Условия прекращения горения

МЕХАНИЗМ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 17

Под механизмом прекращения горения понимают систему факторов, приводящих к окончанию процесса (реакции) горения.

Механизм прекращения горения может быть естественно обусловленным, когда он реализуется без участия человека (самоликвидация горения, например, в природе). Вместе с тем знание сути механизма прекращения горения позволяет целенаправленно задействовать его факторы как при ликвидации небольших очагов горения, так и при тушении пожаров.

Для прекращения горения необходимо выполнить хотя бы одно из условий:

— прекратить поступление в зону горения новых порций паров горючего;

— прекратить поступление окислителя (кислорода воздуха);

— уменьшить тепловой поток от факела пламени;

— уменьшить концентрацию активных частиц (радикалов) в зоне горения. На основании этого одним из возможных принципов (способов) тушения огня может быть:

— снижение температуры очага горения ниже температуры самовоспламенения или температуры вспышки горючего путем введения в пламя веществ, которые в результате испарения, сублимации или разложения забирают на себя некоторое количество теплоты (классическим веществом является вода);

— уменьшение количества паров горючего, поступающего в зону горения, путем изоляции горючего вещества от воздействия пламени (например, при помощи плотного покрывала);

— снижение концентрации кислорода в газовой среде путем разбавления среды негорючими добавками (например, азотом, углекислым газом);

— снижение скорости химической реакции окисления за счет связывания активных радикалов и прерывания цепной реакции горения, протекающей в пламени, путем введения специальных химически активных веществ (ингибиторов);

— создание условий гашения пламени при прохождении его через узкие каналы между частицами огнетушащего вещества (эффект огнепреграждения);

— срыв пламени в результате динамического воздействия струи огнетушащего вещества на зону горения.

Как правило, при воздействии огнетушащего вещества на зону горения не встречается в чистом виде какой-нибудь один из механизмов воздействия, то есть процесс тушения имеет комбинированный характер. Так, пена оказывает изолирующее и охлаждающее воздействие, порошковые составы обладают ингибирующим, огнепреграждающим и динамическим действием.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЖАРОВ

Все пожары, в зависимости от того, в каком агрегатном состоянии находятся горючие вещества, участвующие в процессе горения, делят на несколько классов и обозначают их прописными латинскими буквами А, В, С, О, Е. Характеристики классов пожаров и пиктограммы, используемые для их обозначения, приведены в прил. 2.

В зависимости от вида заряженного вещества огнетушители могут быть использованы для тушения одного или нескольких классов загораний (пожаров):

класс А — загорание твердых горючих веществ;

класс В — загорание жидких горючих веществ;

класс С — загорание газообразных горючих веществ;

класс О — загорание металлов и металлсодержащих веществ;

класс Е — загорание электроустановок, находящихся под напряжением.

Необходимо отметить, что приведенная классификация почти совпадает с той, которая утверждена международным стандартом 18О 3941. В международном стандарте отсутствуют подклассы, и нет класса «Е», но есть класс «Р», которым обозначают пожары, происходящие на участках приготовления пищи объектов питания. Необходимо иметь в виду, что национальная классификация в некоторых странах отличается от международной. Так, в США буквой «А» обозначают пожары твердых горючих веществ, буквой «В» — пожары жидких и газообразных веществ, а вот буквой «С» — пожары электрооборудования, находящегося под напряжением, буквой «О» — пожары металлов и металлсодержащих веществ. Поэтому, когда вы берете в руки огнетушитель, обязательно посмотрите на его этикетку, рассмотрите пиктограммы классов пожаров, для тушения которых предназначен этот огнетушитель.

Пиктограммы тех классов пожаров, для тушения которых огнетушитель не может быть использован, или перечеркнуты диагональной полосой, или не приводятся вовсе.

ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА

В соответствии с ГОСТ 12.01.004-91 опасными факторами пожара (ОФП) являются: пламя и искры, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и термического разложения, дым, пониженная концентрация кислорода.

Пламя

Горение всех жидких, газообразных и большинства твердых горючих веществ, которые, разлагаясь или испаряясь, выделяют газообразные продукты, сопровождается образованием пламени. Таким образом, пламя представляет собой газовый объем, в котором происходит процесс горения паров и газов.

Без пламени горят твердые вещества: графит, антрацит, кокс, сажа, древесный уголь. Эти вещества не разлагаются и не образуют при нагревании газов, либо образуют их в количествах, недостаточных для горения.

Свечение пламени при горении органических веществ зависит от наличия в нем раскаленных твердых частиц углерода, которые не успевают сгорать. Несветящееся (синее) пламя обычно бывает при сгорании газообразных продуктов: окиси углерода, водорода, метана, аммиака, сероводорода.

