Теплофизическое объяснение процесса тушения пожара

Ликвидация горения с физической точки зрения - это воздействие на тепловыделение и теплоотдачу. С уменьшением тепловыделения или с уменьшением теплоотдачи снижается температура и скорость реакции. При введении в зону горения огнетушащих веществ температура может достигнуть значения, при котором горение прекращается. Минимальная температура горения , ниже которой скорость теплоотвода превышает скорость тепловыделения и горение прекращается, называется температурой потухания.

Температура потухания значительно выше температуры самовоспламенения , следовательно, для прекращения горения достаточно понизить температуру зоны реакции ниже температуры потухания, увеличивая интенсивность теплоотвода или уменьшая скорость тепловыделения. Так, если изменить концентрацию кислорода в воздухе, добавив к нему негорючий газ, то скорость выделения теплоты единицы площади поверхности зоны реакции будет уменьшаться и температура горения понизится. При определенной концентрации негорючего газа температура горения опустится ниже температуры потухания и горение прекратится (рис.1. ) .

Рис.1. Зависимость тепловыделения и теплоотвода от температуры.
1 - кривая тепловыделения: 1" ,1"" ,1""" – кривые тепловыделения при уменьшении его скорости; 2 – прямая теплоотвода; О – начало окисления: П – точка, соответствующая температуре потухания; Г – точка, соответствующая температуре горения; Тп – температура потухания; Тг – температура горения.

В связи с уменьшением концентрации кислорода в воздухе понижается кривая 1 . Если при горении тепловое равновесие установилось в точке Г (пересечение прямой теплоотвода 2 и кривой тепловыделения 1 ), то при уменьшении скорости тепловыделения и понижении кривой 1 эта точка сместится влево и понизится температура горения. При некоторой скорости тепловыделения прямая теплоотвода 2 в области высоких температур только коснется кривой тепловыделения 1 в точке П . При дальнейшем снижении скорости выделения теплоты прямая теплоотвода расположится выше кривой скорости тепловыделения, и процесс горения перейдет в область окисления (точка О). Следовательно, температура горения Тп является критической , т.е. температурой потухания. Таким образом снизить температуру горения и прекратить горение можно как увеличением скорости теплоотвода, так и уменьшением скорости тепловыделения .

Этого можно достигнуть:

Рис.2. Схема прекращения горения

Способы прекращения горения

Способы прекращения горения представлены на рис.3 .

Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приемами или их сочетанием. Например, создание изолирующего слоя на горящей поверхности легковоспламеняющейся жидкости может быть достигнуто подачей пены через слой горючего, с помощью пеноподъемников , навесными струями и т.п. .

Рис.3. Классификация способов прекращения горения.

Классификация огнетушащих веществ

На основании указанных способов прекращения горения, можно классифицировать огнетушащие вещества следующим образом:

Вещества и материалы, на которые нельзя подавать воду и ее растворы

Вещество, материал	Степень опасности
Азид свинца	Взрывается при увеличении влажности до 30%
Алюминий, магний, цинк, цинковая пыль	При горении разлагают воду на кислород и водород
Битум	Подача компактных струй воды ведет к выбросу и усилению горения
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов
Гидросульфит натрия	Самовозгорается и взрывается от действия воды
Гремучая ртуть	Взрывается от удара компактной водяной струи
Железо кремнистое (ферросилиций)	Выделяется фосфористый водород, самовоспламеняющийся на воздухе
Калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические	Реагируют с водой с выделением водорода, возможен взрыв
Кальций и натрий (фосфористые)	Реагируют с водой с выделением фосфористого водорода, самовоспламеняющегося на воздухе
Калий и натрий (перекиси)	При попадании воды возможен взрывообразный выброс с усилением горения
Карбиды алюминия, бария и кальция	Разлагаются с выделением горючих гaзов, возможен взрыв
Карбиды щелочных металлов	При контакте с водой взрываются
Магний и его сплавы	При горении разлагают воду на водород и кислород
Метафос	С водой реагирует с образованием взрывоопасного вещества
Натрий сернистый и гидросернокислый	Сильно разогревается (свыше 400 °С), может вызвать возгорание горючих веществ, а также ожог при попадании на кожу, сопровождающийся труднозаживающими язвами

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

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

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

Область применения

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

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

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

Классификация веществ

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

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

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

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

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

Химико-физические свойства огнетушащих веществ

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

Вода и водные солевые растворы

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

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

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

Обратите внимание!

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

Ограничения:

Важно помнить!

Вода не является универсальным средством пожаротушения.

