Какое влияние оказывают нефтепродукты на свойства пенообразователя

Применение пены в качестве огнетушащего средства произвело фурор в области пожаротушения, а в частности при тушении легковоспламеняемых и горючих жидкостей. Хотя первые попытки внедрить А.Г. Лораном, этот вид огнетушащего средства не увенчались успехом, со временем, все поняли, на сколько эффективнее это средство по сравнению с другими.

Что такое пожарная пена

Если объяснять понятным языком то пожарная пена – это, по сути, обычные «мыльные» пузыри, которые получаются из специального пожарного пенообразователя при его разбавлении водой и последующем прохождении через пеногенераторы.

Тушение пожаров пеной

Как Вам уже стало понятно, основной составляющей пожарной пены является пожарный пенообразователь, который за счет поверхностно-активных веществ (ПАВ) имеет способность пениться в значительном количестве при малой концентрации.

ПАВ – за частую, являют собой органические или синтетические белковые соединения которые растворяются в воде.

Классификация

В связи с разнообразностью легковоспламеняющихся и горючих жидкостей возникла необходимость разработки и усовершенствования пожарного пенообразователя для разнообразных целей пожаротушения.

Таким образом на сегодняшний день пенообразователи и пены классифицируются по назначению, структуре по химической природе поверхностно-активного вещества и по способу образования:

по природе основного поверхностно-активного вещества:

протеиновые (белковые);
синтетические углеводородные;
фторсодержащие.

по способу образования:

химические (конденсационные);
воздушно-механические;
барботажные;
струйные.

по назначению:

общего назначения;
целевого назначения;
пленкообразующие.

по структуре:

высокодисперсные;
грубодисперсные;

по кратности:

низкократные, пеноэмульсии;
средней кратности;
высокократные.

Характеристика

ПО-1	Водный раствор нейтрализованного керосинового контакта 84±3%, костный клей для стойкости пены 5 ± 1 % синтетический этиловый спирт или концентрированный этиленгликоль 11 ± 1 %. Температура замерзания не превышает -8 °С. Является основным пенообразующим средством для получения воздушно-механической пены любой кратности. При тушении нефтей и нефтепродуктов концентрация водного раствора ПО-1 принимается 6%. При тушении других веществ и материалов используют растворы с концентрацией 2 – 6 %.
ПО-3А	Водный раствор смеси натриевых солей вторичных алкилсульфатов. Содержит 26±1 % активного вещества. Температура замерзания не выше – 3°С. При применении разбавляют водой в пропорции 1 : 1 с использованием дозирующей аппаратуры, рассчитанной на пенообразователь ПО-1. Для получения пены применяют водный раствор с концентрацией 4 – 6 %.
ПО-6К	Изготовляют из кислого гудрона при сульфировании гидроочищенного керосина. Содержит 32 % активного вещества. Температура замерзания не выше -3°С. Для получения пены при тушении нефтепродуктов используют водный раствор с концентрацией 6 %. В других случаях концентрация водного раствора может быть меньше.
«Сампо»	Состоит из синтетического поверхностно-активного вещества (20%), стабилизатора (15%), антифризной добавки (10%) и вещества, снижающего коррозионное действие состава (0,1 %). Температура застывания – 10°С. Для получения пены используют водный раствор с концентрацией 6 %. Применяют при тушении нефти, неполярных нефтепродуктов, резинотехнических изделий древесины, волокнистых материалов, в стационарны системах пожаротушения и для защиты технологических установок.

Влияние состава пенообразователя на свойства пены

Основные показатели, которые необходимо учитывать пожарным во время пожаротушения являются: назначение пенообразователя (общее, целевое или пленкообразующее) и кратность.

Направленность и назначение

Пенообразователи целевого назначения способны вырабатывать пену, которая хорошо сохраняется на поверхности очага возгорания (бензина, нефти), то есть, может длительное время не разрушаться на открытом воздухе. Такие свойства пожарной пены создаются за счет того, что в состав пенообразователя входят несколько компонентов.

Также пенообразователи целевого назначения необходимы для тушения легковоспламеняющихся органических жидкостей растворимых в воде, например, спирта. За счет введение в состав пенообразователя некоторых полимеров, которые в свою очередь в последствие отделяют спирт от пены толстой полимерной пленкой.

