Огнетушащие вещества и их свойства. Назначение, устройство и принцип действия пенных огнетушителей

Предполагает использование широкого спектра веществ, благодаря которым реализуется борьба с огнем. Традиционно главным веществом такого рода считается вода. Действительно, это наиболее популярное наполнение противопожарных установок, но далеко не во всех случаях этот способ оказывается эффективен. Поэтому в рабочий арсенал пожарных служб вводятся и другие виды огнетушащих веществ, под свойства которых разрабатываются и обслуживающие технические средства. Так появляются все новые порошковые компоненты, жидкостные составы и аэрозоли, газовые и другие варианты веществ, позволяющих успешно бороться с пламенем.

Классификации огнетушащих веществ

Базовый принцип разделения огнетушащих веществ основывается на характере воздействия на огонь. Наиболее распространенным способом такого воздействия является охлаждение зоны горения. В процессе тушения осуществляется подача активных с точки зрения прекращения огня материалов. При этом сотрудники пожарной службы должны по возможности перемешивать элементы конструкций и разбирать горящие материалы, позволяя эффективнее охлаждаться пораженным поверхностям. Следующий принцип основывается на разбавлении реагирующих элементов. В данном случае огнетушащие вещества представляют собой легкоиспаряющиеся или разлагающиеся покрытие которыми способствует прекращению огня. Также распространены изолирующие материалы, которые воздействуют на активность в зоне горения путем создания специальных барьеров, перемычек и т. д.

Существует и другая классификация огнетушащих материалов, которая основывается на физическом состоянии вещества. В частности, выделяют жидкие, газообразные, сыпучие, твердые, а также тканевые наполнители пожарных установок. Стоит отметить, что принадлежность наполнителей к разным группам в соответствии с данной классификацией никак не связывается с упомянутой выше системой разделения. То есть классификация огнетушащих веществ по принципу воздействия на зону пожара может допускать вхождение в одну из категорий двух и более материалов с разными физико-химическими свойствами.

Охлаждающие вещества

Теоретически, горение можно прекратить, если на высокой скорости обеспечить отвод теплового выделения. Реализовать такой принцип можно за счет использования хладагентов, которые посредством охлаждения регулируют процесс теплоотвода, сводят к минимуму активность источника горения. Классическим представителем группы охлаждающих материалов является вода - огнетушащее вещество, которое обладает высокой теплоемкостью, доступностью и химической инертностью.

Как и у всех универсальных материалов, у данной жидкости есть недостатки. В первую очередь вода отличается повышенной электропроводностью, что само по себе накладывает серьезные ограничения на ее применение. Ситуация усугубляется, когда жидкость смешивают с другими добавками, увеличивающими способность к проводке тока. Но и это еще не все недостатки. Вода также обладает слабо выраженными способностями к адгезии относительно горящих материалов, из-за чего, собственно, в нее и вносят специальные добавки. В итоге получаются уже другие огнетушащие вещества, представляющие собой различные смеси и растворы - как правило, на соляной основе.

Изолирующие вещества

Самый распространенный материал этой группы - пена. Изолирующее воздействие способствует эффективному подавлению пламени с минимальными потерями и риском в плане токсической безопасности. Структуру пены формирует из жидких пузырьков, которые имеют газовое наполнение. Зачастую такие вещества оказывают двойное воздействие - изолирующее и охлаждающее. При этом далеко не все пенные огнетушащие вещества могут использоваться в тушении пожаров. Например, разведенный в домашних условиях мыльный раствор не даст никакого эффекта, поскольку в огне структура эмульсии мгновенно будет разрушена. Поэтому используются особые растворы, обладающие относительно прочной структурой пузырей, способной выдерживать тепловые и механические воздействия. В целях укрепления пенного вещества в составы растворов добавляются специальные стабилизаторы. Также с пенообразователем сочетают и применение воздушных эмульсий.

В категорию изолирующих материалов стоит отнести и порошки, предназначенные для тушения пожаров. Хотя такие вещества являются универсальными и оказывают многофакторное подавляющее воздействие на огонь, все-таки на первый план выходит способность к изоляции источников огня. В таких целях, к примеру, используют огнетушащий порошок на основе щелочных металлов, карбоната, бикарбоната, аммонийных солей и других соединений. Также подобные вещества используются целенаправленно в тушении электрооборудования.

Вещества разбавления

Это обширная группа веществ, которые в основном ориентированы на использование в особых условиях пожаротушения. Для прекращения огня таким способом используют материалы, способные или разбавлять горючие пары с газами до состояния негорючей концентрации, или минимизировать содержание кислорода в воздухе до уровня, когда перестает поддерживаться горение. При этом могут применяться различные подходы к подаче материалов - например, в общую зону пожара, в воздух или целенаправленно в объект горения.