От ее использования следует оказаться при тушении:

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

Пена для тушения возгораний

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

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

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

Ограничения:

Пена не может быть использована при тушении:

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

Двуокись углерода

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

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

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

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

Ограничения:

Важно помнить!

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

СО 2 не может применяться при тушении:

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

Хладоны для тушения

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

Ограничение:

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

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

Подробное описание огнетушащих веществ

Заключение

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

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

К наиболее употребительным для тушения пожаров отно­сятся следующие вещества.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Средства огнетушения и их свойства

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

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

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

Разбавлением горючих веществ негорючими;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Скорость выгорания пожарной нагрузки;

Газообмен очага пожара с окружающей средой и с внешней атмосферой;

Теплообмен между очагами пожара и окружающими материалами и конструкциями;

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

Метеорологические условия.

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

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

Классы пожаров

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

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

По способу распределения пожарной нагрузке помещения делятся на два класса:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5.4. Линейная скорость распространения горения

5.5. Воздействие офп на человека и их допустимые значения

6. Прекращение (ликвидация) горения.

6.1. Условия прекращения горения

6.2. Способы прекращения горения

6.3. Огнетушащие средства – виды, классификация.

6.4. Огнетушащие вещества и материалы

7. Параметры тушения пожара

7.1. Интенсивность подачи огнетушащих средств

7.2. Расходы огнетушащих средств на пожаротушение

7.2.1. Расход огнетушащего средства

7.2.2. Расход воды из пожарных стволов

7.2.3. Нормативные расходы воды, установленные «Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности»

7.3. Время (периоды) тушения пожара

7.4. Площадь тушения (тушение по площади)

7.5. Тушение по объёму (объёмное тушение)

9. Тактико-технические данные пожарной техники.

9.1. Классификация пожарной техники и главные параметры пожарных автомобилей.

Структурная схема обозначений пожарных автомобилей:

9.2. Тактико-техническая характеристика пожарных насосов

9.3. Основные пожарные автомобили

9.4. Тактико-технические характеристики основных пожарных автомобилей общего применения

9.4.1. Пожарные автоцистерны.

9.4.2. Пожарные автоцистерны с лестницей (ацл), пожарные автоцистерны с коленчатым подъемником, пожарно-спасательные автомобили.

9.4.3. Пожарных автомобилей первой помощи (апп)

9.4.4. Пожарные насосно-рукавные автомобили.

9.5. Тактико-технические характеристики основных пожарных автомобилей целевого применения

9.5.1. Пожарные автомобили порошкового тушения (ап).

9.5.2. Пожарные автомобили пенного тушения.

9.5.3. Пожарные автомобили комбинированного тушения.

9.5.4. Пожарные автомобили газового тушения.

9.5.5. Пожарные автомобили газоводяного тушения.

9.5.6. Пожарные автонасосные станции.

9.5.7. Пожарные пеноподъёмники.

9.5.8. Пожарные аэродромные автомобили.

9.6. Тактико-технические характеристики специальных пожарных автомобилей

9.6.1. Пожарные автолестницы

9.6.2. Пожарные коленчатые автоподъёмники

9.6.3. Пожарный аварийно – спасательный автомобиль

9.6.4. Пожарные автомобили газодымозащитной службы

9.6.5. Пожарные автомобили связи и освещения

9.6.6. Пожарные рукавные автомобили

9.6.7. Пожарный водозащитный автомобиль

9.6.8. Пожарный автомобиль дымоудаления

9.6.9. Пожарный штабной автомобиль

9.6.10. Автомобиль отогрева пожарной техники

9.6.11. Пожарная компрессорная станция

9.6.12. Другие типы специальных пожарный автомобилей

9.7. Переносные и прицепные пожарные мотопомпы

9.8. Сизод и воздушные компрессоры

9.8.1. Аппараты дыхательные со сжатым воздухом

9.8.2. Аппараты дыхательные со сжатым кислородом

9.8.3. Компрессорные установки

9.9. Стволы (водяные, пенные, лафетные, генераторы)

9.9.1. Стволы ручные

9.9.2. Стволы лафетные

9.9.3. Стволы лафетные с дистанционным управлением и роботизированные

Технические характеристики пожарных роботов на базе лафетных стволов

Технические характеристики пожарных роботов на базе лафетных стволов

9.10. Рукава (напорные, всасывающие)

9.11. Ручные пожарные лестницы.

9.12. Средства связи

9.13. Специальная защитная одежда

9.14. Высокотехнологичные средства тушения и робототехнические комплексы

Мобильный робототехнический комплекс разведки и пожаротушения

10. Основы расчёта сил и средств для тушения пожаров.

