Вещества, снижающие скорость горения или полностью прекращающие его при введении в зону горения, называют огнетушащими. По агрегатному состоянию их подразделяют на жидкие (вода, бромистый этил), твердые или порошкообразные (сухой песок, земля, двууглекислая сода), газообразные
(инертные газы, азот, углекислый газ, водяной пар) и смешанные (газообразные с твердыми – смесь углекислого газа или воздуха с порошкообразными веществами, газообразные с жидкими – пены). Огнегасительными свойствами обладают также асбестовые, войлочные или брезентовые покрывала.
По принципу действия подразделяют на охлаждающие (вода, четыреххлористый углерод), разбавляющие горючие вещества или снижающие содержание кислорода в зоне горения (вода, водяной пар, углекислый газ) и химически тормозящие процесс горения (бромистый этил, метил).
Для тушения пожара наиболее широко применяют воду, углекислый газ, пены, порошки, песок и другие вещества.
Вода является наиболее дешевым и распространенным средством тушения пожаров. Она используется в чистом виде и с различными добавками поверхностно-активных веществ.
Воду применяют для тушения пожаров твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения. Ее нельзя применять для тушения пожаров на электроустановках, находящихся под напряжением. При тушении водой нефтепродукты и другие горючие вещества всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому эффект тушения подобных веществ резко снижается. Ее отрицательными свойствами также являются, образование взрывоопасных концентраций при воздействии на слои пыли (угольной, травяной муки, цементной пыли), опасность механического повреждения раскаленных предметов, плохая смачиваемость некоторых волокнистые и твердые вещества упакованных в тюки (хлопок, лен, шерсть).
Воду подают в очаг горения в виде сплошных или распыленных струй. Сплошные мощные струи сбивают пламя, что определяет ее механическое огнегасящее свойство, и одновременно охлаждают поверхность, а при распылении создаются лучшие условия для испарения воды и, следовательно, для охлаждения и разбавления горючей среды.
Песок и сухая земля своей массой прекращают доступ кислорода в зону горения. Не применяются для заряда огнетушителя.
Пену применяют для тушения твердых горючих веществ и материалов, легковоспламеняющихся жидкостей с плотностью менее 1,0 г/см3 и не растворяющихся в воде. Она представляет собой массу пузырьков газа, заключенных в тонкие оболочки жидкости. Растекаясь по поверхности горящей жидкости, пена охлаждает и изолирует очаг горения, а выделяющийся углекислый газ снижает концентрацию кислорода в окружающем воздухе. Выделяют два вида пены: химическую и воздушно-механическую.
Химическая пена образуется в результате реакции между щелочью и кислотой в присутствии пенообразователя (лакричный экстракт, сапонин, пенообразователи ПО-6, ПО-1). Она состоит из 80% по объему углекислого газа, 19,6% воды и 0,4% пенообразующего вещества. Химическая пена электропроводна и обладает агрессивными свойствами, что необходимо учитывать при попадании ее на кожу человека. Стойкость пены (с момента ее
образования до полного разрушения) более 1 часа.
Воздушно-механическая пена получается при перемешивании воды, воздуха и пенообразующих веществ. Она состоит из 90% воздуха, 9,7% воды и 0,3% пенообразователя. По сравнению с химической пеной она менее стойкая (около 40 мин.), но более экономичная, легко и быстро получается, безвредна для людей и животных. Огнетушитель предназначен для тушения загораний
различных материалов, в том числе и легковоспламеняющихся жидкостей; запрещается применять для тушения электроустановок под напряжением и щелочных металлов.
Инертные разбавители (водяной пар, диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, летучие ингибиторы). Тушение при разбавлении среды инертными разбавителями связано с потерями тепла на нагревание этих разбавителей, снижением концентрации кислорода, скорости процесса и теплового эффекта реакции горения.
Водяной пар (технологический, отработавший) применяют для тушения пожаров в закрытых, плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м3 и создания паровоздушных завес на открытых технологических площадках и установках. Огнегасительная концентрация водяного пара в воздухе при тушении должна составлять около 35% по объему.