Согласно практике применения, самым популярным средством этого типа является углекислый газ, обеспечивающий наиболее эффективное прекращение горения на пожаре. Огнетушащие вещества в виде азота и водяного пара также оказываются полезными в зависимости от условий применения. Например, водяной пар используют в основном при в закрытых помещениях и труднодоступных местах. В ходе обработки объекта водяной пар наполняет собой все помещение, разбавляя и вытесняя из него воздушные массы. Таким образом активное вещество препятствует горению, не оказывая вредного воздействия на находящихся в помещении людей. Кроме того, иногда обеспечивается двойной эффект тушения пламени паром. Во-первых, действует само облако, замещающее воздух. Во-вторых, капли, образуемые от пара, испаряются и поглощают тепло от источника пожара.

Химически активные вещества

Это категория веществ, которые оказывают тормозящее действие на процесс горения. Принцип тушения основывается на химическом воздействии средства на зону пожара. При контакте огнетушащего вещества с целевым объектом происходит взаимодействие с активными центрами окисляющей реакции, в результате чего остаются негорючие или малоактивные соединения, прекращающие реакцию горения.

Обеспечить такой эффект способны галоидированные углеводороды. Это огнетушащие вещества с ингибирующим действием, которые тормозят активность процесса горения. Но важно учитывать, что подобные материалы опасны токсическим воздействием. Что касается эффективности тушения, то это, возможно, самая лучшая группа материалов для пожаротушения. Но, опять же, нежелательная химическая активность существенно ограничивает область применения таких веществ. Если говорить о конкретных соединениях, то ингибирующие вещества могут быть представлены фреонами и другими галоидопроизводными соединениями на основе этана и метана. Специалисты называют такие материалы хладонами, приписывая им особые обозначения с указанием химического состава. В соответствии с маркировкой определяются и допустимые условия применения веществ.

Мобильные и стационарные средства пожаротушения

Сама по себе эффективность веществ, которые теоретически могут оказать помощь в деле борьбы с огнем, минимальна, если нет налаженной системы подачи материала. Для этой цели используются мобильные и стационарные установки, осуществляющие введение или распыление активного вещества. К мобильным средствам можно отнести пожарные автомобили, которые эксплуатируются службами охраны. Впрочем, это не только обычные машины с личным составом. В эту же категорию можно включить поезда, самолеты и морские суда, выполняющие ликвидацию огня в соответствующих условиях. Также распространены и стационарные установки пожаротушения, которые предназначены для выпуска огнетушащего вещества. К примеру, такие системы чаще всего используются именно в закрытых помещениях и работают с разбавляющими активными материалами.

Среди основных задач, которые выполняют стационарные установки, можно отметить ликвидацию или, как минимальную цель, локализацию пожара. При этом существует множество вариантов конструкционных исполнений подобных комплексов. В частности, различают модульные и агрегатные системы. Также на фоне широкой автоматизации систем безопасности отходят от ручного управления и установки пожаротушения, дополняясь современной электроникой и новейшими системами удаленного контроля.

Применение огнетушащих веществ в лафетных установках

Лафетные средства подачи огнетушащих материалов, как правило, проектируются еще на этапе строительства объекта, в котором будет осуществлен их монтаж. Дело в том, что подобные системы являются наиболее требовательными к коммуникационному обеспечению, поэтому изначальный расчет их местоположения и установки особенно важен. Обычно такие агрегаты применяются на производственных объектах, где также размещаются и емкости для огнетушащих веществ конкретного типа. Это могут быть, к примеру, резервуары с водой или баллоны с пенным или газовым наполнителем. Некоторые модификации, к слову, не предназначены именно для полной ликвидации пламени. Их основные задачи сводятся к защите производственного оборудования или коммуникаций - например, путем водяного орошения.

Установки такого типа могут различаться по способу устройства. Далеко не всегда лафетные конструкции имеют стационарное положение. Это могут быть мобильные с дополнением в виде программного или дистанционного управления. Конечно, распространены и стационарные установки, подача огнетушащих веществ в которых зачастую осуществляется через общие инженерные сети и коммуникации. Такое подключение позволяет не тратить время на организацию работающей инфраструктуры и моментально приступать к процессу пожаротушения.

Автоматика в установках пожаротушения

Современные автоматические противопожарные установки позволяют, независимо от участия человека, контролировать факторы, свидетельствующие об опасности пожара, и своевременно начинать процесс тушения. Обычно в момент превышения заложенных в программу значений начинается подача активного вещества и вместе с этим срабатывает сигнализация. При этом существуют разные подходы к средствам управления такими системами. Например, спринклерные модели полностью автоматизированы, но есть и другие системы, в которых предусматривается ручное управление. Так, огнетушащее вещество в установках может выпускаться и в автоматическом режиме, и по команде оператора через пульт управления. Но такая система контроля уже зависит от типа самой установки - модульные ориентируются на большую автономию, в то время как централизованные допускают максимальный спектр подходов к управлению.

