Классификация материалов по их возгораемости
1. Негорючие. 2. Трудногорючие. 3. Горючие. Огнетушащие вещества – вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают процесс горения. Требования, предъявляемые к огнетушащим средствам: · Обладать высоким эффектом тушения при сравнительно малом расходе; · Быть доступными, дешевыми и простыми в применении; · Не оказывать вредного действия при их применении на людей и материалы, быть экологически чистыми. По доминирующему принципу прекращения горения ОВ подразделяются на: · Охлаждающего действия (вода, водные растворы солей, твердая углекислота); · Разбавляющего действия (негорючие газы «углекислый газ, азот, аргон», водяной пар, тонкораспыленная вода); · Изолирующего действия (химическая и воздушно-механическая пена, огнегасительные порошки, сыпучие негорючие и укрывные материалы); · Ингибирующего «тормозящего» действия (галоидированные углеводороды: фреоны, бромистый метилен, бромистый этил, тетрафтордибромэтан). Все огнегасительные вещества, поступая в зону горения, прекращают горение комплексно, а не избирательно. В зависимости от основного процесса, приводящего к прекращению горения, способы тушения можно разделить на четыре группы: · Охлаждение зоны горения ОВ или перемешивание горючего в-ва; · Разбавление горючего или окислителя (воздуха) ОВ; · Изоляция горючего от зоны горения или окислителя ОВ и (или) др. средствами; · Химическое торможение (прерывание) реакции горения ОВ. Прекращение горения может достигаться комбинированным применением перечисленных способов. Приемы тушения – составные части способа прекращения горения, которые могут изменяться в процессе действий пожарных подразделений при изменении обстановки на пожаре.
Охлаждающие огнетущащие вещества. Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие большой теплоемкостью, для большинства материалов – вода. Положительные свойства воды как огнеткшащего вещества. 1. Большая теплоемкость и большая теплота парообразования – отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое кол-во теплоты, частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1л воды образуется 1700л пара). Происходит разбавление реагирующих в-в, а также вытеснение воздуха из зоны очага пожара. 2. Высокая термическая стойкость. Ее пары только при t>1700ºC могут разлагаться на водород и кислород, что усложняет обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при tº;, не превышающей 1300-1350ºС и тушение их водой не опасно. 3. Низкая теплопроводность. Создает на поверхности горящего материала тепловую изоляцию, что позволяет использовать ее и для защиты материалов от воспламенения. 4. Малая вязкость и не сжимаемость – возможность подавать ее по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением. 5. Способность растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли – осаждение продуктов горения на пожарах (распыленные и тонкораспыленные струи). 6. Способность растворять некоторые горючие жидкости (спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) – образование негорючих или менее горючих растворов. 7. Вода с абсолютным большинством горючих в-в не вступает в химическую реакцию. Отрицательные свойства воды как огнетушащего вещества. 1. Высокое поверхностное натяжение – плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые в-ва. Для устранения этого недостатка применяют поверхностно-активные в-ва ПАВ ы - смачиватели (обычное мыло, смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот – олеат, стеарат натрия и т.п. и синтетические моющие в-ва), что позволяет уменьшить расход воды на 35-50% и снизить время тушения на 20-30%. На практике, рекомендуемая концентрация смачивателя – пенообразоваавтеля ПО – 1,5%, ПО-1Д – 5%. 2. Относительно большая плотность (при 4ºС – 1г/см³, при 100ºС -0,958), что ограничивает или исключает ее применение для тушения нефтепродуктов (меньшая плотность и нерастворимость в воде). 3. Малая вязкость воды – значительная часть утекает с места пожара, не оказывая существенного влияния. С целью увеличения вязкости применяют добавки, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза), что повышает коэффициент использования в 1,8 раза. 4. Запрещается тушить водой горящие металлы: магний, цинк, алюминий, титан, термит, электрон и др.- температура горения (2500-300ºС) превышает термическую стойкость воды = 1700ºС, что способно вызвать взрывообразную реакцию и усиление распространения пожара. 5. Вода электропроводна –запрещается тушить э/установки под напряжением. 6. Запрещается тушить водой горящие пероксиды, карбиды, щелочные и щелочноземельные металлы и т.п. – в связи с возникающей реакцией и образованием взрывоопасных горючих смесей. Твердый диоксид углерода (CO2)/ Мелкая кристаллическая масса при t = -79ºC. Жидкий диоксид углерода в результате расширения переходит в твердое состояние в виде хлопьев и под влиянием теплоты, минуя жидкую стадию, переходит в газ, что позволяет тушить материалы, портящиеся от воздействия влаги (библиотеки, музеи, архивы ит.д.). Неэлектропроводен – применяется для тушения э/установок под напряжением до 1000В. Вывод: механизм прекращения горения твердым СО2 заключается в охлаждении горящих материалов и разбавлении их газовой фазы или продуктов разложения.
