Смачиватель для пожаротушения

Рецепт приготовления пенообразователя

Сравнительно небольшое количество образователя пены для пеногенераторов, используемого при частных строительных работах, можно приготовить самостоятельно.

Чтобы приготовить 1 м³ пенобетона понадобится:

1. Костный столярный клей в количестве 63 г. Его получают из отходов костей рыб и животных, рогов или кожевенной промышленности. Чаще всего клей выпускают в виде гранул, в состав которых входит цистеин, желатин и коллаген. Есть также формы выпуска в виде чешуек и порошков. Состав используют для склеивания материалов из дерева, изготовления ДСП.
2. Сода каустическая (едкий натр) — 16 г. Вещество представляет собой щелочь, которая хорошо растворяется в воде, не горит, активно реагирует с оловом, цинком, свинцом и алюминием, разрушает стекло, органические загрязнения и жиры. Используется в быту, садоводстве, при приготовлении моющих средств, в которые добавляют растительные или животные жиры и эфирные масла. При попадании на кожу нейтрализуется уксусом.
3. Сосновая канифоль — 60 г. Ее добывают из целлюлозы, талового масла или размельченной сосны. В состав вещества входит смоляная и жирные кислоты, нейтральные компоненты. Продукт не растворяется в воде. Используется в качестве припоя для уменьшения поверхностного натяжения. При соединении с органическими и минеральными веществами образуется мыло.

Синтетический пенообразователь для пенобетона (газобетона), изготавливаемого самостоятельно, используется редко и чаще всего приобретается в готовом виде.

Автономные станции пенного пожаротушения

Автономные станции – это блок-бокс, внутри которого размещено все необходимое оборудование, запас воды и пенообразователя. Станция может работать некоторое время без подключения к источникам питания. В оборудование входят пеносмеситель, баки, компрессор и газовые баллоны.

Блок можно подключить к действующей системе пожаротушения или использовать его только в экстренных случаях, когда действующая сеть с пожаром не справляется. Подключение станции проводится трубами или пожарными шлангами. Водозабор может производиться из любого источника (искусственного или естественного) за счет установленных в боксе насосов, или через пожарную водопроводную сеть.

Преимущества огнетушащей пены

Один из значительных плюсов – экономия ресурсов. Пенное пожаротушение не требует большого расхода воды.

Помимо этого, у него есть несколько преимуществ:

• объемное тушение, когда помещение можно заполнить от пола и до потолка, подавив возгорание внутри. При этом никакого вреда здоровью пожарным это не принесет. Цена ремонта после такого бедствия будет намного ниже, чем при тушении водой;
• ликвидация пожаров на больших площадях (например, при возгорании самолета топливо разливается на километры);
• смачивающие свойства лучше, чем у воды, так как отсутствует поверхностное натяжение. Это качество пены активно используется, в т. ч. и на мойках авто;
• благодаря способности растекаться и накрывать соседние участки, не требуется одновременное перекрытие всего зеркала горения;
• охлаждающие свойства сдерживают огонь;
• для раствора может использоваться вода любой степени жесткости.

Помимо этого, при возгорании вытекающих нефтепродуктов пена позволяет остановить натиск.

Сначала с ее помощью создается преграда, а затем сверху – защитный слой, который накроет горючую жидкость. Такое тушение пожаров получило название «послойное».

Транспортировка и хранение

По ГОСТу пенообразователи не включены в реестр опасных веществ, поэтому на них действуют обычные требования к перевозке.

На заводе перед погрузкой тара очищается, удаляются следы любых реактивов. Для расчета предела заполнения берется величина не более 95%, затем емкость герме-тично закрывается. На пломбе обязательно указываются: страна-производитель, дата выпуска, идентификатор партии, количество продукции, номер места и вес.

Перевозка подобных грузов проводится железнодорожными составами (в цистернах с универсальным механизмом слива, в крытых вагонах). Для транспортировки по автомобильным трассам пенообразователь загружается в бочки из металла или полимерного материала. Фторсодержащие вещества перевозят также в стеклянной таре.

