ТЕМА 3.2 Комплекс противопожарной защиты судов

Конструктивная противопожарная защита

(Требования Главы 11-2СОЛАС-74).

Анализ происшествий, связанных с возникновением пожаров на судах, показывает, что распространение огня по судну и тяжелые последствия этого в значительной мере обуславливаются не­совершенством конструктивной противопожарной защиты. В первую очередь эта защита должна обеспечивать взрыво-пожаробезопасность судна. Взрыво-пожаробезопасность судна обеспечивает це­лый комплекс конструктивных и организационных мероприятий, направленных на предотвращение пожара. В случае возникновения пожара соответствующие мероприятия должны быть направлены на обеспечение сохранности конструкций, оборудования и защиту людей.

В число наиболее общих основных принципов, определяющих противопожарную защиту судов, входят:

· деление судна на главные вертикальные зоны конструктивными элементами (с тепловой изоляцией и/или без нее);

· отделение жилых помещений от других помещений судна конструктивными элементами (с тепловой изоляцией и/или без нее);

· ограничение применения горючих материалов;

· строгое соблюдение противопожарного режима;

· возможность быстрого обнаружения любого пожара в зоне его возникновения (как с помощью специальных средств и систем,так и людьми);

· возможность ограничения распространения и тушения любого пожара в месте его возникновения;

· постоянная готовность средств и систем пожаротушения к быстрому применению;

· защита путей эвакуации и путей доступа (подходов) для борьбы с пожаром;

· качественная подготовка экипажа к действиям в любыхчрезвычайных ситуациях.

Для того чтобы предотвратить возникновение пожара (а в случае возникшего пожара — ограничить распространение огня и дыма по помещениям судна, успешно потушить пожар и безопасно эвакуировать людей из аварийных помещений), на любом судне должен быть решен комплекс вопросов по конструктивной противопожарной защите — сразу при его постройке, в соответствии с международными и национальными требованиями. Одна из мер, способствующих обеспечению конструктивной противопожарной защиты — это деление всего судна на главные вертикальные зоны.

Главные вертикальные зоны — это зоны, на которые корпус, надстройка и рубки судна разделены перекрытиями класса "А". Средняя длина такой зоны на любой палубе, как правило, не превышает 40 м².

Поскольку перекрытия играют важную роль в обеспечении в взрыво-пожаробезопасности судна, далее приведено их более полное и подробное описание. Перекрытия подразделяют на три класса: А, В и С.

Перекрытия класса "А " — это перекрытия, образуемые переборками и палубами, которые:

а) изготовлены из стали или другого равноценного материала;

б) имеют соответствующие элементы жесткости;

в) предотвращают прохождение через них дыма и пламени в течение одночасового стандартного испытания на огнестойкость;

г) изолированы соответствующими негорючими материалами таким образом, чтобы могли быть выполнены следующие два условия:

1. средняя температура на стороне, противоположной огневому воздействию, не повышалась бы более чем на 139 С по сравнению с первоначальным значением;

2. ни в одной точке, включая соединения, температура не повышалась бы более чем на 180 °С по сравнению с первоначальным значением в течение указанного ниже времени:

· 60 минут для класса "А-60";

· 30 минут для класса "А-30";

· 15 минут для класса "А-15";

· 0 минут для класса "А-0".

Перекрытия класса "В " — это перекрытия, образуемые переборками, палубами, подволоками или зашивками, которые:

а) изготовлены из негорючих материалов;

б) предотвращают прохождение через них пламени в течение получасового стандартного испытания на огнестойкость;

в) имеют такую изоляцию, что могут быть выполнены следующие два условия:

1) средняя температура на стороне, противоположной огневому воздействию, не повышалась бы более чем на 139°С по сравнению с первоначальным значением;

2) ни в одной точке, включая соединения, температура не повышалась бы более чем на 225°С по сравнению с первоначальным значением в течение указанного ниже времени:

· 15 минут для класса "В-15";

· О минут для класса "В-0".

Перекрытия класса "С" — это перекрытия, изготовленные из негорючих материалов. Перекрытия этого класса могут не отвечать требованиям в отношении прохождения дыма и пламени, а также ограничениям в отношении повышения температуры.

Огнестойкость дверей в перекрытиях должна быть равноценной огнестойкости самого перекрытия, в котором они установлены. Двери и дверные рамы в перекрытиях класса "А" должны быть изготовлены из стали, в перекрытиях класса "В" негорючими, в ма­шинных помещениях — газонепроницаемыми и самозакрывающимися.

В настоящее время для тушения пожаров различного рода используются следующие огнетушащие вещества:

· вода и водные растворы химических веществ;

· пена: химическая и воздушно-механическая;

· огнетушащие порошковые составы;

· аэрозольные составы;

· диоксид углерода;

· галогенсодержащие углеводороды (хладоны);

· специальные составы.

