Огнегасительные средства и их свойства

В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:

1) изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода путем разбавления воздуха негорючими газами;

2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;

3) интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени;

4) механический срыв пламени струёй газа или воды.

Вещества, которые создают условия для прекращения горения, называют огнегасительными (огнегасящими). Они должны быть дёшевы и безопасны в эксплуатации и не наносить вреда материалам и объектам.

Огнегасительные средства по главному (доминирующему) принципу прекращения горения подразделяются на четыре группы: охлаждающего, изолирующего, разбавляющего и ингибрирующего действия.

Средства охлаждающего действия: вода, раствор воды со смачивателем, твёрдый диоксид углерода (углекислота в снегообразном виде), водяные растворы солей.

Средства изолирующего действия: огнетушащие пены (химичес-кая, воздушно-механическая), огнетушащие порошковые составы, негорючие сыпучие вещества (песок, земля, шлаки, флюсы, графит), листовые материалы (покрывала, щиты).

Средства разбавляющего действия: инертные газы (диоксид углерода, азот, аргон), дымовые газы, водяной пар, тонкораспылённая вода, газо-водяные смеси, продукты взрыва взрывчатых веществ.

Средства ингибирующего действия (для химического торможения реакции горения): галоидоуглеводороды (бромистый этил, хладоны), составы на основе галоидоуглеводородов, водобромэтиловые растворы (эмульсии), огнетушащие порошковые составы.

По физико-химическим свойствам огнегасящие вещества делят на 5 классов: растворы, эмульсии, пены, суспензии и твёрдые вещества.
Они позволяют: 1 - снизить температуру в зоне горения для его прекращения; 2 - изолировать горючий материал от кислорода слоем не поддерживающих горение газов; 3 - создать на поверхности горения твёрдую или жидкую несгораемую плёнку; 4 - образовать с горючим материалом прочные химические соединения; 5 - прервать реакции горения в пламени. Все огнегасящие средства оценивают по сравнению с водой.

К основным огнетушащим веществам относятся:

– вода и её растворы;

– химические и воздушно-механические пены;

– газы.

Вода и её растворы получила наибольшее применение из-за доступности, дешевизны и эффективности при доминирующем принципе охлаждения для прекращения горения. Но необходимо иметь в виду, что нельзя: а) тушить водой электроустановки под напряжением; б) применять воду при тушении горящих нефтепродуктов; в) использовать воду при тушении химических веществ, вступающих с ней в реакции.

Однако вода обладает высоким поверхностным натяжением, поэтому плохо смачивает твёрдые вещества, особенно волокнистые. Это свойство воды должно быть учтено при использовании на пожаре в образовательных учреждениях внутреннего пожарного водопровода. Для снижения недостат­ков воды как основного огнетушащего средства в неё добавляют различные присадки.

Воду применяют и для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара. Тонкораспылённая вода хорошо тушит твёрдые материалы, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости.

Вода - наиболее распространённое огнетушащее вещество, которое снижает температуру очага горения. При нагреве до 100 °С одного литра воды поглощается приблизительно 4•10⁵Дж теплоты, а при испарении – 22•10⁵Дж. Водяной пар (из 1 литра воды образуется около 1700 л пара) препятствует доступу кислорода к горящему веществу. Вода, подаваемая к очагу горения под большим давлением, в виде компактных, распылённых и тонкораспылённых струй, механически сбивает пламя.

Вода со смачивателем обладает хорошей проникающей способностью, за счёт чего достигается наибольший эффект при тушении пожаров, особенно при горении волокнистых материалов, торфа, сажи. Водные растворы смачивателей позволяют уменьшить расход воды на 30 - 50 %, а также длительность тушения пожара.

Однако необходимо иметь в виду, что вода как огнетушащее средство имеет ряд свойств, которые ограничивают её применение. Например, воду нельзя применять для тушения следующих пожаров:

- электроустановок и аппаратов, находящихся под напряжением, так как это может привести к короткому замыканию аппаратуры и поражению людей электрическим током;

- металлического натрия, калия, магния, поскольку при этом происходит разложение воды с образованием взрывоопасной смеси.

Применение воды может нанести значительный ущерб, если при тушении пожара используют слишком много пожарных стволов. При пожарах на чердаках или на верхних этажах зданий вода может промочить расположенные ниже перекрытия и перегородки, а задерживаясь на водонепроницаемых участках, создаёт дополнительную нагрузку на конструкции перекрытий, что иногда вызывает их обрушение.