10.1. Проведение расчета сил и средств для тушения пожара

10.2. Расчёты по забору и подаче воды из противопожарных резервуаров и водоёмов

10.2.1. Расчёт гидроэлеваторных систем.

10.3. Определение напоров на насосе при подаче воды и раствора пенообразователя на тушение

10.4. Проведение расчётов по подаче воды к месту пожара

10.4.1. Подача воды в перекачку

10.4.2. Подвоз воды автоцистернами

10.5. Особенности тушения пожаров на различных объектах

10.5.1. Подача воды на тушение в зданияхповышенной этажности

10.5.2. Тушение в зданияхповышенной этажности с использованием универсальных стволов.

10.5.3.Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах

10.5.3.Тушение пожаров на открытых технологических установках

11. Этапы боевого развёртывания.

12. Нормативы по пожарно-строевой подготовке (извлечения).

13. Сигналы управления

6.4. Огнетушащие вещества и материалы

К огнетушащим относятся вещества и материалы, с помощью которых прекращается горение.

Огнетушащие вещества оказывают комбинированное воздействие на процесс горения вещества. Вода, например, может охлаждать и изолировать (или разбавлять) источник горения; пенные средства действуют изолирующее и охлаждающе; огнетушащие порошковые составы (ОПС) изолируют и тормозят реакцию горения; наиболее эффективные газовые вещества действуют одновременно как разбавители и как тормозящие реакцию горения.

Все огнетушащие вещества в зависимости от принципа прекращения горения разделяются на виды:

охлаждающие зону реакции или горящие вещества (вода, водные растворы солей, твердый диоксид углерода и др.);

разбавляющие вещества в зоне реакции горения (инертные газы, водяной пар, тонкораспыленная вода, газоводяные смеси, продукты взрыва и др.);

изолирующие вещества от зоны горения (химическая и воздушно-механическая пены, огнетушащие порошки, негорючие сыпучие вещества, листовые материалы и др.);

химически тормозящие реакцию горения (составы 3.5; хладоны 114В, 13В1 и др.).

Однако, любое огнетушащее вещество обладает каким-либо одним доминирующим свойством.

Таблица 36

Класс пожара	Характеристика класса	Подкласс пожара	Характеристика подкласса
	Горение твердых веществ		Горение твердых веществ, сопровождаемое тлением (например, древесина, бумага, уголь, текстиль)	Вода со смачивателями, хладоны, порошки для тушения пожаров АВСЕ классов
			Горение твердых веществ, не сопровождаемое тлением (каучук, пластмассы)	Все виды огнетушащих веществ
	Горение жидких веществ		Горение жидких веществ, нерастворимых в воде (бензин, нефтепродукты), а также сжижаемых твердых веществ (парафин)	Пена, мелкораспыленная вода, хладоны, порошки типа для тушения пожаров АВСЕ и ВСЕ классов
			Горение полярных жидких веществ, растворимых в воде (спирты, ацетон, глицерин и др.)	Пена на основе специальных пенообразователей, мелкораспыленная вода, хладоны, порошки для тушения пожаров АВСЕ и ВСЕ классов
	Горение газообразных веществ		Бытовой газ, пропан, водород, аммиак и др.	Объемное тушение и флегматизация газовыми составами, порошки для тушения пожаров АВСЕ и ВСЕ классов, вода для охлаждения оборудования
	Горение металлов		Горение легких металлов и их сплавов (алюминий, магний и др.), кроме щелочных	Специальные порошки
			Горение щелочных металлов (натрий, калий и др.)	Специальные порошки
			Горение металлосодержащих соединений (металлорганические соединения, гидриды металлов)	Специальные порошки

Вода – основное огнетушащее вещество охлаждения, наиболее доступное и универсальное. Хорошее охлаждающее свойство воды обусловлено ее высокой теплоемкостью при нормальных условиях. При попадании на горящее вещество, вода частично испаряется и превращается в пар, а высокая теплота парообразования воды (2236 кДж/кг) позволяет отнимать большое количество тепла в процессе тушения пожара. Низкая теплопроводность способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Вода доступна для целей пожаротушения, экономически целесообразна, инертна по отношению к большинству веществ и материалов, имеет не значительную вязкость и несжимаемость. При тушении пожаров воду используют в виде компактных, распыленных и тонкораспыленных струй.Сплошные струи используют при тушении наружных и открытых внутренних пожаров, когда необходимо подать большое количество воды на значительное расстояние. Наибольший огнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии, так как увеличивается площадь одновременного равномерного охлаждения, вода быстро нагревается и превращается в пар, отнимая большое количество теплоты.В зависимости от вида горящих материалов используют распыленную воду различной степени дисперсности.