К пенообразователям целевого назначения также можно отнести морозоустойчивые пенообразователи, соответственно они используются в регионах или климатических условиях с постоянно низкими температурами.

Универсальные и многоцелевые пенообразователи говорят сами за себя. По этому этот вид пенообразователя самый распространенные среди пожарных.

Пленкообразующие пенообразователи это особый вид пенообразователя который применяют при тушении возгораний углеводородного топлива (авиационное топливо, горючие газы и др.), а также во время подслойного тушения пожаров в резервуарах. За счет образования пленки на поверхности горючего он предотвращает повторное воспламенение.

Следующая важная характеристика пожарной пены это ее кратность.

Кратностью пены (К) называется отношение объема пены (Vп) к объему жидкости в пене (Vж ):

К= Vп / Vж

Так как пена это пузыри надутые воздухом, что является неустойчивой дисперсной системой, в которой, с момента образования, начинает протекать процесс переноса воздуха от пузырька к пузырьку в результате общее количество пузырьков и объем пены уменьшается, а также выделяется вода.

В зависимости от величины кратности пены разделяют на четыре группы:

пеноэмульсии, вода с смачивателем К<3
низкократные пены, 3 < К< 20;
пены средней кратности, 20 < К< 200;
пены высокой кратности, К > 200.

В пожаротушении используются все виды кратности пожарной пены. Получить различную кратность пены можно за счет разнообразных приборов и пеногенерирующих устройств (установок):

пеноэмульсии — соударением свободных струй раствора, для тушения пожаров нефти в амбарах;
низкократные пены — в пеногенераторах, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя – стволы СВП;

Тушение пеной низкой кратности

пена средней кратности — на металлических сетках эжекционных пеногенераторов – ГПС-200; 600; 2000;

Тушение пеной средней кратности

пена высокой кратности – в генераторах с перфорированной поверхностью тонких металлических листов или на специальном оборудовании, в результате принудительного наддува воздуха в пеногенератор от вентилятора – дымососы.

Получение пеной высокой кратности

Читайте дополнительный познавательный материал по теме:

Дозирование пенообразователей повышенной вязкости насосными установками пожарных автоцистерн. Рекомендации ФГУ ВНИИПО МВД России, 2001

Источник

Горение нефти и нефтепродуктов

Тушение нефти и ее продуктов – дело сложное, специфическое и требующее особого подхода, что связано с особенностями горения этих веществ. Взрывы, мощное тепловое излучение, сопровождающееся высоким пламенем и огромным количеством дыма – так на деле выглядит пожар класса В1.

Сложность тушения нефти вызвана следующими факторами:

возможность образования, так называемых, карманов, и протекание процесса горения в них вне зависимости от основного очага;
большой слой (до 1 метра) горючего слоя;
недостаточная эффективность тушения при низких значениях температуры окружающей среды;
быстрое распространение огня, что особенно опасно, если рядом находятся другие резервуары с нефтепродуктами.

Особенности тушения

Тушат горящую нефть пеной (кратность пены – средняя либо низкая), которую подают на поверхность очага.

Принцип действия прост – пена изолирует горючую поверхность от пламени. Накапливаясь все в большем количестве, пена отделяет горючую жидкость от теплового потока огня, охлаждает ее, снижает парообразование и в конечном итоге уменьшает интенсивность пожара.

При этом большое значение имеет качество самой пены и ее подача. Наибольшей эффективностью будет обладать такая пена, которая сможет всплыть на поверхность через слой горючей нефти и распространиться поверху, обтекая при этом любые конструкции и выравнивая температуру очага горения.

Пена должна подаваться до того момента, как горение полностью прекратится и еще не меньше чем 5 минут после с целью предотвратить повторное возгорание.

Способы тушения нефти

При планировании тушения такого вида пожара необходимо учитывать 2 способа подачи пены:

Сверху.
Подслойно (под горючий слой).

Для того чтобы эффективно потушить пожар делается трехкратный запас пенообразователя, в расчете на время 15 мин. в первом случае и 10 мин. – во втором.

