11.3 Поняття та загальні вимоги до вогнегасних речовин

Загасити пожежу з фізичної точки зору означає припинити процес горіння у всіх його видах, тобто створити в зоні горіння умови, що виключають можливість продовження процесу горіння в будь-якій формі. Згідно з тепловою теорією задача припинення горіння зводиться до зниження температури в зоні хімічної реакції до температури погасання шляхом порушення теплової рівноваги в зоні горіння. В свою чергу, порушення теплової рівноваги в зоні горіння можна здійснити або зниженням інтенсивності тепловиділення в зоні реакції нижче граничного значення, або підвищенням інтенсивності тепловідводу, або одночасним зниженням інтенсивності тепловиділення і підвищенням інтенсивності тепловідводу доки температура в зоні реакції не знизиться до температури погасання.

На практиці для припинення горіння використовують різні способи і засоби пожежегасіння.

Спосіб пожежегасіння – це тактичний прийом, що використовується для припинення горіння.

Засіб пожежегасіння – це речовини або пристрої, які використовуються для припинення горіння на пожежі.

По домінуючому механізму припинення горіння (зовнішньому впливу на горючу систему) можна виділити наступні прийоми гасіння:

1. Охолодження

1.1. охолодження зони горіння до температури менше, ніж температура погасання;

1.2. охолодження поверхні горючої речовини, що знаходиться в конденсованому стані, до температури менше за критичну (для рідини - температура спалаху, для ТГМ – температура піролізу).

2. Розбавлення

2.1. розбавлення зони горіння інертними розріджувачами;

2.2. розбавлення горючих речовин рідин негорючими (горючі рідини розбавляють водою або CCl₄).

3. Ізоляція

3.1. ізоляція горючої речовини від зони горіння;

3.2. ізоляція окислювача від зони горіння;

3.3. ізоляція зони горіння як джерела запалювання від горючої суміші (зрив полум’я).

4. Хімічне гальмування реакції горіння

Поняття способу пожежегасіння включає в себе не тільки механізм припинення горіння, але і тактичні особливості подачі вогнегасного складу в зону горіння. Розрізняють об’ємний і поверхневий спосіб гасіння.

При виникненні горіння в умовах обмеженого повітрообміну можна використати спосіб об'ємного гасіння, при якому вогнегасні засоби подаються всередину захищаємого об’єму і при цьому розбавляють горюче середовище або витісняють повітря з приміщення або апарату.

При гасінні пожежі на відкритій місцевості застосування вогнегасних засобів об'ємного гасіння малоефективне, отже в даному випадку використовують переважно поверхневий спосіб гасіння, коли вогнегасна речовина подається на поверхню горючої речовини. Це можливо лише в тому випадку, коли горюча речовина знаходиться в конденсованому стані.

Основними засобами гасіння пожеж є вогнегасні речовини.

Під вогнегасними речовинами розуміють такі речовини, які можуть безпосередньо впливати на процес горіння і створювати умови для його припинення, або попереджати процес виникнення горіння.

Речовин, які здатні впливати на процес горіння досить багато, але не кожна з них приймається на озброєння і використовується для гасіння пожеж. Вогнегасні речовини повинні відповідати певним вимогам, до яких можна віднести:

¨     висока вогнегасна ефективніІсть;

¨     екологічна безпека речовини і відсутність шкідливих побічних впливів при застосуванні як для людей, так і для технологічного обладнання;

¨     простота і зручність транспортування і подачі в осередок пожежі;

¨     можливість тривалого зберігання без зміни властивостей;

¨     доступність і відносна необмеженість запасів речовини;

¨     економічність (дешевизна).

Іноді вогнегасні речовини не відповідають всім вимогам, але великі переваги в деяких інших пунктах обумовлюють застосування цих речовин в практиці пожежегасіння. Наприклад, хладони, що інгібірують процес горіння, достатньо екологічно небезпечні (негативно впливають на озоновий шар Землі), але їх висока вогнегасна ефективність обумовлює їх подальше використання в системах пожежегасіння літаків, атомних станцій, ракетної техніки, об’єктів військової промисловості.

