Основные пути прекращения горения на пожаре. Основы прекращения горения на пожаре

Технические средства обучения: компьютерная техника, мультимедийный проектор.

1. Текст лекции

1. Способы прекращения горения. Характеристики отв.

   Основные способы прекращения горения.

На предмете ТГИВ вы рассматривали предельные параметры процессов горения. Известно, что для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить из фронта пламени теплоотвод. Цель – понизить температуру горения до критической температуры гашения.

Это может быть достигнуто различными путями:

Охлаждением поверхности ГЖ или ТГМ ниже температуры, соответственно, их кипения или термического разложения, тем самым снижая количество горючих паров и газов, поступающих в зону горения фронта пламени;

Изоляцией зоны горения от источника горючих газов, паров и окислителя (например, герметизацией либо горящего вещества, либо объема, в котором протекает процесс горения);

Разбавлением горючих газов, паров и окислителя, поступающих в зону горения;

Ингибированием процессов горения (т.е. введением в исходную горючую смесь или в зону горения ингибиторов средств химического торможения цепных реакций окисления.

Помимо перечисленных способов, прекращения горения можно достичь отрывом пламени, например, путем увеличения линейной скорости поступления горючего вещества (газа) в пламя выше его видимой скорости распространения или же механическим срывом пламени, например, сдувая его сильной струей воздуха.

Огнетушащее вещество (ОТВ) – это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

Способы прекращения горения и огнетушащие вещества

Таблица № 1

По способу прекращения горения все ОТВ подразделяются на четыре основные группы в соответствии с таблицей. 1.

	Способ прекращения горения	Применяемые огнетушащие вещества
	Охлаждение зоны горения и поверхности горящих веществ	Вода (до 1700 0 С сплошными струями и тонкораспыленной водой), вода со смачивателями и загустителями, водные растворы солей, твердый СО 2 , снег, перемешиванием.
	Разбавление реагирующих веществ в зоне горения. Уменьшение концентрации О 2 до 14 – 16%	Негорючие газы (СО, N 42 0, дымовые газы), водяной пар, тонкораспыленная вода, газо-водяные смеси, аэрозоль.
	Изоляция горящих веществ от зоны горения. Сбивание пламени.	Химическая и воздушно-механическая пены, огнетушащие порошковые составы, аэрозоли, негорючие сыпучие вещества (песок, земля, шлаки и т.п.), листовые негорючие материалы. Слоем продуктов взрыва ВВ, подрывом в горючем веществе.
	Химическое торможение (ингибирование) реакций горения.	Галогеноуглеводороды (хладоны, фреон в 10 раз эффективнее СО 2) огнетушащие порошковые составы, аэрозоли, (соли металлов)

Перечисленные в ней ОТВ, обладая одним доминирующим огнетушащим свойством, оказывают комбинированное действие на процесс горения. Например, вода обладает охлаждающим, изолирующим и разбавляющим действием; пена – изолирующим и охлаждающим; порошковые составы – изолирующим и ингибирующим; хладоны – ингибирующим и разбавляющим действием. Поэтому одно и то же ОТВ применяется для тушения разных классов пожаров, что наглядно видно из таблицы 2.

Все способы тушения пожаров, а вместе с ними и ОТВ, подразделяются также на поверхностные и объемные. При поверхностном способе ОТВ подается непосредственно на поверхность горящего вещества, а при объемном – с помощью ОТВ создается негорючая среда в районе очага пожара (локальное тушение) или во всем объеме помещения. Однако такое разделение весьма условно, так как многие ОТВ применяются и для поверхностного, и для объемного тушения.

Таблица № 2

Применение ОТВ для тушения пожаров

1. 	Класс пожарной нагрузки	Вид пожарной нагрузки	Огнетушащее вещество
   		Обычные твердые горючие материалы (ТГМ). (Древесина, бумага, текстиль, каучук)	Все виды ОТВ (прежде всего вода) Хладоны, порошки, пены и др.
   		Горючие жидкости (нефтепродукты, бензин, спирт, ацетон и др.)	Распыленная вода(d<100мк), все виды пен(низкой К<10, средней 10 < К<200, высокой К>200 кратности), составы на основе галогеноуглеводородов, порошки, аэрозоли.
   		Горючие газы (бытовой газ, водород, аммиак, пропан и др.).	Газовые составы: инертные разбавители (СО 2 , N 2), галогеноуглеводороды - ингибиторы; порошки, вода (для охлаждения), газоводяные струи АГВТ.
   		Металлы, металлосодержащие вещества, (щелочные металлы, магний, натрий, цинк, титан и его сплавы, термит, электрон.)	Порошки П- 2АП, ПС, МГС, (при спокойной подаче на горящую поверхность). Азот (Na,Ka,Ca), Аргон (Mq, Li, Al)
   		Электроустановки находящиеся под, напряжением	Хладоны, диоксид углерода, порошки, аэрозоли.

   Основные характеристики ОТВ.

Эффективность пожаротушения определяется многими факторами, важнейшими из которых являются: класс пожарной нагрузки; характер процесса горения; условия, при которых протекает горение, способ пожаротушения; вид огнетушащего вещества; конструкция аппарата пожаротушения; метеорологические и погодные условия на пожаре и др.

Основными характеристиками ОТВ являются:

огнетушащая эффективность;

интенсивность подачи;

удельный расход.

Данные показатели применяются для сравнительной оценки эффективности ОТВ, при проектировании передвижных и стационарных установок пожаротушения, для нормирования и создания необходимых запасов ОТВ в пожарных частях и на защищаемых объектах, при расчете сил и средств на тушение пожара и т.д.

Огнетушащая эффективность – это минимальное количество ОТВ, израсходованное на тушение модельного очага пожара данного класса. Для объемного способа тушения огнетушащая эффективность различных ОТВ зависит от многих факторов: природы горючего вещества, условий горения, свойств ОТВ, способов его применения и т.д.

Интенсивность подачи огнетушащего вещества (I) – это расход ОТВ во времени на единицу защищаемой поверхности или объема. Размерность при поверхностном способе тушения – , для объемного способа – , для линейного способа . Ранее интенсивность подачи ОТВ определялась расчетным путем на основе анализа наиболее успешно потушенных пожаров:

I = Q отв. / (П · τ т · 60), (1)

где: Q отв – общее количество ОТВ, израсходованного на тушение пожара или проведение опыта, л, кг, м 3 ;

τ т – время, затраченное на тушение или проведение опыта, мин.;

П – величина расчетного параметра пожара (площадь - м 2 , объем - м 3 , периметр или фронт – м.).

В настоящее время оптимальные параметры подачи ОТВ определяются следующим образом. На основе результатов лабораторных и полигонных экспериментов строят график зависимости времени тушения от интенсивности подачи . График этой зависимости представлен на рис.1.

Удельный расход ОТВ (q уд) – это количество огнетушащего вещества (кг, л), которое требуется на единицу расчетного параметра пожара (м 3 , м 2 , м) для его успешного тушения:

q уд = Q отв. / П п (2)

где: Q отв – общее количество ОТВ на тушение, л, кг, м 3 ;

q уд – удельный расход л/м 2 ; л/м 3 ; кг/м 3 ;

П п – величина расчетного параметра пожара (м, м 2 , м 3)

Рис.1. Зависимость времени тушения от интенсивности подачи ОТВ.

Рис.2. Зависимость удельного расхода от интенсивности подачи ОТВ.

Удельный расход ОТВ непосредственно определяет затраты на тушение пожара, поэтому должен быть минимальным.

Удельный расход ОТВ является одним из основных параметров тушения пожара. Он зависит от физико-химических свойств пожарной нагрузки (n) и огнетушащих средств (w), коэффициента поверхности пожарной нагрузки (К п), удельных потерь ОТВ (q пот). которые влияют на процесс подачи его в зону горения и нахождения в ней, т. е.

q уд =f(n, w, К п, q пот) (3)

q пот = f(k пот, К р, t) (4)

где: k пот – коэффициент потерь ОТВ при подаче в зону горения;

К р – коэффициент потерь (разрушения) ОТВ в зоне горения;

t – время тушения.

