Для тушения чего предназначен диоксид углерода как разбавка огнетушащих веществ
Огнетушащие вещества разбавления
Огнетушащие вещества разбавления – это вещества, которые понижают концентрацию реагирующих веществ ниже пределов, необходимых для горения. Например инертные газы: аргон, азот; водяной пар, туман из тонкораспыленной воды, смеси газов с водой, а также дымовые газы.
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, трюках 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.
Подача тонкораспыленной воды на тушение
Огнетушащая концентрация – это объемная доля огнетушащих веществ в воздухе, прекращающая горение. Наиболее распространенные средства разбавления – диоксид углерода, водяной пар, азот и тонкораспыленная вода, перегретая вода.
Диоксид углерода
В газообразном состоянии примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха. При давлении примерно 4 МПа (40 атм) и температуре 0 °С диоксид сжижается, в таком виде его хранят в баллонах, огнетушителях и т. п. При переходе в газообразное состояние из 1 кг жидкого диоксида углерода образуется примерно 500 л газа. Диоксид углерода применяется для тушения пожаров на складах, аккумуляторных станциях, в сушильных печах, архивах, книгохранилищах, а также для тушения электрооборудования и электроустановок. Огнетушащая объемная доля диоксида углерода – 30 % в защищаемом помещении. Эффект тушения обусловлен тем, что диоксид углерода – инертное соединение, не поддерживающее горения большинства веществ.
Водяной пар
Как и инертные газы, применяют для тушения пожаров способом разбавления. Его огнетушащая объемная доля – 35 %. Наряду с разбавляющим действием, водяной пар оказывает охлаждающее воздействие и механически отрывает пламя. Тушение пожаров водяным паром эффективно в достаточно герметизированных (с ограниченным числом проемов) помещениях объемом до 500 м 3 (трюмах судов, сушильных и окрасочных камерах, насосных по перекачке, нефтеперерабатывающих установок и т. п.). Кроме тушения пожаров в стационарных установках, водяной пар можно использовать для наружного пожаротушения установок химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
В этом случае его подают по резиновым шлангам от стояков паровых линий. Диаметр капель тонкораспыленной (мелкодиспергированной ) воды меньше 1000 мкм. Для получения и подачи такой воды применяют специальные стволы-распылители и насосы, создающие давление 2–4 МПа (20–40 атм).
Поступая в зону горения, тонкораспыленная вода почти вся превращается в пар, разбавляя горючие вещества или участвующий в горении воздух. Эффект тушения зависит от равномерности распределения капель в потоке и плотности струи – чем больше плотность струи и ее размерность, тем выше эффект тушения.
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. Хладон – это общее название галогензамещенных углеводородов, причем для их обозначения применяют численное обозначение, характеризующее число и последовательность атомов углерода, фтора, хлора, брома, называемое хладоновым номером, например, СF3Вr обозначают числом 1301.
Огнетушащая способность хладона, как правило, тем выше, чем больше атомов брома, фтора и хлора в молекуле.
Первым из группы «хладонов» для тушения пожаров был применен четыреххлористый углерод, который использовался для заполнения ручных огнетушителей. Высокая токсичность этого вещества приводила к отравлению людей, поэтому дальнейшее его использование было запрещено.
Не менее токсичными оказались и хладон 1001 (метилбромид) и хладон 1011 (хлор-бромметан), которые также не нашли широкого применения.
Низкой токсичностью обладают соединения углерода с фтором и бромом в различных пропорциях. Наиболее широко применяется хладон 1301 (бромтрифторметан) и хладон 1211 (бромхлордифторметан), а также хладон 2402 (дибромтетрафторэтан).
В практике тушения пожаров используются СН3Вu, C2H5Br, СF3Вr и С2F4Вr2 и их смеси с СО2. Огнетушащие концентрации (объемные) химически активных ингибиторов в 5–10 раз ниже, чем у нейтральных газов. Это обусловлено, в первую очередь, высокой собственной мольной теплоемкостью и способностью их молекул разлагаться в пламени при невысоких температурах до 1000 К.
В результате часть тепла реакции горения будет расходоваться на разогрев молекул ингибитора, вторая часть поглотится в процессе распада ингибитора и лишь третья часть пойдет на разогрев собственно горючего и окислителя. При этом за счет ингибирования реакции часть горючего не будет участвовать в горении и этим снизится общее количество тепла, выделяющегося при горении. Для химически активных ингибиторов необходимо учитывать поглощение тепла, выделяющегося при горении.
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 1000 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.
Источник: учебник Пожарная тактика “Основы тушения пожаров”, В. В. Теребнев, А. В. Подгрушный, Москва 2012.
