Огнетушащие вещества и способы тушения пожаров.

Вещества или материалы, при помощи которых прекращается горение, называются огнегасящими средствами.

Наиболее распространенными огнегасящими средствами являются следующие: вода в жидком и парообразном состоянии; пена, получаемая в результате химических соединений и механическим путем; углекислый газ; песок и все виды грунта; различные покрывала, изолирующие горящую поверхность от кислорода воздуха. В настоящее время находят широкое применение такие вещества, как четырех хлористый углерод и другие химические соединения в виде порошка, пенных растворов и эмульсионных смесей.

Вода имеет сравнительно высокую теплоемкость, благодаря чему в процессе тушения огня она отнимает от горящего вещества значительное количество тепла. По закону скрытого парообразования для превращения 1 г воды в пар расходуется 2,258 кДж тепла. Если вода испаряется на поверхности горящего вещества, то тепло отбирается от него и тем самым понижается его температура. Превращаясь в пар, вода затрудняет доступ кислорода воздуха к горящему материалу. Струя воды высокого напора дробит и забивает пламя, чем определяются ее механические огнегасящие свойства. Стекая с горящих конструкций на расположенные вблизи еще не загоревшиеся материалы, вода охлаждает их и затрудняет воспламенение.

При использовании воды для тушения надо иметь в виду, что она имеет также и отрицательные свойства. Так, вода является хорошим проводником электрического тока, что представляет определенную опасность при использовании ее в качестве огнегасящего средства в помещениях, где оборудование и установки находятся под электрическим напряжением.

В случае попадания воды на карбид кальция выделяется пожаро -и взрывоопасный газ - ацетилен, а на негашеную известь - значительное тепло, способное воспламенить расположенные вблизи горючие материалы. При попадании воды на раскаленные металлические конструкции иногда может произойти ее диссоциация, т.е. разложение на водород и кислород, механическое соединение которых, создает взрывоопасную смесь. Чтобы избежать диссоциации воды, необходимо применять ее в большом количестве и с надлежащим пожарным напором.

Нельзя лить воду нераспыленной струей при тушении огня загоревшихся ЛВЖ, так как плотность воды больше плотности этих жидкостей и они будут всплывать на поверхность воды, тем самым увеличивая размеры пожара.

Вода плохо смачивает некоторые волокнистые и твердые вещества (хлопок, торф, шерсть и др.), упакованные в тюки, поэтому тушение водой хлопка и шерсти, горящих в кипах, не дает должного эффекта.

Тушение пожаров паром наиболее эффективно в закрытых, плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м³. Для тушения целесообразно применять как перегретый, так и влажный насыщенный пар.

Основным средством тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарных парках является воздушно-механическая пена средней и низкой кратности. Огнетушащее действие воздушно-механической пены заключается в изоляции поверхности горючего от факела пламени, снижении вследствие этого скорости испарения горючих паров, поступающих в зону горения, а также в охлаждении горящей жидкости.

В зависимости от области применения, пенообразователи делятся на две группы: общего и целевого назначения. Пенообразователи общего назначения (ПО-ЗАИ, ПО-ЗНП и другие) имеют углеводородную основу и предназначены для получения пены или растворов смачивателей для тушения пожаров твёрдых сгораемых материалов и горючих жидкостей. Пенообразователи целевого назначения (фторированные) используются при тушении нефти, нефтепродуктов и полярных органических жидкостей. В эту же группу включён пенообразователь «Морской», имеющий углеводородную основу. Последний, может применяться для получения пены с использованием морской воды, и предназначен для тушения горючих жидкостей на судах и объектах морского флота.

По способности разлагаться под действием микрофлоры водоёмов и почв пенообразователи делятся на биологически мягкие (биоразлагаемость более 80 %) и биологически жёсткие.

За рубежом пенообразователи в зависимости от поверхностно-активной основы делятся на протеиновые (белковые), фторпротеиновые, синтетические (углеводородные), фторсинтетические плёнкообразующие (АFFF) и фторпротеиновые плёнкообразующие (FFFР).

Протеиновые пенообразователи в Азербайджане не нашли применения. Наличие фторированных поверхностно-активных веществ позволяет получать пену устойчивую к загрязнению углеводородами, и подавать её навесными струями непосредственно на поверхность горящей жидкости. Кроме того, фторпротеиновая пена обладает повышенной огнетушащей способностью и сопротивляемостью к повторному воспламенению, в том числе и при наличии горячих металлических предметов в зоне горения. Плёнкообразующие пенообразователи состоят из смеси углеводородного и фторуглеродного плёнкообразующего поверхностно-активного вещества.

Фторуглеродный компонент снижает поверхностное натяжение водного раствора пенообразователя до величины, меньшей, чем у нефтепродукта. Вследствие этого плёнка раствора выделяющегося из пены, растекается по поверхности топлива и резко сокращает скорость его испарения. Кроме того, фторуглеродный компонент пенообразователя придаёт пене инертность к углеводородным жидкостям, что значительно снижает возможность загрязнения пены топливом. Огнетушащая эффективность пены из плёнкообразующих пенообразователей типа АFFF значительно выше, чем пены из синтетических (углеводородных) пенообразователей. Фторпротеиновые плёнкообразующие пенообразователи типа FFFА предназначены для получения низкократной пены, сочетающей в себе повышенную огнетушащую эффективность присущую пене из плёнкообразующих составов и надёжность, характерную для пены из фторпротеиновых пенообразователей. Кроме того, достоинствами этих пенообразователей являются длительный гарантийный срок хранения, низкая температура замерзания, возможность получения пены с водой любой жёсткости, в том числе и с морской, а также совместимость пены с сухими порошками при их раздельной подаче.