Вода почти со всеми твердыми горючими веществами не вступает в реакцию, за исключением щелочных и щёлочно-земельных металлов (калия, натрия, кальция, магния и др.) и некоторых других веществ.

С некоторыми веществами и материалами вода с добавками ПАВ или без них вступает в реакцию с выделением: водорода, кислорода, фосфористого водорода; ведет к самовозгоранию; а также взрыву; выбросу исходного вещества. Такие вещества нельзя тушить водой, в том числе с добавлением к ней смачивателя (см. таблицу 37).

Таблица 37

Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду и другие огнетушащие средства на ее основе

Азид свинца	Взрывается при увеличении влажности до 30 %
Алюминий, алюминийорганические соединения, щелочные металлы, магний, цинк, цинковая пыль	При горении разлагают воду на кислород и водород. Реагируют со взрывом
	Подача компактных струй воды ведет к выбросу и усилению горения, вскипание, выброс
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов
Гидросульфит натрия	Самовозгорается и взрывается от действия воды
Гремучая ртуть	Взрывается от удара водяной струи
Железо кремнистое (ферросилиций)	Выделяется фосфористый водород, самовоспламеняющийся на воздухе
Жиры, масла, петролатум	Усиление горения, разбрызгивание, вскипание, выброс
Калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические	Реагируют с водой с выделением водорода, возможен взрыв
Кальций и натрий (фосфористые)	Реагируют с водой с выделением фосфористого водорода, самовоспламеняющегося на воздухе
Калий и натрий (перекиси)	При попадании воды возможен взрызообразный выброс с усилением горения
Карбиды алюминия, бария и кальция	Разлагаются с выделением горючих гaзов, возможен взрыв
Карбиды щелочных металлов	При контакте с водой взрываются
Литийорганические соединения	Разложение с выделением горючих газов
Магний и его сплавы	При горении разлагают воду на водород и кислород
	С водой реагирует с образованием взрывоопасного вещества
Натрий сернистый в гидросернокислый	Сильно разогревается (свыше 400 °С), может вызвать возгорание горючих веществ, а также ожог при попадании на кожу, сопровождающийся труднозаживающими язвами
Негашеная известь	Реагирует с водой с выделением большого количества тепла
Нитроглицерин	Взрывается от удара струи воды
	Подача струи воды в расплав ведет к сильному взрывообразному выбросу и усилению горения
Серная кислота Серный ангидрид	При попадании воды возможен взрывообразный выброс, Сильный экзотермический эффект
Сесквидхлорид	Взаимодействует с водой с образованием взрыва
	Реагируют с водой с выделением водородистого кремния, самовоспламеняющегося на воздухе, при попадании воды возможен взрывообразный выброс
Термит, титан и его сплавы, титан четыреххлористый, электрон	Реагируют с водой с выделением большого количества теплоты, разлагают воду на кислород и водород
Триэтилалюминий и хлорсульфоновая кислота	Реагируют с водой с образованием взрыва.
Фосфорид алюминия	Разлагается от воды и самовоспламеняется
	Взаимодействует с водой, выделяя хлористый водород
Цианамид калия	При увлажнении выделяется ядовитый цианистый водород

Огнетушащие средства, допустимые к применению при тушении пожаров различных веществ и материалов приведены в таблице 38.

Таблица 38

Огнетушащие средства, допустимые к применению при тушении пожаров различных веществ и материалов