Углекислотный огнетушитель: что можно тушить, принцип работы
В баллоне углекислотного огнетушителя находится двуокись, ее еще называют диоксид углерода (CO2) в жидком виде. Вещество, посредством которого происходит тушение огня, пройдя часть огнетушителя называемую сопло, превращается в смесь газа, в составе которой присутствуют мелкие частички в виде кристаллов. Отличительная особенность, по которой можно узнать углекислотный огнетушитель (ОУ), расширяющийся к концу раструб.
Компоненты огнетушителя и способ его работы
Данный вид огнетушителей применяют для того чтобы погасить пламя, возникновение и распространение которого происходит при достаточном доступе кислорода. Для ликвидации возгорания предметов, способных гореть без наличия кислорода, такой вид средства погашения огня не подойдет.
Углекислотный огнетушитель имеет следующие составляющие:
Принцип работы ОУ для погашения возгорания состоит в создании охлажденным углекислым паром, не способным гореть, условий без доступа кислорода. Для большего эффекта предмет горения также охлаждается до температур, при которых горение невозможно. Основой действия является преобразование в газ и выталкивание CO2 из огнетушителя:
Происходящие процессы в ОУ
Активизация процесса внутри ОУ
Вещества в огнетушителе находится в жидком состоянии. Нажатие пускового механизма запускает процесс превращения имеющейся смеси в газ, включающий мельчайшие «снежные» кристаллы. На раструбе огнетушителя можно заметить появление инея.
Подача вещества для тушения огня
Двуокись углерода выталкивается под воздействием напора, возникшего за счет возрастания давления. Происходит расширение объема двуокиси в 400-500 раз.
Распределение вещества по месту возгорания через раструб
Подразделение углекислотных огнетушителей на разные виды зависит от:
Предназначение и сферы использования ОУ
Не все возгорания возможно потушить с помощью воды и порошка, так как существуют пожары с особенными параметрами. Например, при возгорании топлива или электрических приборов необходимо ограничить доступ кислорода. С этой задачей может справиться двуокись кислорода – основа углекислотных огнетушителей.
Ситуации, в которых лучше выбирать углекислотные огнетушители
Параметры влияния CO2 и его характеристика:
Объекты тушения ОУ
Определяющим фактором использования именно углекислотного огнетушителя является возгорание на основе поступления кислорода.
Показано применение данного вида огнетушителей при тушении пожаров следующих классов:
Запрет на тушение с помощью углекислотного огнетушителя
Для некоторых категорий объектов применение двуокиси для тушения запрещено. Противопоказания:
Углекислотные огнетушители, имеющие в своей конструкции металлический раструб, запрещено применять в процессе тушения объектов, находящихся под напряжением. Это обусловлено образованием угольной кислоты, которая обладает способностью проведения тока, при выходе вещества из баллона.
При ликвидации огня с помощью ОУ нельзя направлять раструб на объект с повышенной температурой, потому что из-за изменения температур возможно повреждение баллона, потеря герметичности и как следствие утечка взрывоопасных материалов.
Виды ОУ и их описание
Каждый вид ОУ обладает определенными характеристиками, на основе которых происходит отбор наиболее подходящих средств тушения. Одним из критериев отбора ОУ является помещение, в отношении которого будет применяться огнетушитель. Следующий критерий – размер центра пожара. Следует обращать внимание на пометки огнетушителя, в которых с помощью числа обозначен наибольший объем емкости, например, ОУ-15 рассчитан на 15 литров ОТВ. Буква «B» показателя огнетушащей способности обозначает класс пожара – «жидкие вещества».
Правила использования углекислотного огнетушителя
Схема использования ОУ такая же, как и других видов огнетушителей: направить сопло на огонь, активировать пусковой узел. Особое внимание обращается на особенные свойства раствора, а также потребность в усиленной технике безопасности.
Сверх этого должны учитываться характеристики раствора, оцениваться степень опасности.
Последовательность активации ОУ
Чтобы ОУ начал выполнять свою задачу, необходимо следовать такому алгоритму:
Техника безопасности
Используя углекислотный огнетушитель, важно выполнять требования техники безопасности, которые обусловлены свойствами происходящей химической реакции и характеристиками огнетушащего вещества:
При тушении пожара запрещается:
В связи с тем, что температура раструба понижается до 70 °C, не разрешается хвататься за него голыми руками. Для этого около сопла есть деревянная или пластиковая ручка. Для тушения необходимо занять позицию, которая позволит отойти от места возгорания на необходимое расстояние.
