Как образуется пена в пожарной машине
Пена и пенообразователи: назначение, виды, состав и свойства
Виды пен, их физические и огнетушащие свойства.
Пена – это скопление пузырьков, которое способствует ликвидации пожара, главным образом, за счет эффекта поверхностного тушения. Пузырьки возникают при смешивании воды с пенообразователем. Пена легче самого легкого воспламеняющегося нефтепродукта, поэтому при подаче на горящий нефтепродукт она остается на его поверхности.
Дополнительно читаете еще один материал по теме тут.
Виды пены по кратности:
Область применения. Достоинства и недостатки
Пена широко применяется для тушения пожаров твердых (пожары класса А) жидких веществ (пожары класса В), не вступающих во взаимодействие с водой, и в первую очередь – для тушения пожаров нефтепродуктов.
Химическая пена образуется смешиванием щелочи (обычно бикарбоната натрия) с кислотой (как правило, сульфата алюминия) в воде. Эти вещества содержатся в одном герметичном контейнере. Чтобы сделать пену более прочной и продлить срок ее службы, к ней добавляется стабилизатор.
При взаимодействии указанных химических веществ образуются пузырьки, наполненные углекислым газом, который в данном случае практически не обладает никакой огнетушащей способностью; его назначение – заставить пузырьки всплывать.
Порошок может храниться в емкостях и вводиться в воду в процессе борьбы с пожаром через специальную воронку или каждое из двух химических веществ может быть предварительно перемешано с водой, в результате чего образуется раствор сульфата алюминия и раствор бикарбоната натрия.
Воздушно-механическая пена. Эта пена образуется из пенного раствора, получаемого при смешивании пенообразователя с водой. Пузырьки возникают при турбулентном перемешивании воздуха с пенным раствором. Как следует из самого названия пены, ее пузырьки заполнены воздухом. Качество пены зависит от степени перемешивания, а также от исполнения и эффективности используемого оборудования, а ее количество – от конструкции этого оборудования.
Существует несколько типов воздушно-механической пены, одинаковых по природе, но имеющих разную огнетушащую эффективность. Ее пенообразователи производят на основе протеина и поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества – это большая группа веществ, включающая моющие средства, смачиватели и жидкое мыло.
Ограничения в применении пены
При правильном использовании пена – эффективное огнетушащее вещество. Тем не менее существуют определенные ограничения в ее применении, которые перечислены далее.
Положительные качества пены.
4. Пена может быть использована для тушения пожаров класса А в связи с наличием в ней воды. Особенно эффективна «легкая вода».
5. Пена – эффективное огнетушащее вещество для покрытия растекающихся нефтепродуктов. Если нефтепродукт вытекает, нужно попытаться закрыть клапан и таким образом прервать поток. Если это невозможно сделать, надо преградить путь потоку при помощи пены, которую следует подавать в район пожара для его тушения и затем для создания защитного слоя, покрывающего просачивающуюся жидкость.
6. Пена – наиболее эффективное огнетушащее вещество для тушения пожаров в больших емкостях с воспламеняющимися жидкостями.
7. Для получения пены может использоваться пресная или жесткая или мягкая вода.
Отдельного внимания заслуживает и компрессионная пена, которая очень хорошо себя зарекомендовала при тушении пожаров.
Компрессионная пена (compressed air foam system, CAFS) – технология, используемая в пожаротушении для доставки огнетушащей пены с целью тушения возгорания или защиты зоны, где отсутствует горение, от воспламенения.
Компрессионная пена получается из стандартной насосной установки, которая имеет точку ввода сжатого воздуха в пенообразователь для формирования пены. Кроме того, сжатый воздух также добавляет энергию в струю, которая позволяет увеличить дальность доставки ОТВ по сравнению со стандартными пеногенераторами или стволами.