Виды пенообразователей для тушения нефти и нефтепродуктов

Пенообразователем называют концентрированный раствор воды с ПАВами, куда добавлены стабилизирующие вещества. Предназначение пенообразователя, исходя из самого названия, – это получение пены, используемой для тушения пожара.

Есть определенные разновидности пенообразователей, используемых для выработки пены при тушении горения нефти, в зависимости от состава добавочных веществ:

синтетические углеводородные;
синтетические фторсодержащие, пленкообразующие;
протеиновые.

Все эти пенообразователи отличаются повышенной огнетушащей способностью.

Характеристики пенообразователей для тушения нефти

Подробные технические требования к пенообразователям, предназначенным для подслойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, а также методы испытаний содержатся в НПБ № 203-98.

По требованиям безопасности пенообразователи для тушения нефти и ее продуктов не должны:

• иметь класс опасности по воздействию на здоровье человека более 3-го;
• иметь способность самостоятельно возгораться;
• быть причиной образования вторичных опасных соединений (при производстве).

Пенообразователи обязательно должны быть безопасными в плане инициации взрывов и пожаров, и могут иметь слабое кумулятивное и кожно-резорбтивное действие.

К показателям достаточного качества пенообразующего раствора относятся:

• по внешнему виду – однородная жидкость, не содержащая включений, осадка и пр.;
• по кинематической вязкости (при 20°С) – до 200;
• по значениям рН – от 6,5 до 9,0;
• по поверхностному натяжению – 17,5 и более мН/м;
• по межфазному натяжению на границе раздела с гептаном – от 2,5 мН/м;
• по кратности пены – больше 6,0;
• по температуре замерзания – не больше, чем 15°С;
• по времени, необходимом, чтобы затушить пожар – до 50 с;
• значения плотности и устойчивости устанавливаются в нормативной технической документации.

Интенсивность подачи низко- и средне кратной пены при возгорании нефти в резервуарах отличается. Нормативные значения описаны в Руководстве по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках, утвержденном соответствующими пожарными органами РФ.

Правила упаковки пенообразователей, маркировки, способов транспортировки и хранения указаны в ГОСТе № 1510.

Эффективное тушение самой нефти и ее продуктов возможно пенными растворами, образующимися из высококачественных, отвечающих всем требованиям и нормам пенообразователей.
«Комплексная безопасность» поставляет только такие пенообразователи для тушения нефти и нефтепродуктов. Мы гарантируем все необходимые эксплуатационные характеристики пенообразователей, соответствие раствора требованиям ГОСТ, нормативам и НТД.

Источник

Пенообразователь для пожаротушения – это составляющая пенных составов для борьбы с возгораниями определенных классов, в жилых и промышленных объектах. Принцип действия пенообразующего вещества основан на ограничении доступа кислорода к очагу пожара, вследствие чего прекращается горение.

Виды и составы пенообразователей для пожаротушения

Что такое пенообразователь для тушения пожара

ПО – составляющая пены. ПО представлены в виде насыщенной смеси поверхностно-активных элементов (ПАВ), способных выдавать рабочий пенообразующий раствор.

Пенообразователь, применяемый при борьбе с пожарами, называют концентратом. Состоит концентрат из воды, ПАВ и добавок, благодаря которым на выходе пена становится морозостойкой, гидростатичной, антикоррозийной, термоустойчивой.

Пеногенератором образуют воздушно-механическую пену, либо раствор смачивателей, в дальнейшем используемый для локализации очагов возгораний.

Способность пожарной пены взаимодействовать с горючими веществами зависит от химстроения и состава ПАВ.

Для каких пожаров применяют пенообразователи

В зависимости от области применения пенный концентрат разделяют на ПО:

для целевого предназначения:
- Целевая направленность образователя пены имеет больше возможностей и используется при тушении возгораний нефтепродуктов и ГСМ. При добавлении в концентрат морской соли получается морозоустойчивая смесь, способная бороться с объемными возгораниями при сильных морозах.
общей направленности:
- Пенообразователи общего назначения обычно применяют для тушения пожаров плавящихся материалов, твердых и жидких материалов, ГСМ.
пленкообразующий:
- Пленкообразующий ПО используют при горении углеводородного топлива или пожарах в резервуарах.