Горючее вещество и материал	Огнетушащие средства, допустимые к применению
Азотная кислота	Вода, известь, ингибиторы
Азотнокислый калий и натрий	Вода, ингибиторы
Алюминиевая пудра (порошок)	ОПС, инертные газы, ингибиторы, сухой песок, асбест
	Водяной пар
Амилацетат	Пены, ОПС, инертные газы, ингибиторы, песок
Аммоний азотнокислый и марганцевокислый	Вода, ингибиторы
	Пены, ОПС, ингибиторы, инертные газы, песок
	Вода в любом агрегатном состоянии, пены
Ацетилен Ацетон	Водяной пар
	Химическая пена, воздушно-механическая пена на основе пенообразователей общего применения, ингибиторы, инертные газы, водяной пар
	Пены, ингибиторы, инертные газы
Бромацетилен	Раствор едкой щелочи
	Инертные газы
Волокна (вискозное и лавсан)	Пены, ОПС, распыленная вода, песок
Водород перекись	Водяной пар, инертные газы
Древесина	Вода в любом агрегатном состоянии, пены, ОПС
Калий металлический	Пригодны любые огнетушащие средства
	ОПС, ингибиторы, сухой песок
Карбид кальция	Вода, ОПС, песок
	ОПС, сухой песок, ингибиторы
Клей резиновый	Вода, водные растворы смачивателей,
Коллодий	ОПС, пены
	Распыленная вода, пены, ОПС, инертные газы, ингибиторы
	Пены, ОПС, песок
Минеральные токсичные удобрения:	ОПС, сухой графит, кальцинированная сода
аммиачная, кальциевая, натриевая селитры	Водяной пар, инертные газы
Натрий металлический	Вода, ОПС
Нафталин	ОПС, ингибиторы, сухой песок, кальцинированная сода
Нефть и нефтепродукты:	Распыленная вода, пены, ОПС, инертные газы
бензин, керосин, мазуты, масла, дизельное топливо и др., олифа, растительные масла
	Вода в любых агрегатных состояниях, ОПС, пены, песок, инертные газы
Пластмассы
Резина и резинотехнические изделия	Вода, водные растворы смачивателей, ОПС, пены
Сено, солома
	Вода, пены, ОПС, мокрый песок
Сероводород	Водяной пар, инертные газы, ингибиторы
Сероуглерод	Вода в любом агрегатном состоянии, пены, водяной пар, ОПС
Скипидар	Пены, ОПС, тонкораспыленная вода
Спирт этиловый	Химическая пена, воздушно-механическая пена средней кратности на основе пенообразователей общего применения с предварительным разбавлением спирта до 70 %, воздушно-механическая иена средней кратности на основе других пенообразователей с предварительным разбавлением спирта до 50 %, ОПС, ингибиторы, обычная вода с разбавлением спирта до негорючей концентрации 28 %
	Вода в любом агрегатном состоянии
	Вода, ОПС, песок
	Пригодны любые огнетушащие средства
Уголь каменный	Вода в любом агрегатном состоянии, водные растворы смачивателей, пены
Уголь в порошке	Распыленная вода, водные растворы смачивателей, пены
Уксусная кислота	Распыленная вода, ОПС, пены, инертные газы
Фосфор красный и желтый формальдегид	Вода, ОПС, мокрый песок, пены, инертный газ, ингибиторы
	Инертные газы
	Водяной пар, инертные газы
Целлулоид	Обильное количество воды, ОПС
Целлофан
Цинковая пыль	ОПС, песок, ингибиторы, негорючие газы
	Вода, водные растворы смачивателей, пены
Электрон	ОПС, сухой песок.
	Инертные газы, ингибиторы
Эфир этиловый	Пены, ОПС, ингибиторы
Эфир диэтиловый (серный)	Инертные газы
Ядохимикаты	Тонкораспыленная вода
Гексохлоран 16 % ДНОК 40 %	Обильное количество воды, не допускается высыхание препарата
Дихлорэтан (технический)	Тонкораспыленная вода, пены
Карбофос 30 %	Тонкораспыленная вода, водные растворы смачивателей, пены
Метафос 30 %	Вода, пены
Метилмеркаптофос 30 %	Распыленная вода, пены
Фозалон 35 %	ОПС, пены, инертные газы
Хлорпикрин	Пены, водные растворы смачивателей
Хлорофос технический 80 %	Вода, пены
	Распыленная вода, пены
	Пены, ОПС
Бутифос 70 %	Тонкораспыленная вода
2,4–Д бутиловый эфир 34...72 %	Тонкораспыленная вода, пены, инертные газы
Дихлоральмочевина 50 %
Линурон 50 %
Суркопур 36 %	ОПС, тонкораспыленная вода, пены
Симазин 50 %	Тонкораспыленная вода, пены
Цианамид кальция	ОПС, песок, инертные газы

Как огнетушащее средство, вода плохо смачивает твердые материалы из-за высокого поверхностного натяжения (72,8-103 Дж/м 2), что препятствует быстрому распределению её по поверхности, прониканию в глубь горящих твердых материалов и замедляет охлаждение.

Для уменьшения поверхностного натяжения и увеличения смачивающей способности в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). На практике используют растворы ПАВ (смачивателей), 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.

Воздушно-механическая пена (ВМП) получается смешением в пенных стволах или генераторах водного раствора пенообразователя с воздухом. ВМП обладает необходимой стойкостью, дисперсностью, вязкостью, охлаждающими и изолирующими свойствами, которые позволяют использовать её для тушения твердых материалов, жидких веществ и осуществления защитных действий, для тушения пожаров по поверхности и объемного заполнения горящих помещений (пена средней и высокой кратности). Для подачи пены низкой кратности применяют воздушно-пенные стволы СВП (CBПЭ), а для подачи пены средней и высокой кратности – пеногенераторы ГПС.