Изолирующие огнетушащие вещества. Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из ОТВ – распространенный способ тушения пожаров. В практике пожаротушения применяются: • Жидкие огнетушащие вещества (пена, вода и т.п.) • Газообразные огнетушащие вещества • Негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки) • Твердые негорючие материалы (асбестовые, войлочные, брезентовые полотнища ит.п.). Основным средством изоляции являются пены: химическая и воздушно-механическая. Химическая пена получается в результате смешивания растворов кислоты и щелочи, ранее применялась в огнетушителях (химически пенных) ОХП с кратностью 5. В настоящее время применение ОХП запрещено или ограничено.
Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе (пеногенераторе). Изолирующие свойства пены в основном зависят от кратности, стойкости и дисперсности. Кратность (К) – отношение объема пены к объему раствора, из которого она получена. По кратности пены подразделяются на низкократные (К до 20), средней (К от 21 до 200) и высокократные (К более 200). Кратность пены зависит от состава пенообразующих в-в и массовой доли их в растворе, конструкции пеногенераторов, давления на спрысках, а также от температуры воздуха (например при t = 200ºC кратность снижается на 60%). Низкократные пены – для тушения пожаров (например) на складах древесины, т.к. значительная длина струи, хорошо проникает и удерживается на поверхности. Пена средней кратности является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ в резервуарах и на открытой поверхности. Высокократную пену, а также ср. кратности применяют для объемного тушения, вытеснения дыма, горючих газов и воздуха, изоляции от действия теплоты и газовых потоков (подвалы, помещения, пустоты и т.д.). Стойкость – свойство пены не разрушаться под воздействием теплоты и др. факторов и измеряется временем, в течение которого их пены выделяется 50% воды, взятой для пенообразования. Дисперность - характеризует ср. размер ячеек (пузырьков) газа, разделенных тонкими прослойками жидкости (воды). Положительные свойства пены:
Отрицательные свойства пены:
ВМП применяют и в комбинации с огнетушащими порошками (ОП) типа ПСБ, нерастворимыми в воде.
Огнетушащие порошковые составы. Механизм прекращения горения порошками заключается в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т.е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции, а при объемном тушении – в ингибирующем действии, связанном с обрывом цепей реакции окисления (горения), а также некоторой доли охлаждения. Огнетушащие порошки делятся на: огнетушащие порошки общего назначения и специального назначения, которые используются только для тушения пожаров горю- чих металлов. Порошки общего назначения – пять типов: бикарбонат натрия NHCO3, бикарбонат калия KHCO3, хлорид калия KCl, смесь мочевины H2NCONH2 и бикарбоната калия, фосфат аммония NH4H2PO4 (универсальный – для пожаров классов А,В и С). Порошки специального назначения – четыре типа: первые два типа – на основе графита (создают густой дым – снижая температуру пожар и создавая эффект объемного тушения); третий тип – на основе хлорида натрия NCl; четвертый тип – на основе карбоната натрия Na2CO3 – для тушения горения натрия. Для горящего лития разработаны специальные порошковые составы ПС-11Ю ПС-12, ПС-13 на основе флюсов и графита с добавками.
Разбавляющие огнетушащие вещества.
Такие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода в воздухе до концентраций, не поддерживающих горение (14-16%), т.е. механизм прекращения горения заключается в подаче ОТВ либо в зону горения или в вещество, либо в воздух, поступающий к зоне горения. Применяются в стационарных установках пожаротушения для относительно замкнутых помещений (трюмы, сушильные камеры, насосные и т.п.), а также для тушения ГЖ на небольшой площади. Так разбавление водой до 70% спиртов – необходимое условие для тушения их в резервуарах ВМП, а до 28% - для полного прекращения горения. Диоксид углерода – в газообразном состоянии в 1,5 раза тяжелее воздуха, при Р=40атм и t=0ºС сжижается и в таком виде хранится в баллонах, в огнетушителях и т.п.. При переходе в газообразное состояние из 1кг жидкого СО2 образуется 500л газа. В основном применяется для тушения пожаров э/установок, складов, библиотек, архивов и т.п. Нормативная огнетушащая концентрация СО2 составляет 35%. Запрещается тушение горения щелочных и щелочноземельных металлов, т.к. СО2 не прекращает горения, а наоборот – вступает в реакцию. Азот главным образом применяется в стационарных установках для тушения натрия, калия, бериллия и кальция, некоторых технологических установок и аппаратов. Азот – не электропроводен. Тушение азотом основано на понижении объемной доли кислорода в защищаемом помещении. Для тушения магния, лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот. Диоксид углерода и азот хорошо тушат в-ва, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо – в-ва, способные тлеть. К недостаткам следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствия эффекта охлаждения. Водяной пар применяется в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным кол-вом проемов, объемом до 500 м³, а также на технологических установках для наружного пожаротушения (химическая и нефтеперерабатывающая промышленность). Наряду с разбавляющим, оказывает охлаждающее действие и механически отрывает пламя. Тонкораспыленная вода (диаметр капель – меньше 100 мк) получают созданием давления 20-30 атм и применением специальных стволов- распылителей. Эффект тушения достигается интенсивным испарением, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, оказывая охлаждающее действие. Например, после 4-х минут работы одного ствола в замкнутом помещении температура снижалась с 700 до 100ºС.
