Огнегасительные вещества вода огнегасительные свойства

Огнетушащие вещества (средства): классификация и требования

Научным языком, огнетушащим называют вещество, обладающее необходимыми свойствами, дающими возможность создания условий по прекращению процесса горения.

На практике, огнетушащие вещества – это опытным путем длительного отбора определенные, выбранные субстанции в различном агрегатном состоянии, используемые различными средствами тушения пожаров; в т.ч. пожарной техникой, стационарными системами пожаротушения, первичными средствами для оперативной борьбы с начинающими очагами пожаров в зданиях, сооружениях, на территориях населенных пунктов, предприятий, организаций.

Это знакомые всем переносные, передвижные огнетушители, ПК с комплектами рукавов, стволов; водяные установки автоматического пожаротушения с установленными на них спринклерными, дренчерными оросителями, без которых сегодня сложно представить интерьер офисных, административных, деловых зданий; торгово-развлекательных, спортивных, выставочных центров.

Выбор способов тушения пожаров в зависимости от пожарной нагрузки, технологического процесса, режима складирования во многом определяется возможностью использовать в данной ситуации то или иное огнетушащее вещество; от возможностей иметь его достаточный запас/резерв, быстрой транспортировки, подачи на очаг начинающегося пожара.

Поэтому, чтобы грамотно подобрать огнетушащее вещество или в некоторых случаях/ситуациях их правильное сочетание, как, например, в комбинированных системах пожаротушения, необходимо верно классифицировать все доступные сегодня огнетушащие вещества.

Теплофизическое объяснение процесса тушения пожара

Это достигается следующим образом:

• Направлением охлаждающих огнетушащих веществ на поверхность, внутрь очага пожара.
• Созданием в очаге пожара и вокруг него, не поддерживающей горение газовоздушной, газовой среды или пара.
• Изоляцией – созданием между очагом огня и пожарной нагрузкой из горючих материалов промежуточного слоя из ОТВ.

Это достигается различными способами:

• Увеличением поверхности теплоотвода, например, применением огнепреградителей.
• Физическим, химическим ингибированием процесса горения.
• Изоляцией веществ, принимающих участие в процессе.
• Резким охлаждением горящих материалов.
• Разбавлением веществ, участвующих в процессе.

Это далеко не полный список способов, как ускорить процесс тушения пожара с помощью огнетушащих веществ.

Способы прекращения горения

Классификация огнетушащих веществ

Классы огнетушащих веществ по физическим характеристикам воздействия на очаг пожара, процесс его локализации с последующей ликвидацией, по главному принципу прекращения реакции горения подразделяются на следующие основные группы и к ним относятся:

• Огнетушащие вещества охлаждения – вода, водные растворы солей, с добавками смачивателей – поверхностно-активных веществ, а также углекислота в твердом агрегатном состоянии – в виде снега.
• Огнетушащие вещества изоляции. Воздушно-механическая пена разной кратности – от низкой до высокой степени; порошковые составы; сухие негорючие вещества: песок, земля, щебень, мелкая галька, отходы котельных, металлургических производств – шлаки, флюсы; а также листовые, укрывные материалы, такие как противопожарные полотна (кошмы), покрывала, успешно применяемые для борьбы с небольшими очагами начинающегося пожара.
• Огнетушащие вещества разбавления – инертные газы: аргон, азот; водяной пар, туман из тонкораспыленной воды, смеси газов с водой, а также дымовые газы.
• Огнетушащие вещества химического торможения реакции горения. По научной терминологии их также называют ингибиторами процесса горения. Это хладоны; углеводороды с содержанием галоидов, составы на их основе; аэрозольные огнетушащие составы; распыляемые водные бромэтиловые растворы; порошковые составы.

По физическим характеристикам

• Огнетушащие жидкости.
• Пены различной кратности.
• Порошковые составы.
• Газы, газовые огнетушащие составы.

