Основные огнетушащие вещества, огнетушители

Огнетушащие вещества – это такие вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают процесс горения. Основными огнетушащими веществами являются песок, вода, поверхностно-активные вещества, пены, порошки, углекислота, инертные газы, галоидированные углеводороды и другие.

Вода – наиболее распространенное огнетушащее средство в силу своей доступности. Она обладает высоким охлаждающим эффектом, а также способностью смачивать горящие поверхности, благодаря чему снижается или полностью устраняется возможность их возгорания.

Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды на тушение в распыленном состоянии. При этом снижается расход воды, минимально увлажняются и портятся материалы, снижается температура и осаждается дым в помещении.

На пожарах воды подают в виде сплошных и распыленных струй при помощи ручных и лафетных стволов-распылителей. Распыленные струи применяют при тушении небольших пожаров, когда можно близко подойти к очагу горения, а также при тушении нефтепродуктов. Сплошные струи используют при больших площадях горения, используя такие их положительные свойства как дальность полета, маневренность и механический эффект действия.

Вода как огнетушащее вещество не может применяться для тушения:

- металлического натрия, калия, магния, электронной стружки; при попадании воды на поверхности этих материалов выделяется водород, в результате чего происходит разбрасывание горящих частиц и увеличение размеров пожара;

- материалов, хранящихся совместно с карбидом кальция и негашеной известью. Сам карбид кальция не горит, но при реакции с водой он выделяет ацетилен, являющийся взрывоопасным газом, при реакции воды с негашеной известью выделяется большое количество тепла;

- электроустановок и аппаратов, находящихся под напряжением, так как это приводит к короткому замыканию вследствие электропроводности воды;

- легковоспламеняющихся жидкостей, находящихся в значительном количестве в резервуарах, так как вода опускается на дно резервуара под горящую жидкость и не оказывает огнегасительного действия, а наоборот, в некоторый момент может мгновенно вскипеть и выбросить горящую жидкость, что приведет к расширению границ пожара.

Для снижения поверхностного натяжения воды и увеличения ее способности проникать внутрь твердых органических веществ в ней растворяют определенное количество поверхностно-активных веществ (ПАВ). В результате этого расход воды на тушение уменьшается на 30-50 %, например, при тушении волокнистых материалов и торфа. Недостатком ПАВ является их растворимость в воде при повышенной температуре. При t < 10 °C концентрированные растворы ПАВ загустевают.

В закрытых помещениях, особо опасных в пожарном отношении, наиболее эффективным средством пожаротушения является применение воды в виде пара. Огнегасительное действие пара заключается в вытеснении воздуха из помещения и обеспечивает эффективность только при больших его концентрациях на единицу объема. Например, при содержании пара 35 % и выше содержание кислорода в помещении падает до 14-15 %, атмосфера уже не поддерживает горение и пожар ликвидируется.

Огнетушащие пены являются универсальным и достаточно эффективным средством тушения пожаров. Пеной называется дисперсная система, в которой газ заключен в ячейки, отделенные одна от другой жесткими стенками. Для образования пены необходимо, чтобы пузырьки газа располагались внутри жидкости (воды). Достигнуть этого можно либо химическим способом благодаря химической реакции между щелочным и кислотным составами в присутствии пенообразователя, либо механическим способом путем смешения воды, содержащей небольшое количество пенообразователя с воздухом.

Состав химической пены: 80 % углекислого газа; 19,7 % жидкости (воды); 0,3 % пенообразующего вещества.

Состав воздушно-механической пены: 90 % воздуха; 9,6 % жидкости; 0,4 % пенообразующего вещества.

Основным огнегасительным свойством пены является изоляция зоны горения путем образования на горящей поверхности паронепроницаемого слоя, препятствующего проникновению кислорода из воздуха в область горения, а также передаче тепла от зоны горения к горящей поверхности.

Пена широко применяется для тушения легковоспламеняющихся жидкостей, нерастворимых в воде, с удельным весом менее 1,0, а также различных твердых веществ.