Классификация пенообразователей.

Пенообразователи и пены различаются:

по назначению,

по структуре,

по химической природе поверхностно-активного вещества и по способу образования.

По природе основного поверхностно-активного вещества:

протеиновые (белковые);

синтетические углеводородные;

По способу образования:

химические (конденсационные);

воздушно-механические;

барботажные;

Струйные.

По назначению пенообразователи различают:

общего назначения;

целевого назначения;

пленкообразующие.

По структуре пены подразделяются на высокодисперсные и грубодисперсные.

По кратности:

пены низкой кратности и пеноэмульсии;

пены средней кратности;

пены высокой кратности.

Отношение объема пены V 1 к объему жидкости в пене V o называется кратностью К: K = V 1 / V 0 .

Пенообразователи целевого назначения отличаются определенной направленностью состава. Например, образующие очень устойчивую пену, длительно не разрушающуюся на открытом воздухе.

Для тушения спиртов и водорастворимых органических соединений используют пенообразователи, в состав которых входят природные или синтетические полимеры, которые коагулируют при смешении водного раствора с растворителем. В результате коагуляции на поверхности органического растворителя образуется толстая полимерная пленка, которая механически защищает пену от контакта с растворителем.

Кратность пены. В зависимости от величины кратности пены разделяют на четыре группы:

пеноэмульсий, К < 3;

пены низкой кратности, 3 < К < 20;

пены средней кратности, 20 < К < 200;

пены высокой кратности, К > 200.

В практике тушения пожаров используются все четыре вида пены, которые получают различными способами и устройствами:

пеноэмульсий – соударением свободных струй раствора;

пены низкой кратности – пеногенераторами, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя;

пена средней кратности образуется на металлических сетках эжекционных пеногенераторов;

пена высокой кратности получается на генераторах с перфорированной поверхностью тонких металлических листов или на специальном

оборудовании, в результате принудительного наддува воздуха в пеногенератор от вентилятора.

Огнетушащие порошковые составы (ОПС) являются универсальными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно незначительных 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. Они способны оказывать эффективные действия на подавление пламени комбинированно: охлаждением (отнятием теплоты), изоляцией (за счет образования пленки при плавлении), разбавлением газообразными продуктами разложения порошка или порошковым облаком, химическим торможением реакции горения.

Огнетушащее действие огнетушащих порошковых составов заключается, в основном, в изоляции горящей поверхности от воздуха, а при объемном тушении – в ингибирующем действии порошков, связанным с обрывом цепей реакции горения.

В качестве основных компонентов в рецептуре огнетушащих порошков используются три класса веществ: фосфорно-аммонийные соли, бикарбонаты и хлориды щелочных металлов (Na и К ). Все это хорошо растворимые в воде соли с ионной кристаллической структурой.

Огнетушащие порошки, основой которых является фосфорно-аммонийные соли применяются для тушения пожаров классов А, В, С, Е; бикарбонатные порошки – для В, С, Е и хлоридные порошковые составы – для В, С, Е, Д.

Таблица 39

Характеристика наиболее распространенных огнетушащих порошковых составов

	Механическая смесь бикарбоната натрия с химически осажденным мелом (углекислым кальцием), тальком и аэросилом АМ-1-300 (кремнийорганическая добавка). Бывают трех марок – А, Б, В: Марка А : 97...98"% бикарбоната натрия и 1,5...2,5 % аэросила; Марка Б : 91...94 % бикарбоната натрия, 4...6 % углекислого кальция и 1,5...2,5 % аэросила; Марка В . 91...94 % бикарбоната натрия, 1,5...2,5 % аэросила и 4–6 % талька	Для тушения ЛВЖ, ГЖ, растворителей, сжиженных газов, газовых фонтанов, электроустановок под напряжением до 1000 В. Можно применять для пожаротушения в сочетании с огнетушащей пеной
	99 % фосфорноаммонийвые соли и 1 % аэросила АМ-1-300	Для тушения твердых горючих материалов (древесины, бумаги, пластмасс, угля и др.), нефтепродуктов, сжиженных газов, газовых фонтанов и электроустановок под напряжением до 1000 В
	Смесь карбоната натрия с графитом и стеаратов тяжелых металлов: 95...96 % соды, 1... ...1,5 % графита, улучшающего текучесть; 0.5...3 % стеарата металла (магния, цинка, кальция)	Для тушения горящих щелочных металлов и их сплавов
	Мелкозернистый силикагель марки МСК (50 %). насыщенный хладон И4В2 (50 %)	Для тушения многих горючих веществ, в том числе пирофорных, кремнийорганических и алюминийорганических соединений, а также гидридов металлов