Важно отметить и факторы безопасности, которые не всегда могут учитываться при эксплуатации автоматических систем. Оснащение подобными установками себя оправдывает лишь в тех случаях, когда ликвидация очагов возгорания первичным инструментарием невозможна. Также на некоторых производственных объектах персонал обслуживает системы безопасности не в круглосуточном режиме. Очевидно, что в таких ситуациях не обойтись без автоматического средства борьбы с огнем. Другое дело, что для минимизации рисков следует изначально сделать правильный выбор огнетушащего вещества, автоматическая подача которого как максимум повлечет лишь запланированный и предварительно рассчитанный ущерб.

Классификация установок по огнетушащему веществу

Для каждого вида установки пожаротушения используется конкретный тип активного вещества. В целях безопасности применение нескольких материалов в одном комплексе практикуется редко. Самой распространенной системой является конструкция с водяным пожаротушением. Особенно распространены дренчерные комплексы, которые используют в целях защиты помещений с высоким риском пожара. Эффективность подобных устройств обусловлена тем, что они могут обеспечивать одновременное орошение всей области охраняемой площадки. В свой состав включают насосное оборудование, панели управления, трубопроводы, емкости для воды, оповещающие устройства и т. д.

Вторым по популярности веществом, которое используется в дренчерных конструкциях, является пена. Такие системы используют для защиты локальных зон в производственных помещениях, предотвращения воспламенения трансформаторов и электроаппаратов. Довольно широко применяются и спринклерные установки с пенным материалом пожаротушения. Кстати, такие агрегаты имеют много схожего с водяными установками за исключением особых подходов к дозированию. Это основные огнетушащие вещества, используемые в стационарных и мобильных средствах борьбы с очагами возгорания, но есть и специализированные газовые системы, порошковые и аэрозольные. Как правило, пожарозащитное оборудование с такими наполнителями используется в особых условиях - например, в местах, где предъявляются повышенные требования к содержанию электрооборудования.

Заключение

При всем многообразии веществ, используемых в современных системах пожаротушения, специалисты по-прежнему не могут назвать универсальный и наиболее эффективный способ борьбы с огнем. Наблюдается довольно четкая сегментация материалов по классам в зависимости от их технико-эксплуатационных качеств. В то же время немаловажную роль играет воздействие огнетушащих веществ на человека и объекты, которые находятся в зоне воспламенения. Например, системы пожаротушения с химическими наполнителями вполне могли бы стать единственным средством подавления огня. Как показывает практика использования, требуется минимальное количество огнетушащего материала такого типа для борьбы с пожарами средних классов.

Но проблема заключается в последствиях, которые влечет использование химически опасных веществ. По этой причине технологи осваивают новые способы пожаротушения, в том числе конструкционные. Эффективно работающее вещество для тушения огня может раскрыть весь свой потенциал лишь в том единственном случае, если была правильно организована система борьбы с очагами воспламенения. И в этом плане стоит отметить важность и базовых установок, которые подают материал для тушения, и способов управления - автоматических или ручных.

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.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ

НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА и ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ

при ПРЕЗИДЕНТЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ФИЛИАЛ

Кафедра экономики и менеджмента

Огнетушащие вещества и их свойства.

Назначение, устройство и принцип действия пенных огнетушителей

Диндибериной Юлии Олеговны

Студентки 4 курса, группы Мо-41-11

Руководитель:

Рудакова Т.И. к.т.н., доц.

Челябинск

Введение

Глава 1. Огнетушащие вещества

Понятие пожара

Вода, как огнетушащее вещество

Пены

Огнетушащие порошки

Галоны

Подручные огнетушащие вещества

Глава 2. Пенные огнетушители

Назначение пенных огнетушителей

Устройство и принцип работы пенных огнетушителей

Заключение

Библиографический список

Введение

В данный момент существует множество различных средств пожаротушения, с различными характеристиками и способами применения. В связи с этим я считаю, что каждый пожарный должен знать классификацию этих веществ и область их применения. Это обусловлено тем, что от правильного выбора огнетушащего вещества напрямую будет зависеть скорость и эффективность тушения пожара или возгорания, а также жизнь и здоровье личного состава принимающего участие в ликвидации ЧС. Немало важным является знание того как правильно скомбинировать подачу того или иного огнетушащего вещества и его количество необходимое для достижения максимального эффекта.

Актуальность проблемы рассматриваемой темы заключается в том, что пожары являются одним из распространенных и опасных бедствий на планете. Ежегодно в пожарах гибнут и получают увечье десятки тысяч человек, на миллиарды долларов сгорает ценностей.