Огнетушащие вещества химического торможения.
Сущность прекращения горения – в воздух зоны горения вводятся такие ОТВ, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуя либо не горючие, либо менее активные соединения, обрывая цепную реакцию горения. Требования к этим ОТВ: - иметь низкую tº;кипения, т.е. при малых положительных температурах способность разлагаться и переходить в парообразное состояние; - иметь низкую термическую стойкость, т.е. разлагаться на атомы и радикалы; - продукты термического распада должны активно вступать в реакцию с центрами горения. Эти требованиям отвечают галоидированные углеводороды (галогеноуглеводороды – тоарное наименование хладоны), в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галоидов (фтора, брома, хлора). Бромистый метилен CH2Br2 – жидкость, температура замерзания -52,5ºС, температура кипения +98ºС, из 1л жидкости получается около 350л пара. Хорошо смешивается с бромистым этилом и растворяет углекислоту. Бромистый этил C2H5Br – ЛВЖ с характерным запахом, температура замерзания -199ºС, температура кипения +38,4ºС, их 1л жидкости получается 400л пара, плохо растворим в воде – образует с ней эмульсию. Механизм тушения состоит в том, что в связи с малой температурой кипения, бромистый этил при превращении в пар, частично разрывает капли воды эмульсии, делая ее мелкодисперсионной (разбавление), а остальные молекулы участвуют в химическом торможении, что снижает время тушения в 7-10 раз, чем одной водой. Положительные свойства: - не элекропроводен; - обладает высокой смачиваемой способностью – можно использовать в составах для тушения древесины, хлопка и т.п.; - из-за низкой температуры замерзания – хорошо использовать в составах в зимних условиях. Отрицательные свойства: - высокие коррозионные свойства; - токсичен; - при объемной доле 6,5-11,3% в воздухе способен воспламеняться от мощного источника зажигания, поэтому в чистом виде не применяется. Тетрафтордибромэтан C2F4Br2 – жидкость, температура замерзания -112ºС, температура кипения +46,4ºС, из 1л получается 254л пара, который в 9 раз тяжелее воздуха, токсичность и коррозионные свойства значительно ниже, чем у бромистого этила, но способствует разрушению озонового слоя, поэтому применение его ограничено или запрещено. Огнетушащие составы на основе галоидированных углеводородов:
Состав 3,5 – 70% бромистого этила и 30% СО2 (жидкость). В 3,5 раз эффективней диоксида углерода (отсюда и название). Подается из насадка распылением. На открытых пожарах струя подается на поверхность материала, при тушении внутренних пожаров – в объем помещения. Состав ТФ (фреон 114В2) – 100% тетрафтордибромэтан, в 10 раз эффективней СО2 и в 20 раз – водяного пара. Так же, на основе бромистого этила, как основного компонента имеются составы 4НД, БВ1, 2БМ, состав 7. Составы химического торможения реакции горения применяются достаточно редко, когда другие способы тушения не эффективны - (разрушение озонового слоя). Такие составы как 114В2 и 13В1 запрещены Монреальским протоколом в 1993 г. и, в целом, выпуск бромсодержащих хладонов прекращен. Альтернатива этому –йодосодержащие фторуглеводороды, но из-за высокой стоимости широкого применения не получили. Современное эффективное средство пожаротушения – фторкетоны (НОВЕК 1230), в России – ФК-5-1-13. Это синтетические органические в-ва, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Положительные значения – не опасен для человека, не вступает в химреакции по причине мгновенного перехода из жидкого в газообразное состояние, не разрушает озонный слой, не электропроводен, не оставляет следов (70%- охлаждения, 30% - ингибирование).
|