При использовании компрессионной пены, эффективность огнетушащего вещества составляет порядка 80%. Такой показатель возможен благодаря особым физическим свойствам компрессионной пены, а именно адгезивности. При тушении пожара, ствольщик получает в свой арсенал новые возможности. При нанесении на потолок и стены, пена изолирует смежные помещения от воздействия высоких температур, при этом пена долго держится даже на вертикальных поверхностях: от одного часа на металлической до двух-трех часов на деревянной. Каждый пузырь компрессионной пены имеет стойкую связь с соседними, что обуславливает высокую стойкость пены. В результате получается тонкое (около 1-2 сантиметров) и прочное «одеяло», которое буквально «укрывает» горящую поверхность, прекращая доступ кислорода в очаг возгорания.
Физические параметры компрессионной пены и, соответственно, огнетушащие свойства пены – изменяются посредством изменения соотношения ингредиентов. Может вырабатываться «сырая» (тяжёлая) пена с соотношением от 1 : 5 (вода : воздух) и «сухая» (лёгкая) пена с соотношением до 1 : 20 (вода : воздух).
Подача компрессионной пены с соотношением 1 : 10 (вода : воздух) на вертикальные поверхности
(металлическую дверь, кирпичную стену).
Вместе с тем, пена обладает и лучшими свойствами воды – она охлаждает очаг, а благодаря смачивателям, включенным в ее состав – проникает в поры и трещины поверхности, предотвращая тление материала и его повторное возгорание.
Пенобразователи
Пенообразователи предназначены для получения с помощью пожарной техники воздушно-механической пены или растворов смачивателей, используемых для тушения пожаров классов А (горение твердых веществ) и В (горение жидких веществ).
Пенообразователи в зависимости от химического состава (поверхностно-активной основы) подразделяются на:
Пенообразователи в зависимости от способности образовывать огнетушащую пену на стандартном пожарном оборудовании подразделяются на:
Самыми популярными и недорогими, и в то же время эффективными, на сегодняшний день считаются пенообразователи с маркировкой ПО-6 и ПО-3. Цифры на маркировке говорят об уровне концентрации пенообразователя в рабочем растворе (6 или 3 литра на определенный объем воды). Хранить такую продукцию следует в отапливаемых помещениях. Замерзая, пенообразователь не теряет своих свойств и вновь готов к эксплуатации после размораживания, но в условиях возникшего пожара времени на приведение его в нужную консистенцию может просто не быть. Оба вида относятся к числу биоразлагаемых и абсолютно безопасны при хранении и транспортировке.
ХАРАКТЕРИСТИКА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЁННЫХ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Пенообразователи целевого применения.
ТЭАС-НТ – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой и средней кратности в условиях низких температур.
ПО-6НП – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для тушения пожаров нефтепродуктов, ГЖ, для применения с морской водой. «Морпен» – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой, средней и высокой кратности с использованием как пресной, так и морской воды.
ПО-6МТ – синтетический, морозоустойчивый, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой, средней и высокой кратности.
Интересное видео по компрессионной пене
Пенообразователи для тушения пожаров
Использование пены для тушения пожаров на объектах с применением горюче-смазочных материалов позволяет быстро остановить приток воздуха к зоне горения. Один из компонентов пены – пенообразователь, который представляет собой смесь поверхностно-активных элементов для формирования рабочего раствора. Пенообразователь является концентратом. Его свойства и способность взаимодействовать с горючими веществами зависят от качественного состава ПАВ.
Область применения пенообразователей для тушения пожаров
Тушение пожаров пеной наиболее эффективно при:
Практическое применение пенных систем основано на:
Область применения пенообразователя зависит от качественных параметров вещества. Всего выделяют три группы ПО:
Состав пенообразователей
Эффективность тушения пожара зависит не только от марки пенообразователя, но и от правильно подобранного средства по его составу. Выделяют 4 типа пенообразователей.
Синтетические
В основе этих составов – углеводород. Они относятся к ОТВ общего назначения и отличаются высокой насыщенностью. Используются при тушении жилых объектов. Плюс синтетических концентратов – низкая стоимость и расширенные функциональные возможности за счет генерирования пены низкой, средней и высокой кратности. Кроме того, именно у этого типа ПО наиболее длительный срок хранения.
