Все огнетушащие вещества классифицируются по. Огнетушащие вещества и их свойства. Химически активные вещества

Огнетушащие вещества – это вещества, при использовании которых прекращается процесс горения. Самый известный из них – вода. Но сегодня в системах пожаротушения применяются огнетушащие вещества разного агрегатного состояния, которые более эффективны, чем вода, воздействуют на очаг возгорания. Их разрабатывали опытным путем с учетом физических свойств огня. Сегодня эти вещества используются во всех средствах тушения пожаров: огнетушителях, стационарных и мобильных установках.

Выбор последних определяется в зависимости от пожарной нагрузки объекта. В соответствии с этим выбираются и огнетушащие вещества. Их складирование и доставку до места возгорания обеспечивает система тушения пожара. Грамотный выбор огнетушащего вещества, а в некоторых системах комбинацию из них, определяет классификация огнетушащих средств.

Требования к огнетушащим веществам просты: эффективно воздействовать на очаг возгорания, локализовать его и окончательно ликвидировать за короткое время. Но процесс горения можно остановить разными способами, поэтому и вещества, его тушащие, работают по разным принципам.

1. Процесс охлаждения. В эту группу входят вещества, которые могут понизить температуру огня по максимуму. К ним относятся вода, солевые водные растворы, смеси, куда внесены специальные добавки поверхностно-активного действия. В эту же группу можно внести углекислоту в виде снега.
2. Процесс изоляции, в котором вещества обволакивают очаг возгорания и не дают проникнуть в него кислород. К таким огнетушащим материалам относятся пенные растворы, порошки, сыпучие материалы: песок, земля, шлаки, гравий и прочее. В эту же категорию можно добавить укрывные средства пожаротушения: кошмы, покрывала, одеяла и прочее.
3. Процесс разбавления. Это вещества, с помощью которых разбавляется воздух, снабжающий огонь кислородом. То есть, чем больше газов и других дисперсных материалов внутри воздуха, тем меньше в нем процентное содержание кислорода. К таким веществам относятся водяной пар, тонкораспыленная вода в виде тумана, инертные газы (азот, аргон).
4. Процесс химического торможения горения. Это когда в зону возгорания вносятся препараты, которые снижают интенсивность горения других материалов. В эту группу входят аэрозоли, порошки, бромэтиловые растворы, которые распыляются над очагом возгорания, а также углеводороды с галоидами.

В видео лектор рассказывает о хладонах (углеводородах с галоидами):

Классификация физическим свойствам

Здесь за основу берется агрегатное состояние основных огнетушащих веществ:

• жидкие растворы;
• пена;
• газы;
• порошки.

Кроме этого огнетушащие вещества делят по способности пропускать электрический ток. Понятно, что здесь два класса:

1. Проводящие – к ним относятся вода и все водные растворы, а также водяной туман и пар.
2. Не проводящие – к ним относятся пена, порошки и газы.

Это важное разделение, потому что от этого зависит ситуация, связанная с электроустановками. То есть, какими из них тушить пожар на электроустановках можно, а какими нельзя. Поэтому еще на стадии проектирования сразу решается именно эта задача. Это касается также и выбора огнетушителей.

Третий тип разделения – по токсичности. Не все используемые в системах пожаротушения вещества безопасны для человека. Здесь три группы:

1. Малотоксичные. К ним относится углекислота.
2. Токсичные. Это разного вида газы: фреоны, углеводороды с галоидами.
3. Опасные: порошки, аэрозоли.

Самым безвредным считается вода. Но сегодня ее редко используют в чистом виде, потому что она по сравнению с другими материалами является малоэффективной. Плюс, для тушения пожара потребуется большое количество воды, что иногда организовать сложно.

Поэтому в арсенале пожарных расчетов присутствуют противогазы. Их главная задача – защитить органы дыхания от токсичных веществ, которые образуются в процессе горения и тушения огня.

Требования к огнетушащим веществам

Требований всего четыре. Вот они в порядке приоритетов:

1. Высокая эффективность в независимости от того, в какой установке или системе пожаротушения они применяются.
2. Низкая цена. Особенно это важно, если система пожаротушения охватывает большие площади объекта.
3. Нахождение в свободном доступе. Это важно для восполнения запасов. К примеру, если система тушения пожара основана на воде. Тогда оптимальный вариант – если на объекте сделаны большие запасы жидкости в резервуарах или система пожаротушения подключена к городскому водопроводу. Последний вариант лучше первого, потому что резервуары или водоемы не всегда могут обеспечить требуемый объем воды. Поэтому их емкости рассчитывают с учетом пожарной нагрузки объекта.
4. Безопасность для человека. В основном это относится к стационарным установкам, которые включаются в автоматическом режиме и откликаются на пожарные датчики. То есть система включается уже в то время, когда внутри здания еще находятся люди. И если испарения несут в себе токсичные вещества, то они впоследствии негативно скажутся на здоровье человека.

Из списка хорошо видно, что безопасность человека стоит не на первом месте. Поэтому проектировщики, составляя проекты систем пожаротушения, стараются учитывать последний фактор. К примеру, снабжают объекты пожарной сигнализацией, которая срабатывает раньше системы включения насосов. Или проектируют правильные пути эвакуации через помещения, где задымленность будет в разы меньше. Составляют пути отхода более короткими и безопасными.