Установка подогрева – главная особенность перевозки в зимнее время.

Если пенообразователь во время транспор-тировки замерзает, рекомендация по работе с таким раствором выглядит следующим образом:

1. Его отправляют в помещение с температурой 20-30 0С.
2. Оставляют размораживаться, не разбавляя.
3. Перемешивают и затем разгружают.

Действия можно проводить несколько раз, на заводские характеристики растворов это не влияет.

Стационарное хранение пенообразователя осуществляется в концентрированном виде. Его размещают в закрытые емкости с полимерным покрытием или в тару из нержавейки

Особенно важно соблюдать этот принцип с фторсодержащими веществами. Недопустимо хранить пенообразователи в обычных железобетонных емкостях без специального покрытия

Чтобы качества продукта оставались неизменными, нужно обеспечить температуру в помещении от 5 до 40ºС. Оптимальной считается около 20ºС. При соблюдении правил можно хранить пенообразователь довольно долгое время. Минимальный срок годности – 10 лет.

Чем тушат нефтепродукты

Пеной, произведенной из различных по составу смесей веществ, получивших общее понятийное название – пожарные пенообразователи. Почему они эффективней воды? Все объясняется просто:

• Легкие фракции нефти, другие органические вещества на основе углеводородов, производимые на промышленных предприятиях – спирты, масла, растворители и их смеси значительно легче воды.
• Во время пожара они горят на ее поверхности, растекаясь тонким слоем по максимально большой площади, чаще всего ограниченной лишь строительными конструкциями, технологическими емкостями, естественными преградами, а также объемом розлива нефтепродуктов.
• Пена, поданная на тушение очага пожара в отличие от воды, в силу своего низкого удельного веса и физических свойств не опускается, как вода, под слой горящей жидкой органики.
• Напротив, пена быстро растекается, распространяется по поверхности пылающих нефтепродуктов, прерывая контакт с кислородом воздуха, необходимым для продолжения процесса горения.

Общая классификация

Классификация систем дозирования пенообразователя

Подробнее о разных системах дозирования в отдельных постах:

• ;
• .

1.1 Установки предварительного смешивания

В классификацию входит установка пожаротушения предварительного смешивания. Ее особенность в том, что дозирования пенообразователя там происходит не во время пожаротушения. В такой установке в резервуарах хранится готовый раствор пенообразователя. Раствор приготовляется заранее, при наполнении этого резервуара, либо поставляется как готовая смесь от производителя пенообразователя. Это один из самых простых способов и потому он стал широко использоваться в больших стационарных установках пожаротушения после . После ратификации в 2011 году Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителей применять систему предварительного смешивания в стационарных установках стало экономически нецелесообразно по ряду причин:

• компоненты пенообразователей, применяющиеся ранее для таких установок запрещены;
• новые компоненты были биоразлагаемы а значит требовали либо замены примерно раз в полгода, либо специальных условий хранения;
• специальные условия хранения предполагают использование очищенной и обеззараженной воды, резервуаров для раствора должен быть изготовлен из нержавеющей стали сделать либо либо иметь внутренее полимерное покрытие. (п. 3.8. Рекомендаций «Порядок применения пенообразователей для тушения пожаров»). Это экономически нецелесообразно. Поэтому стали отдельно хранить воду и пенообразователь.

Тем не менее на некоторых старых предприятиях еще существуют установки пожаротушения. Некоторым из них более 40 лет. Эксплуатирующим их объектам не купить пенообразователь, который в них используется (он запрещен во всем мире) и как только раствор не пройдет ежегодную проверку качества потребуется реконструкция — предусматривать установку дозирования пенообразователя.

При этом сегодня предварительно готовым растворам заправляют устройства пожаротушения малого объема:  пенные огнетушители типа ОВЭ (огнетушитель воздушно-эмульсионный) или модули импульсного тушения (в них содержится вода со смачивателем или с пенообразователем).

Чтобы удешевить стационарные установки пенного пожаротушения эффективнее всего для воды предусматривать обычные резервуары, а для пенообразователя — изготовленные из нержавеющей стали, полимерных материалов либо с полимерным покрытием (например, гуммированные емкости).

