Какими огнетушащими свойствами обладает песок

Огнетушащие вещества – это вещества, при использовании которых прекращается процесс горения. Самый известный из них – вода. Но сегодня в системах пожаротушения применяются огнетушащие вещества разного агрегатного состояния, которые более эффективны, чем вода, воздействуют на очаг возгорания. Их разрабатывали опытным путем с учетом физических свойств огня. Сегодня эти вещества используются во всех средствах тушения пожаров: огнетушителях, стационарных и мобильных установках.

Список огнетушащих веществ

Выбор последних определяется в зависимости от пожарной нагрузки объекта. В соответствии с этим выбираются и огнетушащие вещества. Их складирование и доставку до места возгорания обеспечивает система тушения пожара. Грамотный выбор огнетушащего вещества, а в некоторых системах комбинацию из них, определяет классификация огнетушащих средств.

Классификация огнетушащих веществ

Требования к огнетушащим веществам просты: эффективно воздействовать на очаг возгорания, локализовать его и окончательно ликвидировать за короткое время. Но процесс горения можно остановить разными способами, поэтому и вещества, его тушащие, работают по разным принципам.

Процесс охлаждения. В эту группу входят вещества, которые могут понизить температуру огня по максимуму. К ним относятся вода, солевые водные растворы, смеси, куда внесены специальные добавки поверхностно-активного действия. В эту же группу можно внести углекислоту в виде снега.
Процесс изоляции, в котором вещества обволакивают очаг возгорания и не дают проникнуть в него кислород. К таким огнетушащим материалам относятся пенные растворы, порошки, сыпучие материалы: песок, земля, шлаки, гравий и прочее. В эту же категорию можно добавить укрывные средства пожаротушения: кошмы, покрывала, одеяла и прочее.
Процесс разбавления. Это вещества, с помощью которых разбавляется воздух, снабжающий огонь кислородом. То есть, чем больше газов и других дисперсных материалов внутри воздуха, тем меньше в нем процентное содержание кислорода. К таким веществам относятся водяной пар, тонкораспыленная вода в виде тумана, инертные газы (азот, аргон).
Процесс химического торможения горения. Это когда в зону возгорания вносятся препараты, которые снижают интенсивность горения других материалов. В эту группу входят аэрозоли, порошки, бромэтиловые растворы, которые распыляются над очагом возгорания, а также углеводороды с галоидами.

В видео лектор рассказывает о хладонах (углеводородах с галоидами):

Классификация физическим свойствам

Здесь за основу берется агрегатное состояние основных огнетушащих веществ:

жидкие растворы;
пена;
газы;
порошки.

Кроме этого огнетушащие вещества делят по способности пропускать электрический ток. Понятно, что здесь два класса:

Проводящие – к ним относятся вода и все водные растворы, а также водяной туман и пар.
Не проводящие – к ним относятся пена, порошки и газы.

Тушение электроустановок пеной

Это важное разделение, потому что от этого зависит ситуация, связанная с электроустановками. То есть, какими из них тушить пожар на электроустановках можно, а какими нельзя. Поэтому еще на стадии проектирования сразу решается именно эта задача. Это касается также и выбора огнетушителей.

Третий тип разделения – по токсичности. Не все используемые в системах пожаротушения вещества безопасны для человека. Здесь три группы:

Малотоксичные. К ним относится углекислота.
Токсичные. Это разного вида газы: фреоны, углеводороды с галоидами.
Опасные: порошки, аэрозоли.

Самым безвредным считается вода. Но сегодня ее редко используют в чистом виде, потому что она по сравнению с другими материалами является малоэффективной. Плюс, для тушения пожара потребуется большое количество воды, что иногда организовать сложно.

Поэтому в арсенале пожарных расчетов присутствуют противогазы. Их главная задача – защитить органы дыхания от токсичных веществ, которые образуются в процессе горения и тушения огня.

Самое безвредное огнетушащее вещество – вода

Требования к огнетушащим веществам

Требований всего четыре. Вот они в порядке приоритетов:

Высокая эффективность в независимости от того, в какой установке или системе пожаротушения они применяются.
Низкая цена. Особенно это важно, если система пожаротушения охватывает большие площади объекта.
Нахождение в свободном доступе. Это важно для восполнения запасов. К примеру, если система тушения пожара основана на воде. Тогда оптимальный вариант – если на объекте сделаны большие запасы жидкости в резервуарах или система пожаротушения подключена к городскому водопроводу. Последний вариант лучше первого, потому что резервуары или водоемы не всегда могут обеспечить требуемый объем воды. Поэтому их емкости рассчитывают с учетом пожарной нагрузки объекта.
Безопасность для человека. В основном это относится к стационарным установкам, которые включаются в автоматическом режиме и откликаются на пожарные датчики. То есть система включается уже в то время, когда внутри здания еще находятся люди. И если испарения несут в себе токсичные вещества, то они впоследствии негативно скажутся на здоровье человека.