Типы и химический состав пенообразователей

ПО условно можно разбить на группы с учетом их назначения, способа образования и структуры.

В зависимости от имеющейся основы ПАВ образователь пены разделяют на группы:

протеиновую (белковый) (П);
синтетическую (углеводородного типа) (С);
фторпротеиновую (ФП);
фторсинтетическую пленкообразующую (ФС).

В зависимости от природы ПАВ:

статистически углеводородный;
белковый;
фторсодержащий.

В зависимости от способа образования образователь пены делят на типы:

воздушно-механического;
барботажного;
струйного;
химического (конденсационный).

Противопожарный пенообразователь состоит из специализированных ПАВ и добавок. После применения ПО должен разложиться. По скорости процесса разложения делят на:

быстро разлагаемые;
умеренно разлагаемые;
медленно разлагаемые;
очень медленно разлагаемые.

Структура пены разделяется на:

грубодисперсную;
высокодисперсную.

По кратности пену делят на:

высокократную;
пеноэмульсионную;
среднекратную;
низкократную.

При пожарах используют все типы кратности пены. Изменить или получить нужную кратность можно за счет пеногенерирующих установок или приборов.

Обозначение типов ПО:

Обозначение	Тип
FFFP/AR	фторсодержащий; спиртоустойчивый; протеиновый; пленкообразующий.
FFFP	фторсодержащий; протеиновый пленкообразующий.
FP/AR	фторсодержащий; спиртоустойчивый; протеиновый.
FP	фторсодержащий; протеиновый.
AFFF/AR-LV	пленкообразующий; фторсодержащий; спиртоустойчивый; синтетический; низкой вязкости.
AFFF/AR	пленкообразующий; фторсодержащий; спиртоустойчивый; синтетический.
AFFF	пленкообразующий; фторсодержащий; синтетический.

Используются для тушения горючих (оксигенированных) жидкостей (плотность ПО – от 1000 до 1200).

Обозначение	Тип
S/AR	спиртоустойчивый; синтетический.
S	синтетический ПО без фторированных ПАВ.
WA	синтетический ПО без фторированных ПАВ.

Какой запас пенообразователя должен быть в пожарной части

В пожарной части необходимо иметь запас ПО в количестве не менее 10 м³. Расчет ведется исходя из фактически потраченного времени тушения на один пожар.
Следует считать по наибольшим значениям. Наличие раствора в гарнизоне должно рассчитываться из трехкратного применения его на одно тушение возгорания.
Для хранения пенообразователя в пожарной части должно быть два резервуара по 10 м³. Запас должен быть доступным для оперативной доставки к очагу возгорания.
Если взять автоцистерну на базе ЗИЛ, объемом 150 л., то ее хватит лишь на семь минут, тогда как установленное время подачи – не менее 10 мин.

Следует учитывать и запас воды, так как ее расход зависит от интенсивности подачи раствора при свободном развитии пожара.

Порядок применения пенообразователей при тушении пожаров

Инструкция о порядке применения разработана ВНИИПО МЧС РФ. В ней представлены технические требования, классификация и назначение ПО:

Растворы готовятся заранее, либо получают их при помощи пеносмесителей.
Для получения низкократного пенного состава используют стволы или оросители.
Среднекратный пенный растворитель используют и при объемных пожарах.
Низкократный пенный состав используется при возгорании ГСМ и нефтепродуктов. Им же охлаждают оборудование.
Забракованные ПО и образователи пены общей направленности используются как смачиватели при борьбе с возгораниями горюче-смазочных продуктов.
Образователи пены целевого предназначения используются при возгораниях углеводородных жидких материалов.
Высокократный пенный состав подходит для тушения объемных площадей.
Норма положенности пенообразователя зависит от горючих веществ и вида пенного концентрата.
ПО с повышенной способностью огнетушения используют при возгорании легковоспламеняющихся и пожароопасных предметов и объектов.

Расчет расхода пенообразователя

Расход ПО зависит от интенсивности выдачи раствора на один м² площади возгорания и времени, затрачиваемого на тушение. Объем пенообразующего раствора – от объема воды и ПО в емкости.