Огнетушащие вещества также можно разделить на классы по возможности проводить электрический ток, что немаловажно, необходимо учитывать при проектировании, монтаже и применении как первичных средств борьбы с начинающимися очагами огня, так и при пуске ручных, автоматических установок тушения пожаров:

• Проводящие электроток – вода и ее растворы солей различных кислот, водяной пар, туман, взвесь, в т.ч. формируемые водяными установками пожаротушения, а также все виды воздушно-механической пены.
• К не электропроводным относятся все газовые и порошковые составы, используемые как в переносных, передвижных огнетушителях, так и в газовых установках, порошковых системах пожаротушения.

Важно также знать о том, что не все огнетушащие вещества, ждущие своего часа до использования, полезны человеку, некоторые вполне могут нанести ему вред тем или иным способом, классифицируются по токсичности для организма в целом, опасности для органов дыхания:

• Малотоксичные – углекислота.
• Токсичные – фреоны, галоид-содержащие углеводороды.
• Опасные для дыхания без индивидуальных средств защиты – порошковые, аэрозольные взвеси, газы, образовывающиеся в воздушном пространстве помещений, защищаемых газовыми, порошковыми, аэрозольными системами, установками пожаротушения,

Об этом часто забывают производители, поставщики такого оборудования, предлагая их как равноценную и более дешевую альтернативу традиционным и, главное, безопасным для людей, находящихся в защищаемых помещениях, водяным и пенным установкам пожаротушения.

Требования к огнетушащим веществам

Их можно сформулировать в порядке приоритетов:

• Эффективность применения, возможность использования на различных видах пожарной нагрузки.
• Невысокая, желательно низкая стоимость.
• Доступность, наличие, возможность быстрого восполнения запасов. Так, если в качестве огнетушащего вещества выступает вода, то идеальным вариантом является наличие сети наружного противопожарного водоснабжения для тушения территории, зданий городов, поселков; внутреннего пожарного водопровода для работы от ПК внутри строений. Худшим, но приемлемым вариантом будет наличие пожарных водоемов, резервуаров или пирсов для возможности установки пожарной автотехники, подключения насосных станций пожаротушения.
• Безопасность для здоровья людей, находящихся как внутри защищаемых установками автоматического пожаротушения зданий, сооружений, так и непосредственно, использующими их в ходе тушения от пожарной техники, ручными средствами борьбы с огнем.

Увы, как правило, безопасность людей по сравнению с возможностью быстро ликвидировать пожар тем или иным огнетушащим веществом не в приоритете. Поэтому проектировщики, разработчики оборудования активной огнезащиты, создавая, конструируя системы дымоудаления, принудительной подачи чистого воздуха, СОУЭ, стараются компенсировать это различными способами; информируя об опасности, обеспечивая возможность людям быстро покинуть здания, сооружения, используя не задымленные эвакуационные пути и выходы.

В целом, к огнетушащим веществам предъявляют следующие нормативные требования в области ПБ:

• должны обеспечить ликвидацию очага поверхностным, объемным способом или комбинированными способами их подачи с учетом характеристик огнетушащих веществ, и в соответствии с тактикой тушения пожара.
• необходимо применять для тушения пожаров тех материалов, взаимодействие с которыми не приводит к опасности взрыва или новых очагов возгорания.
• должны полностью сохранять в процессе хранения в нормативные сроки, и в ходе транспортировки/подачи свои физико-химические свойства, необходимые для ликвидации пожара.
• не должны оказывать опасное воздействие на здоровье людей и окружающую среду, превышающее принятые ПДК.

Лекция по теме

Рекомендации по применению огнетушащих веществ

Основным средством локализации, ликвидации очагов пожаров, происходящих как на территории населенных пунктов, так и вне городской черты остается вода и ее различные растворы. Это самое доступное, недорогое, легко транспортируемое, подаваемое к местам пожара вещество, безвредное для людей; хорошо хранящееся, главное, весьма эффективное при тушении большинства горючих, сгораемых веществ, материалов как естественного, так и искусственного/синтетического происхождения – от древесины до пластмасс, пластиков.

В тех случаях, когда вода в силу своих физико-химических свойств не справляется с тушением органических веществ, например, при горении большинства товарных продуктов нефтепереработки; тогда эффективным средством тушения выступает пена, генерируемая из водных растворов пенообразователя как ручными, так и стационарными устройствами.

