Тушение пожаров порошками

Тема 7.   Тушение пожаров  порошками.

Первые упоминания об использовании  твердых измельченных материалов для  тушения пожаров относится к XVIII в. Примерно 100 лет назад появились первые сообщения о создании огнетушащих порошков. Однако до второй мировой войны порошковое пожаротушение не получило широкого распространения. Лишь после разработки новой технологии измельчения материалов и сохранение в течении длительного времени так называемых эксплуатационных свойств измельченных материалов порошки начали широко применять для тушения пожаров.

      К эксплуатационным  свойствам огнетушащих порошков  относится текучесть, способность  сопротивляться слеживаемости, комкованию, увлажнения и т.д. 

      Благодаря  своим достоинствам, и прежде  всего высокой огнетушащей способности,  в индустриально развитых странах  используется довольно широкий  ассортимент различных огнетушащих  порошков. Различают порошки общего  и специального назначения. Первые  предназначены для тушения пожаров обычных (органических) горючих материалов [легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) жидкостей, например различных нефтепродуктов, растворителей, углеводородных сжиженных газов и т. п.], твердых материалов и т. п. Тушение этих материалов достигается путем создания порошкового облака, которое окутывает очаг горения. Вторые предназначены для тушения горючих веществ и материалов (например, некоторых металлов), прекращение горения которых достигается путем изоляции горящей поверхности от окружающего воздуха. Огнетушащая способность порошков общего назначения повышается с увеличением их дисперсности (уменьшением размера частиц), порошков специального назначения – почти не зависит от степени их дисперсности.

     В таблице  11 для сравнения приведены огнетушащие  способности отечественных и  некоторых зарубежных порошков.

Таблица 11 – Основные технические  данные огнетушащих порошков.

Марка	Класс пожара	Основной компонент	Огнетушащая способность, кг/
ПСБ-3   ПФ П-1А   СИ-2         ПС ВСЕ – 100(ФРГ) Р-11-24(Франция)   «Монекс»(Англия)   «Каратэ»(ФРГ) «Фаворит-М»(ФРГ)	В, С, Е   А, В, С, Е А, В, С, Е   В, С, Е   Пирофорные метало- органические соеди- нения D В, С, Е А, В, С, Е   В, С, Е   В, С, Е D	Бикорбонат натрия   Диаммоний фосфат Аммофос   Силикагель и хладон 114В2 То же     Карбонат натрия Бикорбонат натрия Фосфорно-аммонийные соли Плав мочевины и кар- боната калия Сульфат калия Хлорид натрия	1,5…2   1,5…2 2,5…3,5   0,3   20     До 50 1,5…2 1,5…2   0,7…1,2   1,4…2 5

 

Сравнивая однотипные отечественные  и зарубежные порошки, можно видеть, что они обладают примерно одинаковой огнетушащей способностью и близкими эксплуатационными свойствами. Ряд специалистов связывают гашение пламени с гетерогенной рекомбинацией радикалов и атомарных частиц на поверхности порошков. В пользу этой гипотезы свидетельствует то, что огнетушащая способность порошков выше, чем хладонов. Это указывает на их способность интенсивно снижать содержание в пламени различных активных центров. Что характерно для процесса гетерогенной рекомбинации, в то время как взаимодействие хладонов с атомарным водородом избирательное.

    По уменьшению  огнетушащей эффективности исследовавшиеся соли располагаются в следующем порядке:

> NaCl > > KCl > > >

> > NaF > NaHС

  Особенно высокой эффективностью обладает оксалат калия, что связано, с одной стороны, со способностью его растрескиваться и значительно увеличивать суммарную площадь поверхности в единице объема, а с другой – сильно нагреваться и частично испаряться, в результате чего к гетерогенному эффекту добавляется гомогенное ингибирование.

   Для улучшения  текучести и устойчивости при  хранении в порошки вводят  различные добавки. Наилучшие  результаты показывают составы  с добавлением кремнийорганических  соединений, например аэросил () модифицированный диметилдихлорсилан.

         

    Cl - Si - Cl

        

В таблице 12 приведены физические свойства и огнетушащая способность солей при флегматизации метано-воздушной смеси.

Таблица 12 – Физические свойства и огнетушащая способность солей.

Вещество	Размер частиц,
NaCl     KCl           NaF (N  KH	50…63 50…63 50…63 65…100 50…63 50…63 50…63 60…100 100…160 50…63 50…63 50…63 50…63 50…63 50…63 50…63	850 1230 720 950 700 1000 2800 1050 950 680 540 1300 860 1350 650 2890	0,09 0,15 0,35 0,26 0,84 0,65 0,2 0,52 0,55 1 1,4 0,63 1 0,7 2 1,1

- удельная поверхность

- пиковая концентрация  солей

Одним из направлений повышения  эффективности и универсальности  применения порошковых составов является введение, кроме огнетушащего, второго  действия – адсорбции горючего материала, в частности нефтепродуктов. Данные огнетушащие порошки получили название – огнетушащие порошки двойного назначения. Под вторым назначением  понимается адсорбция нефтепродукта  при его разливе. Адсорбция достигается  путем введения в состав огнетушащего порошка природного минерала – шунгита с развитой удельной поверхностью.

Тушение пожаров порошковыми  составами можно объяснить действием  следующих факторов:

• разбавление горючей среды газообразными продуктами разложения порошка или непосредственно порошковым облаком;
• охлаждение зоны горения в результате затраты тепла на нагрев частиц порошка, их частичное испарение и разложение в пламени;
• эффектом огнепреграждения, достигаемым при прохождении пламени через узкие каналы, как бы создаваемые порошковым облаком;
• ингибирование химических реакций, гомогенное ингибирование, если испарившиеся при введении в зоне горения порошков продукты являются химически активными ингибиторами (СU-2);
• образование на поверхности горящего материала полимерной пленки полифосфатов и изолирующее действие (в случае использования ПОС на основе фосфатов аммония);
• экранирующее действие неразложившихся в зоне реакции и покрывающих горючие материалы твердых частиц.

