Изолирующие огнетушащие веще-

ства. Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих веществ и материалов — распростра­ненный способ тушения пожаров, при­меняемый пожарными подразделения­ми. При его реализации применяются самые разнообразные огнетушащие средства, способные на некоторое вре­мя изолировать доступ в зону горения либо кислорода воздуха, либо горю­чих паров и газов.

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 пеногенератор-ного 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. Пе-

на изолирует зону горения от горючих паров и газов, а также горящую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции. На рис. 2.6 можно наглядно все это представить. 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 пожарной охраны — 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;

быстро 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.

Воздушно-механическую пену при­меняют и в комбинациях с огнету-шащими порошками типа ПСБ, не­растворимыми в воде.

В настоящее время для тушения различных горючих веществ все более широкое применение находят огнету-шащие порошковые составы. Они не токсичны, не оказывают вредного воз­действия на материалы, не электро-проводны 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.

Состав порошков и других огне­тушащих веществ подробно изучается в курсе пожарной техники.

Способы и приемы применения ог­нетушащих порошковых составов бу­дут рассмотрены в следующей главе, при изучении особенностей тушения пожаров на объектах народного хо­зяйства.

Разбавляющие огнетущащие 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 пар и распылен­ная вода. В гарнизонах, имеющих на вооружении автомобили газоводяного тушения (АГВТ), для целей разбав­ления концентрации кислорода воз­духа, поступающего к зоне горения,

возможно использование газоводяной смеси.

Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огне-тушащих веществ в помещение, в ко-ром 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.

Все это приводит к снижению скорости диффузии кислорода к зоне горения, уменьшается количество всту­пающих в реакцию горючих паров и газов, снижается количество выде­ляющегося тепла в зоне реакции. При определенной концентрации раз­бавляющих огнетушащих веществ в воздухе помещения температура горе­ния снижается и становится меньше, чем температура потухания, и горение прекращается.

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

Характеристика разбавляющих ог­нетушащих веществ.

Диоксид углерода 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-земель-ных 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 огнету­щащие 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 туше-

ния 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 гало-идированные углеводороды — особо активные вещества, оказывающие ин-гибирующее 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.

Характеристика некоторых огне­тушащих веществ и составов химичес­кого торможения реакции горения. Бромистый метилен СН₂Вг₂ — 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 С2Н5ВГ — 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 зажи­гания, 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.

Т етрафтордибромэтан С2Р4ВГ2 — жидкость плотностью 2 175 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, компоненты ко­торых приведены в табл. 2.1.

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 горяще­го 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 пеносме-сителя 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. Галоидоуглеводоро-ды и огнетушащие составы на их основе имеют низкую температуру

замерзания, поэтому они могут быть эффективно применены в условиях низких температур. Хорошие диэлек­трические свойства позволяют при­менять их для ликвидации горения электроустановок под напряжением.