В пінному пожежегасінні досить широко використовують високоефективні плівкоутворюючі піноутворювачі, незважаючи на їх високу вартість.

В нашій країні найчастіше використовують для гасіння пожежі воду та різноманітні водні розчини завдяки тому, що ці засоби достатньо дешеві, мається необмежений запас і вони екологічно безпечні, незважаючи на їх невисоку ефективність гасіння.

Так протягом 2002 року на Україні основною вогнегасною речовиною залишалася вода, яка для гасіння пожеж використовувалася 47153 рази, що складає 97,5% від загальної кількості використання вогнегасних речовин. Піна використовувалися 758 раз, що складає 1,6%. Найменше використовується через дороговизну та вузьке застосування газові та газоаерозольні засоби гасіння (0,05%).

Серед первинних засобів пожежегасіння безперечним лідером є вода, що подавалася на гасіння підручними засобами – 14357 разів (83,1% від загальної кількості пожеж, які гасилися первинними засобами пожежегасіння), далі йдуть порошкові вогнегасники – 660 разів (3,8%), вуглекислотні вогнегасники – 353 разів (2,0%), пінні вогнегасники – 92 разів (0,5%), вогнегасники газоаерозольні – 23 разів (0,1%), вогнегасники хладонові – 7 разів (0,04%).

 

В основу класифікації вогнегасних засобів покладено декілька ознак.

За агрегатним станом всі вогнегасні засоби поділяють на

¨     газові (інертні газові розріджувачі, продукти вибуху, деякі хладони),

¨     рідкі (вода, водні розчини, водо-пінні засоби),

¨     тверді (вогнегасні порошки);

¨     газоаерозольні (аерозолеутворюючі склади).

За домінуючим впливом, який чинить вогнегасна речовина на горючу систему в процесі припиненні горіння, всі вогнегасні речовини можна розділити на чотири класи: вогнегасні речовини, що розбавляють, ізолюють, охолоджують і інгібірують.

Ізолюючі вогнегасні речовини у разі конденсованих горючих речовин ізолюють їх поверхню і запобігають утворенню небезпечних концентрацій горючої речовини в газовій фазі (знижують інтенсивність процесу переходу речовини в газову фазу).

Розбавляючі вогнегасні речовини при введенні в газову систему знижують концентрації компонентів горючої суміші, або при введенні в горючу рідину зменшують концентрацію горючої пари в зоні горіння.

Вогнегасні речовини, що інгібірують, різко підвищують енергію активації реакції окислення між компонентами горючої суміші.

Вогнегасні речовини, що охолоджують, знижують температуру зони горіння або охолоджують поверхню конденсованої речовини, при цьому знижують швидкість його випаровування або розкладання і тим самим запобігають утворенню горючої суміші.

При подачі практично будь яких вогнегасних засобів в зону горіння вони спричиняють комбіновану дію: охолоджують зону реакції горіння, розбавляють горючу суміш (зменшують концентрації горючої речовини і окислювача), частково проводять ізоляцію і в деяких випадках навіть безпосередньо впливають на швидкість хімічної реакції між компонентами, але при цьому одна з дій переважає над усіма іншими. Віднесення речовини до тих або інших вогнегасних засобів залежить від прийомів і способів його використання. Наприклад, діоксид вуглецю при подачі в твердому вигляді може охолоджувати, а при подачі у вигляді газу той же діоксид вуглецю виступає розріджувачем. Така речовина як вода при її подачі компактними струменями впливає на зону горіння як охолоджуючий вогнегасний засіб, при її подачі у вигляді пари або дрібно розпилених струменів виступає як розріджувач, а при створенні на поверхні горючого матеріалу водяної плівки і як ізолюючий вогнегасний засіб.

Вибір засобів і способів гасіння пожежі.

Вибір способу гасіння пожежі і вогнегасного засобу залежить від фізико-хімічних властивостей речовини, що горить, умов і особливостей розвитку горіння на пожежі при обов'язковому врахуванні ефективності використання вогнегасного засобу.

Передусім, потрібно врахувати, що забороняється застосовувати вогнегасні речовини, які можуть:

1. Бурхливо реагувати з горючими речовинами і підтримувати процес горіння. Наприклад, діоксид вуглецю підтримує процес горіння легких металів і з цієї причини не може бути використанні як вогнегасній засіб.