1.2 Системы дозирования пенообразователя с хранением в отдельных емкостях

Любая система дозирования пенообразователя этого типа  состоит из следующих элементов:

• емкость (или несколько);
• дозатор;
• трубопроводы с запорной арматурой и насосами (при необходимости);
• контрольно-измерительные приборы.

Пример системы дозирования производства компании Matre Maskin AS

Дальнейшая классификация разделяется в зависимости от давления в емкости. Если давление избыточное, то на эту емкость по закону производитель обязан выпустить Обоснование безопасности для получения Свидетельства о соответствии Техническому регламенту Таможенного союза (ТР ТС 032/2013).

Классификация систем дозирования с хранением пенообразователя в отдельных емкостях

Для каждого типа емкостей (с гидростатическим или избыточным давлением) применимы разные виды дозаторов.

Классификация систем дозирования с емкостями под гидростатическим давлением

Классификация систем дозирования с емкостями под избыточным давлением

Эта тема очень большая, поскольку дозаторы существуют от очень простых (например, диафрагма, представляющая собой стальной лист с отверстием), до крайне сложных, включающих в себя насосы, сложные механические приборы и т.п.

Диафрагма для установки пенного пожаротушения. Фото с сайта https://www.pozhsnabnn.ru/

Система для электронного дозирования пенообразователя. Дозатором является совокупность насосов с частотными преобразователями, трубопроводов с расходомерами и запорно-регулирующей арматурой. Фото с сайта https://sa-biysk.ru/

Разные виды дозаторов имеют разную стоимость, рабочие характеристики, требования к установке и эксплуатации. Однако, это достаточно обширная тема, поэтому назначение, состав, область применения и особенности проектирования систем дозирования с разными дозаторами мы рассмотрим в следующих постах.

5.2. Определение кратности и устойчивости пены низкой и средней кратности

Кратность пены
характеризуется величиной, равной отношению” объема пены к объему раствора,
содержащегося в пене.

В зависимости от величины
кратности получаемую из пенообразователей пену подразделяют на:

пену низкой кратности (не
более 20);

пену средней кратности (от
20 до 200);

пену высокой кратности
(более 200).

За устойчивость пены
принимают ее способность к сохранению первоначальных свойств. Сущность метода
определения устойчивости пены заключается в установлении времени разрушения 50
% объема пены или времени выделения 50 % жидкой фазы.

5.2.1. Аппаратура
и материалы

Для определения используют
установку (черт. 1), в комплект которой входят:

Схема установки для
определения кратности и устойчивости пены

1 — пенный пожарный
ствол; 2 — рукав напорный; 3, 4 — патрубок с манометром; 5 — насос; 6 — рукав
всасывающий; 7, 8 — емкость; 9 — весы

Черт. 1

пенный пожарный ствол для
получения пены различной кратности: генератор пены средней кратности ГПС-100 с
распылителем (черт. 2), позволяющим обеспечить
расход раствора (1 ± 0,1) дм3/с при давлении перед распылителем (0,6
± 0,01) МПа (6 ± 0,1) кгс/см2) или ствол для пены низкой кратности
со сменными распылителями ()
позволяющими обеспечить расход раствора от 0,2 до 1,0 дм3/с при
давлении перед распылителем (0,6 ± 0,01) МПа (6 ± 0,1) кгс/см2);

насос водяной,
обеспечивающий производительность от 0,2 до 1,0 дм3/с при давлении
на выходе (0,6 ± 0,01) МПа ((6 ± 0,1) кгс/см2);

рукав пожарный напорный
длиной не более 2 м;

рукав пожарный всасывающий
по ГОСТ
5398 длиной 1,8 м;

емкость металлическая
вместимостью не менее 100 дм3;

емкость металлическая
вместимостью до 200 дм3 массой не более 12 кг;

весы по ГОСТ 23676 с
пределом взвешивания не менее 20 кг и погрешностью не более 0,05 кг;

манометр по ГОСТ 2406 с
верхним пределом измерении 1,0 МПа (10 кгс/см2) и ценой деления 0,04
МПа, (0,4 кгс/см2) установленный на выходе насоса на патрубке;

термометр по ГОСТ
28498 с диапазоном измерений от 0°С до 100°С и ценой деления 1°С;

цилиндр 1-2000 по ГОСТ
1770 с ценой деления 20 мл;

секундомер с пределом
измерений 60 мин и ценой деления 0,2 с;

вода питьевая по ГОСТ
2874 или по нормативно-технической документации на пенообразователь.