Газовые составы применяют для тушения большинства горючих жидкостей, газов, твердых веществ (за исключением щелочных металлов, алюминийорганических соединений, а также материалов, способных к длительному тлению).

Углекислый газ применяют для тушения огня в закрытых помещениях или труднодоступных местах. При введении 25-30 % СО₂(по объему) в горящее помещение горение прекращается. При тушении открытых пожаров (вне помещения) и электроустановок, находящихся под напряжением, применяют твердый диоксид углерода (снегообразную углекислоту), который, испаряясь, охлаждает горящий объект и снижает процентное содержание углерода в зоне горения, благодаря чему пожар ликвидируется.

Инертные газы (азот, аргон, гелий), дымовые и отработанные газы применяют для тушения пожаров в резервуарах и закрытых помещениях. Огнетушащая концентрация инертных газов составляет 31-36 % по объему.

Галоидированные углеводороды) являются высокоэффективным средством пожаротушения. Огнетушащее действие их основано на торможении химических реакций горения. Большинство галоидированных углеводородов обладает хорошими смачивающими свойствами, что имеет важное значение при тушении тлеющих материалов, а низкие температуры их замерзания позволяют использовать эти составы при низких температурах воздуха

Огнетушащие порошки находят все более широкое применение в практике пожаротушения. Огнетушащие порошковые составы ПСБ, ПФ, ПС-1, СИ-2 являются мелкодисперсными системами, состоящими из твердых частиц со сложным химическим составом. Огнетушащая способность порошков зависит от химической природы компонентов, их гранулометрического состава, влажности, текучести, насыпной массы и т.д. Порошки, как правило, не токсичны и не электропроводны. Тушение пожара порошками общего назначения (ПСБ, ПФ) достигается созданием плотного облака в зоне всего очага пожара. При тушении порошковыми составами ПС-1 горящих материалов и составами СИ-2 пирофорных жидкостей подача порошка осуществляется путем нанесения слоя порошка на всю горящую поверхность для полной изоляции последней от кислорода воздуха. Недостатком огнетушащих порошков является их низкая охлаждающая способность, поэтому при порошковом тушении возможны повторные вспышки от раскаленных в огне предметов, что заставляет применять совместно с порошками другие огнетушащие вещества. Песок и бишофит относятся к группе огнегасящих порошков природного происхождения.

Песок является наиболее эффективным при тушении открытых пожаров. Однако необходимо помнить, что даже сухой песок может реагировать с горящим материалом и усиливать горение. При значительных размерах пожара происходит реакция разложения песка с образованием свободного кремния и кремнистых соединений; последние реагируют с влагой, в результате чего образуются горючие и ядовитые газы.

Бишофит – материал в виде кристаллического порошка розового или сиреневого цвета. В состав бишофита входят соли неорганических веществ; содержание активных веществ в порошке бишофита составляет 50-55 %, остальное – кристаллизационная сода. Бишофит добывают способом подземного выщелачивания в виде концентрированного 40-процентного раствора (хлормагниевый рассол).

Горючие материалы, обработанные раствором бишофита, теряют способность гореть на длительное время (до выпадения осадков). Практика применения бишофита показывает, что слабощелочной раствор этого материала может быть с успехом использован для создания огнестойких полос вдоль дорог, лесов, стоянок, огнеопасных производств и т.д.

В общем случае выбор огнетушащих средств зависит от класса пожара. В настоящее время все пожары подразделяют на пять классов: А, В, С, Д, Е

Огнетушители

Огнетушители являются надежным средством при тушении загораний и небольших пожаров. Огнетушители бывают стационарные, ручные, ранцевые и передвижные.

По размеру и количеству огнетушащего вещества все огнетушители подразделяются на три группы: малолитражные ручные с объемом корпуса до 5 л; промышленные ручные с объемом корпуса до 10 л; передвижные и стационарные с объемом корпуса 25 и более литров.

По виду огнетушащего состава огнетушители подразделяются на пять групп: химические пенные; воздушно-пенные; углекислотные; жидкостные химические; порошковые.

