Характеристика огнетушащих порошков

№ п/п	Марки	Класс пожара	Основной компонент	Тушащая концентрация кг/м^2
	ПСБ-З	В, С, Е	Бикарбонат натрия ЫаНСОз	1,5+2,0
	ПФ	А, В, С, Е	Диаммоний-фосфат (NH4)2HPO4	1,5+2,0
	П-1А	А, В, С, Е	Аммофос NH4H2PO4+(NH4)2SO4	2,5+3,5
	СП-2	В, С, Е	Силикагель и хладон H4B2SiO2 И C2F4Bn	0,3
	ПС	D	Карбонат натрия ЫагСОз	До 20
	ПХ	А, В, С, D, Е	Хлорид калия КС1	0,9
	ПГС	А, В, С, D, Е	Минерал силиквит NaCl 57-58% КС120-40%	1,5
	КС	В, С, Е	Сульфат калия K2SO4	1,4+2,0
	пм	В,С,Е	NH2CONH2hKHCO3	0,4
	Вексон	А, В, С, Е	Фосфат аммония
	Феникс	А, В, С, Е	Аммофос

- неорганические соли (карбонат натрия Na₂CO₃);

- гидрокарбонат натрия NaHCO;

- гидрофосфат аммония NH₄H₂PO₄;

- дигидрофосфат аммония (NH₄)₂H₂PO₄;

- аммофос (NH₄H₂PO4+(NH₄)2SO4);

- хлориды щелочных металлов NaCI — хлорид натрия (KCI — хлорид калия);

- гидрофобизаторы — добавки, предотвращающие высокую гигроскопич­
ность порошков (поглощение влаги):

- аэросил (SiO₂) с добавками дихлордиметилсилана (CH₃)2Cl₂Si;

- стеараты металлов Са, Mg, A1: стеарат кальция (С₁₇Нз5СОО)₂Са; стеарат
магния (C₁₇H₃5COO)₂Mg; стеарат алюминия (С₁₇Н₃5СОО)₃А1;

- триалкилфосфаты R₃PO₄, где: R — углеводородный радикал (например,
трибутилфосфат (С₄Н₉О)₃РО);

- депрессант;

- добавки, улучшающие текучесть порошков и предотвращающие их
комкование и слеживаемость;

- нефелиновый концентрат (Na, K)₂OAl₂O₃-2SiO₂;

- тальк (3MgO₄SiO₂H₂O);

- слюда KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₃;

- графит (углерод).

Наиболее эффективным из всех известных является порошок "МОННЕКС", впервые продемонстрированный в Англии. Его отличите­льной особенностью является способность к самопроизвольному диспер­гированию крупных частиц порошка в зоне горения. В состав порошка

входит сплав мочевины с бикарбонатом натрия. При попадании частицы в зону горения мочевина быстро разлагается с выделением аммиака и окиси углерода, которые приводят к взрывному разделению крупной час­тицы на мелкие, размером 10-20 мкм. Мелкие частицы быстро поглощают тепло в зоне горения и этим прекращают горение в газовой фазе.

Итак, с помощью огнетушащих порошков можно тушить пожары всех классов. В тоже время, пока неизвестен универсальный порошковый состав, способный тушить пожары всех классов.

Высокой огнетушащей эффективностью обладают твердые химичес­кие соединения (соли) с ярко выраженной ионной кристаллической струк­турой. Чем выше дисперсность порошка, тем больше его поверхность на еди­ницу массы и соответственно больше возможности по гетерогенной рекомби­нации радикалов и атомарных частиц. Исходя из этого, чем выше дисперсно­сть порошка, тем выше должна быть его огнетушащая способность.

В реальности для огнетушащих порошков оптимальной считается дисперсность частиц 10-20 мкм, помимо этого, в состав порошков должно входить порядка 50% частиц более 50 мкм (до 200 мкм).

Это обстоятельство связано с тем, что при пожарах развиваются мощные конвективные потоки и создание огнетушащей концентрации высокодисперсного порошка по всему объему пламени чрезвычайно за­труднительно, т.е. очень мелкие частицы порошка практически невозможно вбросить в конвективную колонку пламени.