Генератор пены средней
кратности ГПС-100

Распылитель

1 — корпус; 2 — пакет
сеток; 3 — распылитель

Черт. 2

Пожарный ствол для пены
низкой кратности

1 — труба; 2 –
успокоитель; 3 — муфта; 4, 7 – штуцер; 5 — распылитель; 6 — смеситель; 8 —
переходник; 9 — головка напорная ГМ-50

Черт. 3

5.2.2. Подготовка к проведению испытаний

В емкости 7 () приготавливают 100 дм3
рабочего раствора испытуемого пенообразователя. Всасывающий рукав опускают в
приготовленный раствор и заполняют линию кратковременным включением насоса.
Проверяют работоспособность установки. Определяют массу пустой емкости 8.

Перед каждой серией
определений осуществляют контроль температуры рабочего раствора
пенообразователя (20 ± 2)°С.

5.2.3. Проведение испытаний

Условия окружающей среды,
при которой суммарная погрешность методики выполнения определений находится на
уровне заданной следующие: температура воздуха от 15 до 25°С, давление от 84 до
106,7 кПа, относительная влажность воздуха от 40 до 80 %.

Приготовленный рабочий
раствор подают под давлением (0,6 ± 0,01) МПа ((6 ± 0,1) кгс/см2) в
напорный рукав, на выхода которого установлен пенный пожарный ствол. После
получения устойчивой струи из генератора пены средней кратности (ГПС) наполняют
емкость для сбора пены и взвешивают ее. При этом должно быть равномерное
заполнение всего объема, не допуская образования пустот. Массу пены определяют
по разности веса заполненной и пустой емкости.

Для низкократной пены
емкость заполняют в течение 5-7 с. С помощью линейки с пределом измерения 100
см определяют высоту пены с погрешностью до 1 см и вычисляют объем низкократной
пены (V) в кубических сантиметрах по формуле

где Н — высота пены, см;

d — диаметр емкости для
сбора пены, см. Кратность пены (К) вычисляют по формуле

где V_п — объем
пены, дм3;

V_p
— объем раствора пенообразователя, дм3, численно равный массе пены,
кг.

Для определения устойчивости
пены средней кратности используют цилиндрическую емкость для сбора пены (h:d) =
1,5 вместимостью (200 ± 0,5) дм3, при этом значение кратности пены
должно быть не менее 50.

После равномерного
заполнения из ГПС емкости пеной фиксируют время разрушения 50 % объема пены.

5.2.4. Обработка результатов

За окончательный результат
принимают среднее арифметическое двух определений. Допустимое расхождение между
результатами повторных испытаний, полученных одним оператором при постоянных условиях
испытаний с доверительной вероятностью 0,95, не должно превышать 10 %.

Области использования и преимущества

Пена считается одним из самых действенных способов тушения огня. Но есть некоторые ограничения и об этом необходимо знать:

1. Так как пена – это водный раствор, то ее нельзя использовать для тушения возгорания на электрооборудовании, подключенном в электрическую сеть.
2. Ею не тушат горючие материалы.
3. Есть категория пены, которая не может применяться совместно с огнетушащими порошками.
4. Когда горят газы и криогенные жидкости, пена неэффективна.