Фактический удельный расход ОТВ в некоторой степени позволяет оценить деятельность РТП и подразделений по тушению пожаров в сравнении с подобными по виду и классу пожарами. Снижение удельного расхода служит одним из показателей успешного тушения пожара.

Фактический и необходимый удельные расходы можно определить так:

q ф =Q Ф ·t т (5)

q н =Q тр ·t р (6)

где: Q Ф, Q тр – фактическое и требуемое количество ОТВ, подаваемого в единицу времени (фактический, требуемый расход), л/с, л/мин;

t т – время подачи ОТВ в зону горения (время тушения пожара ) в мин;

t р – расчетное время тушения в мин.

Минимальный удельный расход и соответствующая ему оптимальная интенсивность определяются аналитическим путем по формулам или графически по рис. 2. Тушение пожара при этих параметрах подачи ОТВ будет наиболее экономичным.

Однако надо отметить, что до настоящего времени ряд действующих нормативных документов не учитывает это важное обстоятельство. В них нормативная интенсивность определена по формуле.

Вода как средство тушения пожаров используется в чистом виде или в смеси с различными химическими добавками, повышающими эффективность тушения пожаров. Воду применяют для тушения пожаров твердых сгораемых материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения.

Несмотря на это область применения воды ограничена. Так, например, при тушении водой нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому эффект их тушения резко снижается.

Природная вода, содержащая различные соли, обладает значительной электропроводностью и поэтому не может применяться для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением.

Воду также нельзя применять для тушения пожаров веществ, вступающих с ней в химическую реакцию, сопровождаемую выделением большого количества тепла (негашеная известь). Также, например, нельзя тушить возгоревшиеся металлы (натрий, калий, кальций, мелкораздробленный магний, алюминий), так как они энергично поглощают воду с выделением газообразного водорода, способного образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Карбид кальция разлагается водой с выделением ацетилена, карбид – с выделением метана, сульфиды металлов – с выделением сероводорода, а они в смеси с воздухом являются взрывоопасной смесью.

Огнегасительные свойства воды усиливаются, если в ней растворить соли (хлористый кальций, углекислоты, калий, сернокислый аммоний и т.д.), за счет уменьшения поверхностного натяжения воды и увеличения ее способности проникать внутрь твердых органических веществ или за счет увеличения ее вязкости.

Воду подают в очаг горения в виде сплошных или распыленных струй. Сплошная струя обладает большой ударной силой и большой дальностью полета. Распыленная струя состоит из мелких капель воды и создает сплошную завесу воды.

Огнегасительные пены чаще всего применяют для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей. Растекаясь на поверхности горящих жидкостей, пена изолирует их от пламени.

В зависимости от способа получения пены подразделяют на воднохимические и воздушно-механические .

Воднохимические пены создают для повышения огнетушащей эффективности воды. Воднохимические пены получают при помощи химической реакции между кислотными и щелочными растворами пенообразующего вещества. В состав химической пены входят:

Углекислый газ - 80%;

Вода - 19,7%;

Пенообразующее вещество – 0,3%.

Воздушно-механическая пена представляет собой коллоидную систему, состоящую из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Огнетушащие свойства пены определяются ее кратностью, стойкостью, дисперсностью и вязкостью.

Кратностью пены называется отношение объема пены к объему ее жидкой фазы. С течением времени пена разрушается. Пены с большей кратностью менее стойки к разрушению.

Воздушно-механическая пена образуется из водных растворов пенообразователей ПО-1, ПО-11, ПО-1с и является эффективным средством тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Пенообразователь ПО-1 представляет собой жидкость темно-коричневого цвета без осадка и посторонних включений, которая состоит из нейтрализованного керосинового контакта, содержащего около 45% сульфокислоты, 4,5% клея и 10% спирта или этиленгликоля.

Для тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей в резервуарах применяют воздушно-механическую пену средней кратности. Высокократную воздушно-механическую пену наиболее эффективно применять для тушения пожаров в подвалах, шахтах и других закрытых объемах.

Огнетушащие свойства пен определяются охлаждением горючего и изоляцией от его поверхности зоны горения, что препятствует поступлению горючих паров в зону горения.

Газовые средства тушения пожаров . К ним относятся:

Водяной пар;

Двуокись углерода;

Инертные газы.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях небольшого объема и создания паровоздушных завес на открытых технологических установках. Огнетушащая эффективность водяного пара не велика, и поэтому его рекомендуется применять для тушения небольших возгораний.

Двуокись углерода применяется для тушения пожаров в складах, аккумуляторных станциях, сушильных печах, электрооборудовании. Для подачи двуокиси углерода используются огнетушители и стационарные установки.

Следует помнить, что двуокись углерода нельзя применять для тушения веществ, в состав молекул которых входит кислород, щелочных, щелочноземельных металлов, некоторых гидридов металлов, а также тлеющих материалов.

Особенностью двуокиси углерода является то, что при быстром испарении он переохлаждается, образуя хлопья «снега». «Снежная» двуокись углерода при нагревании возгоняется, минуя жидкую фазу.

В случае тушения пожара «снежной» двуокисью углерода (она образуется при оснащении огнетушителя специальным раструбом) ее огнетушащее действие (разбавление) дополняется охлаждением очага горения.

Двуокись углерода обладает огнетушащим эффектом при создании 35%-ной ее концентрации в объеме защищаемого помещения. Эффект тушения двуокисью углерода обусловлен тем, что она, будучи продуктом окисления углерода, в обычных условиях является инертным соединением, не поддерживающим горения большинства веществ.

Тушение пожаров инертными газами происходит в результате разбавления воздуха и снижения в нем содержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение. Для пожарной защиты используют инертные газы – азот, аргон, гелий, фреон, дымовые и отработанные газы. Применение объемного способа тушения пожара инертными газами зависит от свойства горючей системы и возможности разбавления атмосферы до создания требуемой минимальной концентрации кислорода. Поэтому в системах объемного тушения инертными газами предусматривают меры, не допускающие поражения людей в защищаемом помещении.

В системах тушения пожара с использованием двуокиси углерода и других инертных газов применяют сигнализирующие устройства, предупреждающие об опасности низкой концентрации кислорода, промежуток времени между сигналом и пуском установки должен быть достаточным для эвакуации людей из помещения.

Галогенированные углеводороды . Тушение пожаров составами на основе галогенированных углеводородов происходит в результате торможения химических реакций, поэтому их также называют и флегматизаторами.

Наибольшее применение в пожаротушении нашли составы на основе предельных углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галогена. Галогенированные углеводороды плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими жидкими органическими веществами.

Реакционная способность и склонность к термическому разложению галогенированных углеводородов зависит от галогенов, замещающих водород, они понижаются в ряду йод-бром-хлор-фтор.

Наиболее широкое распространение получил состав 5НД (95-97% бромэтила, 3-5%-ная двуокись углерода). Хорошие диэлектрические свойства галогенированных углеводородов позволяют применять их для тушения пожаров оборудования под напряжением. Однако они оказывают токсическое воздействие на человека, причем если сами галогенированные углеводороды действуют на человека как слабые наркотические яды, то продукты их термического распада обладают сравнительно высокой токсичностью. Но временное пребывание работающих в такой среде не является опасным для состояния здоровья.

Низкая теплота испарения, высокая летучесть ограничивают возможность применения галогенированных углеводородов при тушении пожаров на открытом воздухе. Галогенированные углеводороды применяют для объемного тушения, поверхностного тушения сравнительно небольших очагов пожаров и предупреждения образования взрывоопасной среды. Галогенированные составы можно применять для тушения и флегматизации всех видов нефтепродуктов, твердых материалов органического происхождения, водорода и др., кроме металлов некоторых металлоорганических соединений и гидридов металлов.