Рассмотрев виды огнетушащих веществ, переходим к рассмотрению рекомендацией, какие из них, где можно использовать.

Начнем с воды, как с самого доступного, легко транспортируемого и недорогого средства. Во-первых, с помощью воды и ее растворов легко гасятся пожары на больших площадях. При этом большое количество материалов (от натуральных до искусственных) эффективно тушатся водой. Плюс к всему, вода – материал безвредный для людей.

Но есть материалы и оборудование, которыми тушить водой строго запрещается:

• электроустановки;
• нефтепродукты и исходные материалы из них.

Для этой категории лучше использовать пену, которая генерируется опять-таки из водного раствора. Но у пенных материалов есть одно важное свойство – они плотно закрывают собой горящее материалы и предметы, перекрывая к ним свободный доступ кислорода.

Если в процессе пожара горят материалы и предметы, которые нельзя потушить водой, пеной и водными растворами солей и кислот, то применяют порошковые огнетушащие вещества, аэрозольные и газовые. Все они в несколько раз превосходят эффективность тушения очагов возгорания, но они дорого, негативно сказываются на здоровье человека и сложны в транспортировке и хранении.

Есть материалы, на которые лить воду запрещено:

• битум;
• негашеную известь;
• соли фосфорной кислоты, металлический калий, магний и натрий, которые при соприкосновении воды образуют взрыв с большим выделением водорода;
• серный ангидрид, нитроглицерин – причина та же: взрыв.

Это укороченный список. С полным перечнем можно ознакомиться на фото ниже:

Выбор огнетушащих веществ

Главная характеристика основных огнетушащих веществ – эффективность тушения огня. Но так как воздействие на огонь у каждого материала разное, то и выбирать надо в соответствии с этим свойством. К примеру, вода обладает высокой теплоемкостью. Чтобы ее нагреть, надо затратить 2258 Дж/г. Поэтому даже сильные возгорания легко потушить водой, потому что практически вся энергия огня уходит на нагрев заливаемой воды. А значит, снижается тепловое выделение очага возгорания.

С пеной сложнее. Здесь придется учитывать размеры пузырьков газа. Чем меньше они по размеру, тем лучше. Потому что в таком состоянии пена становится более устойчивой. При этом, чем меньше плотность пены, тем легче и быстрее она растекается по горящему участку.

Сегодня в качестве огнетушащего материала используют инертные газы. Их основное назначение – разбавить концентрацию горючих газов, чтобы пожар не перешел во взрыв. При этом часть тепловой энергии огня уходит на нагрев газов. А это опять-таки снижает пожарную обстановку.

В видео показано, как тушат пожар с помощью инертных газов:

Заключение по теме

Правильный выбор огнетушащего вещества – залог эффективного тушения пожара. Но, как показывает практика, многие объекты исходят из цены используемых материалов. И в этом плане вода является оптимальным решением. И хотя сегодня на многих объектах монтируют водяные установки пожаротушения, другие разновидности постепенно их вытесняют. Это связано с более высокой эффективностью.

Цель работы : 1. Ознакомление с огнетушащими составами.

2. Изучение средств пожаротушения.

3. Выбор типа и определение количества первичных средств

пожаротушения.

Теоретическая часть.

Быстрое и эффективное тушение пожара может быть достигнуто в том случае, если правильно выбрано средство тушения и оснащена его своевременная подача в очаг горения. Выбор огнетушащих веществ, средств пожаротушения производится на основе их классификации и характеристики.

1. Огнетушащие вещества. Классификация огнетушащих веществ.

Огнетушащие вещества классифицирую:

По способу прекращения горения:

Охлаждающие очаг горения: вода, твердая углекислота.

Разбавляющие (снижающие процентное содержание кислорода в очаге горения): углекислый и другие инертные газы, тонкораспыленная вода, водяной пар.

Изолирующего действия (изолирующие горящую поверхность от кислорода воздуха): воздушно-механическая пена, сухие порошки, песок, растворы.

Ингибитирующие (тормозящие химическую реакцию горения): составы с галоидосодержащими углеводородами (хладоны).

По электропроводности:

Электропроводные: вода, растворы, водяной пар, пена.

Неэлектропроводные: газы, порошковые составы.

По токсичности:

Нетоксичные: вода, пена, порошковые составы, песок.

Малотоксичные: углекислота.

Токсичные: фреоны, галоидированные составы №3, 5, 7, и другие.

Характеристика некоторых огнетушащих веществ.

Вода и растворы. Вода является основным средством тушения пожаров. Она дешева, доступна, легко подается к месту горения, хорошо сохраняется в течении длительного времени, не обладает токсическими свойствами, эффективна при тушении большинства сгораемых материалов.

Высокая огнетушащая способность воды обусловлена ее значительной теплоемкостью. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20 0 С теплоемкость воды равна 1 ккал/кг. Из 1 литра воды образуется 1750 литров сухого насыщенного пара. При этом затрачивается 539 ккал. тепловой энергии. Выделяющийся пар вытесняет кислород из зоны горения.

