Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Огнетушащие средства - вещества и составы, обладающие физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

Они могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Основные требования к огнетушащим средствам:

1) высокий эффект тушения при относительно малом расходе;

2) дешевизна и безопасность в обращении:

3) минимальный вред, причиненный материалом и предметом при тушении.

Ниже будут рассмотрены свойства вышеперечисленных огнетушащих средств [13, 34].

Вода

Вода является наиболее распространенным огнетушащим средством. Она обладает высокой теплоемкостью и теплотой парообразования: 1 литр Н20 при нагревании от 0 до 100°С поглощает 419 кДж тепла, а при испарении 2260 кДж, образуя при этом около 1700 литров пара. Огнегасительный эф­фект достигается охлаждающим действием, снижением концентрации О₂ за счет парообразования, а также изолирующим горючее вещество от зоны го­рения. Вода подается в зону горения в виде компактных и распыленных струй (размер капель более 100 мкм), а также в тонкораспыленном состоянии (размер капель менее 100 мкм). Интенсивность подачи Н₂О при тушении раз-личных материалов колеблется в пределах от ОД до 0,5 л/см2 .

Сплошные струи

Сплошные струи представляют собой неразрывный поток воды, имеющий большую скорость и сравнительно небольшое сечение.Такие струи характеризуются определенной ударной силой и большой плотностью полета при этом значительные объемы воды воздействуют на малую площадь пожара (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Интенсивность подачи воды, необходимой для тушения твердых материалов (опытные данные)

 

Материал	Интенсивность подачи, л/см	Время тушения, мин
Пиломатериалы в штабелях:
сухая древесина при влажности 8... 14%	0,45	13...15
влажная древесина при влажно­сти 30%	0,21	10...12
Каучук, резина, радиотехниче­ские изделия	0,10...0,14	50...60
Бумага разрыхленная	0,08...0,10	10
Текстолит, отходы пластмасс	0,06...0,10	10...12

Сплошными струями тушат пожары в тех случаях, когда требуется по­дать воду на большие расстояния или придать струе значительную ударную силу (например, при тушении больших очагов пожара, когда невозможно доставить близко к очагу горения ствол для подачи воды, при необходимости с большого расстояния охлаждать соседние с горящими объектами метал­лические конструкции, резервуары и т.д.) - Этот способ тушения является наиболее простым и распространенным.

Распыленные струи

Распыленные струи - поток воды, состоящий из мелких капель. Эти струи характеризуются небольшими величинами ударной, силы и дальности полета. Но орошают большую площадь. При подаче воды распыленными струями создаются наиболее благоприятные условия для ее испарения и тем самым повышается эффект охлаждающего действия и разбавления горючей среды паром.

Главное преимущество распыленных струй заключается в сокращении расхода воды и поэтому способ, использующий их, является перспективным.

К недостаткам воды относятся:

• сравнительно высокая температура замерзания;

• недостаточная в ряде случаев (например, при тушении тлеющих
материалов) смачивающая способность;

• низкая эффективность охлаждения реагирующих веществ, при
подаче в зону горение компактных струй;

• сравнительно высокая электропроводность, не позволяющая тушить объекты, находящиеся под напряжением;

• малая эффективность и даже отрицательный эффект при тушении нефтепродуктов и многих других горючих жидкостей, всплывающих на ее поверхность и продолжающих гореть;

• невозможность применять для тушения веществ, бурно реагирующих с ней с выделением тепла, горючих, а также токсичных и коррозийно активных газов (табл. 6.2).

Некоторые недостатки воды можно снизить или устранить введением в нее различных добавок:

– для понижения температуры замерзания в воду, добавляют антифризы (от греч. anti- против и английского freeze - замерзать), водные растворы спиртов, глицерина, неорганических солей, гликолей;

– для повышения смачивающей способности в воду включают 0,5...2% поверхностно-активных веществ (ПАВ) - сульфонатов, сульфонолов НП-1, НП-3: смачивателей ДБ, НБ, ОП-7, ОП-10; пенообразователей ПО-1 и.другие, применяемых для уменьшения поверхностного натяжения воды (табл. 6.3);

• для уменьшения растекаемости в воду включают добавки, повы­шающие вязкость и уменьшающие время тушения (например - в лаборатор­ных условиях в 5 раз - натрийкарбоксилцеллюлоза).

