3. Средства и методы тушения пожаров

Тушение пожара представляет собой процесс воздействия сил и средств, а также использование методов и приемов для его ликвидации (ГОСТ 12.1.003).

Методы тушения загораний: - охлаждение поверхности горения;

-изоляция горючего вещества от зоны горения;

-понижение концентрации кислорода в зоне горения;

-замедление или полное прекращение реакции горения химическим путем (ингибирование;

-подавление горения взрывом;

-механическим срывом (отрывом) пламени сильной струей газа или воды.

Огнетушащее вещество - это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения. Огнетушащие вещества могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии (ГОСТ 12.1.033).

Выбор Огнетушащего вещества зависит от класса пожара . Все пожары делятся на пять классов – А, В, С, Д, Е

В зависимости от процесса горения наиболее распространенными способами тушения пожаров являются:

Способы охлаждения - охлаждение конденсированной фазы ниже температуры воспламенения сплошными и распыленными струями воды (вода наиболее распространенное, но электропроводное средство); охлаждение путем перемешивания (бульдозер на штабеле угля);

Способы разбавления - разбавление газовой и конденсатной фаз (твердой и жидкой) струями тонкораспыленной воды, негорючими газами и водяным паром (двуокись углерода, азот, водяной пар, бромсодержащие составы); интенсивное торможение скорости химических реакций в пламени; механический срыв пламени в результате воздействия сильной струи газа и воды;

Способ изоляции очага горения - изоляция от воздуха слоем пены, огнетушащего порошка, кошмы, песка; с помощью огнетушащих порошков или галоидопроизводных углеводородов (карбоны натрия или калия, хлораты металлов).

Предприятия должны быть хорошо оснащены средствами пожаротушения, средствами пожарной связи и сигнализации.

Основными огнегасящими веществами являются вода, вода с добавками поверхностно активных веществ; инертные и негорючие газы; пена; водяной пар; галоидоуглеводородные огнегасящие составы и сухие огнетушащие порошки.

Огнетушащие вещества. Вода является наиболее дешевым и распространенным средством тушения пожаров. Она обладает высокой теплоемкостью (теплота парообразования составляет 2258 Дж/г), повышенной термической стойкостью (свыше 1700⁰С), значительным увеличением объема при парообразовании (1 кг воды образует при испарении свыше 1700 л пара).

Вода обладает также тремя свойствами огнетушения: охлаждает зону горения или горящие вещества, разбавляет реагирующие вещества в зоне горения и изолирует горючие вещества от зоны горения.

Воду применяют для тушения твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов (технологических установок, аппаратов, сооружений, зданий и др.), расположенных вблизи очагов горения.

Воду не применяют для тушения установок и оборудования, находящихся под напряжением, в связи с ее высокой электропроводностью.

При тушении водой легких нефтепродуктов и других горючих веществ с плотностью меньше плотности воды они всплывают и продолжают гореть на ее поверхности. Более того, площадь горящей поверхности при этом увеличивается, что существенно может усложнить условия тушения пожара.

Подача воды к очагу горения может быть в виде:

- сплошной (компактной) струи из лафетных стволов с насадками диаметром 28-50 мм или из ручных пожарных стволов с насадками диаметром 13-25 мм;

- распыленной струи при диаметре капель воды свыше 100 мкм;

- тонкораспыленной струи с диаметром капель воды до 100 мкм, полученной из стационарных или переносных распылителей;

- растворов, содержащих 0,2-2,0% массы смачивателей для снижения поверхностного натяжения;

- водобромэтиловой эмульсии, содержащей 90% массы воды и 10% бромистого этила.

Воду в виде компактных и распыленных струй применяют при тушении твердых веществ и материалов органического происхождения, горючих жидкостей, таких, как темные нефтепродукты.

Компактные струи сбивают пламя, одновременно охлаждая поверхности. Их применяют преимущественно при подаче воды на большое расстояние или для придания ей ударной силы, когда тушение пожаров производится на значительной высоте или при большом очаге пожара, не дающем близко подойти к очагу горения, а также в случае необходимости охлаждения соседних с горящим объектом зданий, сооружений, металлоконструкций, резервуаров и пр.

Во многих случаях при тушении пожара более эффективна распыленная струя вследствие создания наилучших условий для испарения воды, следовательно, для повышения охлаждения и разбавления горючей среды.

Распыление струи достигается при прохождении ее через насадку. Такие струи обладают более развитой поверхностью, поэтому при одинаковом расходе воды они отводят из зоны горения в единицу времени значительно больше теплоты, чем компактные.

Распыленные струи рекомендуется применять при тушении небольших пожаров, когда можно близко подойти к очагу возгорания, для охлаждения конструкций, веществ и материалов, находящихся в зоне интенсивного теплового воздействия, для защиты пожарных-ствольщиков, пожарной техники.

