korolchenko_1

Принцип действия таких пенообразователей заключается в том, что при попадании на горящую жидкость раствор, выделяющийся из пены, образует пленку на поверхности горючей жидкости, которая препятствует поступлению горючих паров в зону горения и предохраняет пену от разрушения, вследствие чего достигается достаточно высокий огнетушащий эффект. Фторорганические ПАВ являются обязательным компонентом пленкообразующих пенообразователей этого типа, характеризующихся следующими общими свойствами:

химической и термической стойкостью;

биологической устойчивостью;

высокой поверхностной активностью; проявлением поверхностной активности у фторорганических ПАВ и в органических средах.

Впервые пленкообразующий пенообразователь был разработан фирмой “Minnesota Manufacturing Mining (ЗМ)” США и получил название “Light Water” (“Легкая вода”). Впоследствии ряд зарубежных фирм начал выпускать пленкообразующие пенообразователи подобного типа, которые получили название “пенообразователи типа AFFF” (Aqueous Film Forming Foams).

Высокая огнетушащая способность пленкообразующих пенообразователей позволяет подавать пену под слой горючего, а также сверху навесными струями, что упрощает процесс тушения. К достоинствам пленкообразующих пенообразователей относится также высокая надежность тушения, в частности высокая устойчивость к повторному воспламенению уже потушенной жидкости, находящейся под слоем пены.

Пленкообразующие пенообразователи (типа AFFF) взаимозаменяемы и различаются лишь ценой и, в меньшей мере, эксплуатационными характеристиками (табл. 6.4).

Воздушно-механическая пена, получаемая из большинства пенообразователей, интенсивно разрушается при контакте с полярными органическими жидкостями. В результате этого огнетушащая способность пены при тушении таких жидкостей крайне низка. Для решения проблемы тушения полярных жидкостей применяют пену, полученную из “спиртоустойчивых” пенообразователей (табл. 6.5). Основой таких пенообразователей являются фторорганические ПАВ в сочетании со специально подобранным полимерным соединением. Такой “комплекс” образует на поверхности полярной жидкости пленку, изолирующую пену от полярной жидкости и предохраняющую ее от разрушения.

Пенообразователи для полярных жидкостей взаимозаменяемы в пределах своего назначения (см. табл. 6.5).

Дальнейшие исследования в области разработки новых пенообразователей позволили создать универсальные пенообразователи, пригодные для тушения практически всех видов жидких горючих веществ. Это — “Универсальный” (Россия), “Ехруrol A3F/A 3-6%” (Германия) и др. (см. табл. 6.5), однако их нельзя смешивать. Универсальные пенообразователи, несмотря на их достаточно высокую стоимость, вследствие высокой огнетушащей способности, высоких эксплуатационных качеств и универсальности применения являются наиболее перспективными и широко используются на промышленных предприятиях, транспорте и т.д.

В третью группу пенообразователей для получения огнетушащих пен (табл. 6.6) в банке данных по показателям пожаровзрывоопасности веществ и материалов и средствам их тушения выделены пенообразователи, созданные специально для достижения конкретной цели (тушение конкретного вещества или применение в специфических условиях).

Пенообразователь ПО-1С был разработан для тушения метанола и этанола. В настоящее время снят с производства и не применяется ввиду малой эффективности.

113

Пенообразователь ПО-II был разработан для тушения диэтилового эфира. В настоящее время он также снят с производства и не применяется ввиду малой эффективности.

Пенообразователь “Морозко” — морозоустойчивый, имеющий температуру замерзания ниже – 40 °С и не ухудшающий эксплуатационных характеристик при многократном замораживании–размораживании. Разработан для применения в условиях Крайнего Севера.

Пенообразующая способность пенообразователей в значительной мере подавляется наличием в воде неорганических солей, что делает невозможным использование на морских судах забортной воды с целью получения пены для тушения пожаров. Специально для морских судов создан пенообразователь “Морской” для использования в морской и жесткой воде.

Пеногенераторные порошки ПГП и ПГП-С предназначены для получения химиче- ской пены тушения нефтепродуктов (ПГП) и полярных жидкостей (ПГП-С). В настоящее время пеногенераторные порошки сняты с производства. Химическая пена применяется для тушения загораний и локальных очагов пожаров при использовании огнетушителей типа ОХП.

Газовые средства тушения пожаров

Существует ряд объектов, которые нельзя или экономически нецелесообразно тушить “традиционными” средствами. К ним откосятся, например, энергоустановки, вычислительные замкнутые объемы, насыщенные электрооборудованием, книгохранилища, музеи, картинные галереи и т.п. Кроме того, эффективное пожаротушение, как правило, достигается при поддержании в течение определенного времени огнетушащей концентрации в защищаемом помещении, что трудно обеспечить, применяя водопенные и порошковые огнетушащие средства.