Порошковые составы применяют для тушения пожаров в тех случаях, когда другие средства тушения непригодны или малоэффективны.

Порошковые составы представляют собой сухие порошки, которые изготавливаются на основе бикарбоната натрия и имеют вид мелкого сыпучего порошка белого цвета с серым или розовым оттенком.

При тушении порошки падают на пламя в виде облака мелких частиц. Для подавления горения металлов, некоторых металлоорганических соединений и других подобных им веществ, которое достигается изоляцией их от воздуха, порошок подают таким образом, чтобы обеспечить спокойное покрытие им горящей поверхности слоем определенной толщины. Порошковые составы практически не- токсичны, не оказывают вредных воздействий на материалы и используются при тушении загораний в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения.

Порошковые составы неэлектропроводны, что дает возможность использовать их при тушении пожаров оборудования и аппаратов, находящихся под напряжением

Первичные средства тушения пожаров предназначены для локализации небольших загораний. К первичным средствам тушения пожаров относятся:

Внутренние пожарные водопроводы (внутренние пожарные краны);

Пожарные стволы (водяные и воздушно-пенные);

Огнетушители (пенные, газовые и порошковые);

Сухой песок;

Асбестовое одеяло или кошма.

Внутренний пожарный водопровод предназначен для подачи воды в начальной стадии развития пожара.

Пожарные краны располагают на высоте 1,35 м от пола в наиболее доступных местах здания, как правило, на лестничной клетке или вблизи выходных дверей с каждого этажа. Пожарный кран снабжается одним рукавом диаметром 50 мм и длиной 10-20 м со стволом.

Огнетушители предназначены для тушения загораний и пожаров в начальной стадии их возникновения, до прибытия пожарных подразделений.

Огнетушители подразделяются на следующие основные группы:

Газовые;

Порошковые.

Огнетушащие вещества из огнетушителей подаются под давлением газов, образующихся в результате химической реакции (химические пенные), под давлением заряда или рабочего тела, находящегося под огнетушащим веществом (углекислотные, аэрозольные, воздушно-пенные), под давлением рабочего газа, находящегося в отдельном баллончике (воздушно-пенные, аэрозольные), свободным истечением огнетушащего вещества (порошковые огнетушители типа ОП-1).

Пенные огнетушители могут быть:

а) химические пенные – для подачи химической пены, получаемой из водных растворов щелочей и кислот;

б) воздушно-пенные и жидкостные – для подачи воздушно-механической пены, получаемой из водных растворов пенообразователей.

Химические пенные огнетушители выпускаются трех видов : ОХП-10, ОП-М, ОП-9ММ.

При задействовании пенных огнетушителей кислотная часть заряда смешивается со щелочной и происходит химическая реакция с образованием двуокиси углерода. Двуокись углерода создает давление внутри огнетушителя, под действием которого пена выталкивается наружу в виде струи.

Огнетушитель химический пенный ОХП-10 предназначен для тушения возникших очагов возгорания при воспламенении всех горючих твердых и жидких веществ. Однако из-за наличия растворимых солей в огнегасительном веществе пенные огнетушители не следует применять для тушения веществ, которые химически взаимодействуют с тушащим веществом (калий, натрий, карбид и т.п.). Эти огнетушители нельзя применять также при тушении возгораний в электроустановках и электрооборудовании, находящихся под напряжением.

Огнетушитель химический пенный ОХП-10 (рис.12.1) состоит из сварного, стального корпуса - 1, содержащего 8,7 л раствора щелочи (щелочная часть заряда), полиэтиленового стакана – 2 с водным раствором серной кислоты (кислотная часть заряда), чугунной крышки – 6 с запорно-открывающим кислотный стакан устройством, уплотнительной прокладки, устанавливаемой между крышкой и опорной поверхностью кислотного стакана, ручки – 3, служащей для переноски огнетушителя и спрыска – 7, представляющего собой втулку с внутренним диаметром 4,7 мм для выброса пены, вваренную в корпус огнетушителя. В период хранения спрыск огнетушителя закрыт специальной мембраной, предотвращающей испарение щелочи.

Запорно-открывающее устройство, в свою очередь, состоит из штока – 5, проходящего через центр крышки, закрывающей горловину, рукоятки – 4 с профильным кулачком шарнирно закрепленной на одном конце штока, клапана – 9, изготовленного из кислотно-щелочестойкой резины – на другом конце штока, пружины – 8, расположенной между крышкой и клапаном.

Пена в огнетушителе образуется за счет химической реакции, происходящей при смешивании кислотной и щелочной частей заряда.

Щелочная часть заряда представляет собой водный раствор двууглекислой соды, состоящей из 450-560 г бикарбоната натрия и 50 г экстракта солодкового корня, необходимого для образования пены.

Кислотная часть заряда состоит из 120 г (не менее) серной кислоты H 2 SO 4 и 115 г (не менее) водного раствора сернокислого окисного железа. Чтобы огнетушитель не замерзал в зимнее время, в кислотную часть заряда добавляют этиленгликоль или вспениватель РАС.

Для приведения пенного огнетушителя в действие необходимо : прочистить спрыск шпилькой, привязанной шпагатом к ручке огнетушителя; повернуть рукоятку запорно-открывающего кислотный стакан устройства на 180 о, от чего посредством профильного кулачка откроется клапан, перевернуть огнетушитель днищем вверх, и слегка встряхивая его, направить на пламя.

При опрокидывании огнетушителя вверх дном кислотная часть заряда вытекает из стакана через отверстия, расположенные в его горловине и смешивается с раствором щелочи. При этом происходят химические реакции взаимодействия в результате которых, образующийся диоксид углерода CO 2 интенсивно вспенивает щелочной раствор. Создаваемое внутри корпуса огнетушителя давление 1,4 МПа, за счет увеличения объема пены в 5 раз, выталкивает образовавшуюся в результате химических реакций пену через спрыск наружу. Техническая характеристика огнетушителя приведена в таблице 12.2.

Рис. 12.1 Внешний вид огнетушителя ОХП-10

1 - стальной корпус; 2 - полиэтиленовый стакан; 3 – ручка; 4 - рукоятка с профильным кулачком; 5 – шток; 6 - чугунная крышка; 7 – спрыск; 8 – пружина; 9 – клапан.

Огнетушитель ОП-9ММ предназначен для тушения пожаров всех горючих веществ, в том числе электроустановок. Техническая характеристика

Каждый, находящийся в эксплуатации огнетушитель снабжают формуляром, в котором указывают название завода-изготовителя, номер огнетушителя, год выпуска, дату введения в эксплуатацию, результаты осмотров и испытаний.

Осматривать огнетушитель следует не реже одного раза в 10 дней. В процессе осмотра проверяют наличие пломб, прочищают спрыск и протирают корпус от пыли. Техническое состояние огнетушителей отражают в специальном журнале. Зарядку огнетушителей проверяют через 1 год после начала эксплуатации у 25% партии, путем задействования (после чего проводят испытания зарядкой под давлением 2 МПа), через 2 года у 50% партии и через 3 года у 100% партии.

Пенные огнетушители просты в устройстве и при правильном содержании надежны в эксплуатации. Заряды сохраняют свои свойства 2-3 года.

Воздушно-пенные огнетушители ОВП-5, ОВП-10 и др., предназначены для тушения загораний различных веществ и материалов, исключая щелочные металлы и электроустановки, находящиеся под напряжением, а также вещества, горящие без доступа воздуха.

Различают два вида воздушно-пенных огнетушителей :

Ручные ОВП-5, ОВП-10;

Стационарные ОВПС-250А

Огнетушитель воздушно-пенный ОВП-5 (рис.12.2) состоит из стального корпуса – 1, крышки с запорно-пусковым устройством, баллона – 2 с диоксидом углерода, уплотненного прокладкой - 3 и выкидной трубки – 8 с насадком – 10 для получения воздушно-механической пены.

