Огнетушащие вещества разбавления

Огнетушащие вещества разбавления понижают концентрацию реагирующих веществ ниже пределов, нt обходимых для горения. В результате уменьшается скорость реакции горения, скорость выделения тепла, снижается температура горения. При тушении пожаров разбавляют воздух, поддерживающий горение, или горючее вещество, поступающее в зону горения. Воздух избавляют в относительно замкнутых помещениях (сушильных камерах, трюках судов и т.п.), а также при горении отдельных установок или жидкостей на небольшой площади при свободном доступе воздуха.

Огнетушащая концентрация — это объемная доля огнетушащего вещества в воздухе, прекращающая горение. Наиболее распространенные средства разбавления — диоксид углерода, водяной пар, азот и тонкораспыленная вода, перегретая вода.

Диоксид углерода в газообразном состоянии примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха. При давлении примерно 4 МПа (40 атм) и температуре 0°С диоксид сжижается, в таком виде его хранят в баллонах, огнетушителях и т. п. При переходе в газообразное состояние из 1 кг жидкого диоксида углерода образуется примерно 500 л газа.

Диоксид углерода применяется для тушения пожаров на складах, аккумуляторных станциях, в сушильных печах, архивах, книгохранилищах, а также для тушения электрооборудования и электроустановок. Огнетушащая объемная доля диоксида углерода – 30% в защищаемом помещении. Эффект тушения обусловлен тем, что диоксид углерода - инертное соединение не поддерживающее горения большинства веществ. Азот применяется для тушения пожаров натрия, калия, бериллия и кальция, а также некоторых технологических аппаратов и установок.

Азот - бесцветный газ плотностью 1.25 кг/м3, без запаха вкуса, не электропроводен. Тушение азотом основано на понижении объемной доли кислорода в защищаемом помещении до 5%. Его объемная огнетушащая доля не менее 31%. Азот нельзя применять для тушения пожаров магния, алюминия, лития, циркония и других металлов, образующих нитриты, обладающих взрывчатыми свойствами и чувствительных к удару. Для тушения таких металлов используется другой инертный газ – аргон.

Водяной пар, как и инертные газы, применяют для тушения пожаров способом разбавления. Его огнетушащая объемная доля – 35%. Наряду с разбавляющим действием, водяной пар оказывает охлаждающее действие и механически отрывает пламя.

Тушение пожаров водяным паром эффективно в достаточно герметизированных (с ограниченным числом проемов) помещениях объемом до 500 м3 (трюмах судов, сушильных и окрасочных камерах, насосных по перекачке, нефтеперерабатывающих установок и т п.).

Кроме тушения пожаров в стационарных установках водяной пар можно использовать для наружного пожаротушения установок химической и нефтеперерабатывающей промышленности. В этом случае его подают по резиновым шлангам от стояков паровых линий.

В тонкораспыленной (мелкодиспергированной) воде диаметр капель меньше 1000 мкм. Для получения и подачи такой воды применяют специальные стволы-распылители и насосы, создающие давление 2-4 МПа (20-40атм).

Поступая в зону горения, тонкораспыленная вода почти вся превращается в пар, раз6авляя горючие вещества или участвующий в горении воздух. Эффект тушения зависит от равномерности распределения капель в потоке и плотности струи; чем больше плотность струи и ее размерность, тем выше эффект тушения.

Газовые огнетушащие составы условно делятся на нейтральные (негорючие) газы - НГ и химически активные ингибиторы – ХАИ.

К нейтральным газам относятся инертные газы аргон, гелий, а также азот и двуокись углерода. Применяются СО2, с инертными газами.

Нейтральные газы (НГ):

К химически активным, называемым "хладонами" или "фреонами" относятся органические соединения с низкой теплотой испарения, в молекуле которых содержатся атомы галоидов, таких как бром или хлор.

Химически активные ингибиторы (ХАИ):

Первым из группы "хладонов", практически примененном для тушения пожаров, был четыреххлористный углерод, который использовался для заполнения ручных огнетушителей.

Высокая токсичность этого вещества привела к отравлению людей поэтому дальнейшее его использование было запрещено. Не менее токсичными оказались и хладон 1001 - метилбромид и хлор-бромметан – хладон 1011, которые также не нашли широкого применения.

В качестве хладонов с низкой токсичностью оказались соединения углерода с фтором и бромом в различных пропорциях.

Хладон - это общее название галогензамещенных углеводородов, причем для их обозначения применяют численное обозначение, характеризующее число и последовательность атомов углерода, фтора, хлора, брома, называемое хладоновым номером, например, СFзВг обозначают числом 1301.

Огнетушащая способность хладона, как правило, тем выше, чем больше атомов брома, фтора и хлора в молекуле.

Наиболее широко применяется хладон 1301 – бромтрифторметан и бромхлордифторметан (хладон 1211),а также дибромтетрафторэтан (2402).

В связи с опасением, что хладоны воздействуют на озоновый слой земли, NFРА (Пожарная организация Америки) были рекомендованы к применению галоидоуглеводороды, представленные в табл. 12.4.

Для хладонов - средств тушения пожаров - принято иное обозначение этих веществ: цифрами, последовательно указывают число атомов углерода минус 1, далее число атомов водорода плюс 1, далее число атомов фтора.

Наличие в молекуле атомов брома отмечается дополнительно буквой «В» и далее их количество цифрой. О количестве атомов хлора следует догадываться из оставшихся свободных валентностей атомов углерода. Поэтому вышеперечисленные соединения могут быть представлены набором цифр: СНзВг -4В1; СHClBr – 2B1; СFзВг - 13B1; СF2Вг2 – 12B2; С2F4Вг2 – 114B2.

Составы Бф - 1 и Бф-2 содержат 84% и 73% бромистого этила, 16% и 28% тетрафтордибромэтана соответственно. Состав БМ состоит из 70% бромэтила и 30% бромистого метилена. Огнетушащие концентрации перечисленных составов находятся в пределах 4,6 - 4,8 (об.). Наиболее эффективными являются составы ТФ (100% тетрафтордибромэтан – хладон 114В2) и хладон 13В1. Флегматизирующая концентрация этих газов для гексано-воздушных смесей составляет 3,5 и 5,5 %(об).

Физические свойства этих соединений и смесевых композиций представлены в табл. 12.5.

Широкое применение хладонов в закрытых помещениях ограничено из-за их токсичности. Хладон 114В2 обладает наименьшей токсичностью, но из-за воздействия на озоновый слой земли его применение сильно ограничено. Эффективность огнетушащего действия хладонов максимальна при их использовании в закрытых и ограниченных объемах.

Таблица 12.4.