К достоинствам пены как средства тушения относятся: существенное сокращение расхода воды (особенно при исполь зовании пены средней и высокой кратности), возможность ту шения больших площадей, повышенная (по сравнению с во дой) смачивающая способность, при поверхностном тушении пеной - растекание по поверхности горящего материала.
Воздушно-механическая пена широко применяется для тушения пожаров различных классов (табл. 4.2.2).
Водопенные средства нельзя применять для тушения тех же веществ, для которых недопустимо использование воды.
Необходимо отметить, что воздушно-механическая пена общего назначения при подаче на полярные горючие жидкости, полностью или частично растворимые в воде (метанол, этанол, ацетон, гидразин и его производные, диэтиловый эфир и др.), быстро разрушается и потому непри годна для тушения таких горючих веществ. Для тушения подобных жидкостей применяют воздушно-механическую пену, получаемую с использованием пенообразователей це левого назначения.
Пена образуется с помощью пенных оросителей и ге нераторов пены [3].
4.2.3. Важнейшие параметры пен
Номенклатура показателей пенообразователей для туше ния пожара приведена в ГОСТ 4.99-83, ГОСТ Р 50588-93, ГОСТ Р 53280.1-2009. Общеобязательными параметрами пе ны по ГОСТ 4.99-83 являются плотность и кинематическая вязкость при 20 °С, температура застывания, водородный показатель pH водного раствора или концентрата, устойчи вость и кратность пены, время тушения и внешний вид (табл. 4.2.3).
Основные показатели качества пенообразователей целевого назначения по ГОСТ Р 53280.1-2009 для тушения пожаров водорастворимых (полярных) горючих жидкостей подачей сверху в зависимости от класса и вида пенообра зователя должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 4.2.4 (установлены с учетом ГОСТ Р 50588-93).
При использовании пенообразователя в АУП к обяза тельным параметрам относятся концентрация раствора, расход, интенсивность орошения и защищаемая орошаемая зона.
Интенсивность орошения является показателем, оп ределяющим эффективное тушение пеной. Требуемая по условиям тушения интенсивность орошения пенным рас твором приведена в СП 5.13130.2009.
Кратность пены К по ГОСТ Р 53280.1-2009 - безраз мерная величина, равная отношению объемов пены и рас твора, содержащегося в пене:
При очень высокой кратности, например, К = 500÷1000, расход воды существенно сокращается, однако при этом устойчивость и изолирующая способность пены ухудша ются.
При применении воздушно-механической пены су ществует оптимальная кратность Копт, обеспечивающая эффективное тушение.
При тушении пожаров внутри зданий Копт колеблется от 20 до 120, в кабельных туннелях рекомендуется приме нять пену со значением Копт до 250.
Т а б л и ц а 4.2.4
Основные показатели качества пенообразователей целевого назначения (углеводородных синтетических S/ AR, фторсодержащих синтетических
AFFF/ AR и фторпротеиновых FFFP/ AR)
|
|
|
|
Показатель |
|
|
Значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внешний вид |
|
|
|
|
Однородная |
|
|
|
|
|
|
|
|
жидкость |
|
|
|
|
|
|
|
|
без осадка и |
|
|
|
|
|
|
|
|
расслоения* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность при 20 °С, кг/м |
|
|
|
По ТД** |
Кинематическая вязкость при 20 °С, мм /с, не более |
|
200*** |
Водородный показатель pH при 20 °С |
|
|
6,5-10,0 |
Температура застывания, °С, не выше |
|
|
минус 5 |
Показатель смачивающей способности, с, не более, |
|
9** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кратность пены: |
|
|
|
|
|
- низкая, не более |
|
|
|
|
20 |
- средняя, не менее |
|
|
|
40 |
- высокая, более |
|
|
|
|
200 |
Устойчивость пены низкой, средней и высокой крат |
По ТД** |
ности, с, не менее |
|
|
|
|
|
Время |
тушения н-гептана (бензина |
АИ-80), с, не более: |
|
- |
пеной |
низкой |
кратности |
при |
интенсивности |
пода |
120 |
чи (0,059 ± 0,002) л/(м2∙с) |
|
|
|
|
- пеной средней кратности при |
интенсивности |
пода |
300**** |
чи (0,032 ± 0,002) л/(м2∙с) |
|
|
|
|
- |
пеной |
средней |
кратности |
при интенсивности по |
120**** |
дачи (0,032 ± 0,002) л/(м2 ∙с) |
|
|
|
|
- пеной высокой кратности при интенсивности по |
|
120**** |
дачи (0,059 ± 0,002) л/(м2∙с) |
|
|
|
|
Время |
повторного |
воспламенения |
н-гептана (бензина |
|
АИ-80) в модельном очаге при тушении, с, не менее: |
|
|
- |
пеной |
низкой |
кратности |
при |
интенсивности |
пода |
300 |
чи (0,059 ± 0,002) л/(м2∙с) |
|
|
|
|
- пеной средней кратности с интенсивностью пода- |
|
30**** |
чи (0,032 ± 0,002) л/(м2∙с) |
|
|
|
|
О к о н ч а н и е |
т а б л . 4.2.4 |
Показатель |
|
Значение |
|
|
|
Время тушения ацетона, с, не более: |
|
|
- пеной низкой кратности при интенсивности подачи |
|
3001 и 1802 |
(0,110 ± 0,002) л/(м2∙с) |
|
120**** |
- пеной средней кратности при интенсивности подачи |
|
(0,080 ± 0,002) л/(м2∙с) |
|
|
Время повторного воспламенения ацетона в модельном |
|
3001 и 6002 |
очаге при тушении пеной низкой кратности при интен |
|
|
сивности подачи (0,110 ± 0,002) л/(м2∙ с), с, не менее |
|
|
|
|
|
1 - Для пенообразователей S/AR.