Воду в виде распыленных и тонкораспыленных струй применяют при тушении несмешивающихся с водой горючих и легковоспламеняющихся жидкостей.

Тонко распыленная вода образует аэродинамическую систему - туман, в которой она мало или практически неэлектропроводна, следовательно, ее можно применять при пожарах в электроустановках.

Для тушения пожаров горючих жидкостей (дизельного топлива, керосина, трансформаторного масла, смазочных масел и др.) применяют преимущественно распыленную в виде капельных струй воду с оптимальным размером капель от 0,3 до 0,8 мм в зависимости от напора струи. Наилучший эффект тушения ЛВЖ (с низкой температурой воспламенения) достигается мелкораспыленными и тума-нообразными водяными струями.

Воду нельзя применять для тушения ряда органических жидкостей, которые всплывают и продолжают гореть на поверхности воды.

При попадании воды на битум, жиры, масло, пероксид натрия, петролатум происходит наоборот усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания этих материалов.

Вода содержит различные природные соли, что приводит к повышению ее коррозионной способности и электропроводности. Усиливают эти свойства вводимые для повышения эффективности тушения различные добавки: антифризы и пенообразователи.

Огнетушащие пены. Пена представляет собой систему, в которой дисперсной фазой всегда является газ. Пузырьки газа заключены в тонкие оболочки - пленки из жидкости. Пузырьки газа могут образовываться внутри жидкости в результате химических процессов или механического смешения газа (воздуха) с жидкостью. Чем меньше размеры пузырьков газа и поверхностное натяжение пленки жидкости, тем более устойчива пена.

Пенообразователи - это вещества, находящиеся в коллоидном состоянии и способные сорбироваться в поверхностном слое раствора на границе жидкость-газ. К таким веществам относятся природные пенообразователи - экстракт лакричного корня, сапонин, альбумины и др.

В настоящее время чаще всего используются синтетические углеводородные и фторсодержащие пенообразователи, такие, как «Барьер пленкообразующий», «Барьер-612», ТЭАС, ПО-6, ПО-3А и др.

Огнетушащие свойства пены определяются ее устойчивостью, кратностью, биоразлагаемостью и смачивающей способностью.

Для получения воздушно-механической пены используют специальные устройства, так называемые пенокамеры.

Пенокамеры устанавливают вблизи верхней кромки резервуара для равномерного распределения пены по поверхности горящей жидкости.

Химическая пена образуется при взаимодействии карбоната или бикарбоната натрия или других солей с кислотой в присутствии пенообразователя. Такую пену получают из пенопорошка и воды в пеногенераторах, представляющих собой специальные эжекторные переносные приборы.

Пенопорошок состоит из сухих солей бикарбоната натрия, стабилизаторов, лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества. При взаимодействии с водой соли растворяются, вступают в реакцию, образуя диоксид углерода. В результате выделения большого количества диоксида углерода получается устойчивая пена.

При растекании химической пены образуется весьма устойчивый, мало разрушающийся под действием пламени слой толщиной 7-10 см. Химическая пена не взаимодействует с нефтепродуктами и образует плотный покров, не пропускающий паров жидкости.

Стойкость химической пены более 1 ч. В последнее время наметилась тенденция к сокращению применения химической пены, что связано со сравнительно высокой ее стоимостью и сложностью организации тушения пожаров.

Инертные разбавители. В случае возможности взрыва из-за скопления в горящем помещении горючих газов или паров необходимо создать в нем среду, не поддерживающую горение. Это достигается применением в качестве средств пожаротушения инертных разбавителей, таких, как водяной пар, азот, диоксид углерода, аргон, дымовые газы и некоторые другие вещества. Инертные разбавители снижают скорость реакции, так как часть теплоты горения расходуется на их нагрев.

Водяной пар - технологический и отработавший - используют для создания паровоздушных завес на открытых технологических установках, а также для тушения пожаров в помещениях малого объема и технологическом оборудовании (сушилки, реакторы, колонны и др.). Огнегасительная концентрация водяного пара при этом составляет около 30% объема.

Азот применяют главным образом при тушении веществ, горящих пламенем. Он плохо тушит вещества, способные тлеть (дерево, бумага), и практически не тушит волокнистые вещества (ткань, вата, хлопок). Огнегасительная концентрация азота в воздухе принимается не менее 42% объема. Разбавление воздуха азотом до содержания кислорода в пределах 12-16% объема безопасно для человека. Более высокое разбавление опасно.

Диоксид углерода применяют для объемного тушения пожаров на складах ЛВЖ, аккумуляторных станциях, в сушильных печах, на стендах для испытания двигателей электрооборудования и др.