Ошибки при применении огнетушителя могут повлечь за собой следующие негативные результаты:
Слабые стороны углекислотных огнетушителей
Помимо достоинств ОУ имеет и некоторые недостатки:
Эксплуатация и уход
На каркасе ОУ обязательно должны быть наклейки, которые содержат информацию:
Основой использования ОУ является Госстандарт Р 51057-2001, Р 51017-2009:
Время перезарядки ОУ
Регулярность новой зарядки веществом определяется по определенным нормативным критериям:
Алгоритм полноценной перезаправки ОУ:
Если вытесненный газ превысил нормы ГОСТа, то требуется обновление заряда, дозаправка вне рамок срока. Указание на сроки перезарядки возможно найти в ППБ, на баллоне, в техдокументах на аппарат.
Срок годности ОУ
Просроченные аппараты использовать запрещается. Это касается и ОУ, которые не получили допуск. По нормативным документам максимальный срок годности составляет 15 лет. Условием сокращения срока службы ОУ является признание его негодным. Периоды перезаправки и сроки годности можно просмотреть не только в общих положениях ТБ при пожарах, но и в документах на огнетушитель. Ознакомление с рекомендациями изготовителей является обязательным, так как каждый вид ОУ обладает своими особенностями, которые необходимо учитывать при использовании.
Ежегодное техническое обслуживание ОУ
Обязательным условием безопасного пользования ОУ является проведение проверки качества заряда, давления и полного комплекса параметров. Такое отслеживание состояния аппарата осуществляется:
Кроме этого проверка механизмов проводится вместе при перезарядках вне плана, а также при необходимости дозаправки. Процедура проверки и сроки ее проведения описаны в нормативных документах под номером 9.13130.2009 (Разд. 4 и 6). Итоги проведенной работы отображаются в техническом паспорте.
Техническое обслуживание включает:
Техническое обслуживание производит предназначенная для этого станция или организация данного профиля, имеющая специальное оборудование. Интервал проведения проверок определяется требованиями пожарной безопасности. Данный процесс завершается документальным подтверждением пригодности устройства. На корпусе необходимо фиксировать вес баллона (как опустошенного, так и полностью заправленного).
Условия хранения ОУ
Чтобы аппарат был пригоден для тушения и сохранил все необходимые свойства, нужно создать определенные условия для хранения огнетушителя:
Огнетушители, основанные на диоксиде углерода, способны не только погасить пламя, но и препятствовать его распространению. Такие огнетушители хорошо справляются с поставленной задачей, не оставляя при этом неприятных пятен, разводов, потеков. Место возгорания сохранится в целости и сохранности. Замены потребуют лишь поврежденные объекты.
Огнетушащие вещества
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.
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.
В видео лектор рассказывает о хладонах (углеводородах с галоидами):
Классификация физическим свойствам
Здесь за основу берется агрегатное состояние основных огнетушащих веществ:
Кроме этого огнетушащие вещества делят по способности пропускать электрический ток. Понятно, что здесь два класса:
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:
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:
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:
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:
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.
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.
Для чего предназначены углекислотные огнетушители
Тем, кто выбирает углекислотный огнетушитель назначение агрегата разъяснять не приходится. СО2 обладает несколькими уникальными свойствами, позволяющими использовать устройство в ситуациях, где остальные вещества усугубят пожар.
Углекислотный огнетушитель
Огнетушители с диоксидом углерода – самый частый вариант использования газов в тушении возгораний. Вещество не так вредно, как хладоны, за счет более безопасной формулы.
Описание и назначение
ОУ – это огнетушитель, использующий сжиженную углекислоту в качестве огнетушащего состава. Химическая формула соединения – СО2. Несмотря на то что вещество является газом, из аппарата оно выходит в виде белых хлопьев.
Углекислота оказывает двойное действие на горящий материал. С одной стороны, она сильно понижает температуру очага возгорания; с другой – вытесняет кислород из зоны поражения, изолируя воспламенение.
Внешне ОУ ничем не отличается от остальных огнетушителей. Единственная его особенность – раструб для подачи вещества: выглядит как широкая насадка, используется для равномерного распределения сжиженного диоксида углерода по поверхности.
ОУ классифицируются в зависимости от своего веса и бывают следующих типов:
Область применения
Главная особенность углекислоты в том, что она не вредит имуществу. Поэтому диоксид углерода используют для ликвидации возгораний дорогого оборудования и ценных источников информации. Применение ОУ наиболее распространено в следующих местах:
Рационально применять ОУ и в жилых домах, так как СО2 не портит имущества. Часто небольшие аппараты используются в автомобилях – углекислотные огнетушители предназначены для тушения электроустановок напряжением до 1 000 В, что как раз соответствует работающей машине на полуавтомате.