2.1. ХИМИЧЕСКИЕ ПЕННЫЕ ОГНЕТУШИТЕЛИ

Огнетушащими средствами химических пенных огнетушителей являются вещества, при взаимодействии которых образуется химическая пена.

Огнетушащий заряд этих огнетушителей состоит из двух частей: кислотной и щелочной. Кислотная часть содержит сернокислое окисное железо Fe₂(SO₄)₃и серную кислоту H₂SO₄. Щелочная часть представлена водным раствором бикарбоната натрия NaHCO₃с солодковым экстрактом. Солодковый экстракт, являющийся продуктом переработки солодкового корня (произрастает в некоторых районах СНГ), выполняет роль поверхностно-активного вещества (вспенивателя).

Химическая реакция взаимодействия кислотной и щелочной частей, в результате которой образуется пена, протекает по следующей схеме:

2NaHCO₃+ H₂SO₄↔ Na₂SO₄+ 2CO₂;

6NaHCO₃+ Fe₂(SO₄)₃↔ 3Na₂SO₄+ 2Fe(OH)₃+ 6CO₂.

Получаемый состав химической пены включает 80 % CO₂; 19,7 % водного раствора и 0,3 % пенообразующего вещества.

В настоящее время промышленность выпускает химический пенный огнетушитель ОП-9ММ; густопенный химический огнетушитель марки ОП-М; химический воздушно-пенный огнетушитель ОХВП-10 и наиболее распространенные химические пенные огнетушители марки ОХП-10 и ОП-5. Кроме перечисленных на промышленных предприятиях используют значительное количество ранее выпущенных пенных огнетушителей ОП-3.

Огнетушитель ОХП-10. Огнетушитель предназначен для тушения очагов пожара твердых материалов, а также различных горючих жидкостей на площади не более 1 м².

Техническая характеристика ОХП-10:

Емкость корпуса, л 8,75

В том числе:

объем щелочной части 8,3

объем кислотной части 0,45

Масса огнетушителя с зарядом, кг 14

Количество образующейся пены, л 44

Время действия огнетушителя, с 60

Дальность подачи струи пены, м не более 6

Температура устойчивой работы огнетушителя, °С 5-45

Габаритные размеры, мм:

диаметр корпуса 148

высота 745

Огнетушитель ОХП-10 (рис. 1) представляет собой стальной сварной баллон 1, заполненный щелочным раствором. Внутренняя часть баллона покрыта эмалью, защищающей сталь от коррозии. Верхняя часть баллона переходит в горловину 5, закрывающуюся чугунной крышкой 9 с запорным устройством. Последнее состоит из штока 8, не конце которого закреплен резиновый клапан (предохранитель) 11, пружины 6 и рукоятки 7. Внутри баллона расположен полиэтиленовый кислотный стакан 2 емкостью 0,5 л, горловина которого закрыта резиновым колпаком 11.

На горловине баллона имеется клапан (спрыск) 10 с мембраной 12, предотвращающей выход кислоты или раствора щелочи до их полного смешения, при котором давление внутри баллона повышается до 0,5-0,6 МПа. Мембрана выдерживает гидравлическое давление до 0,08-0,14 МПа. Для переноски и удержания огнетушителя имеются боковая 3 и нижняя 14 ручки. На корпусе баллона расположен предохранительный клапан 13.

Заряд химических пенных огнетушителей ОХП-10 состоит из водного раствора щелочи (бикарбонат натрия) и кислоты (серная кислота).

Заряд химических воздушно-пенных огнетушителей ОХВП-10 состоит из аналогичных веществ, но в щелочную часть ОХВП-10 добавляется пенообразователь (ПО-1, ПО-6к, ПО-ЗАИ и т.п.) для увеличения выхода пены и повышения ее эффективности при тушении.

В результате реакции происходит выделение СО₂, образование пены и создание в огнетушителе повышенного давления, под действием которого пена струей выбрасывается через клапан (спрыск) 10 наружу. В случае использования пенных огнетушителей в условиях отрицательных температур щелочную часть заряда растворяют в меньшем количестве воды и к полученному раствору добавляют этиленгликоль. В качестве кислотной части используется техническая серная кислота.