Фізико-хімічні властивості засобів гасіння пожеж

До основних засобів гасіння пожежі (за допомогою яких здійснюється той чи інший спосіб припинення горіння) відносяться:

1. Вода – це найбільш поширений вогнегасний засіб. При гасінні полум’я інтенсивність подачі води повинна дорівнювати 0, 06…0, 45 .

Вогнегасна здатність води проявляється в її охолоджуючій дії завдяки значній теплоємкості (4, 19*10³ Дж/кг·К) та теплоті паро­утворення (близько 2260 Дж/кг), в розведенні горючого середовища утворюваними при випарюванні парами (з 1 л води утворюється близько 1700 л пари), що викликає зниження кількості кисню у навколишньому середовищі, справляє механічну дію на осередок горіння (зрив полум’я за допомогою струменя води). Вода має високу термічну стійкість. Розкладення її на водень та кисень відбувається при температурах понад 1700°С.

Воду використовують у вигляді компактних струменів та в розпиленому стані. У вигляді струменів воду використовують для гасіння більшості твердих горючих речовин та матеріалів, важких нафтопродуктів, для створення водяних завіс та охолодження об’єктів, що знаходяться поблизу осередків пожежі.

Воду не можна використовувати: для гасіння електрооб’єктів, тому що вода містить різноманітні солі і має електричну провідність; для гасіння речовин та матеріалів, що взаємодіють із нею (наприклад, лужних та лужно-земельних металів тощо), нафтопродуктів та інших горючих рідин, що можуть спливати і продовжувати горіти на поверхні, тому вогнегасний ефект води у цих випадках підвищують шляхом подання її в розпиленому стані. До переваг води як засобу гасіння відносяться доступність, дешевина, значна теплоємність, висока прихована теплота випаровування, рухливість, хімічна нейтральність і відсутність отруйності.

До недоліків води відносять: високу температуру замерзання, недостатню (при гасінні тліючих матеріалів) змочувальну здатність, високу електропровідність. Для зниження температури замерзання у воду вводять антифризи (деякі мінеральні солі, гліколі). Щоб підвищити змочувальну здатність води, до неї додають 0, 5...2, 0 % поверхнево-активних речовин (ПАР) – сульфонати, сульфоноли НП-1 і НП-3, змочувачі ДБ, НБ, ОП-7 і ОП-10, піноутворювачі (ПО). Для зменшення розтікання у воду вводять добавки, що підвищують її в’язкість (наприклад, натрійкарбоксіметилцелюлозу).

Основний спосіб впливу на горіння – охолодження. Має вторинний ефект – при перетворенні в пару ізолює осередок пожежі і знижує вміст кисню в зоні горіння.

2. Піна – колоїдна дисперсна система, яка складається з чарунок – пузирів газу. Стінки пузирів утворюються із розчинів поверхнево-активних речовин і стабілізаторів.

Піни розподіляють на хімічні та повітряно-механічні.

Хімічну піну отримують двома шляхами: із порошку лужної та кислотної частин, змішуванням його з водою у піногенераторах, з водних розчинів лугів та кислот, які змішуються у вогнегасниках перед поданням піни до осередку горіння. Лужна частина складається з карбонату чи гідрокарбонату натрію та піноутворюючої речовини. Хімічна піна містить (за об’ємом): 80% вуглекислого газу; 19, 7% води; 0, 3% піноутворюючої речовини. Піна має густину біля 200 , кратність (відношення об’єму піни до об’єму продуктів, з яких вона утворена) біля 5 та стійкість (час з моменту утворення піни до її повного розпаду) близько 10 хв.

Вогнегасна дія хімічної піни полягає в ізоляції від повітря, вуглекислий газ, знижує концентрацію кисню у навколишньому середовищі.

Хімічна піна має високу вартість та складність організації пожежогасіння.

Повітряно-механічну піну отримують при змішуванні водного розчину піноутворювача з повітрям. Кратність піни буває низькою (до 20), середньою (до 300) та високою (до 1000).

Піна кратністю 100 містить 99% повітря, 0, 94... 0, 96% води та 0, 04.. 0.06% піноутворювача, має густину біля 10 , стійкість 5...20 хв.