Что можно тушить ОУ
Список того, что можно тушить углекислотным огнетушителем, довольно длинный. Огнетушащее вещество (ОТВ) носит универсальный характер и подходит для устранения пожаров трех категорий:
В соответствии со свойствами CO2 аппаратом можно потушить небольшое возгорание класса А, то есть горящие твердые материалы. Углекислота малоэффективна в отношении данных пожаров, но в то же время не вредит имуществу. Таким образом, диоксид углерода используют в банках, архивах и библиотеках с целью сохранности материалов.
Благодаря охлаждающим свойствам углекислота подходит для тушения взрывоопасных веществ (например, нефтепродуктов), а также материалов, горящих без доступа кислорода (торф). Диоксид углерода отлично снижает концентрацию продуктов горения в газовой среде, а за счет низкой электропроводности может быть использован для тушения электрооборудования.
Что нельзя
Остается всего две группы материалов, которые нельзя тушить углекислотным огнетушителем, причем одна из них с оговоркой.
Запрещается тушить пожары класса D (металлы) с помощью СО2. Натрий, калий, а также сплавы на основе магния и алюминия продолжат гореть несмотря на воздействие ОТВ. Причина такого эффекта – высокая температура внутри куска металла. Углекислота охлаждает только внешние грани.
Вторая группа веществ – электрооборудование (класс Е) напряжением более 1 000 В. В дополнение к этому устройства с металлическим раструбом не используются для тушения любых электроустановок.
Существует также негласное правило, в соответствии с которым нельзя тушить диоксидом углерода горящую одежду на человеке. Такие действия запрещены по причинам:
Маркировка
Углекислотные аппараты обозначаются по следующему принципу:
Таким образом, маркировка ОУ-7 на баллоне означает, что это углекислотное устройство с массой заряда в 7 килограммов.
Технические характеристики
Углекислотные аппараты обладают следующими параметрами:
Инструкция по эксплуатации
Применение углекислотного огнетушителя, его назначение и правила безопасности основаны на сложном устройстве аппарата. Структура включает в себя следующие элементы:
Порядок приведения в действие
Использование огнетушителя выглядит как последовательность шагов:
Баллон заряжен сжиженным газом СО2. Инертный газ в емкость не закачивают, так как углекислота испаряется, переходя в газообразное состояние.
Внутри баллона жидкий диоксид углерода находится под давлением аналогичного газообразного вещества. При этом выход сифонной трубки закрыт. При нажатии на пусковой рычаг открывается своеобразная «дыра» в баллоне, что провоцирует появление разницы давлений внутри емкости. Вещество поднимается по сифонной трубке и под напором переходит в шланг.
Как тушить огонь
Дополнительные рекомендации по работе с ОУ включают в себя пункты:
На заметку. У СО2 есть еще одно интересное свойство: чем выше температура окружающей среды, тем интенсивнее подача вещества. При затухании очага возгорания и понижении температуры интенсивность подачи падает.
Меры предосторожности
При использовании ОУ в помещениях нужно соблюдать технику безопасности:
Правила размещения на объектах
При хранении углекислотных огнетушителей следует учитывать несколько правил:
К местам размещения оборудования предъявляется несколько требований:
На объектах ОУ размещаются вблизи мест возможных возгораний, часто – на входе в пожароопасные помещения. На АЗС устройства располагают на улице или в тамбуре.
Нормативно-правовая база
Нормы по производству, использованию, тестам и утилизации ОУ собраны в следующих нормативных актах:
Штрафы за нарушения и ответственные
Штрафам подвержены только организации, в отношении физических лиц не предусмотрены санкции за неисправный огнетушитель.
Вся ответственность за соблюдение норм и их нарушение лежит на лице, отвечающем за пожарную безопасность. Этот человек на производстве осматривает огнетушители, списывает их и отвозит в специальные компании на перезарядку. При отсутствии такой должности ответственность за неисполнение требований лежит на управляющем объектом.
Сумма штрафа зависит от вида деятельности:
На устранение нарушений дается срок в 90 дней, на который работа организации приостанавливается.
Плюсы и минусы углекислотных устройств
К преимуществам аппаратов с СО2 можно отнести:
К недостаткам оборудования относят следующие качества:
Выводы
Углекислотные огнетушители уникальны в их назначении, устройстве и применении. Агрегат способен потушить почти все материалы. Главный минус устройства на СО2 – опасность вещества. Углекислота ядовита для человека, а также может вызвать обморожение. Именно поэтому использование огнетушителя сопровождается таким количеством правил безопасности.