Баллон с диоксидом углерода имеет на горловине резьбу, на которую навернут ниппель с дозирующим отверстием, прижимающим латунную мембрану.

Пусковой механизм состоит из штока – 4 с иглой на конце и рычага – 5, действующего на шток при проколе мембраны баллона с диоксидом углерода.

Воздушно-пенный насадок имеет раструб – 10, центробежный распылитель – 9, кассету с двумя латунными сетками – 11 и трубку для присоединения к крышке огнетушителя - 7. В верхней части огнетушителя расположена рукоятка – 6, для переноски огнетушителя. Нижняя часть корпуса имеет башмак, обеспечивающий устойчивость огнетушителя на полу. Крышка огнетушителя закрыта защитным колпаком. Внутренние поверхности корпуса огнетушителя покрыты эпоксидной эмалью.

Рис. 12.2 Внешний вид огнетушителя ОВП-5

1 – корпус; 2 - баллон с диоксидом углерода; 3 – прокладка; 4 – шток; 5 – рычаг; 6 – рукоятка; 7 - трубка для присоединения раструба к крышке огнетушителя; 8 - выкидная трубка; 9 - центробежный распылитель; 10 – раструб; 11 - кассету с двумя латунными сетками.

Для приведения в действие огнетушитель ОВП-5 снимают с пожарного щита за рукоятку, ставят на пол и нажимают на пусковой рычаг, который штоком прокалывает бронзовую мембрану, закрывающую выход из баллончика углекислого газа (давление 7,2 МПа). Газ давит на поверхность раствора сверху и выталкивает его через сифонную трубку снизу вверх, разрывая пергаментную мембрану, через выкидную трубку, центробежный распылитель и насадок с сетками. Струя эжектирует воздух через окна в насадке. При этом образуется воздушно-механическая пена высокой кратности (минимум 50-кратная), которая значительно эффективнее химической.

В качестве заряда применяют 6%-й раствор пенообразователя ПО-1.

Проверку и зарядку баллонов с диоксидом углерода выполняют на специальных зарядных станциях. Методика проверки корпусов воздушно-пенных огнетушителей ОВП-5 и ОВП-10 на прочность такая же, как и химических пенных огнетушителей.

Газовые огнетушители могут быть:

а) углекислотные – для подачи двуокиси углерода в виде газа или «снега», в качестве заряда которых применяют жидкую двуокись углерода;

б) аэрозольные – для подачи парообразующих огнетушащих веществ, в качестве заряда которых применяются галогенированные углеводороды;

в) углекислотно-бромэтиловые – для подачи парообразующих огнетушащих веществ, в качестве заряда которых применяют также галогенированные углеводороды.

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения загораний преимущественно в ЭУ и электроаппаратуре, находящейся под напряжением не выше 380 В, а также небольших загораний различных веществ, за исключением тех, которые горят без доступа кислорода, двуокисью углерода в газо- и снегообразном виде.

Отечественная промышленность выпускает ручные углекислотные огнетушители трех типов: ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. По конструкции и принципу действия они идентичны между собой и различаются только геометрическими размерами.

Углекислотный огнетушитель ОУ-2 (рис.12.3) состоит из стального баллона – 1 с ручкой - 3, вместимостью 2 л, где под давлением 16,7 МПа находится жидкая углекислота, вентиля – 6 с клапаном - 5 и сифонной трубкой – 2 и раструба – 8 с соединительной трубкой - 7. Мембрана в предохранителе – 4 рассчитана на разрыв при повышении давления в баллоне до 2,2 МПа.

Рис. 12.3 Внешний вид огнетушителя ОУ-2

1 - стальной баллон; 2 - сифонная трубка; 3 – рукоятка; 4 – предохранительный клапан; 5 – клапан; 6 – вентиль; 7 – соединительная трубка; 8 – раструб.

Чтобы привести огнетушитель в действие, нужно : взять его одной рукой за рукоятку, а другой направить раструб на горящий предмет и затем открыть вентиль. Жидкая углекислота, выходя через раструб, расширяется и охлаждается до образования снежных хлопьев (t=-72 о C). Диоксид углерода в жидком и газообразном состоянии, попадая в зону горения, понижает концентрацию кислорода и горючих паров в зоне горения и охлаждает поверхность горящего вещества, в результате горение прекращается. С помощью диоксида углерода приостанавливают горение, как на поверхности, так и в замкнутом объеме. Достаточно 12-15% содержания диоксида углерода в окружающем воздухе, чтобы горение прекратилось.

Углекислотные огнетушители, поступившие в эксплуатацию, регистрируют в учетном журнале, где указывается номер огнетушителя, его паспортные данные, дата последней зарядки и масса заряда.

Углекислотные огнетушители периодически взвешивают для проверки на утечку кислоты. Массу после взвешивания сопоставляют с первоначальной массой заряда при уменьшении которой более допустимого (с вентилем на 10%, с пусковым рычагом – на 0,1 кг) огнетушитель следует перезарядить на специальной станции. Наружный осмотр огнетушителя следует проводить не реже 2-х раз в месяц. Не реже одного раза в 5 лет баллоны всех огнетушителей, находящихся в эксплуатации, необходимо освидетельствовать на зарядных станциях, где для определения пригодности их к дальнейшей эксплуатации осматривают наружную и внутреннюю поверхности баллонов, проводят гидравлические испытания и проверяют состояние запорно-пусковых приспособлений.

Передвижные углекислотные огнетушители предназначены для тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, электроустановок, находящихся под напряжением, двигателей внутреннего сгорания.

Промышленностью выпускаются подвижные углекислотные огнетушители двух типов УП-1М и УП-2М, которые представляют собой баллон, укрепленный на тележке с резиновыми шинами.

Аэрозольные огнетушители ОА-1 и ОА-3 предназначены для тушения загораний на транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания, а также на электроустановках. Они представляют собой стальной баллон, в горловину которого ввернута крышка с запорно-пусковым устройством, баллоном со сжатым газом и сифонной трубкой.

Зарядами огнетушителей служат составы на основе галогенированных углеводородов (бромистый этил, тетрафтордибромэтан).

Углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7 предназначены для тушения загораний легковоспламеняющихся жидкостей и электроустановок. Они идентичны огнетушителям углекислотным (рис. 12.4).

Рис. 12.4 Внешний вид огнетушителя ОУБ-3

1 – баллон; 2 – дно стакана для баллона с углекислотой; 3 – прокладка; 4 – баллон с углекислотой; 5 – отверстия в стенке стакана для баллона с углекислотой; 6 – огнетушащий состав; 7 – крышка огнетушителя; 8 – уплотнительное кольцо; 9 – канал для выхода огнетушащего вещества; 10 – спыск; 11 – ударник; 12 – шток ударника.

Принцип работы огнетушителя : при ударе головкой о твердый предмет боек прокалывает алюминиевую пробку баллончика и под действием пружины возвращается в первоначальное положение. Углекислота из баллончика по кольцевому зазору через распределитель, фильтр и отверстие в крышке попадает в корпус, взрыхляет порошок, образуя газопорошковую смесь и создает давление.

Под действием давления 0,2-0,5 МПа (2-5 кгс/см 2) газопорошковая смесь сбрасывает колпачок с распылителя и вылетает из него в виде плоской расширяющейся струи. Попавший в очаг порошок тушит его, в основном, за счет активного химического воздействия на продукты горения и образования защитной пленки на поверхности тлеющих материалов. Для эффективности тушения облако порошка должно полностью накрыть очаг горения.

Огнетушитель крепится с помощью кронштейна на вертикальной или наклонной поверхности бойком вниз. Допускается горизонтальное его размещение.

Порошковые огнетушители предназначены для тушения загораний легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, щелочноземельных металлов, электроустановок, находящихся под напряжением.

В порошковых огнетушителях в качестве заряда применяются сухие порошки типа ПСБ и ПС-1.