Однако вода обладает большой силой поверхностного натяжения, поэтому проникающая способность воды не всегда бывает достаточной. Известен ряд материалов (пыль, хлопок и др.), в поры которых вода не в состоянии проникнуть и прекратить тление. В таких случаях для снижения поверхностного натяжения и повышения проникающей способности в воду добавляют определенное количество (от 0,5 до 4% по весу) поверхностно-активных веществ-смачивателей. Наиболее распространены следующие смачиватели: пенообразователь ПО-1, ПО-5.

Применение смачивателей при прочих равных условиях уменьшает расходы воды в 2-2,5 раза и сокращает время тушения на 20-30%. Недостаток смачивателей – их агрессивность.

Для тушения пожаров применяется вода в виде сплошных или тонко-расправленных струй. Распыленная вода может быть с успехом применена для тушения нефтепродуктов. При этом важным условием успеха тушения является создание над горящей поверхностью достаточно плотной завесы из мелких капель. Эта завеса ограничивает поступление кислорода из окружающей среды в зону горения. Кислород, проникающий сквозь завесу в зону горения, разбавляется паром, образовавшимся в результате испарения капель воды. В результате создаются условия, при которых горение невозможно.

Воду в виде сплошных струй применяют для механического отрыва пламени и для охлаждения окружающих конструкций. Недостатком сплошной струи является низкий коэффициент использования теплоемкости воды из-за короткого времени ее контакта с зоной горения.

Для тушения лесных и степных пожаров применяются различные растворы солей. Для получения раствора к воде добавляют соли хлористого кальция, каустическую соль, глауберову соль, сернокислый аммоний и другое, которые повышают теплоемкость воды и после ее испарения образуют на обработанной раствором поверхности пленку из солей. Эта пленка предотвращает повторное загорание потушенного очага от искр и угольков.

Однако, вода – не универсальное средство. Со многими веществами, например, со щелочными и со щелочноземельными металлами она вступает в химическую реакцию с выделением водорода, сопровождающуюся значительным выделением тепла. Некоторые соединения, например, гидросульфат натрия при взаимодействии с водой разлагаются. Поэтому в подобных случаях, а также при тушении электроустановок, вода не может рекомендоваться в качестве огнетушащего вещества.

Пены являются эффективными средствами огнетушения. Огнетушащие пены подразделяются на химические и воздушно-механические. Химическую пену получают в результате химической реакции нейтрализации между кислотой и щелочью. Оболочка пузырьков этой пены состоит из смеси водных растворов солей и пенообразующих веществ. Сами пузырьки заполняются углекислым газом – продуктом химической реакции.

Воздушно-механическую пену получают в результате механического перемешивания пенообразующего раствора с воздухом. Оболочка пузырьков воздушно-механической пены состоит из водного раствора пенообразователей типа ПО-1, ПО-5.

Полученная огнетушащая пена характеризуется:

Стойкостью (способностью пены противостоять разрушению в течение определенного времени: чем выше стойкость пены, тем эффективнее процесс тушения);

Кратностью пены (отношением объема пены к объему первоначального продукта);

Вязкостью (способностью пены к растеканию по поверхности);

Дисперсностью (размерами пузырьков).

Для повышения стойкости пены применяют поверхностно-активные вещества (костный или столярный клей), а для хранения при низких температурах – этанол (С 2 Н 3 ОН) или этиленгликоль.

Пены применяют для тушения пожаров класса А, В, С. Нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и электрооборудования под напряжение.

Двуокись углерода . Двуокись углерода, подаваемая в очаг пожара, может быть в твердом состоянии (углекислый снег), газообразном и аэрозольном.

Углекислый снег может быть получен при условии быстрого испарения жидкой углекислоты. Получаемая снегообразная углекислота имеет плотность 1,5 г/см 3 при – 80 0 С. Снегообразная углекислота снижает температуру и уменьшает содержание кислорода в зоне горения. Из 1 литра твердой кислоты образуется 500 литров газа.

В газообразном состоянии двуокись углерода применяют для объемного тушения внутри помещений, заполняя весь объем и вытесняя из него кислород. Аэрозольная двуокись углерода (в виде мельчайших кристаллических частичек) наибольший эффект дает в помещениях, в воздухе которых могут находиться мельчайшие сгораемые частички (хлопок, пыль и др.). В этом случае двуокись углерода не только производит тушение, но и способствует быстрому осаждению взвешенных в воздухе частичек. Для прекращения горения в помещении необходимо создать 30%-ую концентрацию паров углекислого газа.

Применяя двуокись углерода, необходимо помнить, что она представляет опасность для людей. Поэтому входить в помещение после заполнения его двуокисью углерода можно только в кислородных изолирующих противогазах.

Углекислота не электропроводна и испаряется, не оставляя после себя следов. Двуокись углерода применяется при тушении электрооборудования, двигателей внутреннего сгорания, при тушении пожаров в хранилищах ценных материалов, в архивах, библиотеках и т.п. Двуокись углерода нельзя применять как огнетушащее вещество при горении этилового спирта, т.к. углекислый газ растворяется в нем, а также при горении веществ, способных гореть без доступа воздуха (термит, целлулоид и т.д.). Кроме СО 2 в качестве огнетушащих веществ применяют и другие инертные газы: азот, шестифтористая сера.