 

Таблица 6.2

Вещества и материалы, для тушения которых нельзя применять воду и составы на ее основе

 

Вещество или материал	Характер взаимодействия с водой
Алюминийорганические соединения, щелочные металлы	Реагирует со взрывом
Литийорганические соединения, азид свинца, карбиды многих металлов, гидриды некоторых металлов (Al, Zn, Mg)	Разложение с выделением газов
Серная кислота, термит, хлорид тита­на	Самовозгорание
Гидросульфит натрия	Сильный экзотермический эффект
Битум, жиры, масла	Усиление горения, разбрызгивание, вскипание, выброс

 

Таблица 6.3

Эффективность применения воды с добавками сульфоната (опытные данные)

 

Характеристика	Вода
	без добавок	с добавкой
Время тушения, с	205	90
Общий расход воды, л	16	3,5
Удельный расход воды, л/м2	25	5,6

 

При тушении горящих нефтепродуктов и многих других органических жидкостей водой, они могут всплыть на поверхности, увеличивая площадь пожара. В этом случае целесообразно применять распыленную воду. Тот же прием, например, используется при тушении водой жиров и масел.

Водяной пер

Водяной пар - применяют для тушения объектов с ограниченным воз­духообменом и небольшим объемом (до 500 м ), а также для тушения не­больших пожаров на открытых площадках. Целесообразность применения пара оправдывается для предприятий, имеющих его большие ресурсы. Огне-тушащее действие заключается в вытеснении воздуха из помещения. Для тушения Пожара необходимо создать концентрацию водяного пара в воздухе не менее 35% (по объему). Избыточная влага и охлаждающее влияние пара существенного значения при тушении пожара не имеет.

Пена

Пена - дисперсная система, в которой газ заключен в ячейки, отделен­ная одна от другой жидкостными пленками (пузырьки газа заключенные в тонкие оболочки пленки из жидкости). Пены применяют для тушения твер­дых и жидких веществ, не вступающих во взаимодействие с водой. В первую очередь, для тушения нефтепродуктов, имеющих плотность менее 1000 кг/м и не растворимые в воде. Основное огнетушащее свойство пень: заключает­ся в изоляции зоны горения путем образования на поверхности паронепро­ницаемого слоя определенной структуры и стойкости. Это достигается бла­годаря тому, что пена обладает значительной вязкостью и, имея плотность ниже плотности горящей жидкости (100 - 200 кг/м³), попадая на поверхность жидкости не оседает вниз, а находится на ней и изолирует горящую жидкость от кислорода воздуха и источников тепла, что способствует прекращению выделения горючих паров. Например, скорость испарения бензина под слоем пены, толщиной 5 см уменьшается в 30...40 раз. Изолирующее действие пены зависит от ее физико-химических свойств и структуры, от толщины ее слоя, а также от природы горючей жидкости, и температуры на ее поверх­ности.

Помимо этого, вследствие низкой теплопроводности пена препятствует передаче тепла от зоны горения к горячей поверхности, т.е. обладает охлаж­дающей способностью. Пена характеризуется кратностью и стойкостью.

Кратность пены - это отношение ее объема к объему исходных про­дуктов.

Стойкость - время от момента образования пены до полного ее распа­да.

Различают 2 разновидности огнетушащих пен: химическую и воздуш­но-механическую .

Химическая пена образуется в пеногенераторах из специальных пено-порошков, состоящих из кислотных и щелочных частей, в присутствии пено­образователя.

Пенопорошок состоит из сухих солей: щелочного компонента (Na2CO3,NaHCO3) и кислотного компонента (Al₂(SO₄)3, Fe(SO4)3), а также лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества.

Для тушения ацетона, спиртов и других водорастворимых, горючих жидкостей для придания пене гидрофобных свойств в ее состав вводят также около 2% мыла.

Пеногенератор - аппарат непрерывного действия для образования хи­мической пены.

Состоит из емкости с водой, бункера для пенопорошка и струйного на­соса.

При взаимодействии с водой компоненты пенопорошка растворяются и вступают в реакцию с образованием:

Na₂CO₃ + H₂O -► NaHCO₃ + NaOH;

Al₂(SO₄)₃ + 6Н₂О -» 2А1(ОН)₃ + 3H₂SO₄;

H₂SO₄ +2NaHCO₃ -»Na₂SO₄ + 2Н₂О + 2СО₂

В присутствии пенообразующего порошка, повышающего прочности, образуется огнетушащий состав, который через пожарный рукав и пенный ствол или пенослив подается в очаг пожара.