Ежедневно мы получаем от СМИ сведения о пожарах со всех континентов. Огромные массивы леса и населенные пункты выгорают в Азии, в Европе, в Америке, в Америке и в Африке. А поэтому проблема борьбы с пожарами является мировой проблемой.

Можно с уверенностью сказать, что сейчас в России пожаров в 10 раз больше, чем 100 лет назад. Ежегодно их происходит около 300 тысяч. Относительный уровень потерь в России самый высокий среди высокоразвитых стран мира. Он превышает сопоставимые показатели потерь Японии - в 3,5 раза, Великобритании - в 4,5 раза, США - в 3 раза.

На территории России ежедневно происходит в среднем около 600 пожаров, в которых погибают 55 человек; уничтожается около 200 строений. В городах происходят 70% всех возгораний.

Цель данной работы - проанализировать существующие на данный момент огнетушащие вещества, их характеристики и способы применения в ходе тушения пожаров возникших на различных объектах и при определенных условиях характерных для того или иного пожара.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

Дать понятие, что такое пожар, огнетушащее вещество;

Охарактеризовать огнетушащие вещества;

Указать способы применения огнетушащих веществ.

Глава 1. Огнетушащие вещества

Понятие пожара

Что же собой представляет пожар, как социальное явление? Это неконтролируемые горения, причиняющие материальный ущерб, вред жизни и здоровье граждан, интересам общества и государства.

Обычно пожары возникают на пожароопасных объектах (ПОО). К ПОО следует относить такие объекты, на которых имеются легковоспламеняющиеся или горючие вещества или жидкости. К легковоспламеняющимся веществам или жидкостям относятся вещества или жидкости, имеющие температуру воспламенения ниже 48оС; к горючим - свыше 45оС.

Пожары классифицируются по следующим признакам: по месту возникновения, по причине возникновения, по виду пожаров по интенсивности горения и др.

Статистика нам дает такую картину распределения возникновения пожаров:

в результате хозяйственной деятельности аборигенов - 64,8%;

работа лесозаготовителей, экспедиций и др. организаций дает 8,8% пожаров;

сельскохозяйственные палы - 7,3%;

молнии - 16%;

поджоги и неустановленные причины - 3,1%.

Пожаротушение - процесс воздействия сил и средств, а также использование методов и приемов для ликвидации пожара.

При тушении пожара обычно используют следующие огнетушащие вещества:

Жидкости: распыленная вода; пена.

Газы: углекислый газ; галоны 12В1, 13В1.

Огнетушащие порошки: фосфат аммония; бикарбонат натрия; бикарбонат калия; хлорид калия.

В Российской Федерации с 1 мая 2009 года основная классификация установлена «Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности». Статья 8 Регламента определяет классы пожаров:

Таблица 1. Классификация пожаров и способы их тушения

Вода - это, главным образом, охлаждающее вещество. Она поглощает теплоту и охлаждает горящие материалы эффективнее любого другого из обычно применяющихся огнетушащих веществ. Вода наиболее эффективна для поглощения теплоты при температуре до 100°С. При температуре 100°Свода продолжает поглощать теплоту, превращаясь в пар, и отводит поглощенную теплоту от горящего материала. Это быстро снижает его температуру до значения ниже температуры его воспламенения, в результате чего пожар прекращается.

Вода имеет важный вторичный эффект: превращаясь в пар, она расширяется при этом в 1700 раз. Возникшее большое облако пара окружает пожар, вытесняя воздух, в котором содержится кислород, необходимый для поддержания процесса горения. Таким образом, кроме охлаждающей способности, вода обладает эффектом объемного тушения.

Вода является широко применяемым средством пожаротушения,это обусловлено следующими достоинствами воды:

дешевизна и доступность;

относительно высокая удельная теплоемкость;

химическая инертность к большинству веществ и материалов.

Пена - это скопление пузырьков, которое способствует ликвидации пожара, главным образом, за счет эффекта поверхностного тушения. Пузырьки возникают при смешивании воды с пенообразователем. Пена легче самого легкого воспламеняющегося нефтепродукта, поэтому при подаче на горящий нефтепродукт она остается на его поверхности.

Огнетушащий эффект пены. Пена используется для создания слоя на поверхности воспламеняющихся жидкостей, включая нефтепродукты. Слой пены не дает возможности воспламеняющимся парам выходить за пределы поверхности, а кислороду проникать к горючему веществу. Вода, которая содержится в пенном растворе, имеет также и охлаждающий эффект, что позволяет успешно применять пену для тушения пожаров класса A.