2. Реагувати з іншими речовинами з виділенням горючих продуктів реакції. Наприклад, вода при взаємодії з карбідами може реагувати з виділенням ацетилену, який в свою чергу є пожежо- та вибухонебезпечним газом. При попаданні води на азид свинцю відбувається його вибух.

3. Взаємодіяти з горючими речовинами з утворенням вибухонебезпечних продуктів реакції. Так забороняється застосування азоту при гасінні деяких металів тому, що внаслідок реакції утворяться азиди - вибухонебезпечні продукти.

Вибір засобів гасіння залежить від фізико-хімічних властивостей речовини, що горить, та режиму протікання горіння.

При гомогенному горінні можна використовувати всі типи вогнегасних речовин, і в цьому випадку потрібно орієнтуватися лише на вид самої горючої речовини. А при гетерогенному горінні, яке протікає на поверхні горючої речовини, потрібно застосовувати вогнегасні речовини, що ізолюють або охолоджують.

Визначальною умовою вибору вогнегасного засобу є клас пожежі.

При гасінні пожеж класу А прийнятні всі види вогнегасних речовин і всі способи припинення горіння, але найбільший ефект дає застосування такого методу як охолоджування зони горіння з використанням в якості вогнегасного засобу води та водних розчинів.

На пожежах класу В, коли горять горючі рідини, застосування компактних струменів води малоефективне через те, що вогнегасна речовина практично відразу занурюється під шар горючої рідини. Охолоджувати зону горіння іншими речовинами даного типу вогнегасних засобів при великих площах горіння важко чисто по технічних причинах. По цих причинах найбільш поширеним способом припинення горіння є ізоляція із застосуванням всіх видів піни. Далі, виходячи з частоти застосування в практиці гасіння, стоять хімічне гальмування реакції горіння і розбавлення концентрації компонентів в зоні реакції горіння.

Пожежі класу С згасити за способом ізоляції практично неможливо. Подача охолоджуючих засобів - води або діоксид вуглецю дає ефект тільки при великих витратах, що пояснюється малим часом контакту речовини із зоною горіння і складністю подачі. З цієї причини найбільш ефективними способами припинення горіння є розбавлення реагуючих компонентів струменями негорючих газових сумішей і інгібірування хімічної реакції різними складами.

При гасінні пожеж класу Д виходячи з особливостей горіння металів і металоорганічних сполук застосування вогнегасних засобів на основі води неприпустиме. Метали горять в атмосфері діоксид вуглецю і утворюють з азотом вибухонебезпечні нітросполуки, тому найбільш прийнятний спосіб припинення горіння – це ізоляція за допомогою вогнегасних порошків спеціального призначення.

Для гасіння пожежі класу Е (електроустановок під напругою) вода та водо-пінні засоби гасіння також непридатні, але по іншій причині - вони можуть провести струм. Розбавляти концентрацію горючих речовин також вельми важко. Отже, виходячи з цього, застосовується спосіб охолоджування але твердою вуглекислотою, або хімічне гальмування горіння інгібіторами, або зниження концентрації окислювача в закритому об’ємі за рахунок введення негорючих газів.

Клас пожежі	режим горіння	Вогнегасний засіб, що рекомендується
А	Гомогенне, гетерогенне	Всі види вогнегасних засобів, (найбільш ефективне використання охолоджуючих засобів)
В	Гомогенне	Всі види вогнегасних засобів, (найбільш ефективне використання вогнегасних пін)
С	Гомогенне	Всі види вогнегасних засобів, крім ізолюючих пін та порошків спеціального призначення (найбільш ефективне використання інгібіруючих вогнегасних речовин та компактні струмені води для відриву зони горіння)
D	Гомогенне, гетерогенне	Вогнегасні порошки спеціального призначення
Е	Гомогенне, гетерогенне	Розбавлюючі і інгібіруючі вогнегасні засоби

Висновок: від правильного вибору на пожежі вогнегасного засобу і способу припинення горіння залежить успіх гасіння пожежі загалом.