Преимущества пенных концентратов заключается в следующем:

1. это самое эффективное средство пожаротушения при возникновении пожаров класса А и В;
2. благодаря этому средству происходит не только тушение пожара, но и охлаждение очага возгорания;
3. при помощи пены создается паровое препятствие, чтобы воспламенившиеся пары не вырвались за пределы охраняемого объекта. Например, поверхность цистерн покрывается такой пеной на случай, если произойдет возгорание рядом находящейся цистерны, огонь не перекинулся на соседнюю емкость;
4. благодаря пене быстро и качественно тушатся разлившиеся нефтепродукты. Оптимальный вариант – устранить течь нефтепродуктов посредством закрывающегося клапана. Если это невозможно, поток преграждается пеной, которая подается на место возгорания и создает защитную пленку на поверхности легковоспламеняющейся жидкости;
5. пенные устройства применяются для локализации огня в емкостях большого размера, в которых находятся воспламеняющиеся жидкости;
6. чтобы получилась пена, качество воды значение не имеет. Можно использовать жесткую, пресную или мягкую воду.

Характеристики

Пенообразователь для бетона может быть органическим или синтетическим. Синтетика, по сравнению с натуральным продуктом, имеет более низкую цену и применяется для производства изделий невысокого качества.

При использовании химии увеличивается время изготовления блоков. Прочность пенобетона будет ниже. Попытка улучшить качество приведет к подорожанию производства и снижению его рентабельности.

Некоторые пластификаторы вступают в реакцию с синтетикой, и поэтому выбор компонентов ограничен.

Цена за кг образователя пены варьируются от 70 р. и выше. Использовать синтетику можно как в схемах, основанных на баротехнологии, так и в классических вариантах с пеногенератором:

1. Баротехнология — процесс менее затратный, простой. Базовые компоненты искусственного камня — вода, цемент, песок или зола — вводятся в герметичный смеситель вместе с пенообразователем. Затем в емкости для смешивания повышается давление, при котором состав перемешивается. В процессе размешивания происходит насыщение раствора воздухом. Для ускорения и регулирования структурообразования возможно использование функциональных добавок.
2. Пеногенератор нужен для того, чтобы изготовить пену отдельно. Он представляет собой емкость, в которую заливается образователь пены. Состав из нее подается в камеру смешивания, где соединяется с воздухом от насоса или компрессора. Эмульсия через жиклер или сопло Лаваля поступает в пенопатрон, предназначенный для вспенивания исходного вещества. На выходе получается пена, качества которой меняются за счет регулировки вентилей подачи пенообразующей эмульсии и воздуха. Они ставятся перед камерой смешивания вместе запорными кранами.

Пенообразователи органические (белковые или протеиновые)

Относятся к более качественным добавкам. При их использовании получают бетон, полностью соответствующий ГОСТ 25485 — 89.

Органика имеет ряд достоинств:

1. Искусственный камень готовится быстрее.
2. После заполнения формы масса бетона более устойчива.
3. Состав блоков более натурален.
4. Можно делать бетон высокой плотности.

Натуральные образователи являются лучшим выбором, но стоят дороже. Поэтому многие производители стройматериалов предпочитают самостоятельное изготовление состава и производящих пену установок — пеногенераторов.

Промышленностью выпускаются разные виды органических образовательной пены.

Например, протеиновый состав «Эталон» представляет из себя темно-коричневую жидкость с плотностью при 20° С 1110 кг/м3. Состав застывает при -250°С, имеет водородный показатель рН около 7, не изменяет своих свойств при размораживании. Хранить его можно при температуре — 50°С…+ 40°С в оригинальной упаковке в течение 24 месяцев в месте, куда не попадают прямые солнечные лучи.

Техническая пена, которая получится при использовании «Эталона», будет иметь следующие характеристики:

• пенообразователи разводится от 1:60 до 1:40 в зависимости от нужной концентрации рабочего раствора;
• в качестве растворителя используется вода;
• пена при равномерной микропористой структуре имеют белый цвет;
• кратность — 7-50;
• из 1 кг образования пены получают 830 л пены при стойкости не менее 98%.

Правила обслуживания системы

Существуют определенные нормативы обслуживания системы пожаротушения, которые необходимо выполнять в точности и в соответствии с временными и техническими параметрами.