Таблица 40

Основные свойства огнетушащих порошков

Марка порошка	Основной компонент	Область применения (классы пожаров)	Огнетушащая способность, кг/м 2
	Бикарбонат натрия
	Диаммонит фосфат
	Карбонат натрия
	Смесь хлоридов калия и натрия
	Силикогель, насыщенный хладоном 114В2	Д (металлорганические соединения, гидриды металлов)
	Графит, вспучивающийся при нагреве	Д (сплав калия и натрия)
	Графит с пониженной плотностью	Д (для натрия и лития)

Огнетушащие средства разбавления понижают концентрацию реагирующих веществ ниже пределов, необходимых для горения. В результате уменьшается скорость реакции горения, скорость выделения тепла, снижается температура горения. При тушении пожаров разбавляют воздух, участвующий в горении, или горючее вещество, поступающее в зону горения. Воздух разбавляют в относительно замкнутых помещениях (сушильных камерах, трюмах судов и т.п.), а также при горении отдельных установок или жидкостей на небольшой площади при свободном доступе воздуха.

Огнетушащая концентрация – это объемная доля огнетушащего вещества в воздухе, прекращающая горение. Наиболее распространены диоксид углерода, водяной пар, азот и тонкораспыленная вода.

Газовые огнетушащие составы условно делятся на нейтральные (негорючие) газы – НГ и химически активные ингибиторы – ХАИ.

К нейтральным газам относятся инертные газы аргон, гелий, а также азот и двуокись углерода. Применяются смеси СО 2 с инертными газами.

Нейтральные газы (НГ):

К химически активным ингибиторам, называемым "хладонами" или "фреонами", относятся органические соединения с низкой теплотой испарения, в молекулах которых содержатся атомы галоидов, таких как бром или хлор.

Хладон – это общее название галогенозамещённых углеводородов, причем для их обозначения применяют численное обозначение, характеризующее число и последовательность атомов углерода, фтора, хлора, брома, называемое хладоновым номером, например, CF 3 Br обозначают числом 1301. Огнетушащая способность хладона, как правило, тем выше, чем больше атомов брома, фтора и хлора в молекуле.

Таблица 41

Основные физико-химические свойства галоидоуглеводородов и составов на их основе, используемых при тушении пожаров

Условное обозначение	Компоненты, %	Плотность		Температура, °С
		жидкости, кг/м 3	паров по воздуху		Замерзания
	Бромистый этил – 100 Бромистый этил – 70 Диоксид углерода – 30
	Бромистый этил – 97 Диоксид углерода – 3
	Бромистый метилен – 80 Бромистый этил – 20
	Бромистый этил – 70 Бромистый метилен – 30
	Бромистый этил – 84 Тетрафтордибромэтан – 16
	Бромистый этил – 73 Тетрафтордибромэтан – 27
Хладон 114В2	Тетрафтордибромэтан– 100
Хладон 13В1	Трифторбромметан – 100

Таблица 42

	С 2 Н 2 В	СО 2 (жидкость)	C 4 F 4 Br 2	СН 2 В 2

ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Работа 1. Выбор огнетушащих веществ и

средств пожаротушения

Цель работы: Ознакомиться с огнетушащими составами и выбрать средства для конкретной ситуации.

Основные понятия

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

ОГНЕТУШАЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Классификация огнетушащих веществ

Огнетушащие вещества классифицируют:

По способу прекращения горения:

охлаждающие очаг горения: вода, твердая углекислота.

разбавляющие (снижающие процентное содержание кислорода в очаге горения): углекислый и др. инертные газы, водяной пар.

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

ингибитирующие (тормозящие химическую реакцию горения): составы с галоидосодержащими углеводородами - хладоны, порошковые аэрозольные составы - АОС.

По электропроводности:

электропроводные: вода, растворы, водяной пар, пена.

неэлектропроводные: газы, порошковые составы.

По токсичности:

нетоксичные: вода, пена, порошковые составы, песок.

малотоксичные: углекислота

токсичные: фреоны, галоидированые составы № 3, 5, 7 и др.