Хладоновые составы – это составы с галлоидносодержащими углеводородами. Они представляют собой легкоиспаряющиеся жидкости, вследствие чего их относят к газам или аэрозолям. Основными составами, используемыми при тушении пожаров, являются:

Хладон 125 (C 2 HF 5)

Хладон 318 (C 4 Cl 3 F 8)

Эти составы на сегодняшний день являются наиболее эффективными средствами тушения пожаров. Действие их основано на ингибитировании химических реакций горения и взаимодействия с кислородом воздуха.

Применяются для тушении пожаров классов А, В, С и электроустановок при практически неограниченных температурах.

Достоинства:

Наиболее эффективны по сравнению со всеми имеющимися составами;

Обладают высокой приникающей способностью;

Применяются при отрицательных температурах (до – 70 0 С).

Недостатки:

Токсичность;

Образование коррозионно-активных соединений в присутствии влаги;

Неэффективны для применения на открытом воздухе;

• Нельзя тушить щелочные и щелочноземельные металлы и кислотосодержащие вещества.

Порошковые составы . К порошковым огнетушащим составам, применяющихся в настоящие время, относят:

ПСБ-3М (~90% бикарбонат натрия);

Пирант – А (~96% фосфаты и сульфаты аммония);

ПХК (~90% хлорид калия);

АОС – аэрозолеобразующие составы.

Кроме основных составляющих огнетушащих порошков в их состав входят антислеживающие и гидрофобные добавки.

Порошковые огнетушащие составы применяют для тушения пожаров классов А, В, С и Е, электроустановок под напряжением.

Неэффективны при тушении:

Тлеющих материалов и веществ, горящих без доступа кислорода.

Действие порошковых составов ПХК и АОС заключается в ингибитировании химической реакции горения и уменьшении содержания кислорода в зоне горения.

Порошки ПХК и АОС являются самыми перспективными на сегодняшний день. Особой эффективностью обладают аэрозольные огнетушащие составы – АОС.

АОС представляет собой твердотопливные или пиротехнические композиции, способные к самостоятельному горению без доступа воздуха с образованием огнетушащих продуктов горения – инертных газов, высокодисперсных солей и окислов щелочных металлов. Эти соединения малотоксичны, экологически безвредны.

В настоящие время применяются:

Пламенные АОС;

Охлажденные АОС.

Пламенные составы при срабатывании устройств аэрозолеобразующих составов имеют факел пламени достигающий нескольких метров и температуру продуктов горения на выходе 1200 – 1500 0 С. Это является их недостатком.

Охлажденные аэрозолеобразующие составы получают с помощью специальных охлажденных насадок. Это позволяет снизить температуру АОС при горении от 600 0 С до 200 0 С, но при этом аэрозольная смесь будет содержать продукты неполного сгорания АОС, что значительно повышает токсичность продуктов горения по сравнению с пламенными АОС.

АОС используют для тушения в огнетушителях, в генераторах различных типов, как в автономном режиме, так и в автоматических установках аэрозольного пожаротушения.

Под огнетушащими веществами в пожарной тактике понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена и др.).

Огнетушащих веществ в природе много. Кроме того, современная технология позволяет получать такие огнетушащие вещества, которых нет в природе. Однако не все огнету­шащие вещества принимаются на во­оружение пожарных подразделений, а лишь те, котрые отвечают определен­ным требованиям. Они должны:

обладать высоким эффектом туше­ния при сравнительно малом расходе;

быть доступными, дешевыми и простыми в применении;

не оказывать вредного действия при их применении на людей и мате­риалы, быть экологически чистыми.

По основному (доминирующему) признаку прекращения горения огне­тушащие вещества подразделяются на:

охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.);

разбавляющего действия (негорю­чие газы, водяной пар, тонкораспы­ленная вода и т. п.);

изолирующего действия (воздуш­но-механическая различной кратности

пена, сыпучие негорючие материалы и пр.);

ингибирующего действия (гало идированные углеводороды: броми­стый метилен, бромистый этил, тетра-фтордибромэтан, огнетушащие соста­вы на их основе и др.).

Однако следует отметить, что все огнетушащие вещества, поступая в зону горения, прекращают горение комплексно, а не избирательно, т. е. вода, являясь огнетушащим средством охлаждения, попадая на поверхность горящего материала, частично будет действовать как вещество разбавляю­щего и изолирующего действия. Более подробно механизмы прекращения горения водой и другими огнетуша-щими веществами будут рассмотрены ниже.

В зависимости от основного про­цесса, приводящего к прекращению горения, способы тушения можно раз­делить на четыре группы (рис. 2.1):

охлаждения зоны горения или горящего вещества;

разбавления реагирующих ве­ществ;

изоляции реагирующих веществ от зоны горения;

химического торможения реакции горения.

Способы прекращения горения, ос­нованные на принципе охлаждения реагирующих веществ или горящих материалов, заключаются в воздейст­вии на них охлаждающими огнету-шащими веществами; основанные на изоляции реагирующих веществ от зоны горения - в создании между зоной горения и горючим материалом или окислителем изолирующего слоя из огнетушащих материалов и ве­ществ; основанные на разбавлении реагирующих веществ или химичес­ком торможении реакции горения в создании в зоне горения или вокруг нее негорючей газовой или паровой среды.

Подведем некоторые итоги выше­сказанного, оформив их в виде схемы (рис. 2.2).

Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными

Разнообразные средства, используемые для тушения пожа­ров, называются огнетушащими. В качестве огнетушащих средств могут быть использованы вещества и материалы, имею­щие определенные свойства в твердом, жидком и газообразном состоянии.

К наиболее употребительным для тушения пожаров отно­сятся следующие вещества.

Вода обладает большой теплоемкостью и способна воспри­нимать от горящих веществ и материалов значительное количе­ство тепла. На нагревание и превращение в пар 1 л воды рас­ходуется около 2688 Дж тепла.

Вода плохо смачивает многие вещества (например, древеси­ну и древесный уголь, хлопок, шерсть и др.), поэтому коэф­фициент ее использования при тушении пожара весьма низок. Для повышения смачивающей способности воды и увеличения эффективности тушения в нее добавляют различного рода сма­чиватели, а также применяют в виде распыленных струй, так как в этом случае непроизводительные потери ее существенно сокращаются. Тонкораспыленную воду используют также для тушения некоторых легковоспламеняющихся и горючих жид­костей.

Однако применять воду для тушения пожаров не допускает­ся в тех случаях, если она химически взаимодействует с тем или иным веществом (например, с негашеной известью, карбидом кальция, щелочными металлами и др.). Другим недостатком воды является ее электропроводность, поэтому применять ее для тушения электроустановок не допускается.

Водяной пар оказывает охлаждающее действие на горящие вещества, а также способствует разбавлению концентраций реагирующих веществ в зоне горения и изолирует ее от окру­жающей воздушной среды. Водяной пар применяют для туше­ния загораний и пожаров в различного рода аппаратах и в за­крытых помещениях небольшого объема. Эффект тушения при помощи водяного пара достигается при массовом расходе его не менее 0,002 кг/с-м 3 .

Огнетушащие пены получают при смешивании газа и жид­кости, в результате чего образуются пузырьки, внутри которых заключены частицы газа. Для тушения пожаров используют химическую и воздушно-механическую пены.

Огнетушащие свойства пены состоят в том, что она, покры­вая слоем поверхность горящего вещества, изолирует его от зоны горения, уменьшает поступление в нее горячих паров и газов и несколько охлаждает горящее вещество.

Огнетушащие пены используют для тушения легковоспла­меняющихся и горючих жидкостей, а также большинства твер­дых горючих веществ. В очаг пожара пену подают при помощи специальных аппаратов - пенных огнетушителей, пенных ство­лов или пеногенераторов. За последнее время в Советском Сою­зе широкое распространение получила пена средней и высокой кратности, которую с успехом применяют при тушении пожаров в промышленных и жилых зданиях, на судах и т. д.

Двуокись углерода (устаревшие названия: «углекислый газ», «углекислота»), азот и продукты сгорания жидких и твердых топлив широко используют в качестве огнетушащих средств.

Огнетушащие свойства двуокиси углерода (как и других инертных газов) заключаются в том, что она до некоторой сте­пени изолирует горящую поверхность от доступа воздуха, охлаждает ее и разбавляет концентрацию реагирующих ве­ществ, поступающих в зону горения.

Быстрое испарение жидкой двуокиси углерода сопровожда­ется образованием снега (это свойство С0 2 используется в спе­циальных огнетушителях). Огнетушащая концентрация двуоки­си углерода при тушении пожаров в закрытых объемах составляет 30% (по объему). Так как этот газ обладает токсическими свойствами, то при тушении пожара следует немедленно остав­лять помещение при заполнении его двуокисью углерода. Дву­окись углерода не проводит электрический ток, поэтому ее ис­пользуют для ликвидации горения в электроустановках. Для тушения горящего магния, натрия, алюминия, калия и электро­на двуокись углерода применять нельзя, поскольку она разла­гается с выделением кислорода и тем самым усиливает горе­ние. Названные металлы можно тушить специальными огнетушащими порошками или жидким азотом.

Наряду с двуокисью углерода и азотом в настоящее время для тушения пожаров широко применяются галоидированные углеводороды, к числу которых относятся жидкостные составы типа 3,5, БФ-1, БФ-2, БМ и фреон 114В2. Их огнетушащее воздействие основано на химическом торможении реакции го­рения при введении паров этих составов в зону пожара.

В тех случаях, когда применение перечисленных выше средств неэффективно или недопустимо, используют специаль­ныепорошковые составы. В СССР для тушения нефтепродуктов, спиртов, защиты трансформаторов применяют порошковый сос­тав ГІСБ (на основе бикарбоната натрия). Для тушения рас­плавленных щелочных металлов применяются порошковыесо­ ставы типа ПС.

Средства огнетушения и их свойства

В соответствии с условиями, необходимы для возникновения и распространения горения, его прекращение может быть достигнуто следующими методами:

Прекращением доступа в зону горения окислителя (кислорода воздуха) или горючего вещества, а также снижением их поступления до величин, при которых горение невозможно;

Охлаждением зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понижением температуры горящего вещества ниже температуры воспламенения;

Разбавлением горючих веществ негорючими;

Интенсивным торможением скорости химических реакций в пламени, механическим отрывом пламени сильной струей газа или воды.

На этих принципиальных методах и основаны используемые способы и приемы прекращения горения при пожарах.

Основные огнегасительные вещества: вода, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и негорючие газы, водяной пар, галоидо-углеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки, сжатый воздух.

