Пожаробезопасность и виды огнеспасительных средств

Взрыв — физический или/и химический быстропротекающий  процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и  высокоскоростному расширению газов. При химическом взрыве, кроме газов, могут образовываться и твёрдые  высокодисперсные частицы, взвесь которых  называют продуктами взрыва.

Классификация:

Взрывы классифицируют по происхождению выделившейся энергии  на:

• Химические.
• Взрывы ёмкостей под давлением (газовые баллоны, паровые котлы):
• Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE).
• Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях.
• Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой.
• Ядерные.
• Электрические (например, при грозе).

3. Виды огнегасительных веществ

Тушение  пожара достигается  применением таких тушащих веществ  как вода, водные растворы некоторых  солей,  воздушно-механическую и  химическую пены, инертные газы, порошковые составы, песок, кошма.

Вода по сравнению с другими огнегасящими веществами имеет наибольшую теплоемкость и пригодна для тушения большинства горючих веществ. Попадая на поверхность горящего вещества, вода нагревается и испаряется, отбирая соответствующее количество теплоты и понижая его температуру. Выделяющийся пар имеет объем, в 1700 раз превышающий объем воды, поэтому он резко снижает концентрацию кисло­рода в зоне горения и затрудняет доступ окислителя к горючему веществу.

При подаче воды под высоким  давлением достигается эффект механического  срыва пламени, а не успевшая испариться жид­кость стекает на расположенные  рядом еще не загоревшиеся мате­риалы, затрудняя их воспламенение. Для  тушения веществ, плохо смачивающихся  водой (торфа, упакованных в тюки шерсти, хлопка и др.), в нее для снижения поверхностного натяжения вводят поверхностно-активные вещества, (сульфанол НП-1, сульфанат натрия 101-126, мыло). Применение смачивателей способствует  проникновению воды вглубь твердых горячих материалов, что ускоряет их охлаждение и сокращает расход воды на тушение объекта в пределах 33...50% , уменьшает дымообразование.

Кроме таких преимуществ, как высокая эффективность, широ­кая доступность и низкая стоимость, воде свойственны и недо­статки, ограничивающие ее применение. Водой нельзя тушить находящееся под напряжением электрическое оборудование, щелочные металлы, при взаимодействии, с которыми  выделяется водород и образуется с воздухом взрывоопасная смесь,  материалы, портящиеся или разлагающиеся под ее действием (например, книги или карбид кальция, выделяющий при попадании воды взрыво- и пожароопасный газ - ацетилен). В виде  компактной струи воду нельзя применять для тушения ЛВЖ.  Существенным недо­статком считают и способность воды превращаться в лед при сни­жении ее температуры до 0°С и менее. Для понижения температуры замерзания применяют специальные добавки и антифризы (минеральные соли К2СО3,МgCl2).

Водяной пар используют при тушении пожаров в помещениях объемом до 500 м3, а также небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода в зоне горения. Огнегасительная концентрация водяного пара составляет примерно 36 % по объему.

Пены широко используют для тушения ЛВЖ и ГЖ. Пена представляет собой систему, в которой дисперсной фазой всегда является газ. Пузырьки газа могут образовываться внутри жидкости в результате химических процессов (химическая пена) или механического смешивания воздуха с жид­костью (воздушно-механическая пена). Чем меньше размеры пузырьков газа и поверхностное натяжение пленки жидкости, тем больше механическая устойчивость (малая вероятность разрушения) пены. Плотность химической пены колеблется в пределах 150...250г/м3, а воздушно-механической - 70...150 кг/м3, поэтому пены обоих видов свободно плавают на поверхности горючих жидкостей, не растворяясь в ней, охлаждая поверхность и изоли­руя ее от пламени. Способность пены хорошо удерживаться на вертикальных и потолочных поверхностях обусловливает ее незаменимость в ряде случаев при тушении пожаров. Однако пена, как и вода, обладает электропроводностью, что ограничивает ее применение.

Воздушно-механическая пена получается при смешивании воды, в которую добавлен пенообразователь, с воздухом в пеногенераторах, воздушно-пенных стволах и огнетушителях. Пенообразователями называют вещества, находящиеся в коллоидном состоянии и способные адсорбироваться в поверхностном слое раствора на границе жидкость - газ. Используют пенообразователи ПО-1, ПО-1Д, ПО-1С, ПО-6К, а также морозоустойчивый (до - 40 °С) ПО «Морозко». Воздушно-механическая пена абсолютно безвредна для людей, не вызывает коррозию металлов, обладает высокой экономичностью.

Химическая пена образуется при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. Она представляет собой концентрированную эмульсию диоксида угле­рода в водном растворе минеральных солей. Такую пену получают с помощью пеногенераторов или химических пенных огнетушителей. Из-за высокой стоимости и сложности приготовления химическую пену все чаще заменяют воздушно-механической.