Температура пламени при горении на воздухе некоторых горючих веществ составляет: древесины – 850 — 1400°С, нефтепродуктов в резервуаре – 1100 — 1300°С, сероуглерода — 2195°С, стеарина – 640 — 940°С.

Открытое пламя и искры очень опасны для человека, так как их воздействие на тело вызывает ожоги.

Температура

Большую опасность представляет тепловое излучение огня.

Вдыхание нагретого воздуха приводит к поражению верхних дыхательных путей, удушью и смерти человека. При воздействии температуры свыше 100°С человек теряет сознание и гибнет через несколько минут.

Опасны для человека ожоги кожи. Несмотря на большие успехи медицины в их лечении, у пострадавшего, получившего ожоги второй степени на 30 % поверхности тела, мало шансов выжить. Время же, за которое человек получает ожоги второй степени, невелико: при температуре среды 71оС — 26с, при 100°С — 15с. Исследованиями установлено, что во влажной атмосфере, типичной для пожара, вторую степень ожога вызывает температура значительно ниже указанной. Таким образом, температура окружающей среды 60 — 70°С опасна для жизни человека, причем не только в горящем, но и смежных с ним помещениях, в которые попали продукты горения и нагретый воздух.

Пониженная концентрация кислорода

Чаще всего люди при пожарах гибнут не от огня и высокой температуры, а из-за понижения концентрации кислорода в воздухе и отравления токсичными продуктами горения.

Первые симптомы кислородной недостаточности (увеличение объема дыхания, снижение внимания, нарушение мышечной координации) наблюдаются у людей при содержании кислорода во вдыхаемой смеси газов на уровне 16—17%. Снижение концентрации О2 до 12—15% вызывает одышку, учащение пульса, ухудшение умственной деятельности, головокружение, быструю утомляемость. В случаях, когда концентрация О2 уменьшается до 10—12%, сознание сохраняется, но появляется тошнота, сильная усталость, дыхание становится прерывистым. При концентрации 8 % быстро наступает потеря сознания, а ниже 6 % — смерть в течение 6—8 мин.

Токсичные продукты горения

Эту тему более полно раскроют специалисты (Химик, Токсиколог).

Насколько опасны токсичные продукты горения, наглядно показывает пример пожара, произошедшего в магазине одежды в г. Токио (Япония). Пожар вспыхнул на 3-м этаже, а в баре, расположенном на 7-м этаже этого же здания, погибли 118 человек, из них 96 — от отравления токсичными продуктами горения, 22 человека выпрыгнули из окон. Многие люди потеряли сознание в течение первых 2—3 мин; их смерть наступила через 4—5 мин после потери сознания.

Дым

Дым опасен не только содержащимися в нем токсичными веществами, но и снижением видимости. Это затрудняет, а порой делает практически невозможной эвакуацию людей из опасного помещения. Чтобы быстро выйти в безопасное место, люди должны четко видеть эвакуационные выходы или их указатели.

При потере видимости организованное движение (особенно в незнакомом здании, на объектах с массовым пребыванием людей) нарушается, становится хаотичным, каждый движется в произвольно выбранном направлении. Возникает паника. Людьми овладевает страх, подавляющий сознание, волю. В таком состоянии человек теряет способность ориентироваться, правильно оценивать обстановку.

Взрыв

Взрыв может являться как причиной пожара, так и следствием пожара (вторичное проявление ОФП). Взрывы условно можно разделить на два типа.

Взрывы химического характера — это взрывы специальных взрывчатых веществ, а также смесей горючих газов, паров или пыли с воздухом. В момент взрыва химического характера вещество сгорает с большой скоростью, а образующиеся газы и пары сильно расширяются и создают большое давление на окружающую среду. Этим и объясняется громадная сила разрушения, вызываемая взрывом. При взрыве обычно появляется пламя, от которого могут загораться находящиеся вблизи горючие вещества.

Взрывы физического характера — это разрывы различных емкостей и аппаратов (котлов, резервуаров, баллонов и т. п.), происходящие в результате развития газами или парами чрезмерного давления.

Рекомендуемые страницы:

Пожар принято рассматривать, как термодинамическую структуру открытого типа. В ней происходят процессы трех видов: горение, теплообмен и газообмен. Система обменивается с окружающим пространством энергией и средами. Процесс горения и условия его возникновения складывается из трех аспектов:

  • наличием материалов или вещества, способного поддерживать горение;
  • стабильный приток окисляющего вещества к очагу возгорания;
  • выделение тепловой энергии, которая поддерживает химическую реакцию.

Соответственно условия прекращения горения – это купирование одного или нескольких факторов пожара.