Воду можно применять самостоятельно или в смеси с различными химикатами. В сравнении с другими средствами вода отличается такими преимуществами, как широкая доступность и низкая стоимость, большая теплоемкость, обеспечивающая отвод тепла из труднодоступных мест, высокая транспортабельность, химическая нейтральность и неядовитость. К недостаткам воды относится замерзание при температуре 0° С, следствием чего могут стать разрыв пожарных рукавов и поломка насоса; неприменимость для тушения горюющих жидких веществ (ЛЖВ и ГЖ) с плотностью меньше единицы (бензин, керосин, ацетон, спирты, масла, эфир и т.п.). Будучи легче воды, они всплывают на поверхность, продолжают гореть и, растекаясь, увеличивают площадь горения. Нельзя тушить водой электросети и электроустановки, находящиеся под напряжением, так как струя воды является проводником и может вызвать поражение электрическим током.

Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. При этом образуется газ (диоксид углерода).

Пузырьки газа обволакиваются водой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, которая может долго оставаться на поверхности жидкости.

Воздушно-механическая пена представляет собой смесь воздуха (~90 %), воды (~9,7 %) и пенообразователя (~0,3 %). Характеристикой пены является кратность – отношение объема полученной пены к объему исходных веществ (обычная кратность пены – до 20). В последнее время в практике тушения пожаров находит применение высокократная пена (кратность свыше 200), значительно более объемная и дольше сохраняющаяся. Она получается в генераторах высокократной пены, где воздух не подсасывается, а нагнетается под некоторым давлением.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м 3 и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнегасительная концентрация водяного в воздухе составляет примерно 35% по объему.

Инертные и негорючие газы (азот, аргон, гелий, диоксид углерода) понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Инертные газы обычно применяют в сравнительно небольших по объему помещениях. Огнегасительная концентрация инертных газов при тушении в закрытом помещении составляет 31-36% к объему помещения.

Водные растворы солей относятся к числу жидких огнегасительных средств. Применяются растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и др. Соли, выпадая из водного раствора, образуют на поверхности горящего вещества изолирующие пленки, отнимающие теплоту.

Огнегасительное действие галоидоуглеводородных огнегасительных составов основано на химическом торможении реакции горения. Применяются составы: 3,5; 4НД; 7; СЖБ; БФ; и др. (цифры 3,5 и 7 означает, что эти составы в 3,5 и 7 раз эффективнее диоксида углерода).

Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они обладают хорошей огнетушащей способностью.

Сухой, чистый и просеянный песок тушит пожар почти так же, как водяной пар и инертные газы. При забрасывании песком горящего предмета происходят поглощение тепла и изоляция поверхности от кислорода воздуха.

Покрывала (асбестовые полотна, брезент, кошма) используют для тушения небольших горящих поверхностей и горящей одежды на человеке (происходит изоляция горящего вещества от доступа кислорода воздуха). Механические средства (брезент, войлок, песок, земля) применяются там, где горючие вещества еще не успели нагреться, то есть в начале воспламенения.

На практике применяют также смачеватели. Основное физическое свойство растворов смачивателей состоит в улучшении смачиваемости горючих веществ (например, резины, угольной пыли, волокнистых материалов, торфа). К смачивателям относят мыло, синтетические растворители, амилсульфаты, алкилсульфонаты и другие вещества.

При выборе средств тушения следует исходить из возможности получения наилучшего огнетушащего эффекта при минимальных затратах. Важнейшими параметрами пожаров, определяющими условия пожаротушения, являются:

Физико-химические свойства горючего материала, от которых зависит выбор огнетушащего вещества;

Пожарная нагрузка, под которой имеются в виду масса всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в рассматриваемом объекте, отнесенная к площади пола помещения или поверхности, занимаемой материалами на открытом воздухе;

Скорость выгорания пожарной нагрузки;

Газообмен очага пожара с окружающей средой и с внешней атмосферой;

Теплообмен между очагами пожара и окружающими материалами и конструкциями;

Размеры и форма очага пожара и помещения, в котором произошел пожар;

Метеорологические условия.

Физико-химические свойства горючего материала определяют выбор средства огнетушения. Для тушения пожара нельзя применять вещества, бурно реагирующие с горючим или окислителем. Например, нельзя применять воду для тушения материалов, которые взаимодействуют с ней, образуют горючие газы или выделяют тепло (щелочные металлы и некоторые другие горючие материалы).

Особые трудности вызывает тушение пожаров тлеющих материалов из-за трудности проникновения огнетушащих веществ в поры таких материалов. Классификация пожаров в зависимости от физико-химических свойств горючих материалов и возможности их тушения различными огнетушащими веществами и составами приведена в таблице

Классы пожаров

Пожарная нагрузка, в которую входят горючие конструктивные элементы зданий, и скорость ее выгорания определяют основные характеристики пожара, так же как температурный режим и продолжительность пожара, опасные факторы (ОФП), Воздействующие на людей.

Пожарную нагрузку дифференцируют в зависимости от ее распределения по площади на распределенную и сосредоточенную и характеризуют массой на единицу поверхности пола (кг/м 2). Развитие пожара и его параметры в сильной степени зависят от вида и величины пожарной нагрузки.