Диоксид углерода - бесцветный газ, из одного литра жидкой углекислоты при 0⁰С образуется 506 л газа. Для большинства веществ огнегасительная концентрация его составляет около 30% объема. Однако при использовании диоксида углерода в пожаротушении необходимо учитывать его токсичность при высоких концентрациях. Вдыхание воздуха, содержащего 10% СО₂, смертельно.

Поэтому в системе тушения с использованием диоксида углерода необходимо предусматривать сигнализирующее устройство для обеспечения своевременной эвакуации людей из помещения.

Галоидоуглеводороды. Галоидоуглеводородные, или галогенуглеводородные составы - огнегасители на основе углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галоидов. Они относятся к ингибирующим или флегматизирующим средствам, тушение которыми происходит в результате торможения химических реакций.

Наиболее эффективное действие оказывают бром-, фторпроизводные метана и этана. При этом реакционная способность и склонность к термическому разложению зависят от галогена, замещающего водород. Эти свойства повышаются в ряду фтор - хлор - бром - йод.

Современные торговые названия галогенуглеводородов - хладоны, ранее - фреоны. За рубежом они называются галлоны.

Хладоны применяют для объемного тушения, для поверхностного тушения небольших очагов пожаров и для предупреждения образования взрывоопасной среды. Их используют для защиты особо опасных цехов химических производств, сушилок, окрасочных камер, складов с горючими жидкостями и т.п. Хладоны не рекомендуется применять для тушения металлов, ряда металлосодержащих соединений, гидридов металлов, а также материалов, содержащих в своем составе кислород.

Однако хладоны, как средства тушения пожаров, не лишены и недостатков. Прежде всего, практически все эти соединения вредны для организма человека. При этом сами хладоны являются слабыми наркотическими ядами, а продукты их термического разложения обладают высокой токсичностью. Хладонам свойственна и высокая коррозионная активность.

Твердые и комбинированные огнетушащие вещества. Эти вещества в виде порошков обладают высокой огнетушащей эффективностью. Они способны подавлять горение различных, в том числе и пирофорных соединений и веществ, не поддающихся тушению водой или пеной.

Принцип тушения порошковыми составами заключается либо в изоляции горящих материалов от воздуха, либо в изоляции паров и газов от зоны горения. Кроме того, порошковые составы при поступлении в очаг горения способны ингибировать пламя. Поэтому огнетушащий эффект, например, порошков на основе бикарбонатов щелочных металлов значительно превышает эффект охлаждения или разбавления диоксидом углерода, выделяющимся при разложении этих порошков.

Порошковые составы применяют для тушения металлов и металлоконструкций, металлоорганических соединений, пирофорных веществ, газового пламени.

Порошковые составы обладают такими преимуществами, как высокая огнетушащая эффективность; универсальность; возможность тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением, и использования их при минусовых температурах. Порошковые составы практически нетоксичны, не оказывают коррозионного действия, их можно использовать в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения.

Недостатками их применения являются слеживаемость и комкование. Однако современные технологии получения порошковых составов позволяют в значительной степени избежать этих недостатков.

В настоящее время выпускаются и используются в пожаротушении порошки следующего состава:

- ПСБ (бикарбонат натрия, 10% талька, 1-2% кремнийорганической добавки АМ-1-300);

- ПС (углекислый натрий, 2,5% стеарата металла, 1% графита);

- П-1А (фосфорно-аммонийные соли с добавками АМ-1-300);

- СИ-2 (силикагель марки МСК, ШСК или КСК 50%, хладон 114В2 50%);

- ПФ (фосфорно-аммонийные соли, 5% талька, 1-2% АМ-1-300).

Порошки состава ПСБ и ПФ способны создавать огнетушащее облако и предназначены для тушения пожаров углеводородов, древесины, электрооборудования.

Порошки же типа ПС создают на поверхности горящих материалов изолирующий слой и предназначены для тушения металлов, металлоорганических соединений и т.п.

Комбинированные составы — к ним относятся водогалогенуглеводородные эмульсии, комбинированный азотно-углекислотный состав для тушения щелочных металлов в помещениях, водные растворы двууглекислой соды, углекислой соды, поташа, хлористого аммония, поваренной соли, глауберовой соли, аммиачно-фосфорных солей, сернокислой меди, а также четыреххлористый углерод, бромэтил и другие соединения галогенов. Разработаны также комбинированные азотно-хладоновые и углекислотно-хладоновые составы для объемного тушения.

Огнетушащие вещества выбираются в каждом конкретном случае с учетом условий протекания процесса горения, пожарной опасности и физико-химических свойств веществ и материалов.