При растекании химической пены образуется слой толщиной 7.. .10 см. весьма устойчивый, малоразрушающийся под действием пламени.

Пена не взаимодействует с горящими веществами и образует плотный покров, не пропускающий паров жидкости. Интенсивность подачи химиче-ской пены при тушении 0,17. .0,74 л/см2 .

Последнее время наметилась тенденция к сокращению применения хи­мической пены, что связано со сравнительно высокой стоимостью и сложно­стью тушения пожара. Поэтому ее применяют в основном в огнетушителях. В огнетушителях ОХП-10, ОП-М, ОП-9 мм вместо пенопорошка применяют­ся водные растворы бикарбоната натрия, содержащего лакричный экстракт и железный дубитель.

Воздушно-механическая пена (ВМП)

ВМП представляет собой механическую смесь воздуха, воды и поверх­ностно-активных веществ, снижающих поверхностное натяжение воды. Обычно в качестве ПАВ используют пенообразователь типа ПО-1, состоя­щий из %:

• керосиновый экстракт Петрова (натриевые соли нефтяных суль-
фокислот)  82,5... 86,5

• костный (столярный) клей                 3,5. ..5,5

•             этанол (этиловый спирт) или этиленгликоль      10... 12

Характеристики химической и воздушно-механической пены:

1. Состав по объему, % (об).

Химическая пена СО₂ - 80; Н₂О - 19,7; пенообразующее вещество - 0,3. ВМП % (об) воздух - 90; Н₂О - 9,8; пенообразующее вещество - 0,2.

2.  Кратность (отношение объема пены к объему исходных продук­
тов).

Химическая пена 5.

ВМП до 30 низкократная; 30...200 среднекратная, больше 200 высоко­кратная.

3. Стойкость (время от момента образования пены до полного ее
распада).

Химическая пена более 1 часа.

ВМП около 30 мин. (чем больше кратность, тем больше стойкость).

Для получения ВМП используют стационарные воздушно-пенные ус­тановки (где есть сжатый воздух). Установка подключается к трубопроводу сжатого воздуха и гидранту. В случае возникновения пожара к установке подсоединяется рукав с патрубком на конце и открывается вентиль на трубо­проводе сжатого воздуха. Для получения пены применяется воздушно-пенные генераторы звольвентного или струйного типа.

На поверхности горящих жидкостей пена образует устойчивую пленку не разрушающуюся под действием пламени в течение 30 мин (времени впол­не достаточного для тушения). ВМП совершенно безвредна, не вызывает коррозии металла, почти неэлектропроводна и весьма экономична.

Ее применяют также для тушения твердых горючих веществ (древеси­на, химическое волокно).

При емкости воздушно-пенного стационарного генератора 250 л из не­го можно получить до 2-х кубометров пены (при толщине слоя 10.. .20 см можно покрыть поверхность до 10.. .20 м²).

Инертные газовые разбавители

К инертным газовым разбавителям относятся: СО2, N2, Аг, водяной пар, дымовые газы.

Они выполняют две задачи:

1. Предупреждение взрыва при скоплении в помещении горючих
газов или паров путем создания среды неподдерживающей горения.

2. Тушение пожаров объемным способом, путем снижения концен­
трации О₂ в воздухе и уменьшения теплового эффекта за счет потери тепла
на их нагревание.

Огнегасительная концентрация газов составляет приблизительно треть объемов помещения (3.. .36%).

Углекислый газ - бесцветный газ храниться в стальных баллонах в сжиженном состоянии. Из 1 л сжиженного углекислого газа при температуре 0°С образуется 506 л газа.

Для большинства веществ огнегасительная концентрация составляет 20...30%. Однако вдыхание воздуха, содержащего 10% углекислого газа смертельно для человека. Поэтому система тушения с его использованием должна иметь сигнализирующее устройство об опасности (речь идет о газо­образном углекислом газе, подаваемом в помещение через перфорированный трубопровод).

Второй способ подачи - выброс сжиженного углекислого газа через раструбы - диффузоры. В этом случае жидкий углекислый газ выдавливается в раструб и мгновенно испаряется. Процесс испарения идет с поглощением тепла, поэтому внутри раструба температура резко понижается до - 80°С и жидкий газ частично переходит в снегообразное состояние. Углекислый газ в снего- и жидкообразном состоянии часто называют углекислотой. Углеки­слота в газообразном состоянии обладает разбавляющим огнетушащйм дей­ствием (снижает концентрацию кислорода в помещении), а в снегообразном еще и охлаждающим действием.