В зависимости от вида используемого огнетушащего вещества противопожарные средства могут быть применены для тушения поваров одного или нескольких классов. Далее огнетушащие вещества рассмотрены более подробно.

Вода.

Вода — наиболее распространенное средство тушения пожаров, что обусловлено ее доступностью, низкой стоимостью, высокой теплоемкостью и высокой скрытой теплотой парообразования. Вода представляет собой главным образом охлаждающее вещество. Она поглощает теплоту и охлаждает горящие материалы эффективнее любого другого из обычно применяющихся огнетушащих веществ. Наибольший эффект от использования воды для поглощения теплоты получается при температуре до 100°С. При значении температуры 100°С и выше вода продолжает поглощать теплоту, превращаясь в пар, и отводит поглощенную теплоту от горящего материала. Это быстро снижает его температуру до значения ниже точки его воспламенения, в результате чего пожар прекращается.

Превращаясь в пар, вода переходит от жидкого состояния в газообразное и при этом расширяется в 1700 раз. Возникшее большое облако пара окружает пожар, вытесняя воздух в котором содержится кислород, необходимый для поддержания процесса горения. Таким образом, помимо охлаждающей способности, вода способствует возникновению эффекта объемного тушения.

Компактная струя выбрасывается из пожарного ствола с большой скоростью, что обеспечивает дальность полета до 20...25 метров. Максимальная дальность полета струи по горизонтали достигается, если ствол направлен вверх под углом 35...40 ° к палубе; максимальная дальность полета струи по вертикали — под углом 75 °.

Тушение компактной струей воды горючих жидкостей приводит только к разбрызгиванию горючего и увеличению площади пожара. Кроме того, при таком способе подачи значительное количество воды расходуется бесполезно. Объясняется это тем, что вода обладает невысоким коэффициентом теплопроводности; проходя через пламя, она почти не успевает нагреться и поглотить тепло, поэтому в виде крупных капель падает вниз.

Наибольшей огнетушащей способностью обладает струя воды, распыленная до мельчайших капель (размером менее 100 мкм). Испаряясь, эти капли забирают тепло от очага пожара и понижают содержание кислорода в воздухе; как было сказано выше, превраща­ясь в пар, вода увеличивается в объеме в 1700 раз. Мелкораспыленная вода не погружается в горящую жидкость и не разбрызгивает ее. Она сочетает в себе преимущества как жидкого, так и газового средства тушения. Получение тонкого распыла воды достигается благодаря применению специальных технических решений, либо путем выброса перегретой воды или газонасыщенного раствора СО₂ в воде через распылители оригинальной конструкции. Однако мелкодисперсная струя воды обладает недостаточной проникающей способностью, что затрудняет тушение твердых материалов, уложенных в виде штабеля.

Недостатки воды как огнетушащего средства: она электропроводна; замерзает при отрицательных температурах; тяжелее топлива (которое всплывает на ее поверхность и продолжает гореть); имеет большое значение поверхностного натяжения (поэтому недостаточно смачивает поверхности и быстро стекает с них); способствует процессу коррозии металлов; ухудшает изоляцию электрооборудования.

При тушении пожаров во внутренних помещениях путем бесконтрольной подачи воды из шлангов возможно снижение остойчивости и запаса плавучести судна (вплоть до опрокидывания).

Пены.

Пены представляют собой дисперсные системы, состоящие из пузырьков газа, окруженных тонкими пленками жидкости. В зависимости от способа получения различают пены химические и воздушно-механические.

Химическую пену получают при взаимодействии кислотного раствора и раствора бикарбоната натрия. Выделяющийся в резуль­тате химической реакции диоксид углерода образует в пене газовые пузырьки. В качестве вспенивателя обычно используется экстракт солодкового корня, который в химической реакции не участвует, ноиграетважную роль в придании пене необходимой стойкости.

Воздушно-механическая пена получается в пенных стволах или на сетках пеногенераторов из водных растворов пенообразователей или растворов смачивателей.

Для производства пены существуют различные виды пенообразователей, которые разделяются по химическому составу и по назначению.

По химическому составу пенообразователи подразделяют на углеводородные (ПО-ЗАИ, ПО-ЗНП, ПО-6НП, ПО-6ТС, ТЭАС, САМПО, "Морской") и фторсодержащие (ФОРЭТОЛ, "Универсальный").

По назначению пенообразователи делятся на пенообразователи общего и специального назначения ("Морозко", "Морской" и др.); последние применяют в особых условиях или для тушения конкретной группы горючих веществ.

