Классификация огнетушащих веществ, способов и приемов прекращения горения. Механизм прекращения горения. Основные способы прекращения горения веществ и материалов. Виды огнетушащих веществ по принципам прекращения горения Горение и способы его прекращения

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

Тема: «Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества ».
Вид занятия: классно-групповой.
Отводимое время:60 минут.
Цель занятия: закрепление и совершенствование знаний личного по теме
Литература, используемая при проведении занятия:
Учебник: «Пожарная тактика» В.В. Теребнёв, А.В. Подгрушный.

РАЗВЕРНУТЫЙ ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ.

1.ПОНЯТИЕ ПОЖАРА:

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления газо и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.
Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: скоростью выгорания, температурой и т.д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЖАРА:

Основные явления, сопровождающие пожар- это процессы горения, газо и теплообмена.

Основными условиями горения являются: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химических реакций и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горение на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени др.

Под пожарной нагрузкой понимают количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.

Расчетная пожарная нагрузка для зданий и сооружений или их частей учитывает влияние ряда факторов, характеризующих горючие вещества и материалы, геометрические размеры зданий или их частей.

Пожарную нагрузку и расчетную пожарную нагрузку допускается также определять в кг/м2.
Расчетная пожарная нагрузка характеризуется продолжительностью пожара (чем больше нагрузка, тем продолжительнее пожар).

Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении.
Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчете на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м2 с).

Массовая скорость выгорания зависит от агрегатного состояния горючего вещества или материала, начальной температуры и других условий.

Массовая скорость выгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей определяется интенсивностью их испарения.
Массовая скорость выгорания твердых веществ зависит от вида горючего, его размеров величины свободной поверхности и ориентации по отношению к месту горения; температуры пожара и интенсивности газообмена.

Линейная скорость распространения горения представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени.
Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.

Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла на пожаре. Это величина равная по значению теплу, выделяющемуся на пожаре за единицу времени.
Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания.

При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества.
Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения.

Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым- это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Под дымообразованием на пожаре принимают количество дыма, м3/с, выделяемого со всей площади пожара.

Газовый обмен на пожаре – это движение газообразных масс, вызванное выделением тепла при горении.
При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха и поднимаются вверх.

Одним из главных процессов, происходящих на пожаре, являются процессы теплообмена. Выделяющееся тепло при горении, во-первых, усложняет обстановку на пожаре, во-вторых, является одной из причин развития пожара. Кроме того, нагрев продуктов горения вызывает движение газовых потоков и все вытекающие из этого последствия (задымление помещений и территории, расположенных около зоны горения и др.).
Сколько тепла выделяется в зоне химической реакции горения, столько его и отводится от неё.

Тепло, передаваемое во внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т.д.

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяются на три зоны: горения, теплового воздействия и зона задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени.
Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным).

В процессе развития пожара различают три стадии: начальную, основную (развитую) и конечную.
Эти стадии характерны для всех пожаров независимо оттого, где произошел пожар: на открытом пространстве или в помещении.

Начальной стадии соответствует развитие пожара от источника зажигания до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем.
На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижение плотности газов в нём.
Горение поддерживается кислородом воздуха, находящимся в помещении, концентрация которого постепенно снижается.

Если помещение достаточно изолировано от окружающей среды, то развитие горения в нем может замедлиться или прекратиться вообще.

В зависимости от объема помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная стадия пожара продолжается 5-40 мин. (иногда и до нескольких часов).
Однако опасные для человека условия возникают уже через 1-6 мин.

Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума.
На этой стадии сгорает 80-90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяется во времени незначительно.
На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха.

ГАЗООБМЕН НА ПОЖАРЕ:

Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным оперативно-тактическим действием, выполняемым с целью создания условий, способствующих успешному тушению пожара и проведению спасательных работ.

Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав должен знать способы управления газовыми потоками на пожаре.

Первым можно назвать усиление естественного воздухообмена в здании, что можно достичь изменением площадей приточных и вытяжных проёмов, т.е. открывая или закрывая существующие в здании окна, двери, проделывая отверстия в ограждающих конструкциях.

Однако не следует забывать, что площади приточных и вытяжных проёмов в помещении должны находиться в определенном отношении.
Рекомендуется, чтобы площадь вытяжных отверстий была больше площади приточных.