Если же горение веществ по каким-либо причинам сложно или невозможно ликвидировать с помощью воды или пены, то тогда применяют порошковые, газовые или аэрозольные огнетушащие составы, эффективно справляющиеся с этой задачей.

Можно эффективно локализовать, ликвидировать как начинающиеся очаги, так и развивающиеся пожары следующих веществ и материалов:

• Горение твердых веществ.
• Пожары горючих жидкостей, в т.ч. нефтепродуктов, включая такие как гудрон, асфальт, парафин.
• Натуральный и синтетический каучук.
• Резину и изделия из нее.
• Каменный уголь.

А также многие другие вещества и материалы, список которых приведен в таблице:

Совместимость огнетушащих средств при тушении

Огнетушащие средства допустимые к применению при тушении пожаров

(таблица в высоком разрешении доступна по кнопке скачать после статьи)

Источник: Справочник начальника караула пожарной части / Сибирская пожарно-спасательная академия филиал Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, А.А. Мельник, С.А. Техтереков, Н.В. Мартинович, Ж.С. Калюжина, 2014.

При этом следует особо выделить и запомнить во избежание неприятных, иногда печальных последствий, вещества, на которые категорически нельзя подавать воду:

• На негашеную известь из-за характерной реакции с большим выделением тепла.
• Битум, т.к. это приводит к разбросу горящего нефтепродукта, увеличению площади горения.
• Металлические калий, натрий, магний, а также их перекиси и соли фосфорной кислоты из-за возможности взрыва, воспламенения выделяющегося водорода.
• Нитроглицерин, серный ангидрид из-за возможности взрыва.

Более полный список веществ и материалов, на которые ни в коем случае нельзя подавать воду, приведены в следующей таблице из Справочник руководителя тушения пожара Иванников В.П., Клюс П.П. 1987 года.

Вещества и материалы которые нельзя тушить водой

(таблица в высоком разрешении доступна по кнопке скачать после статьи)

Источник

Огнетушащие вещества охлаждения

Огнетушащие вещества охлаждения – это вещества обладающие физико-химическими свойствами, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, водные растворы солей, с добавками смачивателей – поверхностно-активных веществ, а также углекислота в твердом агрегатном состоянии – в виде снега).

Вода – основное огнетушащее вещество охлаждения, наиболее доступное и универсальное. Хорошее охлаждающее свойство воды обусловлено ее высокой теплоемкостью [4187 Дж/(кг/град), 1 ккал/(кг/град)] при нормальных условиях. При попадании на горящее вещество вода частично испаряется и превращается в пар.

При испарении 1 литра воды образуется 1700 литров пара, которым кислород вытесняется из зоны пожара. Вода, имея высокую теплоту парообразования [2236 кДж/кг (534 ккал/кг)], отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. Вода обладает высокой термической стойкостью; ее пары только при температуре выше 1700 °С могут разлагаться на водород и кислород. В связи с этим тушение водой большинства твердых материалов (древесины, пластмасс, каучука и др.) безопасно, так как их температура горения не превышает 1300 °С.

Вода как огнетушащее вещество охлаждения

Не вступает в реакцию почти со всеми твердыми горючими веществами, за исключением щелочных и щелочноземельных металлов (калия, натрия, кальция, магния и др.) и некоторых других веществ.

Таблица реакции воды с веществами и материалами

Вещество или материал

Результат воздействия воды

Азид свинца Взрывается при увеличении влажности до 30 % Алюминий, магний, цинк При горении разлагают воду на водород и кислород Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов Выделяют водород Гремучая ртуть Взрывается от удара струи Калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические Реагируют с водой, выделяют водород Карбиды алюминия, бария, кальция Разлагаются с выделением горючих газов Карбиды щелочных металлов Взрываются Кальций, натрий фосфористые Выделяют самовоспламеняющийся на воздухе фосфористый водород Нитроглицерин Взрывается от удара струи Селитра Попадание воды в расплав селитры вызывает сильный взрывообразный выброс и усиление горения Серный ангидрид Взрывообразный выброс Сесквихлорид Взрывается Силаны Выделяют самовоспламеняющийся на воздухе гидрид кремния Термит, электрон Разлагает воду на водород и кислород Титан и его сплавы То же Триэтилалюминий То же Хлорсульфоновая кислота Взрывается

Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, так как увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения, вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая большое количество теплоты. Чтобы избежать ненужных потерь, распыленную воду применяют в основном при сравнительно небольшой высоте пламени, когда можно подать ее между пламенем и нагретой поверхностью (например, при горении подшивки перекрытий, стен и перегородок, обрешетки крыши, волокнистых веществ, пыли, темных нефтепродуктов и др.).

Распыленные водяные струи применяют также для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций сооружений, установок а также для осаждения дыма.

Сплошные струи используют при тушении наружных и открытых внутренних пожаров, когда необходимо подать большое количество воды на значительное расстояние или если воде необходимо придать ударную силу. (Например, при тушении газонефтяных фонтанов, открытых пожаров, а также пожаров в зданиях больших объемов, когда близко подойти к очагу горения невозможно; при охлаждении с большого расстояния соседних объектов, металлических конструкций, резервуаров, технологических аппаратов).

Сплошные струи нельзя применять там, где может быть мучная, угольная и другая пыль, а также при горении жидкостей в резервуарах. Для равномерного охлаждения площади горения сплошную струю воды перемещают с одного участка на другой. Когда с увлажненного горючего вещества сбито пламя и горение прекращено, струю переводят в другое место. Как огнетушащие вещество, вода плохо смачивает твердые материалы из-за высокого поверхностного натяжения (72,8–103 Дж/м 2 ), что препятствует быстрому распределению ее по поверхности, прониканию в глубь горящих твердых материалов и замедляет охлаждение.

Смачиватели

Для уменьшения поверхностного натяжения и увеличения смачивающей способности в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). На практике используют растворы ПАВ (смачивателей), поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды. Оптимальное время смачивания 7–9 секунд. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды на 35–50 %, что обеспечивает ликвидацию горения одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади.

Рекомендуемые концентрации смачивателей в водных растворах для тушения пожаров приведены в таблице.

Рекомендуемые концентрации смачивателей

Смачиватель

Оптимальная концентрация в воде, %

НП-1 0,3–0,5 НП-5 0,3–0,5 Б 1,5–1,8 Никаль НБ 0,7–0,8 ОП-7 1,5–2,0 ОП-8 1,5–2,0 Эмульгатор ОП-4 1,95–2,1 Пенообразователь 3,5–6,5 Смачиватель пожарный СП-1 0,1

Твердый диоксид углерода (углекислота)

Как и вода, может быстро отнять теплоту от нагретого поверхностного слоя горящего вещества. При температуре −79 °С он представляет собой мелкокристаллическую массу плотностью 1,53 кг/м 3 . Такая масса образуется при переходе диоксида углерода из жидкой в газообразную фазу при быстром увеличении объема. Жидкий диоксид углерода в результате расширения переходит в твердое состояние и выбрасывается в виде хлопьев, похожих на снежные, с температурой −78,5 °С. Под влиянием теплоты, выделяющейся на пожаре, твердый диоксид углерода, минуя жидкую фазу, превращается в газ.

При этом он является средством не только охлаждения, но и разбавления горящих веществ. Теплота испарения твердого диоксида углерода значительно меньше, чем воды – 0,57·103 кДж/кг (136,9 ккал/кг), однако, из-за большой разницы температур твердого диоксида углерода и нагретой поверхности, поверхность охлаждается гораздо быстрее, чем при применении воды. Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением магния и его сплавов, металлического натрия и калия.

Он неэлектропроводен и не взаимодействует с горючими веществами и материалами, поэтому его применяют при тушении электроустановок, двигателей и моторов, а также при пожарах в архивах, музеях, выставках и т.д. подают твердый диоксид углерода из огнетушителей, передвижных и стационарных установок.

Источник: учебник Пожарная тактика “Основы тушения пожаров”, В. В. Теребнев, А. В. Подгрушный, Москва 2012.

Источник