Особенности и последовательность возникновения возгорания

Основы прекращения горения базируются на понимании пожара, как совокупности реакций, сопровождающихся выделением света, посредством образования пламени, и тепла. Пожар зарождается и распространяется не мгновенно, а постепенно:

  • источник тепла или огня воздействует на вещества и нагревает их до температуры горения;
  • происходит активация нагреваемого или находящегося в соприкосновении с огнем предмета;
  • затем начинается испарение, формирование аэрозольных составов из твердых частиц и газов – результата термических процессов;
  • когда сформированные продукты достигают пороговых показателей деструкции, они готовы к экзотермической трансформации, начинается интенсивная стадия – появления непосредственного огня;
  • пламя захватывает окружающее пространство, вызывая в нем те же процессы, и, когда их скорость становится тождественной очагу возгорания, формируется термодинамическая система.

Охлаждение водой

Факторы распространения пожара

Распространение пожара может осуществляться 2-мя способами:

  • Линейно. То есть огонь перемещается по материалам, способным гореть, в определенном направлении или по всей поверхности.
  • Объемно. В этом случае после возгорания появляются новые очаги пожара в разных направлениях и плоскостях. Этот формат характеризует большая скорость перемещения пламени, в сравнении с линейным способом.

Конфигурация пожара может быть самой замысловатой. Форма зависит от направления распространения пожара и скорости. Это может быть круговая, эллипсоидальная, угловая или иная система.

Кроме этого, в зданиях и сооружениях огонь может распространяться по поверхностям конструкций, по предметам интерьера и продукции, внутри перегородок и перекрытий здания, по проемам и карнизам, а так же по коммуникациям, где транспортируются горючие среды.

Тушение пожара на нефтяном месторождении

Комплекс необходимых мер пожаротушения

Способов прекращения или снижения эффективности горения несколько, каждый из них предполагает устранение одного из провоцирующих факторов:

  • Охлаждение горячих веществ или очага возгорания. В этом случае используют огнетушащие охлаждающие среды: вода, растворы, углекислота в твердой форме и другие. Это основной способ. Возможен вариант механического размешивания горючих жидкостей для прекращения пожара. Эффективен прием демонтажа с последующей обработкой частей огнетушащими веществами.
  • Снижение концентрации горючих веществ негорючими материалами. Разбавление воздуха в зоне возгорания негорючими газовыми средами: выхлопные газы, азот, углекислота, водяной пар и другие. В ситуации возгорания твердых материалов, на их поверхность целесообразно нанести воды или углекислоту, то есть негорючие вещества.
  • Изоляция горючих материалов от очага возгорания. На поверхность наносятся изолирующие материалы с низким классом горючести или НГ: земля, песок, войлок, флюсы и прочее. Основы прекращения горения предлагают и другие действенные методы: срыв огня, водяные завесы в проемах, взрыв для формирования изоляции и другие меры преграждения и защиты.
  • Химическое купирование реакции. В последние годы химия дает пожарным массу фундаментальных инновационных средств пожаротушения. Подача к месту возгорания ингибиторов, это могут быть различные порошки и фреоны. Второй вариант – это распыление в воздухе зоны пожара бромэтиловой эмульсии.

Перекрытие поступления кислорода к очагу возгорания

Классификация огнетушащих средств

Основы прекращения горения на пожаре под огнетушащими веществами понимает те составы и средства, которые способны воздействовать на химическую реакцию интенсивного окисления и прекращать пожар. Их классифицируют по доминирующему принципу действия:

  • Охладители. Преимущественно это теплоемкие жидкости, такие как вода. Так же активно используется диоксид углерода в твердом виде. Вещества, попадая в очаг пожара, отнимают большое количество тепла у термодинамической системы. Кроме этого, охладители меняют агрегатное состояние. Так вода трансформируется в пар, увеличиваясь в объеме в тысячи раз, вытесняет воздух и разбавляет концентрацию горючих веществ.
  • Разбавители. Эти составы работают на то, чтобы снизить концентрацию горючих веществ, тем самым снизить интенсивность возгорания или полностью купировать его. Так, процессы сжигания уменьшаются, меньше выделяется тепло и снижается газообмен. Одним из лучших разбавителей в этом случае является так же вода. Так же широко используется углекислота. Практика показывает, что большинство горючих материалов прекращают гореть при снижении концентрации в среднем до 15%.
  • Изоляторы. На сегодняшний день чаще всего в качестве изоляционных составов используется два вида пены: воздушно-механическая и химическая. При небольших возгораниях используются плотные ткани, войлок и прочее. И в этой группе средств эффективно показывает себя вода, которая создает на поверхности тонкий изолирующий слой.
  • Ингибиторы. Эти материалы обеспечивают прекращение цепной реакции сгорания. По меньшей мере, они обеспечивают ее торможение. Это эффективный метод, при небольших расходах, можно оперативно потушить серьезные возгорания. Но следует помнить о токсичности некоторых составов. Например, порошковые ингибиторы, которые подают из аэрозольных баллонов, не оседают на поверхности, а формируют облако. Преимущественно используются составы на основе фтора и брома.