В боевой обстановке это достигается путем вскрытия или перекрытия соответствующих проёмов, вскрытия дополнительных отверстий в ограждающих конструкциях помещения.

Вторым способом является применение принудительной вентиляции с использованием пожарных дымососов (вентиляторов).
Применение передвижных дымососов возможно в различных вариантах на пожарах: на нагнетание свежего воздуха в горящее помещение; на удаление продуктов сгорания из горящего помещения; комбинированное использование дымососов, т.е. использование части из них на нагнетание воздуха, а части - на удаление дыма из него.

Третий способ заключается в применении личным составом соответствующих огнетушащих веществ. Например, изменение направления движения газообразных масс при пожарах в помещениях можно достигнуть путём создания преград для распространения дыма из воздушно-механической пены средней и высокой кратности. Пена эффективно применяется и для вытеснения дыма из помещения.

ПРЕКРАЩЕНИЕ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ:

Для рассмотрения вопросов о прекращении горения на пожарах, большое внимание заслуживают параметры и условия, за границами которых горение не может протекать. Прежде всего, сюда следует отнести: концентрационные пределы распространения пламени, температурные пределы и ряд других параметров.
Процессы горения не могут протекать вне значений указанных параметров, т.е. процессы горения либо не возникают, а если они существовали, то прекратятся.
На основе этих параметров можно сформулировать основные направления и способы прекращения горения:

Основой является снижение температуры зоны горения до значений ниже температуры потухания.

Достигнуть этого можно на основе четырех известных принципов прекращения горения:

Охлаждения реагирующих веществ;
-изоляцией реагирующих веществ от зоны горения;
-разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций или концентраций, не поддерживающих горение;
-химического торможения реакции горения.

Для этих целей применяются различные огнетушащие вещества.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОГНЕТУШАЩИХ ВЕЩЕСТВ, СПОСОБОВ И ПРИЁМОВ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:

Под огнетушащими веществами понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена, порошки и др.). Огнетушащих веществ в природе много, но не все они принимаются на вооружение пожарных подразделений, а лишь те, которые отвечают определенным требованиям.

Они должны:

Обладать высоким эффектом тушения при сравнительно малом расходе;
-быть доступными, дешёвыми и простыми в применении;
-не оказывать вредного воздействия при их применении на людей и материалы, быть экологически чистыми.

По основному признаку прекращения горения огнетушащие вещества подразделяются на:
-охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.)
-разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонкораспыленная вода т.п.)
-изолирующего действия (воздушно-механическая пена различной кратности, сыпучие негорючие материалы и пр.)
-ингибирующего действия (бромистый метилен, бромистый этил, тетрафтор-дибромэтан и др.)

Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности, направленных на создание условий прекращения горения, называется способом прекращения горения.

Приёмы тушения – это те составные части способа прекращения горения, которые могут изменяться в процессе действия пожарных подразделений при изменении обстановки на пожаре, могут изменяться и способы.

Применение того или иного способа и приёма прекращения горения, огнетушащего вещества зависит от:
- условий и характера развития пожара;
- свойств и состояния горючих материалов;
- трудоемкости и безопасности выполняемой работы личным составом;
- наличие у руководителя тушения пожара сил и средств;
- боеготовности пожарных подразделений и др.
Всё это направлено на наименьшие убытки и затраты.

МЕХАНИЗМ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:

Охлаждающие огнетушащие вещества.
Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие теплоёмкостью.
Для большинства горючих материалов применяется вода.
Попадая в зону горения, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество тепла.
Однако металлические магний, цинк алюминий, титан и его сплавы, при горении создают при горении температуру, превышающую термическую стойкость воды.
Тушение их водой не допустимо.
Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции.
Это свойство в сочетании с предыдущими позволяет использовать её не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения. Малая вязкость и несжимаемость вод позволяет подавать её по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

Вода имеет относительно большую плотность, что ограничивает, а иногда исключает её применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.

Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию.
Исключение составляют щелочные щелочно-земельные металлы, при взаимодействии которых выделяется водород. Их тушить водой нельзя.

Для охлаждения отдельных видов горючих материалов кроме воды применяется твердый диоксид углерода.
Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением металлического натрия и калия, магния и его сплавов.
Он не электропроводен и не смачивает горючие вещества.
Поэтому применяется для тушения электроустановок под напряжением, двигателей, а также при пожарах в архивах, музеях, библиотеках, на выставках и т.д.