Углекислота применяется для быстрого тушения (2... 10 с) особенно небольших поверхностей горючих жидкостей, стендов для испытания ДВС, электродвигателей и установок, находящихся под напряжением, т.к. она не-электропроводна. Применение углекислоты исключается для тушения щелочных, щелочно-земельных металлов, гидридов металлов, а также веществ, в молекулы которых входит кислород, т.е. они горят без доступа воздуха.

Азот N2 - газ без цвета и запаха - обладает разбавляющим огнегаситель-ным действием. Применяется главным образом для тушения веществ, горя­щих пламенем (жидкостей и газов). Плохо тушит тлеющие вещества (древе­сина, бумага, картон) и не тушит волокнистые материалы (хлопок, ткани). Разбавление воздуха азотом до содержания кислорода в пределах 12... 15% безопасно, а более высокое - опасно для человека. Поэтому для повышения его огнетушащего действия рекомендуется вводить от 3 до 5% галогенугле-водородов.

Галогенуглеводороды (газы, жидкости) замедляют реакцию горения, поэтому их называют ингибиторами (флегматизаторами, антикатализатора­ми). Для тушения пожаров применяются галогенуглеводороды главным об­разом на основе предельных углеводородов - алканов (СН4; С2Н6, реже C3H₈):

СН2Вг2 - бромистый метилен;

CН2J2 - йодистый метилен;

СН₃Вг - бромистый метил;

С2Н5Вг - бромистый этил.

Товарное наименование галогенуглеводородов - хладоны (ранее фрео-ны). В молекулах хладонов обязательно имеются атомы галогенов - фтор, хлор, бром, йод. Каждому хладону присвоен соответствующий номер. На­пример, трифторбромметан (хладон 13В1 - химическая формула СF₃Вг): 1 -один атом углерода, 3 - три атома фтора, В - обозначается бром: 1 - один атом брома, дибромтетрафторэтан (хладон 114В2 - химическая формула С2F₄Вг₂).

Галогеноуглеоводороды являются летучими соединениями, они плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими веществами. Хладоны II4B2,12В2 (C2F₄Br₂) - тяжелые жидкости со специфи­ческим запахом. Остальные хладоны при нормальных условиях - газы, легко сжижающиеся под небольшим давлением. Хладоны имеют высокую плот­ность как в жидкообразном, так в газообразном состоянии, что обеспечивает возможность создания струи и проникновения капель в пламя, а также удер­жания паров около очага горения. Низкие температуры замерзания делают возможным применение их при минусовых температурах. Хладоны обладают также хорошими диэлектрическими свойствами, поэтому их можно приме­нять для тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напря­жением.

К недостаткам хладонов относится их вредное воздействие на организм человека: слабые наркотические яды, а продукты их термического разложе­ния обладают высокой токсичностью и высокой коррозийной активностью.

Хладоны используют для особо опасных цехов химических произ­водств, сушилок окрасочных камер, складов с горючими жидкостями и т.д. При этом применяют объемное и поверхностное пожаротушение. Кроме того, хладоны могут применяться для предупреждения и подавления взрывов газо­паровоздушных смесей.

Хладоны не рекомендуется для тушения пожаров металлов, ряда ме-таллорганических соединений и материалов, содержащих кислород, а также когда окислителем является не кислород, а например, галогены.

Более подробно механизм огнетушащего действия хладонов изложен в справочнике [8], где приведены также более подробные сведения по токсич­ности как самих хладонов, так и продуктов их разложения.

Сжатый воздух

Сжатый воздух используют для тушения горючих жидкостей с темпе­ратурой вспышки больше 60 С методом их перемешивания. Горение прекра­щается при снижении температуры верхнего слоя жидкости ниже температу­ры воспламенения. К таким жидкостям, например, относятся: ундекан, доде-кан, 2-фуральдегид, хлорид серы.