Диоксид углерода применяют для тушения пожаров в сушильных печах, легковоспламеняющихся жидкостей, электрооборудование, находящееся под напряжением, дорогого оборудования и ценностей, которые могут быть повреждены водой и пеной (компьютерные залы, ценные документы, картинные галереи). Однако нельзя тушить щелочные и щелочноземельные
металлы, некоторые гидриды металлов. Для большинства веществ огнегасительная концентрация его должна составлять 20-30% объема. Содержание в воздухе 10% СО2 опасно, а при 20% смертельно опасно для человека (наступает паралич органов дыхания).
Азот применяют при тушении веществ горящих пламенем. Он плохо тушит вещества, способные тлеть (дерево, бумага), и практически не тушит волокнистые вещества (ткань, вата, хлопок). Огнегасительная концентрация азота в воздухе должна составлять 35% объема. Разбавление воздуха азотом до содержания кислорода в пределах 12-16% объема безопасно для челове-
Галоидоуглеводороды (хладоны) относятся к ингибирующим средствам. Наиболее эффективное действие оказывают бром-, фторпроизводные метана и этана. Галоидоуглеводороды используют при тушении цехов химических производств, сушилок, окрасочных камер, складов с горючими жидкостями, электроустановок, находящимися под напряжением. Не применяются для тушения металлов, ряда металлосодержащих соединений, гидридов металлов, материалов содержащих в своем составе кислород. Они (наркотическое, токсичное действие) вредны для человека и обладают коррозионным действием.
Огнетушащие порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли. Они обладают ингибирующим действием, изолируют горящие материалы от воздуха или изолируют пары и газы от зоны горения. Предназначены для тушения щелочных металлов, металлоорганических соединений, фосфора, горючих жидкостей и других веществ, вступающих в реакцию с водой, электроустановок, находящихся под напряжением, ценных документов, картин и других материалов, повреждающихся воздействием воды и пены. Порошки безвредны для людей, экономичны, при низких температурах не замерзают. Выпускают порошки состава ПСБ, ПФ (тушат углеводороды, древесину, электрооборудование), ПС (тушат металлы, металоорганические соединения) и др.
Комбинированные составы соединяют в себе свойства различных огнетушащих веществ и позволяющие повысить эффективность тушения пожаров. К ним относятся водогалогенуглеводородные эмульсии, комбинированный азотно-углекислотный состав для тушения щелочных металлов в помещениях, водные растворы двууглекислой соды, углекислой соды, поташа, хлористого аммония, поваренной соли, глауберовой соли, аммиачно-фосфорных солей, сернокислой меди, четыреххлористый углерод, бромэтил, азотно-хладоновые, углекислотно-хладоновые составы.
Разнообразные средства, используемые для тушения пожаров, называются огнетушащими. В качестве огнетушащих средств могут быть использованы вещества и материалы, имеющие определенные свойства в твердом, жидком и газообразном состоянии.
К наиболее употребительным для тушения пожаров относятся следующие вещества.
Вода обладает большой теплоемкостью и способна воспринимать от горящих веществ и материалов значительное количество тепла. На нагревание и превращение в пар 1 л воды расходуется около 2688 Дж тепла.
Вода плохо смачивает многие вещества (например, древесину и древесный уголь, хлопок, шерсть и др.), поэтому коэффициент ее использования при тушении пожара весьма низок. Для повышения смачивающей способности воды и увеличения эффективности тушения в нее добавляют различного рода смачиватели, а также применяют в виде распыленных струй, так как в этом случае непроизводительные потери ее существенно сокращаются. Тонкораспыленную воду используют также для тушения некоторых легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
Однако применять воду для тушения пожаров не допускается в тех случаях, если она химически взаимодействует с тем или иным веществом (например, с негашеной известью, карбидом кальция, щелочными металлами и др.). Другим недостатком воды является ее электропроводность, поэтому применять ее для тушения электроустановок не допускается.
Водяной пар оказывает охлаждающее действие на горящие вещества, а также способствует разбавлению концентраций реагирующих веществ в зоне горения и изолирует ее от окружающей воздушной среды. Водяной пар применяют для тушения загораний и пожаров в различного рода аппаратах и в закрытых помещениях небольшого объема. Эффект тушения при помощи водяного пара достигается при массовом расходе его не менее 0,002 кг/с-м 3 .
Огнетушащие пены получают при смешивании газа и жидкости, в результате чего образуются пузырьки, внутри которых заключены частицы газа. Для тушения пожаров используют химическую и воздушно-механическую пены.