Важно! Как видно из вышеизложенного, к какому бы виду не относилось огнетушащее вещество, поступая в очаг возгорания, они действуют не избирательно, а комплексно. Например, вода не только охлаждает, но и изолирует, и разбавляет.

Воздействие на пожар диоксидом углерода

Использование мобильных и стационарных средств

Существуют основные способы прекращения горения и дополнительные. Какие методы нужно применить, сколько и в каких объемах зависит от особенностей объекта, например одноэтажный дом или многоэтажное сооружение, типа горючих материалов и масштабов возгорания. Методические рекомендации разработаны различными нормативными актами и законодательными нормами. Основные положения начинают преподавать уже в школе, на занятиях БЖД. Важно не только правильно выбрать огнетушащие вещества, но и использовать адекватные средства пожаротушения. Они должны быть предусмотрены на всех объектах, особенно на взрывоопасных производствах и площадка, где материалы склонны к самовозгоранию. Перечень средств классифицируется на такие группы:

  • спецтехника;
  • подручный инструментарий, такой как огнетушитель;
  • автоматические системы с подключением к пункту охраны;
  • системы оповещения;
  • установки для тушения;
  • спасательные средства.

Галоидированные углеводороды

Принципиально все средства пожаротушения подразделяются на два типа:

  • Стационарные. Назначение установок определяется огнетушащим веществом. А его выбор зависит от специфики объекта. Установки различаются по принципу тушения, они бывают четырех типов: поверхностные, объемные, локально-поверхностные и локально-объемные. Оборудование рассчитано на локализацию пожара на ранней стадии возгорания. Установки могут приводиться в действие механически, автоматически и дистанционно. Оборудование состоит из трубопроводов, средств подачи составов, чувствительных приборов, запорной арматуры и модуля управления. Средства должны постоянно находиться в рабочем состоянии, то есть подлежат регулярным проверкам.
  • Мобильные. Это средства, которые перемещаются на пожар самостоятельно. Это автомобили, вертолеты, железнодорожные составы и водные суда. Их классификация определена в Техническом регламенте. Самый простейший вид данной техники – это мотопомпа. Она состоит из мотора и насоса, но использовать ее можно в самых различных целях: для подачи жидкости к огню, для орошения, для откачки воды из цокольных и подвальных этажей, для ирригации.

Огнетушащие вещества в лафетных установках

Лафетные установки для пожаротушения

Прекращение горения на пожаре эффективно реализуется с помощью лафетных установок. Это стационарные средства. Они проектируются уже на стадии разработки самого объекта. Лафетные установки высокоэффективны, но максимально требовательны к обеспечению коммуникациями. Проектируют системы, исходя из специфики объекта, материалов и огнетушащих веществ, которые планируется использовать. Есть установки общего назначения, существует оборудование специального назначения, например, для защиты коммуникаций посредством орошения водой.

Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества.

С точки зрения пожарной тактики, тушение пожара – это комплекс управленческих решений и оперативно-тактических действий, направленных на обеспечение безопасности людей, животных, спасение материальных ценностей и ликвидацию горения.

Процесс тушения пожара условно принято делить на два периода: первый – до наступления момента локализации, второй – после этого момента, т. е. когда пожар остановлен, ограничен в каких-то пределах.

Пожар считается локализованным, когда распространение огня прекращено, отсутствуют угроза жизни людям, животным и угроза взрыва, созданы условия для его ликвидации.

Условия и способы прекращения горения.

С уменьшением тепловыделения или с уменьшением теплоотдачи снижается температура и скорость горения. 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 будет уменьшаться и температура горения понизится. При определенной концентрации негорючего газа температура горения опустится ниже температуры потухания и горение прекратится.

Снизить температуру горения и прекратить горение можно как увеличением скорости теплоотвода, так и уменьшением скорости тепловыделения.

Этого можно достигнуть:

  • воздействием на поверхность горящих материалов охлаждающими ОТВ;
  • созданием в зоне горения или вокруг нее негорючей газовой или паровой среды;
  • созданием между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из ОТВ.

Схема прекращения горения

Способы прекращения горения

1. Охлаждение:

  • Сплошными струями воды;
  • Распыленными струями воды;
  • Перемешиванием горючих веществ.

2. Разбавление:

  • Струями тонкораспыленной воды;
  • Газоводяными струями;
  • Горючих жидкостей водой;
  • Негорючими парами и газами.

3. Изоляция:

  • Слоем пены;
  • Слоем продуктов взрыва ВВ;
  • Созданием разрыва в горючем веществе;
  • Слоем огнетушащего порошка;
  • Огнезащитными полосами.

4. Химическое торможение реакции:

  • Огнетушащим порошком;
  • Галоидопроизводным углеводородом.

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.