Идеальная пена должна течь достаточно свободно и быстро покрывать поверхность, прочно соединяясь с ней для создания и поддержания паронепроницаемого слоя, и сохранять количество воды, необходимое для обеспечения прочного слоя в течение продолжительного времени. При быстрой потере воды пена высыхает и разрушается под воздействием высокой температуры, образующейся при пожаре. Пена должна быть достаточно легкой, чтобы плавать на поверхности воспламеняющихся жидкостей, и вместе с тем достаточно тяжелой, чтобы ее не сносило ветром.

Качество пены обычно определяется:

временем разрушения 25% ее объема,

относительным расширением

способностью выдерживать тепло (сопротивлением обратному удару пламени).

На эти качества влияют химический состав пенообразователя, температура и давление воды, эффективность пенообразующего устройства.

Пена, быстро теряющая воду, практически представляет собой жидкость. Она свободно обтекает препятствия и быстро распространяется.

При правильном использовании, пена - эффективное огнетушащее вещество. Тем не менее, существуют определенные ограничения в ее применении.

Поскольку пена представляет собой водный раствор, она проводит электричество, поэтому ее нельзя подавать на электрооборудование, находящееся под напряжением.

Пену, так же как и воду, нельзя применять для тушения горючих металлов.

Многие типы пены нельзя употреблять с огнетушащими порошками. Исключение из этого правила составляет "легкая вода", которая может использоваться с огнетушащим порошком.

Пена не годится для тушения пожаров, связанных с горением газов и криогенных жидкостей. Но высокократная пена применяется при тушении растекающихся криогенных жидкостей для быстрого подогрева паров и уменьшения опасностей, сопутствующих такому растеканию.

Если пена подается на горящие жидкости, температура которых превышает 100°С (например, асфальта), то вода, содержащаяся в пене, может вызвать их вспучивание, разбрызгивание и вскипание.

Запаса пенообразователя должно хватать для покрытия пеной всей поверхности горящего материала. Кроме того, его должно быть достаточно для замены той пены, которая выгорает, и заполнения разрывов, образующихся на ее поверхности.

Несмотря на существующие ограничения в применении, пена очень эффективна при борьбе с пожарами классов A и B.

Пена - очень эффективное огнетушащее вещество, которое, кроме того, обладает и охлаждающим эффектом.

Пена создает паровой барьер, препятствующий выходу воспламеняющихся паров наружу. Поверхность цистерны может быть покрыта пеной для защиты ее от пожара в соседней цистерне.

Пена может быть использована для тушения пожаров класса А в связи с наличием в ней воды. Особенно эффективна "легкая вода".

Пена - эффективное огнетушащее вещество для покрытия растекающихся нефтепродуктов. Если нефтепродукт вытекает, нужно попытаться закрыть клапан и таким образом прервать поток. Если это невозможно сделать, надо преградить путь потоку при помощи пены, которую следует подавать в район пожара для его тушения и затем для создания защитного слоя, покрывающего просачивающуюся жидкость.

Пена - наиболее эффективное огнетушащее вещество для тушения пожаров в больших емкостях с воспламеняющимися жидкостями.

Для получения пены может использоваться пресная или забортная, жесткая или мягкая ввода.

Пена не склонна к быстрому разрушению, при правильной подаче она тушит пожар постепенно.

Пена удерживается на месте, покрывает горящую поверхность и поглощает теплоту, содержащуюся в тех материалах, которые могут вызвать повторное возгорание.

Пена обеспечивает экономный расход воды и не вызывает перегрузки судовых пожарных насосов.

Пенообразователи имеют небольшой вес, системы пенотушения не требуют много места.

Огнетушащие порошки

Огнетушащие вещества в виде порошка делятся на огнетушащие порошки общего назначения и огнетушащие порошки специального назначения, которые используются только для тушения пожаров горючих металлов.

В настоящее время применяются пять типов огнетушащих порошков общего назначения. Аналогично другим огнетушащим средам огнетушащие порошки могут использоваться в стационарных системах и в переносных, а также стационарных огнетушителях.

Бикарбонат натрия. Это один из основных огнетушащих порошков. Он находит широкое применение в связи с тем, что является самым экономичным из всех существующих. Он особенно эффективен при тушении пожаров животных жиров и растительных масел, поскольку вызывает химические изменения в этих веществах, превращая их в невоспламеняющееся мыло. При использовании бикарбоната натрия всегда нужно помнить о возможности обратного выброса пламени на поверхность горящего масла.

Бикарбонат калия. Этот огнетушащий порошок первоначально был разработан для использования в сдвоенных системах с "легкой водой", но в настоящее время он, как правило, используется самостоятельно. Было установлено, что он очень эффективен при тушении пожаров жидкого топлива. Применение бикарбоната калия позволяет успешно предотвращать обратный выброс пламени. Этот порошок стоит дороже бикарбоната натрия.

Хлорид калия. Это огнетушащий порошок, который совместим с пеной на протеиновой основе. Его огнетушащие качества примерно равноценны качествам бикарбоната калия, единственный недостаток заключается в том, что после его применения для тушения пожаров возможно появление коррозии.

Смесь мочевины и бикарбоната калия. Этот порошок, разработанный в Англии и состоящий из мочевины и бикарбоната калия, является наиболее эффективным из всех испытанных огнетушащих порошков. Однако он не нашел широкого применения, ввиду высокой стоимости.

Фосфат аммония. Этот порошок является универсальным, поскольку может успешно применяться при тушении пожаров классов A, B и C. Соли аммония разрывают цепную реакцию пламенного горения. Фосфат превращается при повышении температуры, вызванной пожаром, в метафосфорную кислоту - стекловидное плавкое вещество. Кислота покрывает твердые поверхности огнезадерживающим слоем, поэтому это огнетушащее вещество может применяться для тушения пожаров, связанных с горением обычных горючих материалов, таких как древесина и бумага, а также пожаров воспламеняющихся нефтепродуктов, газов и электрооборудования. Но что касается пожаров, очаги которых расположены на значительной глубине, то этот порошок позволяет только взять пожар под контроль, но не обеспечивает полного тушения.

Для окончательной ликвидации такого пожара требуется тушение водой. Вообще всегда следует помнить о целесообразности иметь под рукой раскатанный пожарный рукав, которым можно воспользоваться в качестве дополнительного средства при использовании порошкового огнетушителя.

Ограничения в применении огнетушащих порошков

Выпуск большого количества огнетушащего порошка может оказать вредное влияние на находящихся поблизости людей. Образующееся непрозрачное облако может значительно ухудшить видимость и затруднить дыхание.

Как и другие огнетушащие среды, не содержащие воды, огнетушащие порошки не тушат пожаров, связанных с горением материалов, в состав которых входит кислород.

Огнетушащий порошок может оставить изолирующий слой на электронном или телефонном оборудовании, влияющий на работу этого оборудования.

При тушении горючих металлов, таких как магний, калий, натрий и их сплавы, порошок общего назначения не дает огнетушащего эффекта, а в некоторых случаях может вызвать бурную химическую реакцию.

В местах, где имеется влага, огнетушащий порошок может вызвать коррозию или деформацию поверхности, на которой он осаждается.

Безопасность

Огнетушащие порошки считаются нетоксичными, но при вдыхании они могут вызвать раздражение дыхательных путей. Поэтому, так же как и в случае углекислотного тушения, в помещениях, которые могут заполняться огнетушащим порошком, необходимо предусмотреть предварительные сигналы. Кроме того, если личному составу принимающему участие в тушении пожара нужно войти в помещение, куда был подан порошок, до окончания проветривания, они должны обязательно воспользоваться дыхательными аппаратами и сигнальными тросами.

Применение огнетушащих порошков очень эффективно для тушения пожаров газа. Воспламенившиеся газы нужно тушить тогда, когда будет перекрыт источник газа.

Галоны

Галоны состоят из углеводорода и одного или нескольких галогенов: фтора, хлора, брома и йода. В России применяют два галона: бромтрифторметан (известный как хладон 13В1) и бромхлор-дифтор-метан (хладон 12В1).

Галоны 13В1 и 12В1 подаются в зону горения в виде газа. Большинство специалистов считает, что галоны прерывают цепную реакцию. Но точно неизвестно, замедляют ли они цепную реакцию, прерывают ее течение или вызывают какую-то другую реакцию.

Галон 13В1 хранится и перевозится в жидком состоянии под давлением. При выпуске в защищаемое помещение он испаряется, превращаясь в бесцветный газ, не имеющий запаха, и подается в зону горения под тем же давлением, под которым хранится. Галон 13В1 не проводит электричества.

Галон 12В1 также бесцветен, но имеет слабый сладковатый запах. Этот галон хранится и перевозится в жидком состоянии и поддерживается под давлением газообразного азота, которое необходимо для обеспечения надлежащей подачи его в зону пожара, так как давление паров галона 12В1 слишком мало для этого. Он не проводит электричества.

Применение галонов

Огнетушащие качества галонов 12В1 и 13В1 позволяют использовать их для тушения различных пожаров, в том числе:

пожаров электрооборудования;

пожаров в помещениях, в которых возможно горение воспламеняющихся масел и консистентных смазок;

пожаров класса A, связанных с горением твердых горючих веществ, однако если очаг пожара находится глубоко внизу, для тушения пожара может потребоваться смачивание водой;

Для тушения пожаров, связанных с горением электронно-вычислительных машин и постов управления, рекомендуется использовать галон 13В1. Применять в этих случаях галон 12В1 не следует.