Огнетушащие свойства пены состоят в том, что она, покрывая слоем поверхность горящего вещества, изолирует его от зоны горения, уменьшает поступление в нее горячих паров и газов и несколько охлаждает горящее вещество.
Огнетушащие пены используют для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также большинства твердых горючих веществ. В очаг пожара пену подают при помощи специальных аппаратов - пенных огнетушителей, пенных стволов или пеногенераторов. За последнее время в Советском Союзе широкое распространение получила пена средней и высокой кратности, которую с успехом применяют при тушении пожаров в промышленных и жилых зданиях, на судах и т. д.
Двуокись углерода (устаревшие названия: «углекислый газ», «углекислота»), азот и продукты сгорания жидких и твердых топлив широко используют в качестве огнетушащих средств.
Огнетушащие свойства двуокиси углерода (как и других инертных газов) заключаются в том, что она до некоторой степени изолирует горящую поверхность от доступа воздуха, охлаждает ее и разбавляет концентрацию реагирующих веществ, поступающих в зону горения.
Быстрое испарение жидкой двуокиси углерода сопровождается образованием снега (это свойство С0 2 используется в специальных огнетушителях). Огнетушащая концентрация двуокиси углерода при тушении пожаров в закрытых объемах составляет 30% (по объему). Так как этот газ обладает токсическими свойствами, то при тушении пожара следует немедленно оставлять помещение при заполнении его двуокисью углерода. Двуокись углерода не проводит электрический ток, поэтому ее используют для ликвидации горения в электроустановках. Для тушения горящего магния, натрия, алюминия, калия и электрона двуокись углерода применять нельзя, поскольку она разлагается с выделением кислорода и тем самым усиливает горение. Названные металлы можно тушить специальными огнетушащими порошками или жидким азотом.
Наряду с двуокисью углерода и азотом в настоящее время для тушения пожаров широко применяются галоидированные углеводороды, к числу которых относятся жидкостные составы типа 3,5, БФ-1, БФ-2, БМ и фреон 114В2. Их огнетушащее воздействие основано на химическом торможении реакции горения при введении паров этих составов в зону пожара.
В тех случаях, когда применение перечисленных выше средств неэффективно или недопустимо, используют специальныепорошковые составы. В СССР для тушения нефтепродуктов, спиртов, защиты трансформаторов применяют порошковый состав ГІСБ (на основе бикарбоната натрия). Для тушения расплавленных щелочных металлов применяются порошковыесо ставы типа ПС.
Средства огнетушения и их свойства
В соответствии с условиями, необходимы для возникновения и распространения горения, его прекращение может быть достигнуто следующими методами:
Прекращением доступа в зону горения окислителя (кислорода воздуха) или горючего вещества, а также снижением их поступления до величин, при которых горение невозможно;
Охлаждением зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понижением температуры горящего вещества ниже температуры воспламенения;
Разбавлением горючих веществ негорючими;
Интенсивным торможением скорости химических реакций в пламени, механическим отрывом пламени сильной струей газа или воды.
На этих принципиальных методах и основаны используемые способы и приемы прекращения горения при пожарах.
Основные огнегасительные вещества: вода, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и негорючие газы, водяной пар, галоидо-углеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки, сжатый воздух.
Воду можно применять самостоятельно или в смеси с различными химикатами. В сравнении с другими средствами вода отличается такими преимуществами, как широкая доступность и низкая стоимость, большая теплоемкость, обеспечивающая отвод тепла из труднодоступных мест, высокая транспортабельность, химическая нейтральность и неядовитость. К недостаткам воды относится замерзание при температуре 0° С, следствием чего могут стать разрыв пожарных рукавов и поломка насоса; неприменимость для тушения горюющих жидких веществ (ЛЖВ и ГЖ) с плотностью меньше единицы (бензин, керосин, ацетон, спирты, масла, эфир и т.п.). Будучи легче воды, они всплывают на поверхность, продолжают гореть и, растекаясь, увеличивают площадь горения. Нельзя тушить водой электросети и электроустановки, находящиеся под напряжением, так как струя воды является проводником и может вызвать поражение электрическим током.
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.
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 (обычная кратность пены – до 20). В 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 м 3 и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнегасительная концентрация водяного в воздухе составляет примерно 35% по объему.
Инертные и негорючие газы (азот, аргон, гелий, диоксид углерода) понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Инертные газы обычно применяют в сравнительно небольших по объему помещениях. Огнегасительная концентрация инертных газов при тушении в закрытом помещении составляет 31-36% к объему помещения.
