;

– ингибированием горения, т.е. интенсивным торможением скорости химических реакций в пламени.

Огнетушащие вещества. Огнетушащее вещество – вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения данной горючей среды.

Основными огнетушащими веществами являются: вода, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и негорючие газы, водяной пар, галоидоуглеводородные огнетушащие составы и сухие огнетушащие порошки, песок и др.

Все огнетушащие вещества в зависимости от способа прекращения горения на пожаре условно можно разделить на следующие группы:

– охлаждающие зону реакции горения или горящие вещества (это вода, водные растворы солей, твердый диоксид углерода и др.);

– разбавляющие вещества в зоне реакции горения (инертные газы, водяной пар, тонко распыленная вода и др.);

– изолирующие вещества (химическая и воздушно-механическая пена, порошковые составы, негорючие сыпучие вещества, листовые материалы и др.);

– химически тормозящие реакцию горения вещества (хладоны – галогенные углеводороды и др.).

Существующие огнетушащие вещества обладают, как правило, комбинированным воздействием на процесс горения. Однако каждому веществу присуще какое-то одно преобладающее свойство.

Вода является наиболее распространенным средством тушения пожаров. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, поглощая большое количество теплоты. При испарении воды образуется большое количество пара (из одного литра воды образуется более 1700л пара), который затрудняет доступ воздуха к очагу горения. Кроме того, сильная струя воды может сбить пламя, что облегчает тушение пожара.

Вода используется в виде компактных и распыленных струй (размер капель более 100мкм), в тонко распыленном состоянии (размер капель < 100мкм) и со смачивателями. В виде компактных и распыленных струй из лафетных стволов и ручных пожарных стволов вода применяется для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов, тяжелых нефтепродуктов, для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара.

Тонко распыленной водой эффективно тушатся твердые вещества и материалы, горючие и даже легковоспламеняющиеся жидкости. При таком тушении снижается расход воды, минимально увлажняются и портятся материалы, снижается температура в горящем помещении и осаждается дым. Для тушения веществ, плохо смачивающихся водой (например, хлопка, торфа), в воду для понижения ее поверхностного натяжения вводят специальные смачиватели.

Для тушения легковоспламеняющихся жидкостей широко применяют огнетушащую пену. Пена представляет собой массу пузырьков газа, заключенных в тонкие оболочки жидкости. Растекаясь по поверхности горящей жидкости, пена изолирует очаг горения. На практике применяют два вида пены: химическую и воздушно-механическую.

Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. При этом образуется газ (диоксид углерода). Пузырьки газа обволакиваются водой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, которая может долго оставаться на поверхности жидкости. Вещества, которые необходимы для получения диоксида углерода, применяются или в виде водных растворов, или сухих пенопорошков. Применение химической пены в практике пожаротушения сокращается, ее все больше вытесняет воздушно-механическая пена.

Воздушно-механическая пена представляет собой смесь воздуха (~ 90 %), воды (~ 9, 7 %) и пенообразователя (~ 0, 3 %). Характеристикой пены является кратность – отношение объема полученной пены к объему исходных веществ. Пену обычной кратности (до 20) получают с помощью воздушно-пенных стволов, принцип действия которых основан на том, что вода под давлением 0, 3...0, 6МПа, предварительно смешанная с пенообразователем, поступает в специальное устройство, обеспечивающее подсос воздуха. За последнее время в практике тушения пожаров находит применение высокократная пена (кратность свыше 200), значительно более объемная и дольше сохраняющаяся. Она получается в генераторах высокократной пены, где воздух не подсасывается, а нагнетается под некоторым давлением.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м³ и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнетушащая концентрация водяного пара в воздухе составляет примерно 35 % по объему.

Инертные и негорючие газы, главным образом диоксид углерода и азот, понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Поскольку диоксид углерода восстанавливается щелочными и щелочноземельными металлами, его нельзя применять для их тушения. Инертные газы обычно применяют в сравнительно небольших по объему помещениях. Огнетушащая концентрация инертных газов при тушении в закрытом помещении составляет 31...36 % к объему помещения.

Диоксид углерода является незаменимым средством для быстрого тушения небольших очагов пожара, а также благодаря своей неэлектропроводности – для тушения загоревшихся электродвигателей и других электротехнических установок. Он хранится в стальных баллонах в сжиженном состоянии под давлением. Вследствие расширения при выпуске диоксида углерода из баллона происходит сильное охлаждение, и образуются белые хлопья твердого диоксида углерода. В очаге горения твердый диоксид углерода испаряется, понижая температуру горящего вещества и уменьшая концентрацию кислорода.

Водные растворы солей относятся к числу жидких огнетушащих средств. Применяются растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и аммония, глауберовой соли, аммиачно-фосфорных солей и др. Соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горящего вещества изолирующие пленки, отнимающие теплоту. При разложении солей выделяются негорючие газы.

Огнетушащее действие галоидоуглеводородных огнетушащих составов основано на химическом торможении реакции горения (ингибировании). Они являются предельными углеводородами, у которых один или несколько атомов водорода замещены атомами галоидов (фтора, хлора, брома). Широкое применение для пожаротушения нашли: тетрафтордибромэтан (хладон 114В2), бромистый метилен, трифторбромметан (хладон 13В1).

Галоидоуглеводородные составы имеют большую плотность, что повышает эффективность пожаротушения, а низкие температуры замерзания позволяют использовать их при низких температурах воздуха.

Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они обладают хорошей огнетушащей способностью, в несколько раз превышающей способность таких сильных ингибиторов горения, как галоидоуглеводороды, а также универсальностью применения, так как подавляют горение материалов, которые нельзя потушить водой и другими средствами (например, металлов и некоторых металлосодержащих соединений).

Различают порошки общего и специального назначения.

Естественными веществами при тушении небольших загораний являются земля и песок. Их огнетушащий эффект основан на изолировании горючих веществ от кислорода воздуха (при забрасывании ими горящего предмета). Ящики для песка должны иметь объем 0, 5 м³, 1, 0 м³, 3, 0 м³ и комплектоваться совковой лопатой. Песок 1 раз в 10 дней необходимо осматривать и при увлажнении и комковании просушивать.

Выбор огнетушащего вещества зависит от класса пожара. В настоящее время все пожары делят на пять классов – А, В, С, D, Е (таблица 1).

 

Таблица 1 − Классификация пожаров и применяемых