Порошковый заряд из огнетушителя ОП-1 высыпается при опрокидывании корпуса, из огнетушителей других марок (ОПС-6, ОПС-10) – выдувается сжатым газом (азот или воздух). Порошковый заряд изготавливают из углекислой соды, поташа, мела, графита и т.д.

Порошковые огнегасительные средства значительно дороже других и имеют меньшую эффективность, поэтому широкого применения не находят.

Подвижные средства тушения пожаров .

Подразделения пожарной охраны оснащены пожарными автомобилями. Пожарные автомобили в зависимости от значения делятся на основные, специальные и вспомогательные. Основные пожарные автомобили – автоцистерны и автонасосы предназначены для доставки к месту пожара личного состава с необходимым снаряжением, рукавов, инструментов и приборов пожаротушения. На автонасосах и автоцистернах смонтированы центробежные насосы для подачи воды к месту пожара и имеются приспособления для получения воздушно-механической пены.

Специальные работы при тушении пожара выполняются с помощью специальных пожарных автомобилей (автолестниц, автомобилей газохододымозащитного, водозащитного, связи и освещения, пенного и углекислотного пожаротушения, рукавного и т.д.).

К вспомогательным пожарным автомобилям относятся автомобили, непосредственно не участвующие в тушении пожара, но обеспечивающие нормальную работу подразделений пожарной охраны (транспортные, автобензинозаправщики, авторемонтные мастерские). Пожарные автомобили обозначаются буквами: А - автомобиль, Ц – цистерна, Р – рукавный автомобиль, Н- насос.

Например, шифр АЦН – 20 обозначает автоцистерна с насосом производительностью 20 л/с.

Пожарные мотопомпы , представляющие собой насосы с топливными двигателями имеют следующие буквенные обозначения: М – мотопомпа, П – пожарная, числа 600,800,1400 обозначают подачу (производительность) насоса в л/мин.

Под способами прекращения горения на пожаре предусматривается выполнение подразделениями противопожарной службы в определенной последовательности боевых действий, направленных на прекращение горения.

Согласно тепловой теории существует одно условие прекращения горения - понижение температуры горения ниже температуры потухания. Этого условия можно достигнуть многими способами прекращения горения.

Все способы прекращения горения по принципу, на котором основано условие прекращения горения, можно разделить на четыре группы:

Способы охлаждения зоны горения или горящего вещества;

Способы разбавления реагирующих веществ;

Способы изоляции реагирующих веществ от зоны горения;

Способы химического торможения реакции горения.

При использовании способов прекращения горения подразделения противопожарной службы для создания условия прекращения горения применяют огнетушащие и технические средства или только технические.

Вид огнетушащего средства, применяемого для прекращения горения, зависит от обстановки на пожаре и, в основном, определяется:

Свойствами и состоянием горящего материала;

Наличием на пожаре огнетушащих средств и их количества;

Группой пожара (в открытом пространстве, в ограждениях);

Условиями газообмена в помещении;

Параметрами пожара, определяющими способ прекращения горения (объемом помещения);

Трудоемкостью и безопасностью работ подразделений по прекращению горения;

Эффективностью огнетушащего средства.

Следует отметить, что огнетушащие средства, поступая в зону горения, действуют комплексно, а не избирательно, т. е. одновременно производят, например, охлаждение горящего материала и разбавление его паров или газов. Однако в зависимости от свойств огнетушащего средства, его физического состояния и свойств горящего материала к прекращению горения может привести только один из этих процессов, другой же только способствует прекращению горения.

Например, воздушно-механическая пена средней кратности при тушении бензина охлаждает верхний слой его и одновременно изолирует от зоны горения. Основным процессом, приводящим к прекращению горения бензина, является изоляция, так как пена, имеющая температуру 5-15°С, не может охладить бензин ниже его температуры вспышки минус 35°С.

В зависимости от основного процесса, приводящего к прекращению горения, все наиболее распространенные способы можно отнести к группам.

Способы охлаждения - охлаждение сплошными струями воды; охлаждение распыленными струями воды; охлаждение перемешиванием горючих материалов.

Способы разбавления - разбавление струями тонкораспыленной воды; разбавление горючих жидкостей водой; разбавление негорючими парами и газами.

Способы изоляции - изоляция слоем пены; изоляция слоем продуктов взрыва ВВ; изоляция созданием разрыва в горючем веществе; изоляция слоем огнетушащего порошка; изоляция огнезащитными полосами.

Способы химического торможения реакции горения - торможение реакций огнетушащими порошками; торможение реакций галоидопроизводными углеводородами.

Способы прекращения горения состоят из нескольких последовательно выполняемых приемов. Приемы раскрывают действия подразделений, которые они выполняют при использовании способа прекращения горения. Приемы - это те составные части способа, которые могут изменяться в процессе прекращения горения при изменении обстановки на пожаре.

Например, при тушении пожаров штабелей пиломатериалов прекращение горения чаще всего производится сплошными струями воды. Этот способ прекращения горения может не изменяться с момента введения первого ствола и до ликвидации пожара. Приемы же этого способа за время прекращения горения меняются. Так, например, прием расстановки сил и средств при локализации пожара мог быть по фронту распространения горения, а после локализации по периметру пожара.

При тушении пожаров видно, что применяемые приемы прекращения горения имеют сходства и различия. По признакам сходства и различия в действиях подразделений с огнетушащими и техническими средствами приемы прекращения горения можно подразделить на следующие группы:

По месту введения огнетушащих средств: на поверхность горения; на поверхность горючих материалов, защищаемых от воспламенения; в объем помещения, где происходит пожар; в объем пламени; в объем горючих веществ.

Приемы введения огнетушащих средств на поверхность горения используются при тушении пожаров, главным образом, твердых материалов и жидкостей, находящихся в емкостях или розлитых. Введение огнетушащих средств на поверхность горючих материалов для их защиты от воспламенения применяется на пожарах при угрозе распространения горения на негорящие объекты. Приемы введения огнетушащих средств в объем помещения применяются, когда горючая загрузка расположена на различных уровнях по высоте помещения и близко к перекрытию (1-1,5 м), а также, когда в качестве огнетушащих средств применяются пары и газы. Приемы введения огнетушащих средств в пламя применяются при локальном горении жидкостей и газов в емкостях, технологических аппаратах, выходящих под давлением из трубопроводов (факелы, фонтаны) и т. п. Введение огнетушащих средств в горючее вещество для разбавления его до негорящего состояния применяется при пожаре жидкостей, растворимых в воде (спирты, кетоны), и газов.

По времени введения огнетушащих средств: последовательно и одновременно (пенная атака).

Приемы последовательного введения требуемого расхода огнетушащих средств, т. е. по мере прибытия на пожар подразделений, чаще применяются для тушения распространяющихся пожаров. Они используются в способах прекращения горения, где применяется в качестве огнетушащего средства вода или средства, получаемые на ее основе. Приемы последовательного введения огнетушащих средств могут применяться для тушения и нераспространяющихся пожаров.

Под одновременным введением понимается введение огнетушащих средств для прекращения горения несколькими подразделениями. Приемы одновременного введения применяются при тушении нераспространяющихся пожаров, когда применяемое огнетушащее средство должно подаваться в течение короткого времени, так как быстро разрушается в условиях пожара или когда для применения и введения огнетушащего средства требуется длительная подготовка.

По последовательности прекращения горения на площади пожара: одновременное прекращение горения на всей площади пожара; последовательное прекращение горения на площади пожара (площади тушения).

По введению огнетушащего средства на площадь пожара: введение огнетушащего средства в одно место пожара; введение огнетушащего средства в несколько мест пожара.

Сущность этих приемов заключается в том, что требуемый расход огнетушащего средства, например воды, для прекращения горения может быть введен на площадь пожара одной или несколькими струями.

Например: расход воды, равный 14 л/с, может быть введен на площадь пожара одной струёй или четырьмя струями с расходом 3,5 л/с каждая.