Водные растворы солей относятся к числу жидких огнегасительных средств. Применяются растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и др. Соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горящего вещества изолирующие пленки, отнимающие теплоту.
Огнегасительное действие галоидоуглеводородных огнегасительных составов основано на химическом торможении реакции горения. Применяются составы: 3,5; 4НД; 7; СЖБ; БФ; и др. (цифры 3,5 и 7 означает, что эти составы в 3,5 и 7 раз эффективнее диоксида углерода).
Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они обладают хорошей огнетушащей способностью.
Сухой, чистый и просеянный песок тушит пожар почти так же, как водяной пар и инертные газы. При забрасывании песком горящего предмета происходят поглощение тепла и изоляция поверхности от кислорода воздуха.
Покрывала (асбестовые полотна, брезент, кошма) используют для тушения небольших горящих поверхностей и горящей одежды на человеке (происходит изоляция горящего вещества от доступа кислорода воздуха). Механические средства (брезент, войлок, песок, земля) применяются там, где горючие вещества еще не успели нагреться, то есть в начале воспламенения.
На практике применяют также смачеватели. Основное физическое свойство растворов смачивателей состоит в улучшении смачиваемости горючих веществ (например, резины, угольной пыли, волокнистых материалов, торфа). К смачивателям относят мыло, синтетические растворители, амилсульфаты, алкилсульфонаты и другие вещества.
При выборе средств тушения следует исходить из возможности получения наилучшего огнетушащего эффекта при минимальных затратах. Важнейшими параметрами пожаров, определяющими условия пожаротушения, являются:
Физико-химические свойства горючего материала, от которых зависит выбор огнетушащего вещества;
Пожарная нагрузка, под которой имеются в виду масса всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в рассматриваемом объекте, отнесенная к площади пола помещения или поверхности, занимаемой материалами на открытом воздухе;
Скорость выгорания пожарной нагрузки;
Газообмен очага пожара с окружающей средой и с внешней атмосферой;
Теплообмен между очагами пожара и окружающими материалами и конструкциями;
Размеры и форма очага пожара и помещения, в котором произошел пожар;
Метеорологические условия.
Физико-химические свойства горючего материала определяют выбор средства огнетушения. Для тушения пожара нельзя применять вещества, бурно реагирующие с горючим или окислителем. Например, нельзя применять воду для тушения материалов, которые взаимодействуют с ней, образуют горючие газы или выделяют тепло (щелочные металлы и некоторые другие горючие материалы).
Особые трудности вызывает тушение пожаров тлеющих материалов из-за трудности проникновения огнетушащих веществ в поры таких материалов. Классификация пожаров в зависимости от физико-химических свойств горючих материалов и возможности их тушения различными огнетушащими веществами и составами приведена в таблице
Классы пожаров
Пожарная нагрузка, в которую входят горючие конструктивные элементы зданий, и скорость ее выгорания определяют основные характеристики пожара, так же как температурный режим и продолжительность пожара, опасные факторы (ОФП), Воздействующие на людей.
Пожарную нагрузку дифференцируют в зависимости от ее распределения по площади на распределенную и сосредоточенную и характеризуют массой на единицу поверхности пола (кг/м 2). Развитие пожара и его параметры в сильной степени зависят от вида и величины пожарной нагрузки.
По способу распределения пожарной нагрузке помещения делятся на два класса:
Помещения больших объектов, в которых пожарная нагрузка сосредоточена и горение может развиваться на отдельных разобщенных участках без образования общей зоны горения;
Помещения, в которых пожарная нагрузка рассредоточена по всей площади таким образом, что горение может происходить с образованием общей зоны горения. В зависимости от класса помещения выбирают способ пожаротушения. Пожар можно разделить на три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.
Зона горения занимает часть пространства, в котором непосредственно происходит горение. Она может ограничиваться ограничивающими конструкциями здания, стенами технологического оборудования. Горение на пожаре имеет диффузионный турбулентный характер.
В отличие от газов и жидкостей горение твердых материалов может происходить по горизонтальной, наклонной и вертикальной поверхностям. Скорость распространения пламени сильно зависит от угла наклона и направления распространения горения. Скорость распространения вертикально вниз в два раза ниже, чем по горизонтальной поверхности, и в 8-10 раз выше при распространении пламени вертикально вверх.