Существуют некоторые ограничения употребления галонов. Они непригодны для тушения веществ, содержащих кислород, горючих металлов и гидридов.

Безопасность

Вдыхание галонов 13В1 и 12В1 может вызвать головокружение и нарушение координации движений. Эти газы способны ухудшить видимость в зоне их применения. При температуре выше 500°С газы обоих галонов разлагаются. Обычно пары при температуре ниже указанной не считаются очень токсичными, но разложившиеся газы могут быть очень опасными, что зависит от их концентрации, температуры и количества.

Галон 12В1 не рекомендуется применять для заполнения ограниченных помещений. Если галон 13В1 используется для заполнения помещений, в которых могут находиться люди, должен быть предусмотрен предупредительный сигнал, услышав который необходимо немедленно покинуть помещение. При употреблении огнетушителя с галоном 13В1 все люди, непосредственно не занятые работой с огнетушителем, должны тотчас же покинуть район пожара. После использования огнетушителя человек, работавший с ним, должен по возможности быстро уйти. В помещение нельзя входить до тех пор, пока оно не будет тщательно провентилировано. Если нужно остаться в помещении, куда был подан галон 13В1, или войти в него, следует воспользоваться дыхательным аппаратом и сигнальным тросом

Подручные огнетушащие вещества

Песок, опилки, пар

Песок, используемый для тушения пожара, не обладает такой эффективностью, которой отличаются современные огнетушащие вещества.

Песок дает возможность ликвидировать пожары масел, создавая эффект объемного тушения и покрывая поверхность горящего вещества. Однако, если толщина горящего масла составляет примерно 25 мм и в распоряжении людей, ведущих борьбу с пожаром, не будет достаточного количества песка для покрытия всего горящего масла, песок осядет под поверхностью масла и ликвидировать пожар не удастся. При правильном применении песок может быть использован в качестве преграды на пути растекающегося масла или для покрытия его.

Песок следует подавать на пожар с помощью совка или лопаты. Его и без того незначительная эффективность может быть еще более снижена при неумелой подаче. После ликвидации пожара возникает проблема уборки песка. Кроме указанных недостатков, следует упомянуть об абразивных свойствах песка при попадании его в механизмы и другое оборудование.

Трудно потушить при помощи песка пожар, связанный с горением горючих металлов, так как при очень высокой температуре, сопровождающей такие пожары, песок выделяет кислород. Присутствие воды в песке будет способствовать усилению пожара или вызывать взрыв пара. Песок может быть использован только в качестве преграды на пути растекающегося расплавленного металла, а для тушения такого пожара следует воспользоваться порошком специального назначения.

Иногда для тушения небольших пожаров используются опилки, пропитанные содой. Как и песок, они подаются на пожар совком с небольшого расстояния. Недостатки опилок как огнетушащей среды те же, что и песка. Более эффективной заменой опилок является огнетушитель, пригодный для тушения пожаров класса B, по тем же причинам, которые были приведены для песка.

Пар - это объемная огнетушащая среда, препятствующая поступлению воздуха к пожару и снижающая концентрацию кислорода в воздухе вокруг пожара. Пока пар заполняет объем, повторного возгорания не произойдет. Но он имеет ряд недостатков, особенно по сравнению с другими огнетушащими средами.

Пар обладает слабой теплопоглощающей способностью, вследствие чего его охлаждающий эффект очень невелик. Кроме того, при прекращении подачи пар начинает конденсироваться. Его объем значительно уменьшается, и горючие пары и воздух тотчас начинают поступать к огню, вытесняя пар. В этот момент, если пожар не был полностью потушен, вполне вероятно повторное возгорание. Температура самого пара достаточно высока для воспламенения многих жидких горючих веществ. И, наконец, пар представляет опасность для людей, так как содержащаяся в нем теплота может вызвать тяжелые ожоги.

Глава 2. Пенные огнетушители

Назначение пенных огнетушителей

Пенные огнетушители предназначены для тушения пожаров и загораний твердых веществ и материалов, ЛВЖ и ГЖ, кроме щелочных металлов и веществ, горение которых происходит без доступа воздуха, а также электроустановок под напряжением.

По виду огнетушащего вещества пенные огнетушители классифицируются:

химические пенные (ОХП);

воздушно-пенные (ОВП);

Промышленность выпускает три вида ручных химических пенных огнетушителей: ОХП-10, ОП-М, ОП-9ММ. Химические пенные огнетушители предназначены для тушения пожаров химической пеной, которая образуется в результате взаимодействия щелочной и кислотной частей зарядов.