К огнегасящим веществам, находящимся в нормальных условиях в газообразном состоянии, относятся: диоксид углерода, азот, инертные газы (аргон, гелий), водяной пар и дымовые  газы. Их огнегасящая концентрация в воздухе находится в пределах 30...40%. Быстро смешиваясь с воздухом, эти газы понижают концентрацию кислорода в зоне горения, отнимают значительное ко­личество теплоты и тормозят интенсивность горения.

Диоксид углерода (СО2) применяют для быстрого (в течение 2-10 с) тушения загоревшихся двигателей внутреннего сгорания, электроустановок, небольших количеств горючих жидкостей, а также для предупреждения воспламенения и взрыва при хранении ЛВЖ, изготовлении и транспортировке горючих пылей (уголь­ной и т. п.). Диоксид углерода хранят в сжиженном состоянии в баллонах, в том числе огнетушителей. При выпуске из баллона он сильно расширяется и, охлаждаясь, переходит в твердое состояние, образуя белые хлопья температурой -78,5 °С. Отбирая теплоту из зоны горения количеством 570 кДж на 1 кг твердого вещества, ди­оксид углерода нагревается и переходит в газообразное состояние — оксид углерода (углекислый газ). Так как углекислый газ примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха, он оттесняет кислород от горящего вещества, прекращая реакцию горения. Диоксид углерода нельзя при­менять для тушения щелочных и щелочно - земельных металлов (так как он вступает с ними в химическую реакцию), этилового спирта (в котором углекислый газ растворяется) и материалов, способ­ных гореть без доступа воздуха (например, целлулоид). При использова­нии СО2 необходимо помнить о его токсичности при небольших (до 10 %) концентрациях, а также о том, что 20%-ное содержа­ние диоксида углерода в воздухе смертельно для человека.

Инертные, дымовые газы и отработавшие газы двигателей внут­реннего сгорания чаще всего применяют для заполнения сосудов и емкостей с целью избежания пожара при выполнении свароч­ных работ.

Галоидоуглеводородные составы (газы и легкоиспаряющиеся жидкости) представляют собой соединения атомов углерода и водорода, в которых атомы водорода частично или полностью заме­щены атомами галоидов (фтора, хлора, брома). Огнегасительное действие таких составов основано на химическом торможении ре­акции горения, поэтому их еще называют ингибиторами или флегматизаторами. У галоидоуглеводородных составов большая плотность, повышающая эффективность пожаротушения, и низ­кие температуры замерзания, позволяющие использовать их при отрицательных температурах воздуха. Существенным недостатком таких составов является их токсичность при вдыхании и попадании на кожу. Кроме того, бромистый этил и составы на его основе в определенных условиях могут гореть, что ограничивает их использование.

Твердые огнегасительные вещества в виде порошков применяют для ликвидации небольших очагов загораний, а также горения материалов, не поддающихся тушению другими средствами, Порош­ки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию (например, с тальком) и способствующими плавлению (с хлористым натрием или кальцием). Такие составы обладают хорошей огнетушащей способностью, в несколько раз превышающей способность галоидоуглеводородов, и универсальностью, благодаря которой прекращается горение большинства горючих веществ. На горящей поверхности огнегасительные порошки создают препятствующий горению слой, а выделяющиеся при разложении негорючие газы усиливают эффективность тушения. Наиболее распространены порошки на основе бикарбоната натрия (ПСБ-3), диаммоний фосфата (ПФ), аммофоса (П-1А), насыщенного хладоном 114В2 силикагеля (СЙ-2) и другие. В зону горения порошки могут подаваться с помощью сжатого диоксида углерода, азота или механическим способом.

Огнетушитель — переносное или передвижное устройство для  тушения очагов пожара за счет выпуска  запасенного огнетушащего вещества.[1] Ручной огнетушитель обычно представляет собой цилиндрический баллон красного цвета с соплом или трубкой. При  введении огнетушителя в действие из его сопла под большим давлением  начинает выходить вещество, способное  потушить огонь. Таким веществом  может быть пена, вода, какое-либо химическое соединение в виде порошка, а также  диоксид углерода, азот и другие химически инертные газы. Огнетушители в России должны находиться во всех производственных помещениях, а правила дорожного движения многих стран обязывают держать огнетушитель в каждом автомобиле.

Типы  огнетушителей:

Огнетушители различают  по способу срабатывания:

• автоматические (самосрабатывающие) — обычно стационарно монтируются в местах возможного возникновения пожара;
• ручные (приводятся в действие человеком) — располагаются на специально оформленных стендах;
• универсальные (комбинированного действия) — сочетают в себе преимущества обоих вышеописанных типов.