Единовременная площадь орошения в каждом приеме различная, а следовательно, различная и их огнетушащая эффективность. Изменение огнетушащей эффективности приемов объясняется изменением коэффициента использования воды при различной величине площади орошения.

По расстановке сил и средств при тушении распространяющихся пожаров: по всему фронту распространения горения; по фронту распространения горения, где оно может принести наибольший ущерб; по фронту распространения горения на флангах и в тылу; по фронту распространения в тылу с последующим передвижением по флангам вперед к передней линии фронта; по передней линии фронта с последующей ликвидацией огня на флангах и с тыла.

По расстановке сил и средств при тушении нараспространяющихся пожаров: по всему периметру пожара, где возможна расстановка сил и средств; по местам наиболее интенсивного горения; по местам, где создается угроза взрыва.

По созданию разрывов в горючей среде: эвакуация горючего материала; опашка, рытье канав; создание заградительных полос; отжигом горючего материала.

Охлаждающие огнетушащие вещества . Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие большой теплоемкостью. Для большинства горючих материалов применяется вода.

Попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения.

Вода обладает высокой термической стойкостью. Ее пары только при температуре свыше 1700 °С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горю­чих материалов горит при температуре, не превышающей 1300–1350 °С и тушение их водой не опасно. Однако металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды. Тушение их водяными струями недопустимо.

Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство в сочетании с предыдущими позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.

Малая вязкость и несжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли. Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.

Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

Наряду с этим у воды имеются и отрицательные свойства. Основной недостаток у воды как огнетушащего средства заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества.

Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), или, как их еще называют, смачиватели. На практике используют растворы ПАВ, поверхностное натяжение которых в 2 раза меньше, чем у воды.

Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды при тушении пожаров на 35– 50 %; снизить время тушения на 20– 30 %, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большей площади.

Вода имеет относительно большую плотность (при 4ºС – 1г/см3, при 100°С–0,958 г/см3), что ограничивает, а иногда и исключает ее применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде. Она хорошо тушит сероуглерод, имеющий более высокую плотность, чем вода (1,264 г/см3).

Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию. Исключение составляют щелочные и щелочно-земельные металлы, при взаимодействии которых с водой выделяется водород. Их тушить водой нельзя.

Выше отмечалось, что вода имеет малую вязкость. В силу этого значительная часть ее утекает с места пожара, не оказывая существенного влияния на процесс прекращения горения. Если увеличить вязкость воды до 2,5-10-3 м/с, то значительно снизится время тушения и коэффициент ее использования повысится более чем в 1,8 раза. Для этих целей применяют добавки из органических соединений, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).

Огнетушащая эффективность воды зависит от способа подачи ее в очаг пожара (сплошной или распыленной струёй). При горении древесины, под воздействием тепла, выделяющегося в зоне реакции, на поверхности материала образуется слой угля, температура которого около 600–700°С, что значительно превышает температуру начала пиролиза древесины, равную около 200 °С.

Поданная вода при этом:

· охлаждает верхний наиболее нагретый слой угля и зону реакции, пролетая через нее;

· испаряясь, разбавляет и охлаждает газы и пары в зоне горения;

· растекаясь по поверхности угля, изолирует древесину от действия лучистого тепла, препятствует выходу паров и газов (продуктов разложения древесины) в зону горения.

Но к прекращению горения приводит охлаждающее свойство воды как доминирующее. Изоляция и разбавление лишь способствуют прекращению горения.

Поданная вода на тушение горящей древесины быстро снижает температуру в верхнем тонком слое угля, и горение на этом участке прекращается. Быстро – потому, что значительна разность температуры у угля и воды; в тонком слое – из-за небольшой теплопроводности угля и кратковременного контакта его с водой. Вот почему при переносе струи воды в другое место верхний слой угля быстро высыхает, продолжается разложение древесины и горение возникает вновь.

Изолирующие огнетушащие вещества . Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих веществ и материалов – распространенный способ тушения пожаров, применяемый пожарными подразделениями.

В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли:

Жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.);

Газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т. д.);

Негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т. д.);

Твердые листовые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).

Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая.

Некоторые свойства химической пены: плотность 0,15–0,25 г/м3; кратность примерно равна 5. Трудоемкость получения химической пены и достаточно высокие материальные затраты, вредное воздействие на органы дыхания личного состава пеногенераторного порошка в процессе введения его в воду и другие недостатки ограничивают ее практическое применение.

Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате механического перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе или генераторе. Различают воздушно-механическую пену низкой, средней и высокой кратности. Кратность воздушно-механической пены зависит от конструкции ствола (генератора), с помощью которого она получается.

Основное огнетушащее свойство пен – изолирующая способность. Пена изолирует зону горения от горючих паров и газов, а также горящую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции. Прежде чем накопится на горящей поверхности достаточным слоем, изолирующим выход горючих паров и газов в зону горения, пена под действием тепла разрушается и охлаждает вещество. При этом жид­кость, из которой.получена пена, испаряется, разбавляя горючие пары и газы, поступающие в зону горения, и т. д. Все это способствует прекращению горения, хотя изоляция – доминирующее свойство, которое приводит именно к потуханию.

Другое свойство пены, представляющее интерес работников противопожарной службы – стойкость, т. е. способность какое-то время сохраняться, не разрушаясь. Ведь именно от этого свойства зависит нормативное время тушения пенами тех или иных горючих веществ и материалов.

Специфические свойства воздушно-механической пены (ВМП) средней и высокой кратности приводятся ниже:

· хорошо проникает в помещения, свободно преодолевает повороты и подъемы:

· заполняет объемы помещений, вытесняет нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижает температуру в помещении в целом, а также строительных конструкций и т. п.;

· прекращает пламенное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается;

· создает условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания (при соответствующих мерах защиты органов дыхания и зрения от попадания пены).

На основании этих свойств данные виды пены (особенно средней кратности) нашли применение при объемном тушении в помещениях зданий, трюмах судов, в кабельных туннелях и на других объектах. Пена средней кратности является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой поверхности. Однако отсутствие видимости при работе с пеной затрудняет ориентацию в помещении. Принимая во внимание хорошую смачивающую способность пены, начальствующий состав должен принимать меры для переодевания личного состава в сухую одежду после работы в пене. Этот факт приобретает особую значимость при ликвидации пожаров в осенне-зимний и весенний периоды.

Для продвижения пены при заполнении ею помещений необходимо создать благоприятные условия, т. е. вскрыть проемы для выпуска продуктов сгорания из помещения, или с помощью передвижных установок для удаления дыма изменить направление газообмена по ходу движения пены.

В настоящее время для тушения различных горючих веществ все более широкое применение находят огнетушащие порошковые составы. Они не токсичны, не оказывают вредного воздействия на материалы, не электропроводны и не замерзают.

Механизм прекращения горения порошками заключается в основном в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т. е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции. Основным критерием прекращения горения порошковым составом является удельный расход.

В случае объемного тушения – механизм прекращения горения заключается в химическом торможении реакции горения, т. е. ингибирующем воздействии порошков, связанном с обрывом цепной реакции горения.

Разбавляющие огнетушащие вещества. Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентрации, не поддерживающей горения.

Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или в горящее вещество, либо в воздух, поступающий к зоне горения. Наибольшее распространение они нашли в стационарных установках пожаротушения для относительно замкнутых помещений (трюмы судов, сушильные камеры, испытательные боксы и покрасочные камеры на пром-предприятиях и т. д.), а также для тушения горючих жидкостей, пролитых на земле на небольшой площади. Кроме того, разбавление спиртов до 70 % водой – необходимое условие для успешного тушения их в резервуарах воздушно-механической пеной.

Практика показывает, что в качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной нар и распыленная вода.

Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в понижении объемной доли кислорода. При введении разбавляющих веществ в помещении повышается давление, происходит вытеснение воздуха и вместе с ним кислорода, увеличивается концентрация негорючих и не поддерживающих горение газов, парциальное давление кислорода падает.