Зона теплового воздействия представляет собой часть пространства, прилегающую к зоне горения, в которой происходит теплообмен между зоной горения и окружающими конструкциями, материалами и пространством.
Способы пожаротушения классифицируют по виду применяемых огнетушащих веществ (составов), методу их применения (подачи), окружающей обстановки, назначению и т.д. Все способы пожаротушения прежде всего подразделяются на поверхностное тушение, заключающееся в подаче огнетушащих веществ непосредственно на очаг горения, и объемное тушение, заключающееся в создании в районе пожара среды, не поддерживающей горения.
Поверхностное тушение, называемое также тушение пожара по площади, можно применять почти для всех видов пожаров. Для такого вида тушения используют огнетушащие составы, которые можно подавать в очаг пожара на расстоянии (жидкостные, пены, порошки).
Объемное тушение можно применять в ограниченном объеме, оно основано на создании огнетушащей среды во всем объеме защищаемого объекта. Таким образом, поверхностное тушение в состоянии с изложенным выше применимо к пожарам в помещениях I класса, объемное -0 к пожарам в помещениях II класса. Иногда способ объемного тушения применяют для противопожарной защиты локального участка в больших объемах (например, пожароопасных участков в больших помещениях). Но при этом предусматривается повышенный расход огнетушащих веществ. Для объемного тушения используют огнетушащие вещества, которые могут распределяться в атмосфере защищаемого объема и создавать в каждом его элементе огнетушащую концентрацию. В качестве таковых применяют газовые и порошковые составы. Способ объемного тушения представляется наиболее прогрессивным, так как обеспечивает не только быстрое и надежное прекращение горения в любой точке защищаемого объема, ног и флегматизацию этого объема, то есть предупреждение образования взрывоопасной среды. Кроме того, этот способ наиболее экономически эффективен, поскольку его легко автоматизировать, он отличается быстродействием и другими преимуществами.
Пожарная техника в зависимости от способа пожаротушения подразделяется на первичные средства – огнетушители (переносные и возимые) и размещаемые в зданиях пожарные краны, передвижные – различные пожарные автомобили, а также стационарные – специальные установки с запасом огнетушащих веществ, приводимые в действие автоматически или вручную, лафетные стволы и другие. Поверхностное тушение осуществляется всеми видами пожарной техники, но преимущественно первичными и передвижными; объемное тушение – только стационарными установками.
Температура потухания значительно выше температуры самовоспламенения , следовательно, для прекращения горения достаточно понизить температуру зоны реакции ниже температуры потухания, увеличивая интенсивность теплоотвода или уменьшая скорость тепловыделения. Так, если изменить концентрацию кислорода в воздухе, добавив к нему негорючий газ, то скорость выделения теплоты единицы площади поверхности зоны реакции будет уменьшаться и температура горения понизится. При определенной концентрации негорючего газа температура горения опустится ниже температуры потухания и горение прекратится (рис.1. ) .
Рис.1.
Зависимость тепловыделения и теплоотвода от температуры.
1
- кривая тепловыделения: 1"
,1""
,1"""
– кривые тепловыделения при уменьшении его скорости; 2
– прямая теплоотвода; О
– начало окисления: П
– точка, соответствующая температуре потухания; Г
– точка, соответствующая температуре горения; Тп
– температура потухания; Тг
– температура горения.
В связи с уменьшением концентрации кислорода в воздухе понижается кривая 1 . Если при горении тепловое равновесие установилось в точке Г (пересечение прямой теплоотвода 2 и кривой тепловыделения 1 ), то при уменьшении скорости тепловыделения и понижении кривой 1 эта точка сместится влево и понизится температура горения. При некоторой скорости тепловыделения прямая теплоотвода 2 в области высоких температур только коснется кривой тепловыделения 1 в точке П . При дальнейшем снижении скорости выделения теплоты прямая теплоотвода расположится выше кривой скорости тепловыделения, и процесс горения перейдет в область окисления (точка О). Следовательно, температура горения Тп является критической , т.е. температурой потухания. Таким образом снизить температуру горения и прекратить горение можно как увеличением скорости теплоотвода, так и уменьшением скорости тепловыделения .
Этого можно достигнуть:
Рис.2. Схема прекращения горения
Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приемами или их сочетанием. Например, создание изолирующего слоя на горящей поверхности легковоспламеняющейся жидкости может быть достигнуто подачей пены через слой горючего, с помощью пеноподъемников , навесными струями и т.п. .
Рис.3. Классификация способов прекращения горения.
| Вещество, материал | Степень опасности |
|---|---|
| Азид свинца | Взрывается при увеличении влажности до 30% |
| Алюминий, магний, цинк, цинковая пыль | При горении разлагают воду на кислород и водород |
| Битум | Подача компактных струй воды ведет к выбросу и усилению горения |
| Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов | |
| Гидросульфит натрия | Самовозгорается и взрывается от действия воды |
| Гремучая ртуть | Взрывается от удара компактной водяной струи |
| Железо кремнистое (ферросилиций) | Выделяется фосфористый водород, самовоспламеняющийся на воздухе |
| Калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические | Реагируют с водой с выделением водорода, возможен взрыв |
| Кальций и натрий (фосфористые) | Реагируют с водой с выделением фосфористого водорода, самовоспламеняющегося на воздухе |
| Калий и натрий (перекиси) | При попадании воды возможен взрывообразный выброс с усилением горения |
| Карбиды алюминия, бария и кальция | Разлагаются с выделением горючих гaзов, возможен взрыв |
| Карбиды щелочных металлов | При контакте с водой взрываются |
| Магний и его сплавы | При горении разлагают воду на водород и кислород |
| Метафос | С водой реагирует с образованием взрывоопасного вещества |
| Натрий сернистый и гидросернокислый | Сильно разогревается (свыше 400 °С), может вызвать возгорание горючих веществ, а также ожог при попадании на кожу, сопровождающийся труднозаживающими язвами |
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:
|
Класс пожара |
Характеристики горящих материалов и веществ |
Огнетушащие составы |
||
|
Горение твердых горючих материалов, кроме металлов(дерево, уголь, бумага) |
Вода и другие средства |
|||
|
Горение жидкостей и плавящихся материалов |
Распыленная вода, пена, порошки |
|||
|
Горение газов |
Газовые составы, порошки, вода для охлаждения |
Горение металлов и их сплавов(Na,Mg,Al) |
Порошки при их спокойной подаче на горящую поверхность |
|
|
Горение оборудования, находящегося под напряжением |
Порошки, углекислый газ, хладоны, АОС |
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.
ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Работа 1. Выбор огнетушащих веществ и
средств пожаротушения
Цель работы: Ознакомиться с огнетушащими составами и выбрать средства для конкретной ситуации.
Быстрое и эффективное тушение пожара может быть достигнуто в том случае, если правильно выбрано средство тушения и осуществлена его своевременная подача в очаг горения. Выбор огнетушащих веществ, средств пожаротушения производится на основе их классификации и характеристики.
Огнетушащие вещества классифицируют:
По способу прекращения горения:
охлаждающие очаг горения: вода, твердая углекислота.
разбавляющие (снижающие процентное содержание кислорода в очаге горения): углекислый и др. инертные газы, водяной пар.
изолирующего действия (изолирующие горящую поверхность от кислорода воздуха): воздушно-механическая пена, порошки, песок, растворы.
ингибитирующие (тормозящие химическую реакцию горения): составы с галоидосодержащими углеводородами - хладоны, порошковые аэрозольные составы - АОС.
По электропроводности:
электропроводные: вода, растворы, водяной пар, пена.
неэлектропроводные: газы, порошковые составы.
По токсичности:
нетоксичные: вода, пена, порошковые составы, песок.
малотоксичные: углекислота
токсичные: фреоны, галоидированые составы № 3, 5, 7 и др.
Вода и растворы. Вода является основным средством тушения пожаров. Она дешева, доступна, легко подается к месту горения, хорошо сохраняется в течение длительного времени, не обладает токсическими свойствами, эффективна при тушении большинства сгораемых материалов.
Высокая огнетушащая способность воды обуславливается ее значительной теплоемкостью. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С теплоемкость воды равна 1 ккал/кг. Из 1 л. воды образуется 1750 л. сухого насыщенного пара. При этом затрачивается 539 ккал. тепловой энергии. Выделяющийся пар вытесняет кислород из зоны горения.
Однако вода обладает большой силой поверхностного натяжения, поэтому проникающая способность воды не всегда бывает достаточной. Известен ряд материалов (пыль, хлопок и др.), в поры которых вода не в состоянии проникнуть и прекратить тление. В таких случаях для снижения поверхностного натяжения и повышения проникающей способности в воду добавляют определенное количество (от 0.5 до 4% по весу) поверхностно-активных веществ-смачивателей. Наиболее распро-стра-нены следующие смачиватели: пенообразователь ПО-1, ПО-5.
Применение смачивателей при прочих равных условиях уменьшает расход воды в 2-2.5 раза и сокращает время тушения на 20-30%. Недостаток смачивателей - их агрессивность.
Для тушения пожаров применяется вода в виде сплошных и тонко распыленных струй. Распыленная вода может быть с успехом применена для тушения нефтепродуктов. При этом важным условием успеха тушения является создание над горящей поверхностью доста-точно плотной завесы из мелких капель. Эта завеса ограничивает поступ-ление кислорода из окружающей среды в зону горения. Кислород, проникший сквозь завесу в зону горения, разбавляется паром, образовав-шимся в результате испарения капель воды. В результате создаются условия, при которых горение невозможно.
Воду в виде сплошных струй применяют для механического отрыва пламени и в меньшей степени чем распыленную воду для охлаждения окружающих конструкций. Недостатком сплошной струи является низкий коэффициент исполь-зования теплоемкости воды из-за короткого времени ее контакта с зоной горения.
Для тушения лесных и степных пожаров применяют различные растворы солей. Для получения раствора к воде добавляют соли хлористого кальция, каустическую соду, глауберову соль, сернокислый аммоний и др., которые повышают теплоемкость воды и после ее испарения образуют на обработанной раствором поверхности пленку из солей. Эта пленка предотвращает повторное загорание потушенного очага от искр и угольков.
Однако вода - не универсальное средство. Со многими веществами, например, со щелочными и со щелочноземельными металлами она вступает в химическую реакцию с выделением водорода, сопровождающуюся значительным выделением тепла. Некоторые соединения, например, гидросульфит натрия при взаимодействии с водой разлагаются. Поэтому в подобных случаях, а также при тушении электроустановок, вода не может рекомендоваться в качестве огнетушащего вещества.
Пены являются эффективным средством пожаротушения. Огнету-шащие пены подразделяются на химическую и воздушно-механическую . Химическую пену получают в результате химической реакции нейтрализации между кислотой и щелочью. Оболочка пузырьков этой пены состоит из смеси водных растворов солей и пенообразующих веществ. Сами пузырьки заполняются углекислым газом - продуктом химической реакции.
Воздушно-механическую пену получают в результате механи-ческого перемешивания пенообразующего раствора с воздухом. Оболочка пузырьков воздушно-механической пены состоит из водного раствора пенообразователей типа ПО-1, ПО-5.
Полученная огнетушащая пена характеризуется:
стойкостью (способностью пены противостоять разрушению в течение определенного времени: чем выше стойкость пены, тем эффективнее процесс тушения);
кратностью пены (отношением объема пены к объему исходных продуктов:);
Различают: низкократные пены с кратностью до 12, средней кратные от 12 до 100 и высокократные К100 (наиболее эффективные).
вязкостью (способностью пены к растеканию по поверхности);
дисперсностью (размерами пузырьков).
Для повышения стойкости пены применяют поверх-ностно_актив-ные вещества (костный или столярный клей), а для хранения при низких температурах - этанол (C 2 H 3 OH) или этиленгликоль.
Пены применяют для тушения пожаров класса A, B, C. Нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и электрооборудования под напряжением.
Двуокись углерода. Двуокись углерода, подаваемая в очаг пожара, может быть в твердом состоянии (углекислый снег), газообразном и аэрозольном. Действие СО 2 на очаг горения основано на разбавлении кислорода в зоне горения.
Углекислый снег может быть получен при условии быстрого испарения жидкой углекислоты. Получаемая снегообразная углекислота имеет плотность 1.5 г/см 3 при - 80?С. Снегообразная углекислота снижает температуру и уменьшает содержание кислорода в зоне горения. Из 1 л. твердой кислоты образуется 500 л. газа.
В газообразном состоянии двуокись углерода применяют для объемного тушения внутри помещений, заполняя весь объем и вытесняя из него кислород. Аэрозольная двуокись углерода (в виде мельчайших кристаллических частичек) наибольший эффект дает в помещениях, в воздухе которых могут находиться мельчайшие сгораемые частички (хлопок, пыль и др.) В этом случае двуокись углерода не только производит тушение, но и способствует быстрому осаждению взвешенных в воздухе частичек. Для прекращения горения в помещении необходимо создать 30%-ую концентрацию паров углекислого газа.
Применяя двуокись углерода, необходимо помнить, что она представляет опасность для людей. Поэтому входить в помещение после заполнения его двуокисью углерода можно только в кислородных изолирующих противогазах.
Углекислота не электропроводна и испаряется, не оставляя после себя следов. Двуокись углерода применяется при тушении электро-обору-дования, двигателей внутреннего сгорания, при тушении пожаров в хранилищах ценных материалов, в архивах, библиотеках и т.п. Двуокись углерода нельзя применять как огнетушащее вещество при горении этилового спирта, т.к. углекислый газ растворяется в нем, а также при горении веществ, способных гореть без доступа воздуха (термит, целлулоид и т.д.). Кроме CО 2 в качестве огнетушащих веществ применяют и другие инертные газы: азот, шестифтористая сера.
Хладоновые составы - это составы с галоидосодержащими углеводородами. Они представляют собой легкоиспаряющиеся жидкости, вследствие чего их относят к газам или аэрозолям. Основными составами, используемыми при тушении пожаров, являются:
хладон 125 (C 2 HF 5);
хладон 318 (C 4 Cl 3 F 8).
Эти составы на сегодняшний день являются наиболее эффектив-ными средствами тушения пожаров. Действие их основано на ингибитировании химической реакции горения и взаимодействия с кислородом воздуха.
Применяются для тушения пожаров классов А, Б, С и электро-установок при практически неограниченных температурах.
Достоинства:
наиболее эффективны по сравнению со всеми имеющимися составами;
обладают высокой проникающей способностью;
применяются при отрицательных температурах (до -70єC).
Недостатки:
токсичность;
образование коррозионно-активных соединений в присут-ствии влаги;
неэффективны для применения на открытом воздухе;
нельзя тушить щелочные и щелочноземельные металлы и кислотосодержащие вещества.
Порошковые составы. К порошковым огнетушащим составам, приме-няющимся в настоящее время, относят:
ПСБ-3М (~90% бикарбанат натрия);
Пирант-А (~96% фосфаты и сульфаты аммония);
ПХК (~90% хлорид калия);
АОС - аэрозолеобразующие составы.
Кроме основных составляющих огнетушащих порошков в их состав входят антислеживающие и гидрофобные добавки.
Разработаны для тушения горящих щелочных и щелочно-земельных металлов, а также широко применяются для тушения пожаров классов: А, Б, С, и Е.
Порошковые огнетушащие составы применяют для тушения пожаров классов А, В, С и Е, электроустановок под напряжением.
Неэффективны при тушении:
тлеющих материалов и веществ, горящих без доступа кислорода.
Действие огнетушащих порошков ПСБ-3М и Пирант-А основано на изоляции горящей поверхности от доступа кислорода.
Действие порошковых составов ПХК и АОС заключается в ингибитировании химической реакции горения и уменьшении содержания O 2 в зоне горения.
Порошки ПХК и АОС являются самыми перспективными на сегодняшний день. Особой эффективностью обладают аэрозольные огнетушащие составы - АОС.
АОС представляют собой твердотопливные или пиротехнические композиции, способные к самостоятельному горению без доступа воздуха с образованием огнетушащих продуктов горения - инертных газов, высокодисперсных солей и окислов щелочных металлов. Эти соединения малотоксичны, экологически безвредны.
В настоящее время применяются:
пламенные АОС;
охлажденные АОС.
Пламенные составы при срабатывании устройств аэрозо-леобра-зующих составов имеют факел пламени достигающий несколько метров и температуру продуктов горения на выходе 1200-1500єC. Это является их недостатком.
Охлажденные аэрозолеобразующие составы получают с помощью специальных охлаждающих насадок. Это позволяет снизить температуру АОС при горении от 600 до 200єC, но при этом аэрозольная смесь будет содержать продукты неполного сгорания АОС, что значительно повышает токсичность продуктов горения по сравнению с пламенными АОС.
АОС используют для тушения в огнетушителях, в генераторах различных типов, как в автономном режиме, так и в автоматических установках аэрозольного пожаротушения.