Огнетушащие вещества охлаждения

Вода – основное ОТВ 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. При испарении 1 л воды образуется 1 700 л пара, которым кислород вытесняется из зоны пожара. Вода, имея высокую теплоту парообразования , отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. Вода обладает высокой термической стойкостью; ее пары только при температуре выше 1 700 °С могут разлагаться на водород и кислород. В связи с этим тушение водой большинства твердых материалов (древесины, пластмасс, каучука и др.) безопасно, так как их температура горения не превышает 1 300 °С. Вода не вступает в реакцию почти со всеми твердыми горючими веществами, за исключением щелочных и щелочноземельных металлов (калия, натрия, кальция, магния и др.) и некоторых других веществ:

Вещество или материал Результат воздействия воды
Азид свинца Взрывается при увеличении влажности до 30 %
Алюминий, магний, цинк При горении разлагают воду на водород и кислород
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов Выделяют водород
Гремучая ртуть Взрывается от удара струи
Калий, кальций, натрий, рубидий, цезий металлические Реагируют с водой, выделяют водород
Карбиды алюминия, бария, кальция Разлагаются с выделением горючих газов
Карбиды щелочных металлов Взрываются
Кальций, натрий фосфористые Выделяют самовоспламеняющийся на воздухе фосфористый водород
Нитроглицерин Взрывается от удара струи
Селитра Попадание воды в расплав селитры вызывает сильный взрывообразный выброс и усиление горения
Серный ангидрид Взрывообразный выброс
Сесквихлорид Взрывается
Силаны Выделяют самовоспламеняющийся на воздухе гидрид кремния
Термит, электрон Разлагает воду на водород и кислород
Титан и его сплавы Разлагает воду на водород и кислород
Триэтилалюминий Разлагает воду на водород и кислород
Хлорсульфоновая кислота Взрывается

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. Чтобы избежать ненужных потерь, распыленную воду применяют в основном при сравнительно небольшой высоте пламени, когда можно подать ее между пламенем и нагретой поверхностью (например, при горении подшивки перекрытий, стен и перегородок, обрешетки крыши, волокнистых веществ, пыли, темных нефтепродуктов и др.).

Распыленные водяные струи применяют также для снижения температуры в помещениях, защиты от теплового излучения (водяные завесы), для охлаждения нагретых поверхностей строительных конструкций сооружений, установок а также для осаждения дыма. В зависимости от вида горящих материалов используют распыленную воду различной степени дисперсности. При тушении пожаров твердых материалов, смазочных масел применяют струи со средним диаметром капель около 1 мм; при тушении горящих спиртов, ацетона, метанола и некоторых других горючих жидкостей – распыленные струи, состоящие из капель диаметром 0,2–0,4 мм.

Сплошные струи используют при тушении наружных и открытых внутренних пожаров, когда необходимо подать большое количество воды на значительное расстояние или если воде необходимо придать ударную силу. (Например, при тушении газонефтяных фонтанов, открытых пожаров, а также пожаров в зданиях больших объемов, когда близко подойти к очагу горения невозможно; при охлаждении с большого расстояния соседних объектов, металлических конструкций, резервуаров, технологических аппаратов).

Сплошные струи нельзя применять там, где может быть мучная, угольная и другая пыль, а также при горении жидкостей в резервуарах. Для равномерного охлаждения площади горения сплошную струю воды перемещают с одного участка на другой. Когда с увлажненного горючего вещества сбито пламя и горение прекращено, струю переводят в другое место. Как ОТВ, вода плохо смачивает твердые материалы из-за высокого поверхностного натяжения (72,8–103 Дж/м2), что препятствует быстрому распределению ее 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. Оптимальное время смачивания 7–9 с. Применение растворов смачивателей позволяет уменьшить расход воды на 35–50 %, что обеспечивает ликвидацию горения одним и тем же объемом ОТВ на большей площади.

Твердый диоксид углерода (углекислота), как и вода, может быстро отнять теплоту от нагретого поверхностного слоя горящего вещества. При температуре −79 °С он представляет собой мелкокристаллическую массу плотностью 1,53 кг/м3. Такая масса образуется при переходе диоксида углерода из жидкой в газообразную фазу при быстром увеличении объема. Жидкий диоксид углерода в результате расширения переходит в твердое состояние и выбрасывается в виде хлопьев, похожих на снежные, с температурой −78,5 °С. Под влиянием теплоты, выделяющейся на пожаре, твердый диоксид углерода, минуя жидкую фазу, превращается в газ. При этом он является средством не только охлаждения, но и разбавления горящих веществ. Теплота испарения твердого диоксида углерода значительно меньше, чем воды – 0,57103 кДж/кг (136,9 ккал/кг), однако, из-за большой разницы температур твердого диоксида углерода и нагретой поверхности, поверхность охлаждается гораздо быстрее, чем при применении воды. Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением магния и его сплавов, металлического натрия и калия. Он неэлектропроводен и не взаимодействует с горючими веществами и материалами, поэтому его применяют при тушении электроустановок, двигателей и моторов, а также при пожарах в архивах, музеях, выставках и т.д. Подают твердый диоксид углерода из огнетушителей, передвижных и стационарных установок.