Категорически запрещается применять огнетушитель для тушения пожаров электроустановок, находящихся под напряжением, а также щелочных металлов. Огнетушитель рекомендуется использовать на стационарных объектах народного хозяйства при температуре окружающего воздуха от +5до +45 °С. пожар огнетушитель пена тушение

Воздушно-пенные огнетушители предназначены для тушения загораний различных веществ и материалов, кроме щелочных металлов и веществ, горящих без доступа воздуха, а также электроустановок, находящихся под напряжением. В качестве заряда применяют, как правило, 6%-й водный раствор пенообразователя ПО-1.

Устройство и принцип работы пенных огнетушителей

Чтобы привести в действие химический пенный огнетушитель, поднимают вверх рукоятку, открывающую клапан кислотного стакана, и опрокидывают огнетушитель вниз головкой. Вытекающая из стакана кислотная часть заряда смешивается со щелочной, залитой в корпус огнетушителя, и между ними происходит реакция с образованием углекислого газа, заполняющего пузырьки пены.

Углекислотный газ создает давление 1,4 МПа (14 кг/см2) внутри корпуса, которое выталкивает пену из огнетушителя в виде струи. Ввиду того, что в корпусах химических пенных огнетушителей создается сравнительно высокое давление, перед работой необходимо прочистить спрыск шпилькой, подвешенной к ручке огнетушителя.

Химический густопенный морской огнетушитель ОП-М предназначен для тушения загораний на судах, в портовых сооружениях и на складах. Химический пенный огнетушитель ОП-9ММ предназначен для тушения загораний и пожаров всех горючих материалов, а так же электроустановок, находящихся под напряжением.

Рис. 1. Схема химического пенного огнетушителя ОХП-10: 1 - корпус огнетушителя; 2 - кислотный стакан; 3 - предохранительная мембрана; 4 - спрыск; 5 - крышка огнетушителя; 6 - шток; 7 - рукоятка; 3 и 9 - резиновые прокладки; 10 - пружина; 11 - горловина; 12 - верх огнетушителя; 13 - резиновый клапан; 14 - боковая ручка; 15 - днище.

Рис.2. Огнетушитель воздушно-пенный ОВП-10: I - стальной корпус; 2 - рукоятка для переноса; 3 - баллончик для выталкивающего газа; 4 - воздушно-пенный насадок с распылителем; 5 - пусковой механизм; 6 - крышка корпуса огнетушителя; 7 - сифонная трубка насадка.

Различают два вида воздушно-пенных огнетушителей (рис. 2, 3): ручные (ОВП-5 и ОВП-10) и стационарные (ОВПУ-250 и ОВП-100). Для приведения в действие огнетушителя необходимо нажать на пусковой рычаг. При этом пломба срывается, и щиток прокалывает мембрану баллона. Выходящая из баллончика через ниппель углекислота создает в корпусе огнетушителя давление, под действием которого раствор по сифонной трубке поступает через распылитель в насадку. В насадке раствор смешивается с воздухом и образуется воздушно-механическая пена.

Огнетушитель не может быть применен для тушения веществ, горение которых происходит без доступа воздуха (хлопок, пироксилин и т.п.), горящих металлов (щелочных натрий и т.п. и легких магний и т.п.). Запрещается использовать для тушения электроустановок, находящихся под напряжением. Огнетушитель применяют при температуре окружающего воздуха от +3 до +50 С.

Рис. 3. Огнетушитель воздушно-пенный стационарный ОВПУ-250: 1 - стальной корпус на опорах; 2 - пусковой баллон; 3 - пеногенератор; 4 - катушка со шлангом; 5 - предохранительный клапан; 6 - патрубок для заливки раствора пенообразователя; 7 - сифонная трубка пеногенератора; 8 - сливной патрубок; 9 - трубка контроля раствора пенообразователя.

Заключение

Целью данного реферата было проанализировать существующие на данный момент огнетушащие вещества, их характеристики и способы применения в ходе тушения пожаров возникших на различных объектах и при определенных условиях характерных для того или иного пожара. И в ходе работы было выявлено, что основными огнетушащими веществами являются: вода, порошки, пены, галлоны, песок, опилки, пар. У каждого из перечисленных веществ есть свои преимущества и недостатки в использовании при тушении пожаров, во многом это зависит от типов пожаров, классификация которых также была приведена в работе.

Библиографический список

ГОСТ 28130-89 Пожарная техника. Огнетушители. Установки пожаротушения и пожарной сигнализации.

Миронов С.К., Латук В.Н. Первичные средства пожаротушения. Дрофа, 2008

Теребнев В.В. Справочник руководителя тушения пожара. Возможности пожарных подразделений. Москва. "Пожаротехника" 2004 г.

Учебное пособие. Безопасность жизнедеятельности. ЯЗРИ ПВО. 2002.

Юдахин А.В. Методическое пособие. Вопросы организации БВС в процессе повседневной деятельности в частях ВВС. 2001.

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;

Распределительные устройства;

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.

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