1. Два раза в год производится проверка работы пульта управления и всей электрической части. Для этого проводят пуск на холостом ходу при закрытой запорной арматуре. Делается это при помощи детекторного датчика, вносимого в схему, который подвергают нагреву.
2. Один раз в три месяца проверяется вся запорная арматура, водозаборное устройство и трубопроводы. Исследуются стыки на предмет образования течи, угол наклона проложенных труб. Так для трубы диаметром 50 мм угол наклона не должен быть больше 0,01 мм. Для трубы диаметром больше 50 мм – 0,05. Проверяется крепление трубопроводов к стойкам или другим несущим элементам. И исследуются все металлические плоскости на предмет окраски и появления очагов коррозии.
3. Раз в месяц проверяются насосы. Производится осмотр, чистка, проверяется техническое состояние, а также производят автоматическое переключение на холостом ходу к резервной линии водоснабжения.

Все действия заносятся в специальный журнал, который должен храниться у человека, отвечающего за работы пожарной охраны.

Типы пенообразователей

Пенообразующие вещества различаются между собой по сфере использования и кратности. От их характеристик зависит то, в каких случаях их применение будет наиболее эффективным.

В зависимости от сферы применения пенообразователь для пожаротушения может быть общего или целевого предназначения. Первый тип пенообразователя является универсальным и применяется при тушении обычных пожаров – при возгорании нефтепродуктов или использования в экстремальных условиях он малопригоден.

Тушение обычных пожаров пенообразователем

Более широкими функциональными возможностями владеет вещество целевого назначения, к которому относится, например, пенообразователь для пожаротушения авиационный. Он позволяет эффективно тушить пожар при горении нефти и горюче-смазочных материалов.

Тушение нефтепродуктов

Также его отличием является то, что с его применением можно генерировать пену, используя морскую соленую воду. В таком случае получается морозоустойчивая смесь, которая может применяться даже в условиях Севера.

Состав пенообразующего вещества

Различают несколько типов химических составов пенообразователей, в зависимости от чего они имеют те или иные особенности и могут применяться при тушении пожара на определенных объектах

Чтобы гарантировать высокую эффективность борьбы с огнем и не подвергать опасности людей и окружающую среду важно правильно выбирать пенообразователь. Ведь, например, пенообразователь для пожаротушения ПО 1 относится к биологически жестким веществам, которые запрещается сливать в сточные воды и в водоемы

Используется следующая классификация пенообразователей:

1. Синтетический – относится к одним из самых выгодных, с экономической точки зрения, растворов. Он производится на основе углерода и отличается высокой насыщенностью. Может применяться при тушении жилых объектов.
2. Фторсинтетический – это вещество используется для тушения пожара при горении нефти и продуктов ее переработки. Его применение позволяет обеспечить покрытие очагов горения химической пленкой, которая снижает активность процесса горения до его полной ликвидации.
3. Протеиновый – этот пенообразователь для пожаротушения состав имеет наиболее экологически чистый, который сформирован на основе растительных добавок. Используя это вещество можно получить стабильную густую пену.
4. Фторпротеиновый – он является пенообразователем целевого предназначения. Отличается это вещество самым высоким коэффициентом плотности среди аналогичных веществ. Отличительной особенностью этого пенообразователя является его минимальная коррозионная активность, снизить которую удалось благодаря использованию специальных присадок. Этот пенообразователь может применяться при генерировании пены с применением морской воды. Отличается высокой эффективностью при тушении чистой нефти и нефтепродуктов.

В зависимости от химического состава срок пригодности пенообразователя может составлять в пределах 3…15 лет. Наиболее большой срок хранения, на протяжении которого сохраняются оптимальные характеристики вещества, имеют фторсодержащие пенообразователи.

Заключение

Благодаря широкому спектру различных пенообразователей можно создавать высокоэффективные системы пожаротушения с применением пены разной концентрации

Важно правильно подобрать состав и тип пенообразователя, чтобы гарантировать и эффективное тушения огня и обеспечение чистоты окружающей среды