Кроме того, косвенно на огнетушащую способность влияет насыпная плотность порошка и его текучесть. От этих факторов зависит скорость создания и время поддержания огнетушащей концентрации в объеме пла­мени. Для очень мелких порошков выше указанные показатели имеют не­высокие значения и, соответственно, их огнетушащая способность суще­ственно снижается.

Помимо огнетушащей способности, очень важную роль играют эксп­луатационные свойства огнетушащих порошков. К этим свойствам отно­сятся такие показатели, как насыпная плотность неуплотненных и уплот­ненных порошков, их влагосодержание, способность к водооталкиванию, склонность к влагопоглощению и слеживанию, текучесть, пробивное напряжение, фракционный состав. От некоторых из этих показателей суще­ственно зависит срок годности огнетушащих порошков.

Поскольку основой практически всех огнетушащих порошков явля­ются хорошо растворимые в воде соли, которые даже при наличии в их составе относительно небольшого количества влаги или поглощении этой влаги из атмосферы, способны к перекристаллизации — растворению части кристаллов и образованию новых с объединением более мелких в более крупные. Этот процесс приводит к слеживанию огнетушащего порошка. Очевидно, что использовать слежавшийся порошок в качестве огнетуша­щего вещества невозможно.

В этой связи огнетушащие порошки, помимо основного огнетуша­щего вещества (соли), содержат в своем составе добавки, улучшающие

текучесть порошка, его способность к водоотталкиванию и снижающие склонность к влагопоглощению и слеживанию.

Для повышения водоотталкивающих свойств порошков применяют модифицированный осажденный оксид кремния (аэросил или белая сажа).

Условия сохранения качества определяются хранением огнетушащих порошков в герметичной упаковке или технических средствах пожароту­шения. Кроме этого, желательно хранить порошки в сухих отапливаемых помещениях с небольшим перепадом температур. Это снижает возможность перекристаллизации основного компонента огнетушащего порошка. При разгерметизации упаковки с порошком необходимо быстро поместить порошок в герметичную тару или техническое средство пожаротушения.

В процессе длительного хранения некоторые огнетушащие порошки могут слеживаться. В этом случае требуется регенерация или утилизация последних.

Процесс регенерации заключается в сушке порошка, его измель­чении, смешении с дополнительным количеством модифицированного оксида кремния и классификации (рассева). Проведение регенерации в условиях потребителя огнетушащих порошков экономически нецелесооб­разно. Большие партии некондиционных огнетушащих порошков следует отправлять на заводы-изготовители этих порошков. Небольшое количество порошка целесообразнее всего утилизировать: огнетушащие порошки на основе фосфорноаммонийных солей и хлорида калия в качестве удоб­рений, а на основе бикарбоната натрия — технических моющих средств.

1.3. Огнетушащие вещества разбавления

Огнетушащие вещества разбавления понижают концентрацию реаги­рующих веществ ниже пределов, необходимых 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 разбавляют в относительно замкнутых помещениях (сушильных камерах, трю­мах 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.

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, неэлектропроводен. Тушение азотом основано на понижении объемной доли кислорода в защищаемом помещении до 5%. Его огнетушащая объем­ная 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 100 мкм. Для получения и подачи такой воды применяют специа­льные стволы-распылители и насосы, создающие давление 2...4 МПа (20...40 атм).

Поступая в зону горения, тонкораспыленная вода почти вся пре­вращается в пар, разбавляя 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 смеси СО₂ с инертными газами.

Нейтральные газы (НГ):

Газ

Аг

N,

Н₂О (пар)

СО,

Воздух

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):

Газ

СС1₄

СНзВг

С₂Н₅Вг

CF₃Br

C₂F₄Br₂

Первым из группы "хладонов", практически примененным 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, CF₃Br 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, NFPA (Пожарная организация Америки) были рекомендованы к применению галоидоуглеводороды, представленные в табл. 1.6.

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: СН₃Вг - 4В1; CHClBr - 2В1; CF₃Br - 13В1; CF₂Br₂ - 12В2; C₂F₄Br₂- 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. 1.7.

Широкое применение хладонов в закрытых помещениях ограничено из-за их токсичности. Хладон 114В2 обладает наименьшей токсичностью,

Таблица 1.6

Дата добавления: 2015-06-27