1.1.5 Классификация видов огнегасящих средств, их свойства.

В зависимости от того, как огнетушащие вещества воздействуют на процесс го­рения, они подразделяются на четыре вида: охлаждающие зону горения, разбавляющие окислитель, изолирующие горючее вещество, химически тормозящие цепные реакции горения.

К огнетушащим средствам охлаждения относятся вода и твердый диоксид углерода.

Вода (пресная или морская) является традиционным, наиболее распространен­ным, доступным, дешевым огнетушащим веществом. Теплоем­кость воды 4,187 КДж/кг·°С, теплота парообразования 2236кДж/кг; 534 ккал/кг., теплопроводность 0,599 Вт/м·°С, которая рас­тет с повышением температуры, что делает слой воды надежно тепло­изолирующим. Малая вязкость и не сжимаемость воды позволяют подавать ее под большим давлением на значительные расстояния. Кроме того, вода обладает способно­стью значительно увеличивать свой объем при испарении (1 кг воды образует 1700 л пара).

Огнетушащая эффективность воды зависит от способа ее подачи в очаг пожара. Наибольший эффект достигается при подаче воды в распыленном виде, т.к. увеличивается площадь одновременного, равномерного охлаждения зоны горения. Распыленная вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая при этом большое количество теплоты и вытесняя одновременно окислитель из зоны горения. Распыленные водяные струи (водяные завесы) применяют для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения, охлаждения нагретых судовых конструкций и установок, а также для осаждения дыма. Сплошные струи воды используются при тушении наружных пожаров, когда необходимо подать воду на большие расстояния или придать ей ударную силу (способ механического срыва пламени). Сплошные струи нельзя применять при тушении горючих жидкостей со свободными поверхностями. Вода используется для тушения любых горючих материалов, кроме электрообо­рудования под напряжением и некоторых материалов.

Недостатки воды: электропроводность, слабая смачивающая способность, химическая активность, большая плотность, коррозионное воздействие, скопление воды ухудшает остойчи­вость. Отдельные недостатки воды можно компенсировать и повысить ее эффективность. Так, для уменьшения поверхностного натяжения и увеличения смачивающей способности в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или смачиватели.

Вода обладает незначительной вязкостью, что уменьшает огнетушащую способность. Добавление даже небольшого количества органических соединений, например, производных целлюлозы, увеличивает вязкость воды и повышает коэффициент её использования более чем в 1,8 раза. Это достигается за счет того, что полученная «вязкая» вода покрывает тонкой пленкой поверхность горящего материала и, удерживаясь на ней, кроме охлаждения, проявляет изолирующее и экранизирующее действия. «мокрая» вода - вода с пониженным значением поверхностного натяжения путем добавления веществ типа сульфанолов, сульфонатов и др. Обработанная таким образом вода лучше проникает в пористые материалы. Приме­нение ПАВ в отдельных случаях снижает расход воды для тушения на 30-50%. «скользкая» вода - вода с добавлением окиси полиэтилена для уменьшения вязкости. Применяется для увеличения дальности полета струй.

Твердый диоксид углерода (CO₂) - как и вода, может быстро отнять теплоту от нагретой поверхности горючего вещества. При температуре -79ºС она представляет собой мелкокристаллическую массу плотностью 1,53кг\м³. Такая масса образуется при переходе СО₂ из жидкой в газообразную фазу при быстром увеличении объема. Твердый СО₂ неэлектропроводен, но токсичен. Используется при тушении всех материалов, кроме магния, его сплавов и щелочных металлов, с которыми вступает в реакцию. Под влиянием теплоты твердый СО₂, минуя жидкую фазу, превращается в газ, увеличиваясь в объеме в 400-500 раз.

Жидкий диоксид углерода (CO₂) при расширении переходит в твердое состояние в виде хлопьев, похожих на снег, с температурой -78,5°С.

К огнетушащим средствам разбавления относятся водяной пар, тонко распыленная вода, газообразный СО₂, азот и др.

Водяной пар имеет огнетушащую концентрацию 35%. Плотность пара невысока, и поэтому он используется в помещениях объемом до 5000 м³. Водяной пар обладает слабой теплопоглощающей способностью, поэтому его охлаждающий эф­фект мал, что может привести к повторным возгораниям.

Тонкораспыленная вода в зоне горения почти вся пре­вращается в пар, разбавляя горючие вещества, и участвующий в горении воздух.