Из списка хорошо видно, что безопасность человека стоит не на первом месте. Поэтому проектировщики, составляя проекты систем пожаротушения, стараются учитывать последний фактор. К примеру, снабжают объекты пожарной сигнализацией, которая срабатывает раньше системы включения насосов. Или проектируют правильные пути эвакуации через помещения, где задымленность будет в разы меньше. Составляют пути отхода более короткими и безопасными.

Грамотно составленный план эвакуации

Советы по использованию огнетушащих веществ

Рассмотрев виды огнетушащих веществ, переходим к рассмотрению рекомендацией, какие из них, где можно использовать.

Начнем с воды, как с самого доступного, легко транспортируемого и недорогого средства. Во-первых, с помощью воды и ее растворов легко гасятся пожары на больших площадях. При этом большое количество материалов (от натуральных до искусственных) эффективно тушатся водой. Плюс к всему, вода – материал безвредный для людей.

Но есть материалы и оборудование, которыми тушить водой строго запрещается:

электроустановки;
нефтепродукты и исходные материалы из них.

Тушить водой нефтепродукты нельзя

Для этой категории лучше использовать пену, которая генерируется опять-таки из водного раствора. Но у пенных материалов есть одно важное свойство – они плотно закрывают собой горящее материалы и предметы, перекрывая к ним свободный доступ кислорода.

Если в процессе пожара горят материалы и предметы, которые нельзя потушить водой, пеной и водными растворами солей и кислот, то применяют порошковые огнетушащие вещества, аэрозольные и газовые. Все они в несколько раз превосходят эффективность тушения очагов возгорания, но они дорого, негативно сказываются на здоровье человека и сложны в транспортировке и хранении.

Есть материалы, на которые лить воду запрещено:

битум;
негашеную известь;
соли фосфорной кислоты, металлический калий, магний и натрий, которые при соприкосновении воды образуют взрыв с большим выделением водорода;
серный ангидрид, нитроглицерин – причина та же: взрыв.

Это укороченный список. С полным перечнем можно ознакомиться на фото ниже:

Вещества и материалы, которые тушить водой запрещено

Выбор огнетушащих веществ

Главная характеристика основных огнетушащих веществ – эффективность тушения огня. Но так как воздействие на огонь у каждого материала разное, то и выбирать надо в соответствии с этим свойством. К примеру, вода обладает высокой теплоемкостью. Чтобы ее нагреть, надо затратить 2258 Дж/г. Поэтому даже сильные возгорания легко потушить водой, потому что практически вся энергия огня уходит на нагрев заливаемой воды. А значит, снижается тепловое выделение очага возгорания.

С пеной сложнее. Здесь придется учитывать размеры пузырьков газа. Чем меньше они по размеру, тем лучше. Потому что в таком состоянии пена становится более устойчивой. При этом, чем меньше плотность пены, тем легче и быстрее она растекается по горящему участку.

Сегодня в качестве огнетушащего материала используют инертные газы. Их основное назначение – разбавить концентрацию горючих газов, чтобы пожар не перешел во взрыв. При этом часть тепловой энергии огня уходит на нагрев газов. А это опять-таки снижает пожарную обстановку.

В видео показано, как тушат пожар с помощью инертных газов:

Заключение по теме

Правильный выбор огнетушащего вещества – залог эффективного тушения пожара. Но, как показывает практика, многие объекты исходят из цены используемых материалов. И в этом плане вода является оптимальным решением. И хотя сегодня на многих объектах монтируют водяные установки пожаротушения, другие разновидности постепенно их вытесняют. Это связано с более высокой эффективностью.

Источник

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

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

2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;

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

4) механический срыв пламени струёй газа или воды.

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

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

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

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

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

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

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

К основным огнетушащим веществам относятся:

– вода и её растворы;

– химические и воздушно-механические пены;

– газы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Тонкораспылённая вода (размер капель менее 100 мк) получается

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

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

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

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

Источник