Вогнегасна дія повітряно-механічної піни полягає в ізоляції та охолодженні горючих речовин та матеріалів.

Застосовують для гасіння піною загорянь майже всіх твердих речовин, що починаються, а також горючих і деяких легкозаймистих рідин на площі не більше 1 м². Обмеження у використанні пін є такими ж, як і для води. Крім того, повітряно-механічну піну не використовують для гасіння гідрофільних рідин (спирту, ацетону та ін. при попаданні на них піна швидко руйнується), лужних металів натрію і калію.

Основний спосіб впливу на горіння – ізоляція осередку горіння, додатковий – охолодження за рахунок наявної води.

3. Водяна пара використовується здебільшого для гасіння пожеж у замкнутих об’єктах до 500 . Інтенсивність подання пари повинна бути не меншою 0, 002... 0, 005 . Гасіння вогню водяною парою ґрунтується на зменшенні концентрації кисню. Вогне­гасна концентрація водяної пари у повітрі при гасінні дорівнює близько 35% об’єму. Крім того, пара частково охолоджує предмети, що мало вентилюються.

4. Гази. Диоксид вуглецю (вуглекислота), азот, аргон, гелій та неон, не підтримують горіння. Вогнегасна дія полягає у зниженні концентрації кисню у повітрі до межі, за якої горіння припиняється. Вуглекислота використовується в газоподібному і твердому стані.

Вогнегасний ефект вуглекислоти ґрунтується на зниженні концентрації кисню в осередку горіння до ступеню, коли горіння неможливе. Крім того, вуглекислота, що викидається у вигляді снігу при температурі мінус 78°С, має різку охолоджуючу дію. Вогнегасна концентрація повинна бути не меншою 30% (за об’ємом). З 1л рідкої вуглекислоти утворюється 506 л газу і 280 г снігу. Вуглекислота не руйнує об’єкти, використовується для гасіння пожеж при займанні різних речовин, матеріалів та об’єктів, включаючи електро­устатку­вання під напругою. Не застосовують для матеріалів, що тліють. При використанні вуглекислоти необхідно врахувати її токсичність. При вдиханні повітря, яке містить 10% СО₂, і не має запаху наступає параліч дихання і смерть. Основний спосіб впливу на горіння – розведення парогазоповітряної суміші горючих парів або газів із повітрям (киснем), додатковий – охолодження (твердий диоксид вуглецю).

5. Галоїдовані вуглеводневі сполуки, до яких відносять бромистий етил, фреон, хладон 114В2 (тетрафторброметан). Їх вогнегасна дія грунтується на гальмуванні (інгібуванні) хімічних реакцій горіння. Галоїдовані вуглеводні застосовують для гасіння твердих та рідких горючих матеріалів, найчастіше при пожежах у замкнених об’ємах. Вогнегасна концентрація цих речовин значно нижча, за вогнегасну концентрацію інертних газів (наприклад, для бромистого етилу вона складає 4, 5%, чотирихлористого вуглецю 10, 5% до об’єму).

Мінімальна вогнегасна концентрація у фреону 114В2 – 1, 9% за об’ємом), питома витрата – 0, 202 для приміщень з вироб­ництвами категорії В і 0, 215 – для приміщень категорій А і Б. Фреон 114В2 майже у 12 разів ефективніший за вуглекислоту, з 1л рідини утворюється 245 л пари.

Галоїдовані вуглеводневі сполуки, як і вуглекислота, не чинять додаткової руйнуючої дії на об’єкти, що піддаються обробці, і використовуються для гасіння різних речовин, матеріалів та об’єктів, включаючи електроустаткування під напругою. Головний недолік фреону 114В2 – висока вартість та екологічна шкідливість. Більшість цих речовин є вкрай шкідливими, можуть застосовуватися за умови відсутності людей у приміщенні. Відносно помірну токсичність має хладон 114В2, який забезпечує гасіння при концентраціях близько 2%. Особи, що беруть участь у ліквідації пожежі, можуть заходити у приміщення, де використовують будь-які галоїдовані вуглеводні, тільки у спеціальних засобах захисту органів дихання.