Газовые средства тушения относятся к средствам объемного тушения и подразделяются на инертные разбавители и ингибиторы горения. В качестве инертных разбавителей используют газообразные диоксид углерода, азот, аргон, водяной пар. Горение большинства веществ прекращается при снижении содержания кислорода в атмосфере защищаемого объема до 12 – 15 % об. Для веществ, характеризуемых широкой концентрационной областью распространения пламени (водород, ацетилен, диборан и др.), металлов, тлеющих материалов предельное содержание кислорода составляет 5 % об. и менее.

Наиболее широкое применение из указанных газообразных разбавителей находит диоксид углерода (табл. 6.7). Его используют в стационарных установках объемного тушения, в ручных (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8) и возимых (ОУ-80) огнетушителях. Особенностью диоксида углерода является его способность при дросселировании образовывать хлопья “снега”. При поверхностном тушении “снежным” диоксидом углерода его разбавляющее действие дополняется охлаждением очага горения. Диоксид углерода нельзя применять для тушения пожаров щелочных и щелочно-земельных металлов, развитых пожаров тлеющих материалов.

Азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и других, образующих нитриды, обладающие взрывчатыми свойствами. В вышеуказанных случаях в качестве инертного разбавителя применяют аргон, значительно реже (из-за его дефицитности) — гелий.

Наибольшей эффективностью среди газовых средств тушения обладают галогенсодержащие углеводороды (см. табл. 6.7), особенно хладоны.

117

Хладоны — это товарное наименование галогенсодержащих углеводородов, применяемых в основном в холодильных машинах. Международное название галогенсодержащих углеводородов, применяемых в целях пожаротушения, — галоны (halons). Галоны классифицируются группой цифр: первая указывает количество атомов углерода в молекуле соединения, вторая — фтора, третья — хлора, четвертая — брома, пятая — йода. Например, галон 1211 — CF2ClBr.

В России хладоны классифицируются группой цифр, первая из которых указывает количество атомов углерода в молекуле вещества минус единица, вторая — водорода плюс единица, третья — фтора; оставшиеся свободные связи заняты атомами хлора. При нали- чии в молекуле атомов брома после группы цифр ставится буква “В” и цифра, указывающая число его атомов. Например, хладон 114В2 — C2F4Br2 è ò.ä. (ñì. òàáë. 6.7).

Применение бромхладонов при объемном тушении позволяет не только обеспечить быстрое и эффективное подавление горения, но и предупредить создание взрывоопасной среды (зафлегматизировать горючую смесь).

Огнетушащая способность хладонов зависит от многих факторов. Наличие в молекуле хладонов атомов брома придает им высокую эффективность, а атомов фтора — повышенную термическую стабильность. В ряду F–Cl–Вr–I огнетушащая способность характеризуется отношением 1:2:10:16, т.е. прямо пропорциональна их атомным массам. В связи с этим высказано предположение, что на пламя воздействует не исходная молекула галогенуглеводорода, а проекты его разложения. При изучении влияния HCl, HBr, HI на пределы воспламеняемости водородовоздушных смесей установлено, что их эффективность убывает в последовательности HCl < HBr < HI, причем HBr и HI являются ингибиторами горения, HCl — флегматизатором. Многие галогенуглеводороды в количестве до 0,5% объявляются эффективными ингибиторами, тормозящими химические реакции в пламени, по сравнению с инертными газами-флегматизаторами. Это объясняется тем, что вследствие более высокого, чем у горючего, химического сродства с активными промежуточными продуктами реакции окисления молекулы ингибитора или продукты его распада, конкурируя с окисляющими компонентами, энергично реагируют с активными радикалами, превращая их в устойчивые соединения и тормозя развитие реакционной цепи. В то же время при дальнейшем увеличении количества добавки галогенуглеводороды действуют, в основном, как флегматизаторы.

Строгая корреляция между свойствами горючих веществ и эффективностью их тушения газовыми средствами отсутствует, тем не менее в литературе имеются сведения о том, что высококалорийные горючие (например, углеводороды) тушатся бромхладонами легче, чем низкокалорийные (метанол, нитрометан и др.).

При сопоставлении различных огнетушащих составов важно выбрать критерий, в соответствии с которым можно было бы оценить их качество. Наиболее надежным является критерий, основанный на определении огнетушащей концентрации газового огнетушащего состава Gîãí горючих веществ.

Этот критерий основан на определении огнетушащей концентрации, при которой достигается тушение не более чем за 8 с, т.е. за время, требуемое для тушения в соответствии с международным стандартом. Именно этот критерий был использован при сопоставлении огнетушащей способности различных составов в табл. 6.7.

Хладоны неприемлемы для тушения металлов, многих металлоорганических соединений, некоторых гидридов металлов, а также в тех случаях, когда окислителем является не кислород, а другие вещества (например, галогены или оксиды азота).

118