Газообразный диоксид углерода в 1,5 раза тяжелее воздуха. Его огнетушащая концентрация в объеме 30%. При концентрации СО₂ в воздухе 10-З0% человек теряет сознание от удушья, возможен летальный исход, поэтому его применение должно сопровождаться контролем за личным составом.

Азот - бесцветный газ плотностью 1,25 кг/м³, без запаха, вкуса, неэлектропроводен. Огнетушащая концентрация азота не менее 31% в объеме. Азот неприменим для тушения алюминия, магния, титана, других материалов, образующих нитраты, обладающие взрывчатыми свойствами. Для тушения таких металлов используется другой инертный газ - аргон.

В группу огнетушащих средств изоляции входят пена, порошковые составы, сыпучие негорючие вещества, листовые мате­риалы.

Пена - коллоидная система из жидких пузырьков, наполненных газом. Пленка пузырьков содержит раствор ПАВ в воде с различ­ными добавлениями. Используется для тушения всех видов горючих веществ, ис­ключая взрывчатые и взаимодействующие с водой. Огнетушащая способность пены определяется ее свойствами: кратностью, стойкостью и изолирующей способностью.

Изолирующая способность пены заключается в препятствии испарению горючего вещества и проникновению через слой пены паров, газов и различных излучений. Она зависит от стойкости, вязкости и дисперсности.

Воздушно-механическая пена образуется при перемешивании воздуха с раствором пенообразователя в специальной аппаратуре. Пену получают при перемешивании концентрата водных растворов пенообразователей с потоком воздуха в пропорциях от 1:3 до 1:1000 и выше. Пена не теплопроводна, имеет малую теплоемкость и слабую электропроводность, если раствор пенообразователя приготовлен на основе пресной воды. Раствор пенообразователя не­обходимой концентрации образуется в момент тушения в специальных устройст­вах, либо готовится заранее в баках стационарных установок. Используются пенообразователи марок ПО-1, ПО-1Д, ПО-ЗА, ПО-бК, "Морпен" и др. В зависимости от вида пенообразователя различают несколько типов воздушно-механической пены: на протеиновой основе, синтетическая пена.

Химическая пена образуется при взаимодействии щелочных и кислотных компонентов, обладает высокой стойкостью, но имеет низкую кратность. Пена состоит по объему из 80% СО₂, 19,7% Н₂О и 0,3% пенообразующего вещества. Химическая пена электропроводна, агрессивна к материалам, используемым в судостроении. Пена практически не применяется на судах, но достаточно широко используется на береговых объектах. Пеной на основе химических соединений запрещается тушить электрооборудование под напряжением.

Сыпучие негорючие вещества: песок, опилки.

Песок - мелкообломочная рыхлая осадочная горная порода, состоящая не менее чем на 50% из зерен кварца, полевых шпатов и других минералов и обломков горных пород размером 0,05-2 мм; содержит примесь алевритовых и глинистых частиц.

Листовые материалы: войлочные, асбестовые, брезентовые покрывала (кошма).

Кошма - войлочный ковер из овечьей или верблюжьей шерсти у скотоводческих народов Ср. Азии и Казахстана.

Войлок - текстильный материал, получают валянием шерстяных (реже минеральных и химических) волокон, а также из минеральной ваты (на битумной связке). Используют главным образом как теплоизоляционный материал.

Асбест - (горный лен), обобщенное название минералов класса силикатов (групп серпентина и амфибола), образующих тонковолокнистые агрегаты. Огнестойкие (t_пл ок. 1500°C), щелоче- и кислотоупорные, нетеплопроводные, диэлектрики. Материал для огнестойких и теплоизоляционных изделий.

Брезент - парусина, пропитанная водоупорными и противогнилостными составами.

В группу средств химического торможения входят порошковые составы и хладоны. Огнетушащее действие порошков изучено еще не полностью. Охлаждающий и изолирующий эффекты порошков значительны. Так, бензин, горящий на площади 1м², можно потушить 1кг порошка типа ПСБ. Воды и углекислого газа требуется при этом несколько килограммов. При полном разложении 1кг порошка образуется всего 250г двуокиси углерода, а затрачиваемое на это разложение количество теплоты эквивалентно теплоте испарения лишь 300г воды. Таким образом, даже на полное испарение всего порошка теплоты затрачивается много меньше, чем требуется для прекращения горения.