По способу распределения пожарной нагрузке помещения делятся на два класса:

Помещения больших объектов, в которых пожарная нагрузка сосредоточена и горение может развиваться на отдельных разобщенных участках без образования общей зоны горения;

Помещения, в которых пожарная нагрузка рассредоточена по всей площади таким образом, что горение может происходить с образованием общей зоны горения. В зависимости от класса помещения выбирают способ пожаротушения. Пожар можно разделить на три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Зона горения занимает часть пространства, в котором непосредственно происходит горение. Она может ограничиваться ограничивающими конструкциями здания, стенами технологического оборудования. Горение на пожаре имеет диффузионный турбулентный характер.

В отличие от газов и жидкостей горение твердых материалов может происходить по горизонтальной, наклонной и вертикальной поверхностям. Скорость распространения пламени сильно зависит от угла наклона и направления распространения горения. Скорость распространения вертикально вниз в два раза ниже, чем по горизонтальной поверхности, и в 8-10 раз выше при распространении пламени вертикально вверх.

Зона теплового воздействия представляет собой часть пространства, прилегающую к зоне горения, в которой происходит теплообмен между зоной горения и окружающими конструкциями, материалами и пространством.

Способы пожаротушения классифицируют по виду применяемых огнетушащих веществ (составов), методу их применения (подачи), окружающей обстановки, назначению и т.д. Все способы пожаротушения прежде всего подразделяются на поверхностное тушение, заключающееся в подаче огнетушащих веществ непосредственно на очаг горения, и объемное тушение, заключающееся в создании в районе пожара среды, не поддерживающей горения.

Поверхностное тушение, называемое также тушение пожара по площади, можно применять почти для всех видов пожаров. Для такого вида тушения используют огнетушащие составы, которые можно подавать в очаг пожара на расстоянии (жидкостные, пены, порошки).

Объемное тушение можно применять в ограниченном объеме, оно основано на создании огнетушащей среды во всем объеме защищаемого объекта. Таким образом, поверхностное тушение в состоянии с изложенным выше применимо к пожарам в помещениях I класса, объемное -0 к пожарам в помещениях II класса. Иногда способ объемного тушения применяют для противопожарной защиты локального участка в больших объемах (например, пожароопасных участков в больших помещениях). Но при этом предусматривается повышенный расход огнетушащих веществ. Для объемного тушения используют огнетушащие вещества, которые могут распределяться в атмосфере защищаемого объема и создавать в каждом его элементе огнетушащую концентрацию. В качестве таковых применяют газовые и порошковые составы. Способ объемного тушения представляется наиболее прогрессивным, так как обеспечивает не только быстрое и надежное прекращение горения в любой точке защищаемого объема, ног и флегматизацию этого объема, то есть предупреждение образования взрывоопасной среды. Кроме того, этот способ наиболее экономически эффективен, поскольку его легко автоматизировать, он отличается быстродействием и другими преимуществами.

Пожарная техника в зависимости от способа пожаротушения подразделяется на первичные средства – огнетушители (переносные и возимые) и размещаемые в зданиях пожарные краны, передвижные – различные пожарные автомобили, а также стационарные – специальные установки с запасом огнетушащих веществ, приводимые в действие автоматически или вручную, лафетные стволы и другие. Поверхностное тушение осуществляется всеми видами пожарной техники, но преимущественно первичными и передвижными; объемное тушение – только стационарными установками.

Для эффективной борьбы с очагами пламени во время пожара нужны специальные вещества, которые позволят локализовать и нейтрализовать огонь, не допуская его распространение на большие площади. К ним относятся специальные огнетушащие вещества, основными задачами которых являются:

• исключить доступ воздуха к очагу возгорания;
• прекратить подачу горючего жидкого и газообразного вещества в область горения;
• снизить активность химических реакций, поддерживающих горения;
• охладить область горения до температур, при которых не происходит самовозгорание;
• разбавить газообразную и жидкую горючую среду негорючими компонентами.

Чтобы можно было быстро и эффективно потушить пожар важно правильно подобрать огнетушащий состав и обеспечить его быструю доставку в очаг возгорания. Выбор составов для бороньбы с пожаром на конкретном объекте определяется исходя из их физических и химических характеристик.

Область применения

Огнетушащие вещества – это специальные субстанции, которые применяются для заполнения систем первичного пожаротушения, а также для использования различной пожарной техникой, применяемой для ликвидации возгорания и очагов открытого пламени.

К оборудованию первичного пожаротушения относятся индивидуальные средства борьбы с огнем в виде ручных и передвижных огнетушителей, автономных систем тушения пожаров, подключенных к охранно-пожарной сигнализации.

В зависимости от объекта, на котором произошло возгорание, и от класса пожара может использоваться тот или иной тип субстанций для эффективной борьбы с огнем. Чтобы правильно подобрать огнетушащие вещества понятие их классификации является важным аспектом.

Классификация веществ

Для борьбы с огнем используются средства, которые способны обеспечить быстрое прекращение горения как на поверхности, так и в объеме за счет химико-физического воздействия на объект горения. Все вещества для тушения можно разделить на несколько категорий.

• Огнетушащие вещества охлаждающего действия. Они обеспечивают снижение температурного режима в очагах горения, что исключает самовоспламенения близлежащих материалов и последующего распространения огня. К ним относятся вода и твердая углекислота.