Из минусов отмечают высокую скорость обезвоживания пены, из-за чего при тушении горючих жидкостей возникает необходимость создания на поверхности толстого слоя пены.
Фторсинтетические
Их еще называют пленкообразующие, так как при тушении пожаров пена образует плотную пленку и останавливает горение. Основное назначение ПО этого типа – тушение пожаров на предприятиях по производству и переработке нефти. Преимущество состоит в высокой скорости тушения углеводородных жидкостей и создании надежной преграды для повторного возгорания.
Протеиновые
К ним относятся концентраты на основе растительных добавок, которые используют на пожарах, где необходимы составы, способные долгое время сохранять свою структуру. В протеиновые ПО с целью снижения деятельности гнилостных микроорганизмов добавляют антисептики.
Разработаны также фторпротеиновые концентраты. Они считаются пенообразователями целевого назначения и отличаются самым высоким коэффициентом плотности. Преимуществом этого вида является низкая коррозийная активность. Именно фторпротеиновые составы сочетаются с морской водой и используются в зимнее время при горении нефтепродуктов.
Спиртостойкие
Для тушения полярных горючих жидкостей, например, альдегидов, спиртов, кетонов, невозможно использование вышеперечисленных пенообразователей. В этом случае применяют спиртостойкие концентраты. Они считаются подвидом фторсинтетических ПО, в состав которых введены водорастворимые полимеры, которые обеспечивают на поверхности создание защитной пленки, предотвращающей разрушение пены.
По способу образования пены концентраты бывают:
В основе всех концентратов – ПАВ и добавки. После использования они разлагаются на отдельные компоненты. По скорости этого разложения концентраты делятся на быстро, медленно, умеренно и очень медленно разлагаемые.
Общие характеристики пенообразователей
В основе характеристики любого пенообразователя лежат показатели:
Выбор пенообразователя
При выборе ПО учитывают степень пожарной опасности и общую противопожарную защиту объекта.
Один из ключевых моментов выбора ПО – кратность полученной пены. Низкократные составы используют для тушения ГСМ и охлаждения оборудования. Пена средней кратности необходима на объемных пожарах. Высокократный состав подходит для тушения больших площадей.
Расчет количества пенообразователя для тушения пожаров
Ключевым показателем для пожарных является расход готового раствора на квадратный метр площади. Объем пены равен сумме объемов концентрата и воды.
Для расчета расхода учитывают также и процент концентрации ПО. При 4% концентрате необходимо 24 литра воды, при 6% – 15,7 литра. Эти значения составляют коэффициент соответствия норме. При этом важно также знать и общий коэффициент, который рассчитывается по формуле: Кв = Vв/Vп. Сравнение этих двух показателей позволяет определить, что при тушении закончится раньше, пена или вода. Если пена, то Кв будет больше нормативного коэффициента. Если вода, то наоборот.
Особенности хранения пенообразователя
Пожарный пенообразователь или как получается пожарная пена
Приветствую вас, дорогой читатель, на страницах своего блога о безопасности. С вами Владимир Раичев и сегодняшнюю нашу встречу мне хотелось бы посвятить беседе о том, что такое пожарный пенообразователь и какие функции он выполняет.
Огонь костра, угли в печи – умиротворяющее зрелище. Напротив, тому, кому пришлось увидеть горящий дом, испуганные, растерянные лица хозяев жилья, слаженную работу пожарных, заливающих водой очаг пожара, навсегда запомнится это пугающая сцена.
Еще более страшно как по виду, так и по последствиям возгорание бензина, дизтоплива, других углеводородных продуктов. Неважно, что горит – автотранспорт, железнодорожная цистерна, емкость для хранения продуктов на нефтебазе или технологическая установка переработки углеводородного сырья, химического синтеза на промышленном предприятии.
Столб ревущего пламени с шапкой черного дыма, видный издалека не только ужасает очевидцев, но и его невозможно потушить обычным, привычным всем огнетушащим веществом – водой. Недавно я уже рассматривал в одной из своих статей, чем тушат пожары.