Практика и опыт тушения пожаров показывают, что пламенное горение большинства горючих материалов прекращается при снижении концентрации кислорода в воздухе помещения до 14–16 %.

Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т. п. Однако им, как и твердой углекислотой, категорически запрещено тушение щелочных и щелочно-земельных металлов.

Азот главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция. Для тушения магния, лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот. Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага).

К недостаткам диоксида углерода и азота как огнетушащих веществ следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствие охлаждающего эффекта при тушении.

Водяной пар нашел широкое при­менение в стационарных установках тушения в помещениях с ограничен­ным количеством проемов, объемом до 500 м3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и т. п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Предпочтение отдают насыщенному пару, хотя применяют и перегретый. Наряду с разбавляющим действием водяной пар охлаждает нагретые до высокой температуры технологические аппараты, не вызывая резких температурных напряжений, а пар, поданный в виде компактных струй,– способен механически отрывать пламя.

Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) –для получения ее применяют насосы, создающие давление свыше 2–3 МПа (20–30 атм) и специальные стволы-распылители.

Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Об эффективности применения тонкораспыленной воды для целей пожаротушения свидетельствуют опыты, проведенные на морских судах, где установлено, что после четырехминутной работы одного ствола высокого давления температура в помещениях кают снижалась с 700 до 100 °С, содержание аэрозоля в дыму уменьшалось в 3 раза, увеличивалась освещенность предметов источником света, резко снижалось содержание оксида углерода за счет поглощения водой.

Таким образом, разбавляющие огнетушащие средства, наряду с охлаждающими и изолирующими, обладают достаточно высоким эффектом тушения и должны настойчиво внедряться в практику работы пожарных подразделений. Особое внимание при этом следует уделить более широкому применению тонкораспыленной воды.

Огнетушащие средства химического торможения. Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуют с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения. Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим специфическим требованиям:

· иметь низкую температуру кипения, чтобы при малых температурах разлагаться, легко переходить в парообразное состояние;

· иметь низкую термическую стойкость, т. е. при малых температурах разлагаться на составляющие их атомы и радикалы;

· продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами горения.

Этим требованиям отвечают галоидированные углеводороды – особо активные вещества, оказывающие ингибирующее действие, т. е. тормозящее химическую реакцию горения. Однако в отношении этих веществ следует напомнить общие требования к огнетушащим средствам и особенно такое, как токсичность. Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора. Галоиди-рованные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.

Причем прекращение горения достигается именно химическим путем, что подтверждается опытами. Если для прекращения горения разбавлением необходимо снизить концентрацию кислорода, то в данном случае она остается в пределах 20–20,6 %, что явно достаточно для протекания реакции окисления.

Исследованиями последних лет установлено, что огнетушащие порошки, которые подаются в горящие объемы в виде аэрозоля (т. е. порошок не покрывает горящую поверхность, а облако из него окружает зону горения), прекращают горение также путем химического торможения.

Соли металлов, содержащиеся в порошке, вступают в реакцию с активными центрами. Соли металла в зоне реакции нагреваются до высокой температуры и переходят в жидкое состояние (возможно, частично испаряются) . Остальная часть молекулы соли разлагается с образованием либо металла, либо окиси или гидрата металла.

Бромистый метилен - жидкость плотностью 1732 кг/м3, плотность по воздуху примерно 60; температура замерзания –52,5 °С, температура кипения +98 °С, из 1 л жидкости получается около 350 л па­ра. Он хорошо смешивается с бромистым этилом и растворяет углекислоту.

Бромистый этил – ЛВЖ с характерным запахом; плотность 1455,5 кг/м3, плотность по воздуху примерно 4; температура замерзания – 199°С, температура кипения +38,4 °С. При объемной доле 6,5– 11,3% в воздухе способен воспламеняться от мощного источника зажи­ания, поэтому в чистом виде не применяется. Из 1 л жидкости при испарении получается 400 л пара. Бромистый этил не электропроводен, плохо растворим в воде и образует с ней эмульсию. Обладает высокими коррозионными свойствами, особенно по отношению к алюминиевым сплавам.

Однако из-за высоких огнетушащих свойств он входит как основной компонент в огнетушащие составы, такие, как 3,5. 4НД, БФ 1 и 2БМ. Бромистый этил обладает хорошей смачивающей способностью, составы на его основе можно использовать для тушения древесины, органических жидкостей, хлопка и других волокнис­тых материалов.

Тетрафтордибромэтан – жидкость плотностью 2175 кг/м3, температура замерзания –112° С, температура кипения +46,4 °С, из 1 л жидкости образуется 254 л пара, который почти в 9 раз тяжелее воздуха (плотность по воздуху 8,96), токсичность и коррозионные свойства его паров значительно ниже, чем у паров бромистого этила.

На основе галоидированных углеводородов и углекислоты разработаны огнетушащие составы.

Составы обладают свойствами компонентов их составляющих. Например, состав ТФ – это чистый тетрафтордибромэтан, или, как его нередко называют, фреон 114В2 или хладон. Состав 3,5 в 3,5 раза эффективнее диоксида углерода (отсюда и название состава). При нормальных условиях из 1 кг состава 3,5 образуется 144 л паров бромистого этила и 153 л диоксида углерода. При тушении состав выбрасывается из насадка в виде распыленной струи жидкости, которая быстро испаряется. На открытых пожарах струя подается в зону горения на поверхность горяще­о материала; при тушении внутренних пожаров – в объем помещения.

Состав 7 по своим свойствам ближе к бромистому метилену. Из 1 л состава образуется 430,2 л паров (342,3 л бромистого метилена и 80,9 л бромистого этила).

Состав 4НД по свойствам почти не отличается от бромистого этила. Небольшое количество углекислоты вводится в качестве флегматизатора и для лучшего распыления.

Водобромэтиловая эмульсия состоит из 90 % воды и 10 % по массе бромистого этила. Для ее получения не требуется никаких дополнительных устройств. В бачок для пенообразователя заливается бромистый этил. С помощью стационарного пеносмесителя он вводится в воду, эмульсия подается через обычные стволы-распылители. Капли эмульсии, подаваемые в очаг пожара, имеют следующее строение – капелька бромэтила снаружи имеет водяную оболочку. Достигая зоны горения или попадая в нее, из-за низкой температуры кипения бромистый этил превращается в пар, разрывая при этом капли воды, делая воду мелкодисперсной. Горение прекращается как за счет разбавления горючих паров и газов водяным паром (мелкораспыленная вода почти полностью испаряется в зоне горения), так и химическим торможением реакции окисления. Время тушения эмульсией в 7–10 раз меньше по сравнению с водой, подаваемой из того же ствола-распылителя.

Галодированные углеводороды эффективнее инертных газов. Например, тетрафтордибромэтан более чем в 10 раз эффективнее диоксида углерода и почти в 20 – водяного пара.

Благодаря высокой плотности паров и жидкостей возможна подача их в очаг пожаров в виде струй, проникновение капель в зону горения, а также удержание огнетушащих паров у очага горения. Галондоуглеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют низкую температуру замерзания, поэтому они могут быть эффективно применены в условиях низких температур, однако по экологическим условиям производство гилоидированных углеводородов сокращается.

Прекращение горения достигается определенными способами его тушения, направленными на создание условий, при которых процесс горения невозможен.

К таким способам относятся: по­нижение в зоне горения концентрации кислорода ниже 14% по "(обьему; изоляция горящего вещества от зоны горения; снижение " температуры в зоне горения ниже температуры самовоспламе­нении горючего вещества; охлаждение горящего вещества ниже температуры вспышки или воспламенения.

1. Понижение в зоне горения концентрации кислорода ниже 14% по объему обеспечивается плотным закрытием.всех проемов в горящем помещении (трюме) и введением в нее негорю­чих паров и газов (углекислого газа, дымовых газов, азота, водяного пара и др.).