За прийнятою в Україні номенклатурою хладони позначають у такий спосіб: перша цифра – число атомів вуглецю в молекулі мінус одиниця, друга – число атомів водню плюс одиниця, третя – число атомів фтору; бром (а також йод) позначають буквою В (чи I) і цифрою, що відповідає числу атомів Br (чи I); число атомів хлору визначається по числу зв’язків в молекулі, що лишилися незапов­неними (вільними). Наприклад, діфторхлорбромметан (CF₂ClBr) позначається як хладон 12В1.

Механізм вогнегасної дії хладонів полягає в гальмуванні ланцюгового процесу, що протікає під час горіння, шляхом зв’язу­вання активних центрів (переважно атомів водню). За вогнегасною здатністю хладони 114В2 і 13В1 близькі, а хладон 12В1 трохи поступається їм. Хладони використовують в основному в установках об’ємного гасіння і флегматизації, а також у ручних вогнегасниках. Основний спосіб впливу на горіння – інгібування, додатковий – розведення.

6. Вогнегасні порошки – це мінеральні солі з різними добав­ками, що перешкоджають злежуванню й грудкуватості, мають високу вогнегасну здатність та придатність для гасіння будь-яких матеріалів, в тому числі й тих, що не гасяться іншими засобами. Порошкові сполуки є єдиним засобом гасіння лужних металів, алюміній­орга­нічних та інших металоорганічних сполучень. Швидко ліквідують горіння при відносно малій витраті, не замерзають, не викликають корозії металів, у зоні горіння не є електропровідними, не псують речовину та матеріали. У результаті утворення порошкової хмари та газоподібних продуктів розпаду порошку сповільнюють реакції горіння, знижують концентрацію парів матеріалів, що горять, і кисню у зоні горіння. При розпиленні порошки можуть утворювати на поверхнях, що горять, плівку, яка ізолює матеріал від доступу кисню.

Використовують порошкові сполуки на основі карбонатів та бікарбонатів натрію та калію (порошок ПСБ-3), фосфорно-амонійні солі (порошки ПР і П-ІА), що відносяться до порошків загального призначення. Вогнегасні порошки загального призначення застосо­вуються для гасіння пожеж класів А, В, С і електроустаткування під напругою (за винятком ПСБ-3, що не призначений для гасіння пожежі класу А).

Спеціальні порошки: ПС – на основі бікарбонату натрію з добавками стеаратів ситалів та графіту (для гасіння лужних металів); МП – на основі графіту (для гасіння металів); СІ – являють собою комбінацію твердого сорбенту та фреону 114В2 (для гасіння само­займистих на повітрі сполучень, наприклад, алюмінійорганічних); ПХ – на основі хлоридів натрію та калію (для гасіння практично будь-яких матеріалів, що горять).

Недоліки порошків – висока гігроскопічність, здатність до злежування та утворення грудок. Спосіб впливу – ізоляція поверхні, що горить, від навколишнього повітря.

Вогнегасні порошки загального призначення застосовуються для гасіння пожеж класів А, В, С і електроустаткування під напругою (за винятком ПСБ-3, що не призначений для гасіння пожежі класу А). Вогнегасні порошки спеціального призначення застосовують для гасіння пожеж горючих металів. Спосіб впливу – ізоляція поверхні що горить від навколишнього повітря.

Для гасіння невеликих поверхонь, що горять, застосовуються різного роду покривала (з повсті, азбестові полотна, брезент, кошма і ін.), а також сухий, чистий і просіяний пісок. Протипожежні покривала, виготовлені з негорючого теплоізоляційного полотна, грубововняної тканини або повсті, повинні мати розмір не менш як 1´ 1 м. Вони призначені для гасіння невеликих осередків пожеж у разі займання речовин, горіння яких не може відбуватись без доступу повітря. У місцях застосування та зберігання легкозаймистих речовин та горючих речовин розміри покривал збільшуються до 2´ 1 м та 2´ 2 м. При закиданні ним предмету, що горить, відбувається поглинання тепла і відокремлення поверхні, що горить, від кисню повітря, механічне збивання полум’я.

Додаток 25