Огнетушащие вещества изоляции

К ОТВ, оказывающим изолирующее действие относятся пена, огнетушащие порошки, негорючие сыпучие вещества (песок, земля, флюсы, графит и др.), листовые материалы (войлочные, асбестовые, брезентовые покрывала, щиты). В некоторых случаях, например при тушении сероуглерода, в качестве изолирующего вещества может быть использована вода.

Пены

Пена – наиболее эффективное и широко применяемое ОТВ изолирующего действия, представляет собой коллоидную систему из жидких пузырьков, наполненных газом. Пленка пузырьков содержит раствор ПАВ в воде с различными стабилизирующими добавками. Пены подразделяются на воздушно-механическую и химическую. В настоящее время в практике пожаротушения в основном применяют воздушно-механическую пену (ВМП). Для ее получения используют различные пенообразователи. Воздушно-механическую пену получают смешением водных растворов пенообразователей с воздухом в пропорциях от 1÷3 до 1÷1 000 и более в специальных стволах (генераторах).

Изолирующее свойство пены – способность препятствовать испарению горючего вещества и прониканию через слой пены паров газов и различных излучений. Изолирующие свойства пены зависят от ее стойкости вязкости и дисперсности.

Низкократная и среднекратная воздушно-механическая пена на поверхности горючих жидкостей обладает изолирующей способностью в пределах 1,5–2,5 мин при толщине изолирующего слоя 0,1–1,0 м. Низкократными пенами тушат в основном горящие поверхности. Они хорошо удерживаются и растекаются по поверхности, препятствуют прорыву горючих паров, обладают значительным охлаждающим действием. Низкократную пену используют для тушения пожаров на складах древесины, так как ее можно подать струей значительной длины; кроме того, она хорошо проникает через неплотности и удерживается на поверхности, обладает высокими изолирующими и охлаждающими свойствами.

Высокократную пену, а также пену средней кратности применяют для объемного тушения, вытеснения дыма, изоляции отдельных объектов от действия теплоты и газовых потоков (в подвалах жилых и производственных зданий, в пустотах перекрытий, в сушильных камерах и вентиляционных системах и т. п.).

Пена средней кратности является основным средством тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и разлитых на открытой поверхности. Воздушно-механическую пену часто применяют в сочетании с огнетушащими порошковыми составами, нерастворимыми в воде. Огнетушащие порошковые составы высокоэффективны для ликвидации пламенного горения, но почти не охлаждают горящую поверхность. Пена компенсирует этот недостаток и дополнительно изолирует поверхность.

Пены – достаточно универсальное средство и используются для тушения жидких и твердых веществ, за исключением веществ, взаимодействующих с водой. Пены электропроводны и коррозируют металлы. Наиболее электропроводна и активна химическая пена. Воздушно-механическая пена менее электропроводна, чем химическая, однако, более электропроводна, чем вода, входящая в состав пены.

Классификация пенообразователей

Пенообразователи и пены различаются по химической природе поверхностно-активного вещества, способу образования, назначению, структуре.

По природе основного поверхностно-активного вещества пенообразователи делятся на:

  • протеиновые (белковые);
  • синтетические углеводородные;
  • фторсодержащие.

По способу образования пенообразователи делятся на:

  • 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 бывают:
  • низкой кратности и пеноэмульсии;
  • средней кратности;
  • высокой кратности.

Огнетушащие порошки

Порошки используются для тушения пожаров большинства классов. Порошками можно тушить любые известные на сегодняшний день вещества и материалы. Универсальным считается порошок для тушения пожаров классов А, В, С, Е. Порошки, предназначенные для тушения только пожаров классов В, С, Е или Д, называются специальными.

К отечественным огнетушащим порошкам общего назначения относят:

ПСБ-ЗМ для тушения пожаров классов В, С и электроустановок под напряжением (активная основа – бикарбонат натрия);

П2-АПМ для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением (активная основа — аммофос);

порошок огнетушащий ПИРАНТ-А для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением(активная основа – фосфаты и сульфат аммония);

порошок «Вексон-АВС» предназначен для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;

порошки «Феникс АВС-40» и «Феникс АВС-70» предназначены для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;

«Феникс АВС-70», являясь порошком повышенной эффективности, специально разработан для снаряжения автоматических модулей порошкового пожаротушения.

Примером огнетушащего порошка специального назначения является порошок ПХК, применяемый преимущественно Минатомэнерго для тушения пожаров классов В, С, Д и электроустановок. В последние годы в России сертифицированы зарубежные порошки, которые имеют более широкий диапазон эксплуатационных температур: от +85 до −60 °С. Изготовители рекомендуют их для тушения пожаров электроустановок с напряжением до 400 кВ.