Изолирующие огнетушащие вещества.

Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих и материалов -распространенный способ тушения пожаров. При его реализации применяются самые разнообразные огнетушащие средства, способные на некоторое время изолировать доступ в зону горения либо кислорода, либо горючих паров или газов.

В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли:

Жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.)
Газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т.д.)
Сыпучие негорючие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т.д.)
Твердые тканевые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).

Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая.
Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе или пеногенераторе.
Различают ВМП низкой, средней и высокой кратности.
Кратность зависит от конструкций ствола (генератора).

Основное огнетушащее свойство пен - изолирующая способность.
Пена изолирует зону горения от горючих паров и газов, а также горящую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции.

Другое свойство пены, представляющее интерес – стойкость, т.е. способность какое-то время сохраняться, не разрушаясь.

Специфические свойства воздушно-механической пены (ВМП) средней и высокой кратности:
-хорошо проникает в помещения, свободно преодолевает повороты и подъёмы;
-заполняет объёмы помещений, вытесняет нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижает температуру в помещении в целом, а также строительных конструкций и т.п.;
-прекращает пламенное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается;
создает условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания.

На основании этих свойств данные виды пены (особенно средней кратности) нашли применение при объёмном тушении в помещениях зданий, трюмах судов, в кабельных тоннелях и на других объектах.
Пена является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой поверхности.

В настоящее время для тушения все более широкое применение находят огнетушащие порошковые составы.

Механизм прекращения горения порошками заключается в основном в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т.е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции.

Разбавляющие огнетушащие вещества.

Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ, применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентрации, не поддерживающей горение.
Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или горящее вещество, либо в воздух, поступающий в зону горения.
В качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли: диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной пар, и распыленная вода.
Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в понижении объемной доли кислорода.

Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п.
Однако им категорически запрещено тушение щелочных щелочно-земельных металлов.
Азот, главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция.
Для тушения магния, лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот.
Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага).

Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проёмов, объёмом до 500 м3 Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) – для получения её применяют насосы и специальные стволы-распылители.
Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Применение тонкораспыленной воды очень эффективно.

Огнетушащие вещества химического торможения.

Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуя с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения.

Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим требованиям:
-иметь низкую температуру кипения, чтобы при малых температурах разлагаться, легко переходить в парообразное состояние;
-иметь низкую термическую стойкость, т.е. при малых температурах разлагаться на составляющие их атомы и радикалы;
-продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами.

Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора.
Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.

Самым распространенным средством при тушении пожара является вода. Попадая на горящий материал, она охлаждает его, образуется пар, который препятствует притоку кислорода к очагу горения. Воду не применяют при тушении горючих жидкостей, удельный вес которых меньше, чем у нее, так как они, всплывая и растекаясь по поверхности, увеличивают площадь пожара. Нельзя использовать воду для тушения веществ, вступающих с ней в бурную химическую реакцию (металлический натрий, калий, магний, карбид кальция и т.д.), а также необесточенных электропроводов и приборов.

Песок, покрывая горящую поверхность, прекращает доступ к ней кислорода, препятствует выделению горючих газов и понижает температуру горящего предмета. Сырой песок обладает токопроводящими свойствами и поэтому его нельзя использовать при тушении предметов, находящихся под электрическим напряжением. Песок не должен содержать посторонних горючих примесей.

К подручным средствам пожаротушения также относятся асбестовые и грубошерстные покрывала, которыми накрывают небольшие очаги пожара, чтобы прекратить к ним доступ воздуха.