Vр = Vв + Vп

Vр – объем раствора;
Vв – количество (объем) воды;
Vп – объем ПО.

Чтобы рассчитать расход, учитывают процент концентрации образователя пены. Так на один литр пенообразователя воды потребуется:

При 4% – 24 литра;
При 6% – 15,7.

Данные значения будут представлять коэффициент соответствия норме (Кв(N)).

При расчетах необходимо знать, что при тушении пожара закончится в емкости первым: вода или пенообразователь. Для определения коэффициента (Кв) берется формула для расчета:

Кв = Vв / Vп

Если рассчитанная Кв будет больше Кв(N), то раньше закончится пена и расчет необходимо вести по ней. Если же Кв будет меньше Кв(N), то расчет ведется по воде, так как она первой закончится.

Vр = Vп * Кв + Vп (если Кв > Кв(N)) (I)
Vр = Vв / Кв + Vв (если Кв < Кв(N)) (II)

Когда коэффициенты равны Кв = Кв(N), расчет можно проводить по любой формуле.

Если используется пожарный гидрант при тушении пожара, то рассчитывать следует по формуле (I).

Пример 1:

Концентрация ПО (%) – 6;
Объем цистерны (л) для воды – 2000;
Объем емкости для ПО (л) – 120.

Рассчитаем Кв = 2000 / 120 = 16,6. Данное значение больше Кв(N) / 16,6 >15,7, значит ПО при тушении закончится раньше. Следовательно, расчет ведется по формуле (I).

Vр = Vп * Кв + Vп = 120 * 15,7 + 120 = 2004 литра

Пример 2:

Концентрация ПО (%) – 4;
Объем цистерны (л) для воды – 7000;
Объем емкости для ПО (л) – 500.

Рассчитываем Кв = 7000 / 500 = 14. Так как 14 <24, то расчет ведем по формуле (II):

Vр = Vв / Кв + Vв = 7000 / 24 + 7000 = 7292 литра

Учет и списание пенообразователя в пожарных частях

При приемке образователя пены на склад проводится проверка качества продукции и состояние емкости, в которой доставлен состав.

Противопожарное пенообразующее вещество хранится в закрытых тарах при температуре не ниже -5 и не выше +40°C. Соблюдение температурного режима позволяет сохранить продукт в целостности и при необходимости незамедлительно использовать.

Оптимальные условия для сохранения эксплуатационных качеств: +20°C.

Разрешено хранить ПО в стальной таре, но при коррозии металла качество образователя пены ухудшается, а сроки хранения сокращаются.
Просроченные пенообразователи подлежат регенерации. Их используют в дальнейшем как смачиватель или моющее средство для очистки и обезжиривания металлических плоскостей и загрязненных поверхностей, таких как железнодорожные цистерны.
Биологические пенообразующие вещества разрешено утилизировать и сбрасывать в водные источники, предварительно разбавив их большим количеством воды.
«Жесткие» ПО и фторсодержащие сжигаются в специальных печах на химзаводах, либо вывозятся на полигоны химотходов.

Срок годности пенообразователя

Сроки хранения ПО – десять лет и более при условии соблюдения температурного режима и правильно выбранной емкости. Оптимальные условия +20°С. При поднятии температуры сроки хранения сократятся.

Нормы хранения пенообразователя

Сроки годности и качество образователя пены зависят от производства ПО.

Хранят пенообразующее вещество в закрытых тарных емкостях из полимера или нержавейки. Подойдет и стальная тара (углеродистая сталь).
Фторированные пенные составы хранят исключительно в закрытой полимерной емкости или в таре из нержавейки. При отсутствии таковой, проводят стабилизацию раствора и раз в год проверяют качество.
- Сохранить эксплуатационные свойства можно путем добавления в пенный раствор специальных химкомпонентов.
Запрещено использовать железобетонные емкости, если они без полимерного покрытия. Не допускается хранение растворов больше месяца в стальной таре, если в составе ПО нет стабилизатора.
Водные растворы в стеклянной или пластмассовой емкости хранятся не более трех лет.

Источник