Ликвидация горения порошковыми составами осуществляется на основе взаимодействия следующих факторов:

разбавление горючей среды газообразными продуктами разложения порошка или непосредственно порошковым облаком;

охлаждение зоны горения за счет затрат тепла на нагрев частиц порошка, их частичное испарение и разложение в пламени;

эффект огнепреграждения по аналогии с сетчатыми, гравийными и подобными огнепреградителями;

ингибирование химических реакций, обусловливающих развитие процесса горения, газообразными продуктами испарения и разложения порошков;

гетерогенный обрыв реакционных цепей на поверхности частиц порошка или твердых продуктов его разложения.

Огнетушащие вещества разбавления

Огнетушащие вещества 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, поддерживающий горение, или горючее вещество, поступающее в зону горения. Воздух избавляют 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.

К огнетушащим веществам разбавления относятся: диоксид углерода, азот, тонкораспыленная вода, водяной пар, хладоны и др. Огнетушащая концентрация – это объемная доля ОТВ в воздухе, прекращающая горение.

Наиболее распространенные средства разбавления – диоксид углерода, водяной пар, азот и тонкораспыленная вода, перегретая вода.

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

К нейтральным газам относятся инертные газы аргон, гелий, а также азот и двуокись углерода.

К химически активным, «хладонам» или «фреонам», относятся органические соединения с низкой теплотой испарения, в молекуле которых содержатся атомы галоидов, таких как бром или хлор.

Аэрозолеобразующие огнетушащие составы

Аэрозолеобразующие огнетушащие составы представляют собой твердотопливные или пиротехнические композиции. Их особенность в том, что они способны гореть без доступа воздуха. Образующиеся при горении газы состоят из высокодисперсных частиц, солей и окислов щелочных металлов, обладающих высокой огнетушащей способностью по отношению к углеводородному пламени.

Механизм действия огнетушащего аэрозоля во многом аналогичен механизму действия огнетушащих порошков на основе щелочных металлов. Более высокая его эффективность обусловлена большей дисперсностью частиц и некоторым снижением концентрации кислорода в защищаемом помещении.

Тушение аэрозолями осуществляется объемным способом и рекомендуется применять при пожарах класса А и класса В в помещениях с воздушной средой, атмосферном давлении и имеющих негерметичность помещения до 0,5 %. Применяется также для тушения электроустановок под напряжением до 1 000 В. Преимущественная область применения – моторные и багажные отсеки автомобилей, помещения с наличием легковоспламеняющихся веществ (в том числе, ЛВЖ и ГЖ), горючих газов, электрические установки, хранилища материальных ценностей.

Применение аэрозолей неэффективно для материалов, горение которых происходит в тлеющем режиме, или способных гореть без доступа воздуха, порошков металлов. Запрещается их применение в помещениях, которые не могут быть покинутыми людьми до начала применения аэрозолеобразующего состава.

В основе прекращения горения на пожаре лежат максимально оперативные предпринятые меры, которые смогут предотвратить материальный ущерб, а также сохранить здоровье и жизнь пострадавших. Прекращение горения при пожаре обеспечивается применением специальных огнетушащих средств и оборудования.

Факторы распространения

Перед тем как рассмотреть вопрос эффективного прекращения горения при пожаре стоит детально разобраться в природе самого возгорания и факторов, которые могут быть стимуляторами его развития.

Под пожаром понимается достаточно сложный химический процесс, который включает в себя непосредственно сам процесс горения какого-либо материала, а также такие явления, как газообмен и теплообмен.

Этот процесс, в зависимости от условий и наличия соответствующей среды, прогрессирует как во времени, так и по площади. Перечисленные факторы являются взаимосвязанными между собой и в комплексе позволяют быстро распространяться огню.

Условиями возникновения пожара можно отметить несколько факторов, а именно:

  • присутствие горючего материала или вещества;
  • попадание окисляющего вещества на площадь, где происходят соответствующие химические реакции;
  • выделение тепловой энергии, которая поддерживает сам процесс горения.

По общим правилам и стандартам к основным факторам, которые предопределяют теоретически возможное возникновение пожара можно отнести следующие условия:

  • общая (массовая) скорость сгорания горючих веществ или материала;
  • удельная пожарная нагрузка;
  • скорость распространения огня по линии расположения горючих материалов или веществ (линейная скорость);
  • показатель интенсивности и тепловыделения;
  • средний температурный режим пламени.

Стоит отметить, что территорию, на которой распространяется пожар, условно можно разделить на три основные категории – непосредственная зона горения, зона теплового влияния или воздействия и территория поражения продуктами горения (задымление).