• Изолирующие. Эти субстанции обеспечивают прекращение подачи кислорода к раскаленным поверхностям, что исключает продолжение горения. К ним относятся различные негорючие сухие порошки, воздушно-механическая пена, не поддерживающие горение растворы.

• Огнетушащие вещества разбавления. С их помощью снижается концентрация кислорода в очагах горения, а также разбавляется горючее средство, не поддерживающими горение, добавками. К таким веществам относится инертный газ и углекислый газ, пар и распыляемая вода.

• Ингибитирующие. Эти вещества обеспечивают снижение активности химической реакции горения, вследствие чего пламя начинает тухнуть и гаснет. Такие субстанции включают в свой состав галоидосодержащие углеводороды.

Химико-физические свойства огнетушащих веществ

Чтобы понять какое вещество следует использовать при тушении пожара, рассмотрим, какие бывают огнетушащие вещества и их свойства.

Вода и водные солевые растворы

Вода относится к одним из наиболее распространенных веществ для тушения пожаров различных классов. Широкое практическое применение воды обусловлено тем, что она дешевая, легко подается к месту возгорания и может сохраняться на протяжении длительного времени.

Высокие показатели тушения огня водой обуславливаются ее высокой теплоемкостью, которая при Т=+20ºС составляет 1ккал/л. При испарении воды из одного ее литра может образоваться более 1500 л перенасыщенного пара Н 2 О, который впоследствии вытесняет О 2 из области горения. В процессе парообразования нужно около 540 ккал энергии, что позволяет существенно снизить температуру области горения.

Поскольку вода владеет большим показателем поверхностного натяжения, ее проникающих свойств не всегда достаточно, особенно когда горят пылевидные материалы. В таком случае она используется совместно с поверхностно активными веществами (0,50…4%).

Обратите внимание!

Чтобы эффективно тушить лесные/степные пожары в воде растворяют различные соли. Наиболее часто применяют сернокислотный аммоний, хлористый кальций, каустическую соль и пр.

Ограничения:

Важно помнить!

Вода не является универсальным средством пожаротушения.

От ее использования следует оказаться при тушении:

• электрифицированного оборудования, которое пребывает под высоким напряжением;
• щелочных и щелочноземельных металлов, с которыми вода вступает в реакцию с последующим выделением горючего водорода и большого количества тепла;
• веществ, поддерживающих горение и без доступа воздуха.

Пена для тушения возгораний

Эти огнетушащие вещества и их классификация предусматривают использование двух типов пены – создаваемой химической реакцией или механическим способом, используя воздух.

Химическую пену получают вследствие протекания химической реакции между щелочной и кислой средой. Оболочка отдельных пузырьков такого типа пены включает в свой состав пенообразующий материал и водный солевой раствор. Сами пузырьки наполняются СО 2 , который появляется в результате происходящей химической реакции.

Воздушную пену получают, когда происходит перемешивание воздушного потока со специальными пенообразующими веществами. Оболочка пузырей этой пены имеет в своем составе только пенообразователь.

Ограничения:

Пена не может быть использована при тушении:

• электрифицированных установок;
• щелочноземельных, а также щелочных металлов.

Двуокись углерода

Применяется в твердом, в виде «углекислого снега», или в газообразном/аэрозольном состоянии.

Использование «углекислого снега» позволяет существенно понизить температуру в очаге пожара, а также уменьшает концентрацию кислорода, подаваемого к очагу пламени. СО 2 в твердом состоянии владеет плотностью 1500 кг/м 3 , а из одного литра этого вещества можно получить до 500 литров газа.

Эти огнетушащие вещества в газовой форме эффективно применяются для тушения в объеме. Газ заполняет все помещение, вытесняя кислород из зоны горения.

Аэрозольные смеси двуокиси углерода будут полезны, когда в воздухе присутствует высокая концентрация мелких сгораемых частичек, которые с помощью аэрозоля можно осадить.

Ограничения:

Важно помнить!

СО 2 в любом состоянии является опасным для людей. Поэтому, доступ помещение, где использовалось этот материал, следует осуществлять с использованием специальных защитных средств.

СО 2 не может применяться при тушении:

• этилового спирта;
• веществ и материалов, которые горят и тлеют и без доступа кислорода.

Хладоны для тушения

Эти вещества являются высокоэффективными составами, включающими галлоидосодержащие углеводороды. Вещества-хладоны будут эффективны для быстрого тушения пожаров разного класса, включая и установки под рабочим напряжением. Их воздействие основано на снижении активности химических реакций, поддерживающих горение, а также возможности взаимодействия с кислородом воздушной среды, что позволяет снизить его концентрацию.

Ограничение:

Хладоны являются токсичными и опасными для людей. С их помощью нельзя тушить:

• кислосодержащие субстанции;
• щелочные, а также щелочноземельные металлы.

Подробное описание огнетушащих веществ

Заключение

Благодаря широкому спектру различных тушащих веществ можно эффективно бороться с пожарами различного класса и разной сложности. Чтобы быстро нейтрализовать огонь важно правильно подобрать материал для тушения. При выборе следует учитывать ограничения на тушение определенных веществ, а также и то, что некоторый огнетушащий материал является токсичным и может составлять опасность для людей и окружающей среды.