Огнетушители различаются  по принципу воздействия на очаг огня:

• газовые (углекислотные),
• пенные (химические, химические воздушно-пенные, воздушно-пенные, воздушно-эмульсионные),
• порошковые,
• водные.

По объему корпуса:

• переносные малолитражные с массой огнетушащего вещества до 4 кг;
• промышленные переносные с массой огнетушащего вещества от 4 кг;
• стационарные и передвижные с массой огнетушащего вещества от 8 кг.

По способу подачи огнетушащего состава:

• под давлением газов, образующихся в результате химической реакции компонентов заряда;
• под давлением газов, подаваемых из специального баллончика, размещенного в (на) корпусе огнетушителя;
• под давлением газов, предварительно закачанных в корпус огнетушителя;
• под собственным давлением огнетушащего вещества.
• По виду пусковых устройств:
• с вентильным затвором;
• с запорно-пусковым устройством рычажного типа;
• с пуском от дополнительного источника давления.

Огнетушители пенные. Предназначены для тушения пожаров огнетушащими пенами: химической или воздушно-механической. Химическую пену получают из водных растворов кислот и щелочей, воздушно-механическую образуют из водных растворов и пенообразователей потоками рабочего газа: воздуха, азота или углекислого газа. Химическая пена состоит из 80 % углекислого газа, 19,7 % воды и 0,3 % пенообразующего вещества, воздушно-механическая примерно из 90 % воздуха, 9,8 % воды и 0,2 % пенообразователя.

Пенные огнетушители применяют  для тушения пеной начинающихся загораний почти всех твердых  веществ, а также горючих и  некоторых легковоспламеняющихся  жидкостей на площади не более 1 м². Тушить пеной загоревшиеся электрические  установки и электросети, находящиеся  под напряжением, нельзя, так как  она является проводником электрического тока. Кроме того, пенные огнетушители нельзя применять при тушении  щелочных металлов натрия и калия, потому что они, взаимодействуя с водой, находящейся в пене, выделяют водород, который усиливает горение, а  также при тушении спиртов, так как они поглощают воду, растворяясь в ней, и при попадании на них пена быстро разрушается. Современные пенные огнетушители используют в качестве газообразующего реагента азид натрия, который легко разлагается с выделением большого количества азота.

К недостаткам пенных огнетушителей  относится узкий температурный  диапазон применения (5—45 °C), высокая  коррозийная активность заряда, возможность  повреждения объекта тушения, необходимость  ежегодной перезарядки.

Огнетушители газовые. Углекислотный огнетушитель

В годы Второй мировой войны  широко использовались тетрахлорные огнетушители. Тушение подобным огнетушителем необходимо было выполнять в противогазах — попадая на раскалённые поверхности тетрахлорид углерода частично окислялся до фосгена, который является сильнодействующим ядовитым веществом удушающего действия. Но уже в то время в других странах начали применяться более безопасные углекислотные огнетушители.

Углекислотные огнетушители, в которых в качестве огнетушащего вещества применяют сжиженный диоксид  углерода (углекислоту). Углекислотные  огнетушители выпускаются как ручные, так и передвижные. Ручные огнетушители одинаковы по устройству и состоят  из стального высокопрочного баллона, в горловину которого ввернуто запорно-пусковое устройство вентильного или пистолетного типа, сифонной трубки, которая служит для подачи углекислоты из баллона  к запорно-пусковому устройству, и раструба-снегообразователя. Для приведения в действие углекислотного огнетушителя необходимо направить раструб-снегообразователь на очаг пожара и отвернуть до отказа маховичок или нажать на рычаг запорно-пускового устройства. При переходе углекислоты из жидкого состояния в газообразное происходит увеличение её объема в 400—500 раз, сопровождаемое резким охлаждением до температуры −72 °C и частичной кристаллизацией; во избежание обморожения рук нельзя дотрагиваться до металлического раструба. Эффект пламегашения достигается двояко: понижением температуры очага возгорания ниже точки воспламенения и вытеснением кислорода из зоны горения негорючим углекислым газом.

Из-за значительного охлаждающего эффекта углекислотными огнетушителями не тушат оборудование и трубопроводы с высокими рабочими температурами. Температурные напряжения, вызываемые резким местным охлаждением участка  трубопровода или корпуса аппарата могут привести к разгерметизации  или разрушению последних. Если аппарат или трубопровод содержит взрывопожароопасные вещества под давлением, это может привести ко вторичному возгоранию и взрыву. Для тушения горячих трубопроводов и оборудования применяют обычно порошковые огнетушители.

Также аэрозольные и  углекислотно-бромэтиловые, в качестве заряда в которых применяют галоидированные углеводороды, при подаче которых в зону горения тушение наступает при относительно высокой концентрации кислорода (12—18 %).

Огнетушители порошковые.