ПОРОШКИ. Огнетушащие порошковые составы (ОПС) нетоксичны, не электропроводны, не оказывают вредного воздействия на судовые материалы, они не замерзают при низких температурах. Порошок представляет собой текучую мелкодисперсную пыль с размером час­тиц 20-1000 мкм. Подача порошка в очаг пожара осуществляется сжатым воздухом или азотом. В настоящее время промышленность выпускает порошковые составы различных марок и назначения. Все марки ОПС можно разделить на две группы:

составы на основе бикарбонатов натрия и калия, предназначенные в основном для тушения пожаров горючих жидкостей, газов и электроустановок. Они плохо тушат тлеющие пожары;

составы на основе галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов, ко­торые используются для тушения металлов.

Наиболее часто применяются составы типов:

ПС (кальцинированная сода, графит, стеарат металла);

ПСБ-3 (бикарбонат натрия, аэросил. нефелиновый концентрат);

ПФ (диаммофос, аэросил, нефелин);

СИ-2 (силикагели, насыщенные галоидоуглеводородом);

П-1А (аммофос, аэросил).

Внедряются новые эффективные огнетушащие порошковые составы типа "Пирант" на основе фосфорно-аммонийной соли, стеарата цинка, аэросила, флогопита и легкоплавких добавлений.

Недостатки ОПС - гигроскопичность, слеживаемость, относительно высокая стоимость. Для уменьшения слеживаемости и увеличения теку­чести в некоторые типы порошков вводят аэросил, представляющий собой двуокись кремния.

ХЛАДОНЫ относятся к огнетушащим средствам химического торможения реакции горения. Они представляют собой в нормальных условиях легкоиспаряющиеся жидкости или газы. Прекращение горения с помощью хладонов основано на химическом принципе. Применяется для тушения пожаров в судовых помещениях, МКО, закрытых грузовых палубах, кладовых для хранения легковоспламеняющихся материалов и т.д. При подаче легкоиспаряющейся, химически активной жидкости происходит образование под воздействием высокой температуры негорючего пара, который блокирует очаг пожара, не допуская проникновение кислорода окружающего воздуха. В процессе горения образуются продукты, которые являются центрами окисления и тормозят активность при воздействии на них паров в очаге пожара хладонов.

В качестве огнегосящей жидкости применяется смесь, содержащая (в % по массе) бромистого этила (CH₃Br₃) - 73% и хладона 114В₂ - 27% (тетрафтордибромметана C₂Br₂F₂4).

Подача огнегосящей жидкости в помещение происходит путём вытеснения её из цистерны сжатым воздухом со специальной станции. Дистанционное управление системой осуществляется из рулевой рубки, ручное управление - с поста станции или у входа в МКО. Время выпуска жидкости не должно превышать 60 сек. Клапана станции снабжены блокировочным устройством, обеспечивающим подачу звукового и светового сигналов типа "УХОДИ - ГАЗ". В грузовых отсеках применяются распылители с горизонтальным распылом.

Марка хладона определяется составом входящих в него элементов. По Международной классификации она соответствует числу атомов углерода, фтора, хлора и брома, например, ТЕТРАФТОРДИБРОМЭТАН (C₂F₄Br₂) означает хладон 114В₂, где бром обозначен буквой с индексом, соответствующим числу его атомов. Атомы брома в составе хладонов придают их парам высокую огнетушащую эффективность, атомы фтора повышают термическую стойкость.

Система тушения галоидированными углеводородами (см. рекомендации загрязнений воздуха с судов, принятую резолюцией А.719(17) Организации).

Галон 1301, 1211, 2402.

В машинном отделении может храниться лишь галон 1301.

Достоинства хладонов: обладают хорошей смачивающей способностью, не электропроводны, практически не растворяются в воде, имеют низкую температуру замерзания.

Недостатки хладонов: токсичность, коррозионная агрессивность, способность обжигать кожу, наркотический эффект и высокая стоимость.

При концентрации около 50 мг/л обнаруживается наркотическое действие хладона, которое сначала проявляется в угнетении нервной деятельности, в незначительном раздражении слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. В некоторых случаях наблюдается дрожание всего тела, наступает пассивное состояние, нарушается координация движений. Дыхание становится поверхностным, человек не реагирует на звуковые сигналы, затем наступает наркотический сон. Кожные покровы и слизистые оболочки бледнеют, появляется синюшный оттенок. При больших концентрациях возможен смертельный исход.