2 - Для пенообразователей AFFF/AR и FFFP/AR.
* Для фторпротеиновых пенообразователей допускается осадок не более 0,25 %.
**Устанавливается в технической документации на пенообразователь.
***Для тиксотропных (неньютоновских) жидкостей вязкость определя ется на ротационном вискозиметре при 60 об/мин.
****При образовании огнетушащей пены соответствующей кратности.
Пена представляет собой неустойчивую агрегатную и термодинамическую дисперсную систему, состоящую из пузырьков воздуха (газа), разделенных пленками жидко сти, содержащей стабилизатор пены. Для получения пены
необходимо в один объем жидкости ввести не менее 2,85 объе ма газа Однако чистые жидкости не могут образовать стой кую пену, так как она быстро разрушается под действием силы поверхностного натяжения.
С момента образования пены в ней начинается про цесс диффузионного переноса воздуха из маленьких пу зырьков в большие. Вследствие этого число пузырьков со временем уменьшается, их средний размер увеличивает ся, а водный раствор через систему каналов постепенно вы деляется из пены. Этот процесс называется синерезисом. Для повышения устойчивости пузырьков пены необходимо уменьшить поверхностное натяжение жидкости. Это дости-
гается введением в жидкость стабилизаторов, имеющих меньшее поверхностное натяжение, чем жидкость, приме няемая для получения пены.
Дисперсность пены - показатель, характеризующий размер пузырьков пены. Чем выше дисперсность, т. е. чем меньше пузырьки, тем она устойчивее.
Стойкостью пены называется ее способность противо стоять разрушению во времени. Стойкость пены определяется временем, в течение которого из нее выделяется 50 % (об.) жидкости, взятой для пенообразователя.
Вязкость пены характеризует ее способность к расте канию по поверхности.
Под удельным объемом пены Куд понимают отноше ние объема полученной пены к ее массе:
где Кп- объем пены; т - масса раствора пенообразователя. При тушении пожаров пеной происходит ее непре
рывное разрушение. Коэффициент использования пены при тушении различных горючих жидкостей выражается фор мулой
где δ - фактическая высота слоя пены; А - расчетная высота слоя пены, получаемой из пенных генераторов.
Расчетная высота слоя пены определяется из выражения
где Q - расход раствора пенообразователя; К - кратность пены; τ - продолжительность тушения; F - площадь поверхности тушения.
Коэффициент использования пены уточняется опыт ным путем, так как его значение существенно зависит от вида горючего вещества, удельного расхода пенного рас твора и конкретных условий тушения пожара.
Пенообразующие и огнетушащие свойства пенообра зователей общего назначения в значительной мере зависят от жесткости воды (наличия солей кальция и магния), ис пользуемой для получения рабочих растворов. С увеличе нием жесткости воды (более 7 мг-экв/л) снижаются пенооб разующие и огнетушащие свойства пенообразователей. Со хранение этих свойств возможно за счет увеличения кон центрации рабочих растворов (в каждом конкретном случае увеличение концентрации определяется дополнительно).
Использование морской воды и воды повышенной же сткости (более 30 мг-экв/л) для получения пены из пенооб разователей общего назначения в целях пожаротушения запрещено.
Пену низкой кратности рекомендуется применять в основном для тушения пожаров твердых горючих мате риалов, высококипящих жидких нефтепродуктов в резер вуарах, оборудованных установками подачи пены через слой горючего, для охлаждения горящего и соседнего с ним оборудования.
При использовании синтетических углеводородных пе нообразователей общего назначения основным средством ту шения жидких нефтепродуктов является пена средней кратно сти. Пена низкой кратности менее эффективна (в 2-4 раза), особенно при тушении жидкостей с низкой температурой кипения.
Пена средней и высокой кратности имеет ряд пре имуществ перед низкократной: меньшую плотность, вслед ствие чего менее вероятно ее погружение внутрь горючего; кроме того пеной средней или высокой кратности можно осуществлять не только поверхностное, но и объемное ту шение. Такой способ широко применяется при тушении пожаров на складах, в подвалах, туннелях и т. п.
Нормативная интенсивность подачи пены при тушении зависит от типа пенообразователя и вида горючей жидкости.
Для получения пены низкой кратности применяются пожарные стволы, генераторы, пенные оросители. Пену сред ней кратности получают с помощью генераторов типа ГПС. Пена высокой кратности получается на пеногенераторах с наддувом воздуха и на пеногенераторах эжекционного типа.
Фторсодержащие пенообразователи могут использо ваться для тушения пожаров углеводородных горючих жид костей в резервуарах как путем подачи пены сверху на очаг горения, так и подслойным способом подачи пенного рас твора. Для получения пены низкой кратности применяются высоконапорные генераторы (ГОСТ Р 53290-2009), позво ляющие подавать ее в слой горючего. Для приготовления раствора из отечественных фторсодержащих пенообразова телей при подслойном способе подачи пены запрещается использовать воду жесткостью более 30 мг-экв/л.
Возможность использования оборотной воды предпри ятий для получения рабочих растворов пенообразователей не обходимо определить заранее в каждом конкретном случае. Вода для приготовления раствора не должна содержать при месей нефти и нефтепродуктов.