Порошковые составы (табл. 6.4)

Порошковые составы - мелкодисперсные минеральные соли с различ­ными добавками, препятствующими слеживанию и комкованию. В качестве основы для огнетушащих порошков используют: моноаммоний фосфат NН4 H₂PO₄, диаммоний фосфат (NH4)2HPO4. Это соли ортофофорной кислоты; карбонат натрия Na₂CO₃; бикарбонат натрия NaHCО₃ . Это соли угольной ки­слоты, хлорид натрия NaCl, хлорид калия КС1; стеорат калылия СаС36Н₇0О4, тальк 3MgO₄ 4SiO₂ Н₂О, неофилин Na₂O Аl₂О₃ 2Si О2, кремнийорганиче-ские соединения (например, SiO (СН₃)4; SiO₂(CH₃)4; SiO₃(CH₃)4); аммофос сложное минеральное соединение, получаемое путем взаимодействия фос­форной кислоты H3PO4 с аммиаком, селикогель - высушенный студень (сту­денистый осадок кремниевой кислоты.

В качестве основы для огнетушащих порошков используют соли (мо-нодиамоний фосфаты, амофос), а также карбонат и бикарбонат Na, хлориды Na и К, а добавок - кремниторганические соединения (неофнлин, тальк и другие).

Кроме пожаротушения порошки могут применяться для флегматизаци-ия горючей среды и взрывоподавления. Они обладают следующими преиму­ществами:

• высокая огнетушащая способность, например, тушение пожаров
класса Б на большой площади в течение нескольких секунд;

• универсальность - возможность их применение для тушения по­
жаров разных классов, которые невозможно тушить водой или другими сред­
ствами, например, металлическое электрооборудование, находящееся под
напряжением;

• возможность использования при отрицательной температуре;

• они не токсичны и не оказывают коррозийного действия;

• их можно использовать в сочетании с распыленной водой и пен­
ными средствами;

• они сравнительно дешевы и удобны в обращении.

К недостаткам можно отнести их слёживаемость и комкование, однако, получение по современным технологиям резко улучшило их сопротивляе­мость слёживаемости и обеспечило хорошую текучесть, что резко повысило их применение.

Таблица 6.4

Основные сведения об отечественных огнетушащих порошках

 

Марка	Основные компоненты	Область применение (класс пожара)	Огнетушащая спо­собность, кг/м*
ПСБ-3        Бикарбонат Na		В. С,Е	1,6
ПФ	Диамонит фосфат	АВСЕ	1,4
ПС	Карбонат Na	Д                40
II—2Ап   Моноамоннйфосфат или диамониифосфат		АВСЕ	1,8.
Пирант А	Моноамонийфосфат или диамонийфос­фат	АВСЕ	US
ПГС-М	Смесь хлоридов К и Na	вед	2,6Д' 1,4 ВС
СИ-2	Селикогель, насыщенный хладоном 114В2по50%	д металлоорганиче-ские соединения, гидриды металла	20...32Д одв
PC	Графит, вспучивающийся при нагреве	Д (сплав К и Na)	6...9
мгс	Графит с пониженной плотностью	Д (для К и Na)	3...10

Огнетушащая способность порошков зависит не только от их химиче­ской природы, но и от их степени измельчения. Чем мельче частицы порош­ков, тем больше их поверхность, и тем выше их эффективность. Но возмож-

ность их измельчения ограничена. Оптимальный размер порошков общего назначения составляет 40.. .80 мкм.

Порошки хранят в специальных упаковках, предохраняя их от увлаж­нения и подают в очаг горения сжатыми газами.

Комбинированные составы

Комбинированные составы - это огнетушащие средства, в которых со­четаются свойства составляющих веществ (табл. 6.5). Наиболее эффектив­ными являются комбинации носителя с сильным ингибитором горения.

Таблица 6.5

Примеры комбинированных составов

 

Условные названия со­става	Компоненты	Содержание, %
Порошок СИ-2	Селикогель хладон 114B2	50 50
Азотно-хладоновый	Азот хладон	95 5
Углекислотно-хладоновый	СО2 хладон П4В2	85 15
Водно-хладоновые	Вода хладоны
Пенно-хладоновые	Воздушно-механическая пена хладон

Азотно-хладоновые и углекислотно-хладоновые составы можно хранить в одном баллоне под давлением.

СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ

К средствам пожаротушения откосится пожарная техника (зданий, со­оружений, транспортных средств, лесных массивов, с/х угодий и т.д.). Их можно условно разделить натри группы [13, 14]:

1) первичные;

2) стационарные;
3) передвижные.

4)