Основные регламентируемые параметры пенообразователей и рабочих водных растворов следующие:

поверхностное натяжение рабочего раствора пенообразователя- не выше 18 мН /м^-1;

вязкость концентрата пенообразователя при температуре 20° С- не более 100 сСт;

пенообразующая способность пенообразователя не должна зависеть от жёсткости воды, применяемой для приготовления рабочего раствора;

пенообразователь не должен содержать осадка и посторонних примесей;

по токсичности пенообразователь должен соответствовать четвёртому классу опасности;

температура замерзания - не ниже минус 15° С;

концентрация рабочего раствора 3 или 6 % (об);

срок хранения концентрата пенообразователя - не менее 10 лет.

Предпочтительным является применение биологически разлагаемых пенообразователей.

Нормативный запас пенообразователя согласно СниП следует принимать из условия обеспечения трёхкратного расхода раствора пенообразователя на один пожар. Пену средней кратности следует получать с помощью пеногенераторов типа ГПС, а низкой - с помощью стволов низкократной пены.

При тушении пожаров в резервуарах с вязкими и легкозастывающими продуктами (мазут, масла и нефть) возможно применение распыленной воды для охлаждения поверхностного слоя горящей жидкости до температуры ниже их температуры вспышки. Интенсивность подачи распыленной воды следует принимать 0,2 л /сек/м².

Для тушения проливов в обваловании локальных очагов горения на задвижках, фланцевых соединениях, в зазоре между стенкой резервуара и плавающей крышей допускается применение огнетушащих порошковых составов с интенсивностью подачи для нефти и нефтепродуктов 0,3 кг/ см², для газового конденсата - 0,5 кг/см².

Тушение пожара подачей пены в основание резервуара (подслойный метод) может быть осуществлено двумя способами. Первый заключается в подаче низкократной пены снизу на поверхность горящей жидкости через эластичный рукав. Второй способ - подача низкократной пены непосредственно в слой горючей жидкости - стал возможным после появления фторсодержащих плёнкообразующих пенообразователей, пены которых инертны к нефти и нефтепродуктам. Он является более надёжным и простым в исполнении.

Преимущество подслойного способа перед традиционным, где пену подают сверху, заключается в защищённости пеногенераторов и пеновводов от взрыва паровоздушной смеси. Важно, что при реализации подслойного способа личный состав пожарных подразделений и техника находятся за обвалованием и меньше подвергаются непосредственной опасности от выброса или вскипания горящей нефти.

Как известно, тушить пожары сплошными струями воды нельзя, особенно легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Долгое время специалисты многих стран вели работы по изысканию нового средства тушения. И лишь в 1904 г. русский изобретатель Лоран решил эту задачу, предложив применять для тушения ЛВЖ пену - смесь газа и жидкости. Это средство оказалось наиболее эффективным и получило всеобщее признание и распространение.

Пена представляет собой массу отдельных пузырьков газа, заключённых в тонкие оболочки - плёнки из жидкости. Чем меньше пузырьки газа и чем меньше величина сил поверхностного натяжения плёнки жидкости, тем меньше возможностей разрыва плёнки и разрушения пены. Пузырьки газа могут образоваться внутри жидкости в результате протекания в ней химических процессов или путём механического смешения газа (воздуха) с жидкостью.

Для тушения пожаров необходима устойчивая, не разрушающаяся в течение 0,5-3,0 часов пена. Не все жидкости могут образовывать такие устойчивые пены. Так, например, пена, образующаяся на поверхности воды или бензина, немедленно разрушается. Устойчивая пена может быть получена, если в жидкость ввести заранее или в момент образования пены небольшие количества (3 - 4 %) вещества, способного сообщить плёнке жидкости прочность и стабильность. Такие вещества называются пенообразователями. К ним относятся экстракты лакричного корня, керосиновый и другие контакты, альбумины. В настоящее время в нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности применяют огнегасительные пены двух видов: химическую и воздушно - механическую.

Химическую пену получают в пеногенераторах из пенопорошка и воды. Так, выпускаемый промышленностью пенопорошок, состоит из солей сернокислого алюминия (глинозёма), двууглекислой соды и лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества.

При взаимодействии с водой сернокислый алюминий (или другие сернокислые соли, например железа), сода и пенообразователь растворяются и немедленно реагируют с образованием углекислого газа:

А1₂ (S0₄)₃ + 6 Nа НС0₃ = 2АL(ОН)₃ +ЗNа₂S0₄ + 6С0₂

В результате выделения большого количества СO₂ раствор солей быстро превращается в густую устойчивую по времени пену.

Углекислый газ является незаменимым средством в тех случаях, когда необходимо потушить пожар в течение 2-10 секунд. Углекислота, будучи инертной и неэлектропроводной, находит применение в нефтяной промышленности при тушении пожаров небольших поверхностей горючих жидкостей, электродвигателей и других электротехнических установок. Поэтому в последнее время некоторые хранилища и танкеры оборудуют стационарными углекислотными установками.

Для тушения пожаров и предупреждения взрывов можно применять также вещества с высокой огнегасительной способностью. К таким веществам относятся галлоидированные углеводороды: четырёххлористый углерод, бромистый метил, хлорбромметан, хлористый метил и другие соединения. Более эффективны соединения, в состав которых входят фтор и бром. Любое горение прекращается при концентрации таких веществ в воздухе (примерно 3 – 5 %). Их недостатком является токсичность и сравнительно высокая стоимость.