Смачиватель СП-01 — модернизация в пожаротушении
В летние месяцы 2010 г. европейскую часть России накрыла небывалая жара. Были побиты многолетние рекорды температуры. Загорелись леса на огромной территории. Каждый день информация о новых очагах возгораний транслировалась СМИ, как вести с поля боя.
Для справки: пожар считается крупным, если площадь, охваченная огнем, занимает от 201 до 2000 га (а в европейской части России — более 25 га). Если площадь возгорания превышает 2000 га — это уже катастрофический пожар.
Печальные итоги жаркого лета 2010 г.: погибли 53 человека; полностью уничтожено 127 населенных пунктов; с начала пожароопасного периода возникло 29 966 очагов природных пожаров на общей площади 1 139 314,6 га (www.rian.ru); по данным «Российской газеты», МЧС России потеряло 2,7 тысячи машин при тушении пожаров, а общий ущерб от лесных пожаров составил 300 млрд долларов.
Спикер Совета Федерации Сергей Миронов на открытии осенней сессии заявил, что верхняя палата займется разработкой законопроекта, предусматривающего создание лесной авиации, которая «. должна войти в состав воссозданной единой службы лесной охраны». Сенаторы намерены внести изменения в действующие законы, в частности в Лесной кодекс РФ. «Лес в России оказался без хозяина, ведь МЧС по действующему законодательству занимается тушением пожаров только в населенных пунктах, но не в лесных массивах», -отметил Миронов (источник — rg.ru, 22 сентября 2010 г.).
И вот когда будут решены вопросы законодательного порядка, встанет «простая» проблема: а как тушить?
Задача быстроты, безопасности и эффективности тушения
Чтобы эту задачу решить, надо квалифицировать природу горючих материалов. При тушении лесных пожаров мы имеем дело с пожарами класса А1, а именно: горением твердых веществ (дерево, торф, лесная подстилка, мох, лишайник и т.д.), которое сопровождается тлением. Для ликвидации лесных пожаров повсеместно использовалась обычная вода. Всем она хороша — экологически безупречна, безвредна, доступна и дешева. Обладает высокой теплоемкостью: для нагревания 1 л воды от 0 до 100 °С требуется 419 кДж теплоты, а при испарении — еще 2260 кДж. За счет этого с помощью воды эффективно охлаждают зону горения и горючие вещества, снижая их температуру ниже температуры воспламенения. Имея, кроме того, большую термическую стойкость (разлагается только при температуре свыше 1700 °С) в виде пара, она становится инертным разбавителем, при этом огнетушащая концентрация пара составляет 35%.
Все бы ничего, да вот только эффективность использования воды невысока из-за низкой смачивающей способности. Большая часть воды расходуется бесцельно, не попадая в зону горения. Неужели нет способа устранения этого недостатка? Конечно, такой способ есть. Более того, известен он уже более 50 лет. В конце 1950-х гг в практику активно внедрялись смачивающие добавки к средствам для тушения пожаров, такие как керосиновый контакт сульфанол, смачиватель ОП-7. Водные растворы этих добавок называли «мокрая вода». Было установлено, что интенсивность подачи воды со смачивателем снижается вдвое, а возгорание ликвидируется в 1,7-2,3 раза быстрее, чем при использовании обычной воды. В те времена в типовом оснащении пожарно-химических станций, кроме многого другого, были прописаны от 10 до 30 кг смачивателей, в типовом оснащении авиапожарной станции — 50 кг, а для локализации и остановки низовых лесных пожаров любой сложности в равнинных условиях предписывалось применение химикатов, то есть смачивателей и неорганических солей. А что же теперь? Обратимся к «Рекомендациям об особенностях ведения боевых действий и проведения первоочередных аварийно-спасательных работ, связанных с тушением пожаров на различных объектах» от 2 июня 2000 г. В разделе 12.8 «Тушение лесных пожаров» при ведении боевых действий предписано: «. определить способ тушения (захлестывание огня; засыпка кромки пожара; создание заградительных минерализованных полос, экранов и канав; отжиг; применение авиатехники; взрывчатых веществ). «. И ни слова о смачивателях! В общем, тушение по принципу «дешево и сердито». А оправдана ли на деле экономия на смачивателях?
Преимущества использования «мокрой воды»
1. Быстро сбивается открытое пламя. Это означает создание безопасных условий тушения для пожарных расчетов. Ведь причиной гибели людей может быть высокая температура задымленной среды. Вдыхание продуктов горения, нагретых до 60 °С, даже при 0,1%-ном содержании оксида углерода, приводит к летальному исходу.
2. Возгорание ликвидируется быстрее в 2 раза. А это уменьшение рисков для пожарных, снижение убытков от воздействия пламени в очаге горения.
3. Уменьшение потребности в воде в 2 раза. Особенно это актуально в условиях ее ограниченных запасов при сохранении высокой температуры воздуха в течение длительного времени.
4. Быстрое устранение задымления и пы-ления. Это создает комфортные условия дальнейшего тушения для пожарных. Задымление, при котором видимость не превышает 10 м, считается опасным. Кроме того, концентрация оксида углерода в воздухе до 0,2% вызывает смертельное отравление людей при пребывании их в зоне в течение 30–60 минут, а при концентрации 0,5–0,7% – в течение нескольких минут.
5. Максимальная эффективность тушения, исключающая повторное возгорание и дотушивание.
При этом мы в течение 2 лет не можем внедрить новейшую запатентованную отечественную разработку (смачиватель СП-01 ТУ 2481-002-95498669–2008), позволяющую воспользоваться всеми этими преимуществами не только на полигонных испытаниях, но и в реальных условиях.
Но тут, как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло. Критическая ситуация на горящих торфяниках в Шатурском районе вынудила искать более эффективные способы тушения. Вот тут-то СП-01 и проявил себя в полной мере. Быстро устранив задымление на контрольном участке, водный раствор смачивателя СП-01 в концентрации 0,5% (5 л на 1 т воды) эффективно смочил обработанную поверхность. Через 3 дня повторного возгорания на этом месте не возникло. А участки, обработанные обычной водой, снова задымили.
Прекрасные результаты получены и при тушении пожара «мокрой водой» в обычных городских условиях. При проведении 21.11.2008 г. ГУ МЧС России по г. Москве совместно с Академией ГПС МЧС России пожарно-тактического учения по теме: «Исследование фактов, влияющих на управление пожарными подразделениями при тушении пожаров в жилых зданиях с использованием традиционных и перспективных средств пожаротушения» применение водного раствора СП-01 показало 100%-ную эффективность тушения пожара, при этом моментально было сбито открытое пламя и снижена температура в горящей комнате и коридоре, проливались труднодоступные места, не потребовалось дополнительное дотушивание пожара, ущерб от излишне пролитой воды – минимальный.
Можно говорить о том, что использование смачивателя СП-01 – это пример модернизации в пожаротушении не на словах, а на деле. Простое и понятное применение, экологическая безопасность, универсальность, экономичность и эффективность – вот слагаемые, делающие использование смачивателя СП-01 (ТУ 2481-002-95498669–2008) абсолютно необходимым при ликвидации пожаров класса А.
Источник
Специальная обработка воды, используемой при тушении пожаров
«Мокрая» вода — вода, обработанная химическим веществом в целях снижения поверхностного натяжения. Обработанная таким образом вода проникает в пористые материалы (например, в перевозимый в кипах хлопок и рулоны ткани) гораздо лучше, чем обычная, и может потушить пожар, который распространился в глубину.
«Вязкая» вода. Такая вода, обработанная в целях снижения способности растекания, образует пленку, которая прилипает к горящему материалу и удерживается дольше, чем обычная. Но вязкая вода не проникает вглубь так же легко, как «мокрая» или обычная, необработанная вода. Она образует скользкую поверхность и затрудняет хождение по мокрым палубам.
«Скользкая» вода — вода, к которой добавлено небольшое количество окиси полиэтилена для уменьшения ее вязкости и потери на трение в рукавах, в результате чего увеличивается дальность полета струи.
Пена
Пена — это скопление пузырьков, которое способствует ликвидации пожара, главным образом, за счет эффекта поверхностного тушения. Пузырьки возникают при смешивании воды с пенообразователем. Пена легче самого легкого воспламеняющегося нефтепродукта, поэтому при подаче на горящий нефтепродукт она остается на его поверхности.
Огнетушащий эффект пены. Пена используется для создания слоя на поверхности воспламеняющихся жидкостей, включая нефтепродукты. Слой пены не дает возможности воспламеняющимся парам выходить за пределы поверхности, а кислороду проникать к горючему веществу. Вода, которая содержится в пенном растворе, имеет также и охлаждающий эффект, что позволяет успешно применять пену для тушения пожаров класса A.
Идеальная пена должна течь достаточно свободно и быстро покрывать поверхность, прочно соединяясь с ней для создания и поддержания паронепроницаемого слоя, и сохранять количество воды, необходимое для обеспечения прочного слоя в течение продолжительного времени. При быстрой потере воды пена высыхает и разрушается под воздействием высокой температуры, образующейся при пожаре. Пена должна быть достаточно легкой, чтобы плавать на поверхности воспламеняющихся жидкостей, и вместе с тем достаточно тяжелой, чтобы ее не сносило ветром.
Качество пены обычно определяется:
— временем разрушения 25% ее объема,
— относительным расширением и
— способностью выдерживать тепло (сопротивлением обратному удару пламени).
На эти качества влияют химический состав пенообразователя, температура и давление воды, эффективность пенообразующего устройства.
Пена, быстро теряющая воду, практически представляет собой жидкость. Она свободно обтекает препятствия и быстро распространяется. Такая пена используется для тушения пожаров в машинном отделении и других машинных помещениях, так как она может затекать под механизмы, настил и другие препятствия или обтекать их.
Существует два основных типа пены: химическая и воздушно-механическая.
Химическая пена. Такая пена образуется смешиванием щелочи (обычно бикарбоната натрия) с кислотой (как правило, сульфата алюминия) в воде. Эти вещества содержатся в одном герметичном контейнере. Чтобы сделать пену более прочной и продлить срок ее службы, к ней добавляется стабилизатор.
При взаимодействии указанных химических веществ образуются пузырьки, наполненные углекислым газом, который в данном случае практически не обладает никакой огнетушащей способностью; его назначение — заставить пузырьки всплывать. На один объем воды образуется 7-16 объемов пены.
Порошок может храниться в емкостях и вводиться в воду в процессе борьбы с пожаром через специальную воронку или каждое из двух химических веществ может быть предварительно перемешано с водой, в результате чего образуется раствор сульфата алюминия и раствор бикарбоната натрия. В последнем случае растворы хранятся в разных емкостях, пока не возникнет необходимость в пене. Тогда растворы перемешивают и получают пену.
В настоящее время на судах и на берегу широко используют системы с химической пеной, но постепенно они заменяются на более новые системы с воздушно-механической пеной.
Воздушно-механическая пена. Эта пена образуется из пенного раствора, получаемого при смешивании пенообразователя с водой. Пузырьки возникают при турбулентном перемешивании воздуха с пенным раствором. Как следует из самого названия пены, ее пузырьки заполнены воздухом. Качество пены зависит от степени перемешивания, а также от исполнения и эффективности используемого оборудования, а ее количество — от конструкции этого оборудования.
Существует несколько типов воздушно-механической пены, одинаковых по природе, но имеющих разную огнетушащую эффективность. Ее пенообразователи производят на основе протеина и поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества — это большая группа веществ, включающая моющие средства, смачиватели и жидкое мыло.
Пена на протеиновой основе
Пена на протеиновой основе была разработана еще во время второй мировой войны. Она получается из животных и растительных отходов, богатых белками. Эти отходы подвергаются гидролизу — химической реакции с водой, в результате которой образуется слабая кислота. Для увеличения сопротивления разрушению, т.е. для предупреждения обратного удара пламени, добавляют минеральные соли. Пена образуется при добавлении пенообразователя к воде любого типа, кроме воды, загрязненной нефтепродуктами. При добавлении специальных присадок пена может образовываться при температурах ниже температуры замерзания (до -23°С). Пена на протеиновой основе несовместима с огнетушащими порошками.
Пена на фторпротеиновой основе
Такая пена аналогична пене на протеиновой основе, но отличается тем, что в нее добавлено фторированное вещество. Эта пена может вводиться в цистерну под поверхность жидкости и успешно применяться с огнетушащими порошками. Фторпротеин выпускается в 3 и 6%-й концентрации. Со специальными присадками пена может использоваться при температурах ниже температуры замерзания.
Пена для тушения спиртов
Пена на протеиновой основе, стойкая к спиртам, аналогична пене на протеиновой основе, однако она смешивается с нерастворимым мылом с целью использования для тушения растворимых в воде органических воспламеняющихся жидкостей (спиртов, кетонов, эфиров и альдегидов), которые разрушают обычную пену. На танкерах, перевозящих эти жидкости, следует предусматривать использование такой пены. Интенсивность ее подачи зависит от конструктивных особенностей судна, перевозимых грузов и установленной системы пенотушения.