Твёрдый диоксид углерода (углекислота в снегообразном виде) получил широкое применение как огнетушащее средство для зарядки углекислотных огнетушителей. Углекислота, находящаяся в жидком состоянии, хранится под давлением и при переходе в газообразную фазу превращается в снегообразную кристаллическую массу. Углекислота - инертный газ без цвета и запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха. 1 кг жидкой углекислоты при переходе в газообразную фазу образует 500 литров газа. Эти свойства углекислоты обеспечивают прекращение горения не только за счёт охлаждения, но и за счёт разбавления и изоляции горящих веществ. Углекислоту можно применять при тушении горящих электроустановок, компьютеров, автомашин, для тушения пожаров в архивах, библиотеках, музеях, на выставках, в конструкторских бюро и т.д. Но её нельзя использовать для тушения загоревшихся магния и его сплавов, металлического натрия и калия, так как при этом происходит разложение углекислоты с выделением атомарного кислорода.

Пена бывает низкой кратности (от 4 до 20), средней (от 21 до 200) и высокой (более 200). Она изолирует горящую поверхность от доступа воздуха, не пропускает на поверхность жидкости теплоту от пламени, мешает выходу паров жидкости и за счет этого прекращает горение.

Химическая пена образуется в пеногенераторах при смешивании пеногенераторных порошков и в огнетушителях при взаимодействии щелочного и кислотного растворов. Она состоит из углекислого газа (80 %), воды (19,7 %) и пенообразующего вещества (0,3 %), обладает высокой стойкостью и эффективностью при тушении многих пожаров. Но из-за высокой электропроводности и химической активности такую пену нельзя применять для тушения электро- и радиоустановок, электронной техники, двигателей разного назначения и других устройств.

Воздушно-механическая пена образуется при смешивании в пен-ных стволах и генераторах водного раствора пенообразователя с возду-хом. Она имеет необходимую стойкость, дисперсность, вязкость, охлаждающие и изолирующие свойства, которые позволяют применять её для тушения твёрдых материалов, жидких веществ и осуществления защитных действий при тушении пожаров по поверхности и объёмного заполнения горящих помещений (пеной средней и высокой кратности).

Огнетушащие порошковые составы (ОПС) являются универсальными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно малых удельных расходах. ОПС применяют для тушения горючих материалов и веществ любого агрегатного состояния, электроустановок под напряжением, металлов (в том числе металлоорганических и других пирофорных соединений, не поддающихся тушению водой и пенами), а также пожаров при значительных минусовых температурах. ОПС подразделяются на две основные группы: 1 – общего назначения, способные создавать огнетушащее облако, - для тушения большинства пожаров; 2 – специальные, создающие на поверхности материалов слой, предотвращающий доступ кислорода воздуха, - для тушения металлов и металлоорганических соединений. Основной недостаток ОПС – их склонность к слёживанию и комкованию. Из-за большой дисперсности ОПС образуют значительное количество пыли, что требует работать в специальной одежде и с индивидуальными средствами защиты органов дыхания и зрения.

Тонкораспылённая вода (размер капель менее 100 мк) получается

с помощью специальной аппаратуры: стволов-распылителей и гидротрансформаторов, работающих при высоком напоре 20-30 атмосфер. Струи воды имеют небольшую ударную силу и дальность полёта, но орошают значительную поверхность, обладают повышенным охлаждающим эффектом и хорошо разбавляют горючую среду. Они позволяют не увлажнять излишне материалы при их тушении и способствуют быстрому снижению температуры.

Галоидоуглеводороды и составы на их основе эффективно подавляют горение газообразных, жидких, твёрдых горючих веществ и материалов при любых видах пожаров. По эффективности они лучше инертных газов в 10 и более раз. Галоидоуглеводороды и составы на их основе – это летучие соединения, представляющие собой газы или легкоиспаряющиеся жидкости, плохо растворяющиесяся в воде, но хорошо смешивающиеся со многими органическими веществами. Они имеют хорошую смачивающую способность, не электропроводны, имеют высокую плотность в жидком и газообразном состоянии, что обеспечивает образование струи, проникновение в пламя и удержание паров около очага горения.

Эти огнетушащие вещества можно применять для поверхностного, объёмного и локального тушения пожаров. Они эффективны: 1 – при ликвидации горения волокнистых материалов, электроустановок и оборудования, находящихся под напряжением; 2 – для защиты от пожаров транспортных средств, вычислительных центров, особо опасных цехов химических предприятий, окрасочных камер, сушилок, складов с горючими жидкостями, архивов, музейных залов, других объектов особой ценности, повышенной пожаро- и взрывоопасности. Галоидоуглеводороды и составы на их основе можно применять при любых отрицательных температурах.

Недостатки этих огнетушащих средств: 1 - коррозионная активность; 2 - токсичность; 3 - их нельзя применять для тушения материалов, содержащих в своём составе кислород, а также металлов, некоторых гидридов металлов и многих металлоорганических соединений.