Развитие пожара также разделяется на основные три этапа к которым относятся первоначальный, основной и заключительный. По статистике наиболее тяжелый ущерб для здоровья человека может иметь место на начальной стадии в промежуток времени от первой до шестой минуты.

Комплекс мер

При определении средств и сил, направленных на прекращение горения при пожарах, стоит принимать во внимание те окружающие условия и границы, за пределами которых дальнейшее развитие и существование возгорания будет невозможным.

К таким факторам стоит отнести предел распространения пламени по концентрации огня на конкретно взятой территории, а также возможные пределы температуры. При этом специалистами пожарных расчетов оценивается окружающая обстановка и местность с целью определения потенциально опасных в плане возгорания веществ, химических соединений и других материалов.

Принимая во внимание факторы развития любого возгорания, можно определить основное фундаментальное правило прекращения горения на пожаре. Речь идет о комплексе необходимых мер, которые направлены на существенное понижение температурного режима на площади возгорания до показателя, которые не позволяет в дальнейшем поддерживать химические реакции горения.

Достичь прекращения горения на сегодняшний день возможно четырьмя известными и эффективными способами, которые применяются в современной практике пожаротушения.

Такими способами являются:

  • понижение температуры веществ, которые принимают участие в химических реакциях возгорания;
  • изолирование горючих веществ и материалов из зоны возгорания;
  • осуществление разбавления горючих веществ до определенных концентрационных характеристик, которые не будут обеспечивать дальнейшее горение;
  • применение специальных химических веществ и комплекса мер по предотвращению распространения возгорания и последующего тушения площади.

Для прекращения горения при пожарах вышеуказанными способами применяются специальные средства (вода, пенное вещество, специальные порошки и т. п.) и оборудование.

Учитывая упомянутые способы тушения пожаров, современная практика пожаротушения классифицирует на подобные типы и средства. Ими являются вещества охлаждающего типа, средства разбавляющего типа, вещества оградительного или изолирующего типа, а также так называемые ингибиторы – химические соединения, основной целью которых является ускорение процесса тушения пожара за счет более сложных химических реакций. Способы прекращения горения зависят от комплекса применяемых мер и средств при тушении пожара.

При выборе способа и средств тушения пожара боевой расчет принимает во внимание такие факторы, как характер и условия динамики распространения возгорания, виды пожароопасных материалов или веществ, уровня безопасности и сложности при работах по обслуживанию техники и непосредственному тушению возгорания, количество доступного оборудования и сил в расчете.

От правильного применения конкретного средства пожаротушения, определения и изучения условий в зоне пожара, а также оперативности принятия необходимых решений зависит не только сохранность материальных ценностей, но и здоровье и жизни пострадавших людей и членов пожарного расчета.

Основные механизмы

Наиболее популярным охлаждающим пожаротушащим веществом является обычная вода. Ее уровень теплоемкости позволяет достаточно эффективно бороться с возгораниями различных типов, однако, существуют случаи, при которых тушение водой неуместно.

В качестве примера можно привести возгорания топлива или других химических веществ. Благодаря своим химическим свойствам вода достаточно успешно отбирает у горящего материала или вещества тепло, что препятствует дальнейшему развитию пожара.

Помимо воды в качестве теплоизолирующего вещества применяется диоксид углерода. Это вещество в твердом виде эффективно практически для всех возгораний, за исключением применения возгораний таких элементов как калий, натрий или магний.

Стоит учесть тот факт, что использование твердого диоксида углерода не предусматривает намокание материальных ценностей, а также это вещество не проводит электрический ток. Поэтому он успешно применяется при тушении возгораний на электрогенерирующих объектах, в офисных помещениях, архивах, музеях.

Механизм изоляции возгорания предусматривает использование специальной пены, которая в силу своей консистенции и химических особенностей успешно формирует так называемое ограждение, которое препятствует дальнейшему распространению огня.

Состав пены, которая используется в современных средствах пожаротушения, обеспечивает ее эффективность достаточно долгое время после размещения в зоне возгорания. Она стойкая к тепловому воздействию и воде.

Помимо пены в качестве оградительных средств при пожаре успешно используются и порошковые составы. При этом порошок преграждает доступ паров к зоне возгорания и пламя угасает.

Не менее популярен и механизм разбавления при тушении пожаров. Он предусматривает добавление в горящие смеси большого количества однородного вещества. При этом образуемая концентрация смеси не позволяет в дальнейшем развиваться огню.

При тушении пожаров в помещениях разбавление предусматривает уменьшение доли кислорода, который является составной частью горючей смеси и эффективно поддерживает горение.

Механизм тушения пожаров с использованием специальных химических веществ предусматривает использование принципа торможения возгорания при помощи вступающих в реакцию реагентов. Наиболее популярными химическими элементами, которые используются при химическом торможении горения, являются фтор и бром.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *