Огнетушащие вещества: химические свойства, виды. Положительные свойства воды как огнетушащего вещества Способы подачи воды для пожаротушения

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.

3.4.1. Какие существуют огнетушащие средства и в чем их достоинства и недостатки?

1. ВОДА. В основном, оказывает охлаждающее действие. Дополнительное преимущество: при образовании больших объемов водяного пара происходит вытеснение кислорода. При испарении 1л воды образуется 1,7м³. насыщенного пара. Вода представляет собой идеальное средство для охлаждения многих горючих веществ.

Преимущества:

· море обеспечивает неограниченный запас воды; высокий уровень поглощения теплоты; универсальность; имеет малую вязкость, струя может глубоко проникать в очаг пожара и создавать пленку на поверхности горящей жидкости (легкая вода);

· распыление для охлаждения значительных площадей или охлаждения границ пожара;

● превращаясь в пар, вытесняет воздух (объемное тушение).

Недостатки:

· возможное влияние на остойчивость судна;

· тушение водой горящих жидкостей может способствовать распространению пожара;

· вода непригодна для тушения пожаров при наличии электрооборудования или при наличии вблизи пожара кабелей под напряжением;

· вода вступает в реакцию с некоторыми веществами, образуя ядовитые пары, а взаимодействие с карбидом кальция, натрия приводит к взрыву.

· вода вызывает набухание некоторых грузов (портит груз).

2. УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ (СО 2). На судах углекислый газ СО 2 используется для тушения пожаров в машинных и грузовых помещениях, кладовых, эффективен для тушения электрического и электронного оборудования с помощью стационарных установок и огнетушителей.

При температуре О 0 С и давлении 36 кг/см 2 СО 2 переходит в жидкое состояние. Из одного литра жидкого СО 2 , при расширении получается 500 литров газа. Углекислый газ на судах хранится в баллонах под давлением. При подачи в помещение он переходит в газообразное состояние с быстрым расширением, что приводит к его переохлаждению. В результате переохлаждения газ выбрасывается из установки (раструба огнетушителя) в виде хлопьев сублимированного снега («искусственного льда») с температурой минус 78,5 0 С. Попадая в очаг горения, СО 2 переходит из твердого состояния в газообразное.

Углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха и поэтому постепенно концентрируется в нижней части защищаемого помещения. Тушение углекислым газом требует времени и нужной концентрации при объемном способе тушения. Горение может быть прекращено при концентрации его в закрытом помещении в диапазоне 30-45% объемных.

Преимущества:

· инертность; сравнительно невысокая стоимость; не повреждает груз, не оставляет следов, не проводит электричество;

· не образует ядовитых или взрывоопасных газов при соприкосновении с большинством веществ.

Недостатки:

· ограниченный запас; не оказывает охлаждающего действия при объемном способе; создает опасность удушья при концентрации в воздухе 15 – 30%;

· мало эффективен при применении на открытом воздухе;

· при тушении магния вступает с ним в реакцию (выделяется кислород).

3. ПЕНА. Подавляет огонь, образуя воздухонепроницаемый слой. Этот слой не дает возможности воспламеняющимся парам выходить за пределы поверхности, а кислороду проникать к горючему веществу. Тем самым исключается возгорание над покровом пены. Вследствие нагрева пузырьки пены лопаются, образуя водяной туман, который переходит в пар. Все это в комплексе прекращает процесс горения.

Достоинства:

· свободно и быстро покрывает поверхность; тушит горящие нефтепродукты, спирты, эфиры, кетоны. За счет воды содержащейся в растворе обладает охлаждающим эффектом (тушение пожаров класса А);

· применяется совместно с огнетушащими порошками;

· пена создает паровой барьер, препятствующий выходу паров наружу;

· для получения пены применяется пресная, забортная или мягкая вода;

· экономный расход воды, не вызывает перегрузки пожарных насосов;

· пенообразователи имеют небольшой вес, системы не требуют много места для размещения (компактны).

Недостатки:

· проводит электричество; нельзя применять для тушения горючих металлов; ограниченный запас; не тушит газы.

4 . ОГНЕТУШАЩИЕ ПОРОШКИ. Огнетушащие вещества в виде порошков делятся на две группы - это огнетушащие порошки общего назначения – для тушения пожаров классов А, В, С, Е и огнетушащие порошки специального назначения, которые используются для тушения только горючих металлов. Обычно в качестве сухого порошка применяется бикарбонат натрия с различными добавками, улучшающими текучесть, взаимную смешиваемость с пеной, водостойкость и срок хранения. В качестве сухого порошка применяются также фосфат аммония, бикарбонат калия, хлорид калия и т. д.

Достоинства. Сухой порошок быстро сбивает пламя. Порошковое облако, попадая в зону горения, тормозит реакцию горения. Кроме этого, происходит разбавление горящих веществ негорючими газами, выделяющимися в результате термического разложения частиц порошка. Применяемые порошки не токсичны, однако при тушении рекомендуется защищать дыхательные пути. Порошки не оказывают вредного воздействия на судовое оборудование.

Недостатки. Ограниченный запас, вызывают раздражение дыхательных путей, приводят к порче электроники. Обладают малым охлаждающим эффектом. Не обладают проникающей способностью.

5 . ХЛАДОНЫ, (ФРЕОНЫ). Хладоны, галоны, (фреоны) – галоидированные углеводороды состоят из углерода и одного или нескольких галогенов: фтора, хлора, брома и йода. Тушение пожаров хладонами основано на химическом торможении реакции горения, т.е. связывание активных центров атомов и радикалов.

Легко испаряясь, пары этих жидкостей заполняют весь объем горящего помещения. Достигнув очага пожара, они замедляют реакцию горения и обрывают ее, в результате чего пожар прекращается.

Преимущества:

· используются в небольших количествах; очень быстро сбивают огонь, не портят груз и оборудование; в системах нагнетания газа образуют однородную газовую среду; «проникающий» газ, распространяется по всему помещению, применим для тушения пожаров с электрооборудованием.

Недостатки:

● ограниченный запас, сравнительно высокая стоимость. Отсутствует охлаждающее действие, ухудшают видимость. При использовании в условиях очень высоких температур (500˚С) возможно образование ядовитых побочных продуктов (т.е. высокая токсичность). Не эффективны для глубоко расположенных очагов возгорания (например, в матрасах, тюках шерсти и т.д.). Вдыхание галлонов вызывает головокружение и нарушение координации движений. Разрушают озоновый слой.

В России наибольшее распространение получили хладоны 13В1, 12В1, фреон 114-В2 а также смесь бромистого этила (73%) и фреона 114 – В2 (27%) для тушения твердых и жидких горючих веществ. При достижении в аварийном помещении паров 215г на 1см куб. свободного объема цепная реакция горения прекращается. Эффективно тушат тлеющие материалы. Дальнейшие поставки хладонов этих типов запрещены, так как они разрушают озоновый слой.

6. ЗАМЕНИТЕЛИ ХЛАДОНА (ГАЛОНА). После запрещения Монреальским Протоколом использования и производства озоноразрушающих хладонов, начались интенсивные поиски альтернативных им объемных средств тушения. Как в нашей стране, так и за рубежом изготавливаются и устанавливаются на суда новейшие системы пожаротушения, использующие тонко распыленную воду, аэрозольные генераторы, инертные газы и неразрушаюшие озоновый слой хладоны. В настоящее время созданы системы газового тушения, использующие хладон FM – 200 (гептофторпропан). Допущен для использования в системах пожаротушения для защиты как обитаемых так и необитаемых помещений. Для прекращения пожара требуется низкая концентрация хладона (7,5%), не влияющая на органы дыхания человека.

7 . ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ (ИГ). Инертные газы это газ или смесь газов, не содержащих достаточное количество кислорода для поддержания горения.

ИГ получаются от сжигания органического топлива в судовых котлах, и отдельных газогенераторах на дизельном топливе. Азотные генераторы вырабатывают ИГ - АЗОТ из воздуха. Огнегасительное действие ИГ сводится к понижению концентрации кислорода в очаге горения. Их применяют для заполнения свободного пространства танков, трюмов для защиты от пожаров и взрывов, а также для тушения пожаров в трюмах. Азот (N) – широко применяется в системах инертного газа для инертизации танков на танкерах – химовозах, и танкерах - газовозах. Для эффективного применения системы содержание кислорода в ИГ должно быть не более 5% при температуре газов не более 40˚С. При выгрузке нефтепродуктов подача газов в танки на 25% должна превышать максимальную скорость разгрузки.

8 . ТОНКОРАСПЫЛЕННАЯ ВОДА. Тонкораспыленная вода является эффективным и перспективным средством тушения. Она рекомендуется для тушения твердых веществ в измельченном виде, волокнистых материалов и легковоспламеняющихся жидкостей.

Для получения тонкораспыленной воды требуется винтовые и вихревые распылители при давлении воды в магистрали 25-30 кг/см 2 . В этом случае получаются частички воды размером от 0,1 мм до 0,5. Такая тонкораспыленная вода в пламени превращается в пар, предварительно отобрав значительную часть тепла от пожара, а пар, разбавляя окислитель в зоне пожара, способствует прекращению горения.

Требуемая дисперсность распыла зависит от характера горящих веществ. Например, для тушения бензина и пылеобразных веществ диаметр капель должен быть не более 0,1мм, для спиртов – 0,3мм, для горючих жидкостей типа трансформаторного масла и волокнистых материалов – 0,5мм.

Тонкораспыленная вода сейчас чаще применяется в стационарных установках тушения пожаров в МО, инсинераторых, сепараторных помещениях, причем автоматически, поскольку не опасна человеку.

9. ВОДЯНОЙ ПАР. Водяной пар для тушения пожаров подается в зону горения по специальным трубопроводам, от паросиловой установки. Лучшими огнегасительными свойствами обладает насыщенный пар. Огнегасительные концентрации водяного пара зависят от вида горючих материалов и не превышают 35% по объему. Применение водяного пара для тушения пожаров эффективно в помещениях объемом до 500м 3 . Высокая температура, опасность для личного состава, малые скорости заполнения аварийного помещения ограничивают применение водяного пара как огнетушащего средства. Пар нельзя применять для тушения разогретого железа до 700 0 С и горящей сажи, т.к. происходит усиление горения и возможность взрыва выделяющегося водорода.

10. ОГНЕТУШАЩИЕ АЭРОЗОЛИ. Принцип действия огнетушащих аэрозолей основан на ингибировании окислительно-восстановительных реакций мелкодисперсными продуктами (аэрозолем) солей и окислов щелочных и щелочноземельных металлов, образующихся при сгорании аэрозолеобразующего заряда, находящегося в корпусе генератора, и способных находиться во взвешенном состоянии в течение 30-50 минут.

Газоаэрозольная смесь, выделяющаяся при срабатывании генератора, токсичная, оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки органов дыхания, поэтому входить в помещение, в котором применялись генераторы, можно не ранее, чем через 30 мин. после прекращения их работы в средствах защиты органов дыхания или после проветривания.

11. КОМБИНИРОВАННЫЕ СРЕДСТВА ТУШЕНИЯ.

Комбинированное газопорошковое пожаротушение является новым перспективным направлением развития автоматической защиты. Принцип такого тушения заключается в следующем: струя, состоящая из смеси углекислого газа и тонкодисперсного порошка на основе фосфата аммония с высокой скоростью подается в защищаемый объем. Эта взвесь, попадая в зону газофазного пламени, осуществляет его тушение за счет разбавления окислителя газом и поглощения активных центров пламени частицами порошка. Частицы порошка, пошедшие через газовую фазу пламени, попадают на поверхность материала и блокируют процессы испарения и сублимации, образуя на поверхности плотную стеклообразную фосфатную пленку, т.е. порошок работает в двух зонах, поэтому такие модули назвали «Бизон» (две зоны). Модуль пожаротушения «Бизон» располагается на переборке (стене) защищенного объема на высоте до 3,5 метров.

Огнетушащая способность воды обуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е. срывом пламени. Охлаждающее действие воды определяется значительными величинами ее теплоемкости и теплоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем воздухе, обуславливается тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды. Наряду с этим вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Так, при тушении вододй нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении. Огнетушащий эффект при тушении водой в таких случаях может быть повышен путем подачи ее в распыленном состоянии. Вода, содержащая различные соли и поданная компактной струей, обладает значительной электропроводностью, и поэтому ее нельзя применять для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением. Тушение пожаров водой производят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами (ручными и лафетными). Для подачи воды в эти установки используют устраиваемые на промышленных предприятиях и в населенных пунктах водопроводы.

33. Преимущества и недостатки воздушно-механической пены как огнетушащего средства

Воздушно-пенные огнетушители наиболее пригодны для тушения пожаров класса А (особенно со стволом пены низкой кратности), а также - пожаров класса В. Эффективность воздушно-пенных огнетушителей значительно возрастает при использовании в качестве заряда фторированных пленкообразующих пенообразователей. Для получения воздушно-механической пены средней кратности используют специальное устройство - пеногенератор, который состоит из корпуса со сходящимся и расширяющимся конусами, распылителя раствора пенообразователя и пакета металлических сеток. Воздух, необходимый для пенообразования, эжектируется распыленной струей раствора пенообразователя и увлекается его каплями на пакет сеток, где и формируется поток пены, выходящий из насадка пеногенератора в виде струи. Недостатком воздушно-пенных огнетушителей является возможность замерзания рабочего раствора при отрицательных температурах, его достаточно высокая коррозионная активность, неприменимость огнетушителей для ликвидации пожаров оборудования, находящегося под напряжением электрического тока, и для тушения сильно нагретых или расплавленных веществ, а также веществ, бурно реагирующих с водой.

34. Преимущества и недостатки негорючих газов как огнетушащего средства

При тушении пожаров инертными газообразными разбавители используют двуокись углерода, азот, дымовые или отработавшие газы, пар, а также аргон и другие газы. Огнетушащие действие названных составов заключается в разбавлении воздуха и снижении в нем содержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение. Огнетушащий эффект при разбавлении указанными газами обуславливается потерями теплоты на нагревание разбавителей и снижением теплового эффекта реакции. Особое место среди огнетушащих составов занимает двуокись углерода (углекислый газ), которую применяют для тушения складов ЛВЖ, аккумуляторных станций, сушильных печей, стендов для испытания электродвигателей и т.д.

Следует помнить, однако, что двуокись углерода нельзя применять для тушения веществ, в состав молекул которых входит кислород, щелочных и щелочноземельных метталов, а также тлеющих материалов. Для тушения этих веществ используют азот или аргон, причем последний применяют в тех случаях, когда имеется опасность образования нитридов металлов, обладающих взрывчатыми свойствами и чувствительностью к удару.

Вода является одним из наиболее широко распространенных и наиболее универсальных средств, применяемых для тушения пожаров. Она эффективна при тушении пожаров, связанных с горением веществ, находящихся во всех трех состояниях. Поэтому ее широко применяют для тушения пожаров практически повсеместно, кроме тех редких случаев, когда ее применить нельзя. Воду нельзя применять для тушения пожаров в следующих случаях:

нельзя тушить горючие вещества и материалы, с которыми вода вступает в интенсивное химическое взаимодействие с выделением тепла или горючих компонентов (например, пожары, связанные с горением щелочных и щелочно – земельных металлов, металлов типа лития, натрия, карбида кальция и других, а также кислот и щелочей, с которыми вода бурно взаимодействует);

водой нельзя тушить пожары, с температурой выше 1800 – 2000 0 С, так как при этом возникает интенсивная диссоциация паров воды на водород и кислород, которые интенсифицируют процесс горения;

нельзя тушить пожары, при которых применение воды не обеспечивает требуемых условий безопасности для личного состава. Например, пожары электроустановок, находящихся под высоким напряжением, и т. д.

Во всех остальных случаях вода является надежным, эффективным средством для тушения пожаров и поэтому она нашла наиболее широкое применение. Вода обладает рядом достоинств как огнетушащее средство: термической стойкостью, намного превышающей термическую стойкость других негорючих жидкостей, высокой теплоемкостью и теплотой испарения, относительной химической инертностью. К отрицательным свойствам воды относятся: высокая температура замерзания и аномалия изменения плотности воды при охлаждении, что затрудняет ее применение при низких отрицательных температурах, сравнительно малая вязкость и высокий коэффициент поверхностного натяжения, ухудшающие смачивающие способности воды и тем самым снижающие коэффициент ее использования в процессе тушения, а также электропроводность воды, содержащей примеси.

По механизму прекращения горения вода относится к категории охлаждающих огнетушащих средств. Но сам механизм прекращения горения зависит от режима горения, от вида горючего и его агрегатного состояния. При тушении пожаров, связанных с горением горючих газов (всегда) и жидкостей (иногда) доминирующим механизмом прекращения горения является охлаждение зоны горения, который реализуется в случае применения объемного метода тушения.

Воду можно подавать в зону горения в виде компактных струй, распыленных струй и тонкораспыленной воды. Два последних случая наиболее полно соответствуют понятию объемной подачи жидкого огнетушащего средства в зону горения. Компактная струя, пройдя сквозь зону горения, не окажет на нее почти никакого воздействия.

При тушении ЛВЖ и ГЖ компактная струя не окажет на факел пламени почти никакого воздействия. А, попав на поверхность ЛВЖ и ГЖ, она будет не очень эффективно ее охлаждать. Из-за большого удельного веса воды по сравнению с горючими углеводородами она быстро опустится на дно. Охлаждение прогретых до температуры кипения поверхностных слоев горючей жидкости будет не столь интенсивным, как если бы была подана распыленная или тонкораспыленная вода. При тушении ТГМ компактные струи воды, поданные в факел пламени, также, как и в первых двух случаях, не окажут влияния на зону горения, а попав на поверхность ТГМ, они не очень эффективно будут их охлаждать и тем самым будут мало способствовать тушению.

Мощные компактные струи воды подают при тушении крупных развившихся пожаров штабелей древесины, так как при таком интенсивном горении распыленные струи, а тем более тонкораспыленная вода не долетят не только к горящей древесине, но даже не попадут внутрь факела пламени. Они испарятся во внешних зонах факела пламени или унесутся вверх интенсивными газовыми потоками, практически не повлияв на процесс горения.

Во всех остальных случаях распыленные струи и тонкораспыленная вода более эффективны как при тушении пожаров объемным способом, так и при тушении по поверхности горючего материала. При прекращении пламенного горения компактная струя менее эффективна потому, что, пролетая сквозь зону горения, не обеспечивает охлаждающего воздействия, так как она имеет небольшую площадь поверхности контакта с пламенем и малое время взаимодействия. Тогда как распыленные струи имеют значительно большую поверхность контакта с факелом пламени и меньшую скорость пролета – большее время взаимодействия. А еще лучше условия теплоотвода из факела пламени у тонкораспыленной воды.

Значит, чем больше поверхность контакта жидкости с факелом пламени и время этого контакта при прочих равных условиях, тем интенсивнее теплоотвод, Очень малое тепловое и аэродинамическое взаимодействие с факелом пламени у компактной струи, большее – у распыленной, еще большее – у тонкораспыленной воды, подаваемой в зону пламени. Наибольший эффект тушения при подаче воды в факел пламени будет в том случае, когда ее охлаждающий эффект будет максимальным. То есть когда вся поданная на тушение пожара вода испарится за счет отвода тепла от факела пламени, непосредственно из зоны протекания химических реакций горения. Поэтому при таком механизме прекращения горения следует стремиться к тому, чтобы максимально возможное количество воды испарялось в объеме факела пламени, а не за его пределами. А при тушении водой путем подачи ее на поверхность горючих жидкостей или ТГМ более равномерная подача распыленной воды эффективна потому, что максимальный охлаждающий эффект будет иметь место при полном испарении всей поданной на тушение пожара воды за счет отъема тепла от горючего материала. Поэтому вода должна находиться в контакте с поверхностными (наиболее прогретыми) слоями ЛВЖ, ГЖ или ТГМ до полного ее испарения.

1) Вода обладает большой теплоемкостью (4187 Дж/кг · град) при нормальных условиях и высокой теплотой парообразования (2236 кДж/кг), поэтому, попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.

2) Вода обладает высокой термической стойкостью . Ее пары только при температуре свыше 1700 0 С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300-1350 0 С и тушение их водой не опасно.

3) Вода имеет низкую теплопроводность , что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство, в сочетании с предыдущими, позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.

4) Малая вязкость и несжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния под большим давлением.

5) Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли . Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.

6) Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

7) Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию .

Отрицательные свойства воды как огнетушащего вещества:

1) Основной недостаток у воды как огнетушащего средства заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения (72,8 · 10 -3 Дж/м 2) она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества . Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или, как их называют, смачиватели. На практике используют растворы ПАВ, поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды на тушение пожара на 35-50 %, снизить время тушения на 20-30 %, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади. Например, рекомендуемая концентрация смачивателя в водных растворах для тушения пожаров:

Ø Пенообразователь ПО - 1,5 %;

Ø Пенообразователь ПО-1Д - 5 %.

2) Вода имеет относительно большую плотность (при 4 0 С - 1 г/см 3 , при 100 0 С - 0,958 г/см 3), что ограничивает, а иногда и исключает ее применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.

3) Малая вязкость воды способствует тому, что значительная часть ее утекает с места пожара , не оказывая существенного влияния на процесс прекращения горения. Если увеличить вязкость воды до 2,5 · 10 -3 м/с, то значительно снизиться время тушения и коэффициент ее использования повысится более чем в 1,8 раза. Для этих целей применяют добавки из органических соединений, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).

4) Металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды, т.е. больше чем 1700 0 С. Тушение их водяными струями недопустимо.

5) Вода электропроводна , поэтому ее нельзя применять для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

6) Вода реагирует с некоторыми веществами и материалами (пероксидами, карбидами, щелочными и щелочноземельными металлами и т.п.) , которые поэтому нельзя тушить водой.