Особое место занимают пенообразователи на фторорганической основе (например, ФОРЭТОЛ, "Универсальный"). Впервые такие пенообразователи были разработаны в США, а пена на их основе получила название "легкая вода". Наличие атома фтора в молекуле этого пенообразователя придает образуемой с его помощью пене высокую термическую стойкость и, соответственно, высокую изолирующую способность. При применении "легкой воды" на горящей поверхности образуется пленка, препятствующая поступлению горючих паров, изолирующая пену от горящей поверхности и предохраняя ее от разрушения. Образовавшаяся пленка препятствует также повторному воспламенению вещества после его тушения. Пена на основе фторсодержащих пенообразователей сохраняет стойкость и на полярных жидкостях (которые интенсивно разрушают пену, полученную на основе других пенообразователей).

Фторсодержащие пенообразователи применяют в виде раствора в воде (с концентрацией до 6%). Для получения "легкой воды" можно использовать как пресную, так и морскую воды. Пенообразователи, предназначенные для получения "легкой воды" не следует смешивать с пенообразователями других типов. Тем не менее, при тушении одного пожара можно использовать пены полученные на основе различных пенообразователей (в том числе и фторсодержащих).

В число недостатков пенообразователей на основе фторорганических соединений входят: высокая стоимость и высокая биологическая стойкость большинства из них.

Пены характеризуются рядом параметров, основной из которых — кратность, т.е. отношение объема пены к объему ее жидкой фазы. Химическая пена обладает кратностью, равной 5, в то время как воздушно-механическая пена может быть низкой (до 20), средней (от 20 до 200) и высокой кратности (более 200). Особенности применения пены различной кратности пояснены на рис. 3.1.

Будучи тяжелее воздуха, но легче воды или нефтепродуктов, высокократная пена стекает через отверстия и заполняет отсеки, помещения и щели, вытесняя из них воздух. Таким образом, к пожару прекращается доступ кислорода. Поскольку пена содержит воду, она поглощает теплоту и охлаждает горящий материал. Если высокократная пена поглотила количество теплоты, достаточное, чтобы содержащаяся в этой пене вода при 100 °С превратилась в пар, значит, эта пена поглотила максимально возможное количество теплоты. Выделяющийся пар продолжает вытеснять кислород и, таким образом, способствует ликвидации пожара.

Для получения высокократной пены используется эжекторный ствол, в котором пенообразователь и вода смешиваются, образуя 12%-й раствор пенообразователя в воде, и подаются на сетчатый экран под давлением не менее 14 кгс/см². Воздух с большой скоростью засасывается в ствол и проходит через экран. При этом образуются пузырьки, и из ствола выходит высокократная пена.

Пены обладают существенными положительными качествами, однако существуют и некоторые ограничения в их применении.

Положительные качества пены:

1. пена представляет собой очень эффективное огнетушащее вещество, обладающее охлаждающим эффектом;

2. пена создает паровой барьер, препятствующий выходу наружу воспламеняющихся паров;

3. пена может быть использована для тушения пожаров класса А, поскольку в ней присутствует вода; особенно эффективна для этого "легкая вода" (пена на основе фторсодержащего пенообразователя);

4) пена представляет собой наиболее эффективное огнетушащее вещество для тушения пожаров в больших емкостях с воспламеняющимися жидкостями;

5. пена — эффективное огнетушащее вещество для покрытия растекающихся нефтепродуктов;

6. для получения пены молено использовать воду пресную или забортную, мягкую или жесткую;

7. пена не склонна к быстрому разрушению и при правильной подаче тушит пожар постепенно;

8. пена способна удерживаться на месте, покрывает горящую поверхность и поглощает теплоту содержащуюся в тех материалах, которые могли бы вызвать повторное возгорание;

9. пена способствует экономному расходу воды и не вызывает перегрузки судовых пожарных насосов.

Ограничения в применении пены:

1. пену нельзя подавать на электрооборудование, находящееся под напряжением;

2. пену нельзя применять для тушения горючих металлов;

3. пену нельзя употреблять совместно с огнетушащими порошками. Исключение из этого правила составляет "легкая вода", которую можно использовать совместно с огнетушащим порошком;

4. пена не годится для тушения пожаров, связанных с горением газов и криогенных жидкостей (однако высокократную пену применяют при тушении растекающихся криогенных жидкостей, для быстрого подогрева паров и для уменьшения опасности, сопутствующей такому растеканию);

5. если пена подается на горящие жидкости, температура которых превышает 100 °С, то вода, содержащаяся в пене, способна вызвать вспучивание, разбрызгивание и вскипание таких жидкостей.

Кроме того, необходимо помнить, что запас пенообразователя должен быть достаточным для покрытия пеной всей поверхности горящего материала. Также нужен дополнительный запас пенообразователя для замены той пены, которая выгорает, а также для запол­нения разрывов, образующихся на ее поверхности.