Прекращение горения путем введения в зону горения него­рючих паров и газов дает хорошие результаты при тушении го­рящих жидкостей и некоторых твердых веществ. Неэффективен тот способ во время тушения волокнистых веществ, так как при концентрации кислорода ниже 14-18% по объему прекращается юлько пламенное их горение, но возможно тление.

Если твердые горючие вещества не способны при нагревании пыделять газообразные продукты, воспламенение таких ве­ществ, особенно содержащих целлюлозу, происходит тлением. Поэтому при прекращении горения твердых веществ необходимо еще длительное время поддерживать огнегасительные концент­рации в помещении (трюме), где возник пожар, прежде чем от­крыть его и обеспечить доступ воздуха в зону горения.

2. Прекращение горения путем изоляции горящего вещества от зоны горения осуществляется покрытием его несгораемыми материалами, (листовой сталью, войлоком, асбестом, асбесто­выми покрывалами или негорючими сыпучими материалами - песком, различными флюсами, жидкостями - водой, пеной и др.).

Способы изоляции могут применяться при тушении как твер­дых, жидких, так и газообразных веществ.

Эффективность тушения пожара данным способом зависит от скорости разрушения изолирующего слоя на нагретой поверхности горящего вещества.

3. Снижение температуры в зоне горения ниже температуры самовоспламенения горючего вещества достигается введением п нее огнегасительных средств, которые замедляют химическую реакцию горения, в результате чего резко уменьшается выделе­ние тепла. К таким средствам относятся галоидуглеводо- роды: бромистый этил, бромистый метилен, тетрафтордиб- ромэтан, входящие в состав огнегасительных смесей «3,5», СЖБ п одиокомпонентного фреона-114В2 и другие.

Если при тушении толуола углекислым газом горение его прекращается в результате снижения концентрации кислорода в зоне горения до 14-18%, то при тушении бромистым этилом" горение прекращается при концентрации состава 1,7%, т. е. ког­да в воздухе находится 20,6% кислорода.

4. Прекращение горения охлаждением горящего вещества достигается при снижении температуры реакции горения ниже температуры вспышки или воспламенения вещества. При этом резко уменьшается выделение тепла, необходимого на нагрева­ние и испарение огнегасительиого состава, и образование горю­чих паров для продолжения горения.

Если количество тепловой энергии, образуемой в процессе горения, будет равно или несколько больше количества энергии, отнимаемой огнегасительным составом, горение не прекратится.

Способом охлаждения тушат легковоспламеняющиеся и го­рючие жидкости в емкостях, а также мелкораздробленные твер­дые вещества. При перемещении верхних нагретых слоев веществ и нижних, более холодных, обеспечивается охлаждение поверх­ностного слоя горящего вещества. Горение в данном случае пре­кращается в тот момент, когда температура поверхностного слоя жидкости будет ниже температуры воспламенения.

Способ перемешивания применяется только при тушении по­жаров жидких горючих веществ с температурой вспышки выше температуры холодного топлива (минимум на 5° С), т. е. тем­пературы, при которой жидкость хранится в резервуаре, напри­мер, при температуре воздуха 20° С; таким способом можно тушить жидкости, имеющие температуру вспышки 25° С и выше.

прекращение поступления в зону горения новых порций паров горючего;

прекращение поступления окислителя (кислорода воздуха);

уменьшение теплового потока от факела пламени;

уменьшение концентрации активных частиц (радикалов) в зоне горения.

Таким образом, возможными способами тушения огня могут быть:

снижение температуры очага горения ниже температуры самовоспламенения или температуры вспышки горючего путем введения в пламя веществ, забирают на себя некоторое количество теплоты (классическим веществом является вода);

уменьшение количества паров горючего, поступающего в зону горения, путем изоляции горючего вещества от воздействия факела очага горения (например, при помощи плотного покрывала);

снижение концентрации кислорода в газовой среде путем разбавления среды негорючими добавками (например, азотом, углекислым газом);

снижение скорости химической реакции окисления за счет связывания активных радикалов и прерывания цепной реакции горения, протекающей в пламени, путем введения специальных химически активных веществ (ингибиторов);

создание условий гашения пламени при прохождении его через узкие каналы между частицами огнетушащего вещества (эффект огнепреграждения);

срыв пламени в результате динамического воздействия струи огнетушащего вещества на очаг горения.

Производственные, складские и административные здания и сооружения объектов, а также отдельные помещения должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения, которые используют для локализации и ликвидации загораний, а также пожаров в начальной стадии их развития.

Первичные средства пожаротушения предназначены для использования работниками организаций, личным составом подразделений пожарной охраны и иными лицами в целях борьбы с пожарами и подразделяются на следующие типы:

1) переносные и передвижные огнетушители;

2) пожарные краны и средства обеспечения их использования;

3) пожарный инвентарь;

4) покрывала для изоляции очага возгорания.

Огнетушащие вещества

Огнетушащие вещества - вещества, обладающие физико-химическими свойствами, которые позволяют создать условия для прекращения горения. К ним относятся вода, пены, порошки, газы, аэрозоли.

Вода является наиболее широко применяемым средством тушения пожаров , связанных с горением различных веществ и материалов, обладает хорошими огнегасящими свойствами вследствие высокой теплоемкости и большой теплоты парообразования. Резервуар для воды должен быть объемом не менее 0,2 м 3 и укомплектован ведрами. Может применяться в виде сплошных и распыленных (тонкораспыленных) струй. Воду нельзя применять для тушения легковоспламеняющихся жидкостей, имеющих меньшую, чем у воды, плотность (бензин, керосин, минеральные масла) и для тушения пожара в электроустановках, находящихся под напряжением.

Углекислый газ способствует ликвидации пожаров, главным образом, за счет эффекта объемного тушения. Он разбавляет воздух вокруг пожара, пока содержание кислорода в нем не снизится настолько, что станет недостаточным для поддержания горения. Поэтому его можно успешно применять для тушения пожаров класса B, при которых основная задача состоит в отделении воспламеняющихся паров от кислорода, содержащегося в воздухе. Углекислый газ имеет очень ограниченный охлаждающий эффект. Он может использоваться при тушении пожаров класса A в ограниченных помещениях, в которых содержание кислорода может быть снижено настолько, что пожар прекратится. Но тушение углекислым газом требует времени. Нужная концентрация углекислого газа должна поддерживаться до тех пор, пока пожар не прекратится полностью.

Огнетушащая пена - коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Образуется при добавлении к воде пенообразователей. Различают пены низкой (до 20), средней (20-200) и высокой (более 200) кратности. Наиболее эффективна пена, полученная из фторсодержащих пенообразователей, обладающих пленкообразующим действием. Она может использоваться для тушения твердых материалов и всех классов горючих жидкостей, кроме химически взаимодействующих с водой.

Огнетушащие порошки - мелко измельченные (20-60 мкм) минеральные соли с различными добавками, обеспечивающими текучесть и препятствующими слеживаемости (комкованию). Порошки общего назначения используют для тушения горящих твердых материалов, горючих жидкостей, газов и электрооборудования под напряжением. Порошки специального назначения применяют для тушения металлов, металлоорганических соединений. Огнетушащие порошки обеспечивают тушение пожара за счет охлаждения, объемного тушения, экранирования теплоты излучения и прерывания цепной реакции горения.

Песок используют для тушения небольших очагов воспламенения электропроводки и горючих жидкостей (мазута, красок, масла и т. п.). Хранят его в ящиках (вместимостью 0,5, 1 или 3 м 3) вместе с совковой лопатой во всех цехах и производственных помещениях.

Асбестовое полотно должно быть размером не менее 1x1 м. В местах хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей оно может быть увеличено до 2x1,5 м или 2x2 м. Асбестовое полотно набрасывают на горящую поверхность и тем самым изолируют ее от окружающей среды. Используют его также для защиты от огня ценного оборудования, закрытия печей и отверстий в трубах с горючими материалами. Хранят в водонепроницаемом футляре (чехле), один раз в три месяца просушивают и очищают от пыли.