     Порошковые  огнетушащие составы при правильном  хранении долго не теряют свои  полезные свойства. Необходимо помнить,  что при температурах выше С может происходить частичное разложение гидрокорбоната натрия в составе ПСБ с образованием воды и углекислого газа по схеме:

+;

фосфатов аммония с  выделением аммиака по схеме:

++;

или размягчения (расплавления) гидрофобных добавок в составах ПС.

 

Свойства  и особенности применения огнетушащих  порошков

Порошок ПС предназначен для тушения пожаров щелочных металлов. В качестве основы порошка используется корбонат натрия (), включает помимо корбаната натрия добавки стеарата металла и графита. Огнетушащая способность порошка 30-40 металла при толщине слоя металла до 5 см. Порошок ПС может тонуть в расплавленном металле, вследствии чего его расход на тушение резко возрастает при увеличении толщины расплавленного металла. При необходимости этот порошок можно использовать и для тушения пожаров классов В,С и Е, хотя его огнетушащая способность ниже порошков общего назначения. В последние годы в качестве средства тушения пожаров щелочных металлов применяется гликолзем (). Его огнетушащая способность ниже, чем у порошка ПС, но он дешевле порошка ПС и обладает лучшими эксплуатационными свойствами.

Порошок ПСБ предназначен для тушения пожаров классов В,С и Е. В качестве основы порошка используется бикарбонат натрия (, обладает хорошими эксплуатационными свойствами. Порошок ПСБ изготавливается в нескольких модификациях.

       Он успешно  применяется для  тушения загораний  сжиженных газов, большого колличества  нефтепродуктов, (например, при аварийных  посадках самолетов), спиртов и  других полярных ГЖ, которые плоха  тушатся пенами.

В таблице 13 приведены основные свойства этих порошков в сравнении с импортными.

Таблица 13 – Основные свойства бикарбонатных порошков.

Порошок	Фракционный состав, мкм (%)	Огнету- шащая спосо- бность,	Склонность  к слежива-нию, сН	Увлажня- емость, %	Текучесть,
ПСБ-1	Более 125 (15) 125-71 (40) Менее 71 (45)	7	18,5	0,25	12,2
ПСБ-2	Более 125 (10) 125-71 (20) Менее 71 (70)	3	0,9	0,18	19,3
ПСБ-3	Более 125 (5) 125-71 (10) Менее 71 (45)	1,6	1	0,2	18,8
ВСЕ-100 (ФРГ)	Более 125 (15) 125-71 (8) Менее 71 (90)	1,5	3,6	0,12	19,4
«Гранито» (Франция)	Более 125 (5) 125-71 (15)	1,7	1	0,1	18,5

 

Порошок СИ – 2 состоит из крупнопористого силикагеля(марок МСК, ШСК) насыщенным жидким хладоном 114В2. Этот порошок – до настоящего времени единственное средство тушения пожаров концентрированных растворов триэтилалюминия, триизобутилалюминия, диэтилалюминийхлорида и подобных веществ, характеризующихся отрицательными температурами самовоспламенения. Удельный расход порошка СИ – 2 при тушении веществ ручным способом до 20 , из стационарных автоматических установок – около 30 . Высокая огнетушащая способность СИ – 2  достигается вследствие жидкого летучего ингибитора в нужное место.

Порошки ПХ и  ПГС выпускаются на основе хлоридов щелочных металлов.

Порошок ПХ изготовляется  из хлорида калия (KCl), а порошок ПГС из природного минерала сильвинита (NaClKCl с небольшим содержанием и ). Этот минерал – доступное и дешевое сырье.

   Если другие известные  порошки для тушения пожаров  класса D имеют ограниченную область применения (например, ПС – щелочные металлы, П – 1А и т. п. – магний и, возможно, алюминий), то, например, хлорид калия приемлем для тушения всех материалов, относящихся к классу D.

    Для придания  более высокой огнетушащей способности  при тушении пожаров металлов  в состав порошков на основе  хлоридов металлов добавляют  небольшие количества легковоспламеняющихся добавок – перхлорвиниловую смолу, стеарат металла.

  Порошок ПФ изготавливается из диаммонийфосфата ) и ………для тушения пожаров классов А, В, С, Е.

К достоинствам порошка ПФ, как и других составов на основе фосфорно – аммонийных классов В, С, Е, так и класса А, и. в частности, волокнистых тлеющих материалов (древесины, бумаги и т, п,). Эффект тушения связан не только с ингибированием пламени, но и со способностью образовывать под воздействием высоких температур на тлеющей поверхности вязкую пленку полифосфатов, которая ионизирует материал от воздуха. Порошок ПФ включает помимо технического диаммонийфосфата аэросил и нефелиновый концентрат, улучшающий текучесть порошка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 14 – Основные показатели порошков на основе

фосфорно – аммонийных солей.

 

Порошок	Фракционный состав, мкм (%)	Огнету- шащая спосо- бность,	Склонность  к слежива-нию, сН	Увлажня- емость, %	Текучесть,
ПФ	Более 125 (10) 125-71 (00)	1,4	1,5	0,3	14,6
П-1А	Более 200 (5) 200-50 (60) Менее 50 (35)	3	17,7	3,4	14,5
Р-11-24А	Более 125 (5) 125-71 (15) Менее 71 (80)	1,4	0,6	1	16,2

 

     Состав РС представляет собой специально обработанный графит.