Характеристика некоторых огнетушащих веществ

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

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

Однако вода обладает большой силой поверхностного натяжения, поэтому проникающая способность воды не всегда бывает достаточной. Известен ряд материалов (пыль, хлопок и др.), в поры которых вода не в состоянии проникнуть и прекратить тление. В таких случаях для снижения поверхностного натяжения и повышения проникающей способности в воду добавляют определенное количество (от 0.5 до 4% по весу) поверхностно-активных веществ-смачивателей. Наиболее распро-стра-нены следующие смачиватели: пенообразователь ПО-1, ПО-5.

Применение смачивателей при прочих равных условиях уменьшает расход воды в 2-2.5 раза и сокращает время тушения на 20-30%. Недостаток смачивателей - их агрессивность.

Для тушения пожаров применяется вода в виде сплошных и тонко распыленных струй. Распыленная вода может быть с успехом применена для тушения нефтепродуктов. При этом важным условием успеха тушения является создание над горящей поверхностью доста-точно плотной завесы из мелких капель. Эта завеса ограничивает поступ-ление кислорода из окружающей среды в зону горения. Кислород, проникший сквозь завесу в зону горения, разбавляется паром, образовав-шимся в результате испарения капель воды. В результате создаются условия, при которых горение невозможно.

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

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

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

Пены являются эффективным средством пожаротушения. Огнету-шащие пены подразделяются на химическую и воздушно-механическую . Химическую пену получают в результате химической реакции нейтрализации между кислотой и щелочью. Оболочка пузырьков этой пены состоит из смеси водных растворов солей и пенообразующих веществ. Сами пузырьки заполняются углекислым газом - продуктом химической реакции.

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

Полученная огнетушащая пена характеризуется:

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

кратностью пены (отношением объема пены к объему исходных продуктов:);

Различают: низкократные пены с кратностью до 12, средней кратные от 12 до 100 и высокократные К100 (наиболее эффективные).

вязкостью (способностью пены к растеканию по поверхности);

дисперсностью (размерами пузырьков).

Для повышения стойкости пены применяют поверх-ностно_актив-ные вещества (костный или столярный клей), а для хранения при низких температурах - этанол (C 2 H 3 OH) или этиленгликоль.

Пены применяют для тушения пожаров класса A, B, C. Нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и электрооборудования под напряжением.

Двуокись углерода. Двуокись углерода, подаваемая в очаг пожара, может быть в твердом состоянии (углекислый снег), газообразном и аэрозольном. Действие СО 2 на очаг горения основано на разбавлении кислорода в зоне горения.

Углекислый снег может быть получен при условии быстрого испарения жидкой углекислоты. Получаемая снегообразная углекислота имеет плотность 1.5 г/см 3 при - 80?С. Снегообразная углекислота снижает температуру и уменьшает содержание кислорода в зоне горения. Из 1 л. твердой кислоты образуется 500 л. газа.

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

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

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

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

хладон 125 (C 2 HF 5);

хладон 318 (C 4 Cl 3 F 8).

Эти составы на сегодняшний день являются наиболее эффектив-ными средствами тушения пожаров. Действие их основано на ингибитировании химической реакции горения и взаимодействия с кислородом воздуха.

Применяются для тушения пожаров классов А, Б, С и электро-установок при практически неограниченных температурах.

Достоинства:

наиболее эффективны по сравнению со всеми имеющимися составами;

обладают высокой проникающей способностью;

применяются при отрицательных температурах (до -70єC).

Недостатки:

токсичность;

образование коррозионно-активных соединений в присут-ствии влаги;

неэффективны для применения на открытом воздухе;

нельзя тушить щелочные и щелочноземельные металлы и кислотосодержащие вещества.

Порошковые составы. К порошковым огнетушащим составам, приме-няющимся в настоящее время, относят:

ПСБ-3М (~90% бикарбанат натрия);

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

ПХК (~90% хлорид калия);

АОС - аэрозолеобразующие составы.

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

Разработаны для тушения горящих щелочных и щелочно-земельных металлов, а также широко применяются для тушения пожаров классов: А, Б, С, и Е.

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

Неэффективны при тушении:

тлеющих материалов и веществ, горящих без доступа кислорода.

Действие огнетушащих порошков ПСБ-3М и Пирант-А основано на изоляции горящей поверхности от доступа кислорода.

Действие порошковых составов ПХК и АОС заключается в ингибитировании химической реакции горения и уменьшении содержания O 2 в зоне горения.

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

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

В настоящее время применяются:

пламенные АОС;

охлажденные АОС.

Пламенные составы при срабатывании устройств аэрозо-леобра-зующих составов имеют факел пламени достигающий несколько метров и температуру продуктов горения на выходе 1200-1500єC. Это является их недостатком.

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

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