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

1) изоляция очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими газами концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение;

2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;

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

4) механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа и воды;

5) создание условий огнепреграждения, т.е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

Огнетушащая способность воды обуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е. срывом пламени. Охлаждающее действие воды определяется значительными величинами ее теплоемкости и теплоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем воздухе, обуславливается тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды. Наряду с этим вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Так, при тушении водой нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении. Огнетушащий эффект при тушении водой в таких случаях может быть повышен путем подачи ее в распыленном состоянии. Вода, содержащая различные соли и поданная компактной струей, обладает значительной электропроводностью, и поэтому ее нельзя применять для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением. Тушение пожаров водой производят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами (ручными и лафетными). Для подачи воды в эти установки используют устраиваемые на промышленных предприятиях и в населенных пунктах водопроводы. Воду при пожаре используют на наружное и внутреннее пожаротушение. Расход воды на наружное пожаротушение принимают в соответствии со строительными нормами и правилами. Расход воды на пожаротушение зависит от категории пожарной опасности предприятия, степени огнестойкости строительных конструкций здания, объема производственного помещения. Одним из основных условий, которым должны удовлетворять наружные водопроводы, является обеспечение постоянного давления в водопроводной сети, поддерживаемого постоянно действующими насосами, водонапорной башней или пневматической установкой. Это давление часто определяют из условия работы внутренних пожарных кранов. Для того, чтобы обеспечить тушение пожара в начальной стадии его возникновения, в большинстве производственных и общественных зданий на внутренней водопроводной сети устраивают внутренние пожарные краны.

Основными задачами при тушении пожаров являются защита жизни и здоровья людей, сохранение материальных ценностей от повреждений и ликвидация пожара.

Виды пожаров определяют собой целесообразные способы их тушения. Так тушение большинства пожаров в зданиях и сооружениях осуществляется с применением огнетушащих средств. В то же время тушение открытых по­жаров на больших площадях (лесных, степных) осуществляется с широким использованием полос, опашки, а огнетушащие составы в этих слу­чаях применяются ограниченно.

1. Принципы прекращения горения.

Прекращение горения осуществляется на основе следующих принципов:

Охлаждение реагирующих веществ,

Изоляция реагирующих веществ,

Разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций,

Химическое торможение реакции горения.

Охлаждение участвующих в горении веществ ведет к снижению актив­ности процессов, протекающих при горении, а затем и к их прекращению. В тепловой теории тушения пламени условно принято, что температурой потухания для большинства углеводородных горючих веществ и материалов является температура в 1000 o С.

Изоляция реагирующих веществ при горении основана на создании между зоной горения и горючим материалом или окислителем изолирующего слоя, что ведет к прекращению горения.

Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ в паро­газовую среду вводят вещества, которые способны разбавлять горючие пары или газы до негорючих концентраций или снизить содержание кислорода воздуха до концентраций, не поддерживающих горение (обычно ниже 14-16%). Наибольшее распространение этот принцип получил при тушении пожаров в относительно замкнутых помещениях и установках. При опреде­ленной концентрации реагирующих веществ температура газовой среды в помещении снижается и становится меньше температуры затухания. Горение прекращается.

Огнетушащие вещества химического торможения, подаваемые в горящее помещение или в зону горения, взаимодействуя с горящей средой образуют с ней либо негорючие, либо менее химически активные соединения. Наибо­лее широкое применение нашли соединения брома и фтора. Однако они час­то не отвечают требованиям нетоксичности.

На практике рассмотренные принципы прекращения горения обычно ре­ализуются комплексно.

1. Периоды тушения пожаров.

В тушении пожара можно условно выделить периоды локализации и ликвидации пожара.

Пожар считается локализованным, когда нет угрозы людям и живот­ным, угрозы взрывов и обрушений, развитие пожара ограничено и обеспе­чена возможность его ликвидации имеющимися силами и средствами.

Пожар считается ликвидированным, когда горение прекращено и обес­печено предотвращение возобновления горения.

1. Огнетушащие вещества.

1. Классификация.

Огнетушащие вещества разделяются по агрегатному состоянию (жид­кие, пенные, порошковые составы, газы) и по реализуемому принципу прекращения горения (четыре рассмотренных выше принципа прекращения горения - охлаждение, изоляция, разбавление, химическое торможение).

Наиболее широкое применение нашли огнетушащие составы, преоблада­ющими принципами действия которых являются охлаждение горящих веществ и изоляция реагирующих веществ от зоны горения.

Огнетушащие вещества должны: обладать высокой эффективностью ту­шения при малом их расходе, быть доступными, дешевыми и простыми в применении, не оказывать вредного воздействия на окружающую среду. Вещества, обладающие указанными свойствами считаются универсальными.

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:

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.

Внимание!!! Если документ не открылся, обновите страницу, возможно несколько раз. Для удобного чтения разверните документ кликнув на иконку в правом верхнем углу.