Синтетическая пена
Синтетическая пена на основе моющих средств получается из солей алкилсульфокислоты. Эта пена менее устойчива к обратному удару пламени, чем любая пена на протеиновой основе. Она образуется быстрее протеиновой и требует меньше воды, что очень важно в условиях, когда запас воды ограничен.
Пена «легкая вода»
Данная пена препятствует испарению воспламеняющейся жидкости, образуя пленку воды. Подобно пене других типов, она обладает охлаждающим эффектом и эффектом поверхностного тушения. Это двойное действие обеспечивает высокоэффективное быстродействующее покрытие слоем пены растекающейся горючей жидкости.
Такая пена изготавливается из поверхностно-активных веществ с помощью сложного химического процесса, в результате которого получается огнетушащее вещество, обладающее высокой эффективностью. Молекула поверхностно-активного вещества на одном конце полярна (растворима в воде), а на другом нет (растворима в масле и нерастворима в воде). Именно вследствие этого моющие средства обладают способностью смывать жиры и масла, нерастворимые в воде. В процессе применения поверхностно-активные вещества смешиваются с водой до того, как они достигнут ствола. При смешивании с водой полярный конец молекулы растворяется, а неполярный остается незадействованным. Когда поверхностно-активное вещество достигает поверхности воспламеняющейся жидкости, неполярный конец молекулы растворяется в горючем веществе. Полярный конец увлекает за собой воду. Таким образом, на поверхности нерастворимой в воде жидкости, такой как бензин, керосин или реактивное топливо, плавает тонкая водяная пленка. Она удерживается на поверхности горящего топлива, несмотря на то, что тяжелее его, так как поверхностное натяжение превышает силу тяжести. Пленка очень тонкая — ее толщина менее 0,003 см. Остальная вода уходит под поверхность топлива на дно емкости.
Поскольку механизм действия «легкой воды» основан на поверхностном натяжении, она покрывает тонким слоем значительно большую поверхность, чем обыкновенная вода. Тонкая пленка воды, распространяясь по воспламеняющейся жидкости, удерживает ее пары под своей поверхностью. Если они не доходят до пламени, горение прекращается. При перемешивании пленка может разрушиться. Кроме того, она может разрушиться на ходу судна при качке, особенно на сильном волнении.
В некоторых отношениях пена «легкая вода» аналогична «мокрой воде». Она имеет низкую вязкость и быстро распространяется по горящему материалу. Вода, выделяющаяся из пены этого типа, имеет низкое поверхностное натяжение, поэтому «легкую воду» можно применять для одновременного тушения пожаров классов A и B. Отделяющаяся вода проникает внутрь горящего материала и охлаждает его, а пленка создает эффект объемного тушения.
Для получения «легкой воды» может быть использована пресная или забортная вода. Как было указано ранее, «легкая вода» может применяться до или после огнетушащих порошков. Пенообразователи «легкой воды» не должны смешиваться с пенообразователями пены других типов, хотя в виде пены они могут успешно использоваться для тушения одного и того же пожара.
Низкотемпературная пена. Большинство пенообразователей может быть снабжено добавками, обеспечивающими их защиту до температуры — 6, 7°С во время хранения и использования, но температура воды, которая смешивается с пенообразователем, должна быть выше 0°С.
Все пены характеризуются кратностью, под которой понимается отношение объема пены к объему воды и пенообразователя. Согласно Правилам Регистра, пены имеют низкую, среднюю и высокую кратность с отношением 10:1, 50:1-150:1, 1000:1 соответственно.
Высокократная пена
Это пена с кратностью больше 1000:1. В отличие от обычной пены, которая обеспечивает покрытие горящей поверхности слоем толщиной несколько сантиметров, высокократная пена является объемной.
Высокократная пена предназначена для тушения пожаров в ограниченных помещениях. Будучи тяжелее воздуха, но легче воды или нефтепродуктов, она будет стекать через отверстия и заполнять отсеки, помещения и щели, вытесняя из них воздух. Таким образом, к пожару прекращается доступ кислорода. Поскольку пена содержит воду, она поглощает теплоту и охлаждает горящий материал. Если высокократная пена поглотила достаточное количество теплоты для того, чтобы содержащаяся в этой пене вода при 100°С превратилась в пар, то значит она поглотила максимально возможное количество теплоты. Выделяющийся пар продолжает вытеснять кислород и, таким образом, способствует ликвидации пожара.
Источник