Чем тушат нефтепродукты
Пеной, произведенной из различных по составу смесей веществ, получивших общее понятийное название – пожарные пенообразователи. Почему они эффективней воды? Все объясняется просто:
Тушение нефтепродуктов часто удивляет очевидцев. Неукротимое пламя, поднимающееся над розливом углеводородных продуктов, технологической емкостью, горящей техникой от легкового автомобиля до железнодорожной цистерны, бессильно против поданной сотрудниками пожарных подразделений такой простой, на первый взгляд, вещи – пены. О том, как впервые был открыт пенный огнетушитель, читайте в этой статье.
Получение пены, устройства
Название пожарного пенообразователя (ПО) относится к водному раствору смеси веществ высокой концентрации, из которого получают рабочий состав, а не к устройству, используя который получают пену.
Сами устройства называют генераторами пены или сокращенно – пеногенераторами. Основной элемент такого устройства – сетка или поверхность из перфорированного металла, при прохождении через которую водного раствора ПО под высоким давлением образуются мельчайшие пузырьки пены.
В зависимости от области применения: технологические установки нефтепереработки, промышленные предприятия органического синтеза, объекты хранения горючих жидкостей, железнодорожный, морской транспорт генераторы пены имеют различную конструкцию – стволы, оросители, камеры для локального или объемного тушения нефтепродуктов.
Виды и состав пожарных пенообразователей
Состав пожарных пенообразователей:
Чаще всего пенообразователи изготавливаются на основе синтетических и фторсодержащих ПАВ, позволяющих вырабатывать пену высокой кратности, наиболее эффективную при пожаротушении.
Производители и поставка ПО
Изготовление пожарных пенообразователей ведется многими крупными производителями химических реагентов, в том числе ПАВ, в России и за рубежом. По качеству, сроку поставки и, конечно, стоимости пенного концентрата более предпочтительна отечественная продукция. Наиболее известна марка «ПО-6».
Потребителями выступают как пожарные подразделения МЧС, так и добывающие, перерабатывающие предприятия нефтегазовой, химической промышленности, объекты хранения ГСМ, других горючих жидкостей, оборудованные установками пенного пожаротушения.
Поставка пожарных пенообразователей возможна непосредственно от заводов-производителей или через их представителей в регионах, у местных поставщиков химических реагентов, используемых в промышленной, строительной отрасли.
На этом, пожалуй, закончу. Скажите, а вы раньше знали, из чего сделана пожарная пена? Поделитесь своими ответами в комментариях. Не забывайте подписываться на обновления блога, чтобы в числе первых узнавать о новых статьях.
Поделитесь ссылкой на эту статью с друзьями в социальных сетях, я думаю, что им эта информация покажется интересной. Берегите себя и своих близких, пока-пока.
Понравилась статья?
Поделись с друзьями в соцсетях:
Пожарная пена. Пенообразователь. Кратность пожарной пены
Пожарная пена
Как одно из наиболее эффективных огнетушащих веществ, пожарная пена известна уже больше ста лет. Изобретение оказалось столь эффективным, что до сих пор не нашлось пене достойной замены в пожарном деле.
Пена отлично противостоит горению моторного топлива, других нефтепродуктов и химических веществ, справляется с объемным тушением пожаров и с прочими сложными задачами. Пену применяют там, где использование воды неэффективно, нецелесообразно или даже опасно. Пенообразователь (средство, принимающее участие в создании пены) и профильное оборудование находится на вооружении пожарных, охраняющих не только предприятия химической и нефтехимической промышленности, но и аэродромы, крупные склады и другие ответственные объекты.
Историческая справка
Историю применения пены в теории и практике российских пожарных можно отсчитывать с 1904 года, года инженер, ученый и педагог Александр Лоран получил соответствующий патент. Изобретатель служил школьным учителем в Баку. Так как в этом городе находились нефтепромыслы, нефтяные пожары были ему хорошо известны. В результате ряда экспериментов Лоран получил устойчивую пену, созданную из сернокислого алюминия, бикарбоната натрия и воды. Пузырьки нового огнетушащего вещества без препятствий растекались по более тяжелой нефти и, буквально перекрыв кислород, останавливали огонь.
Сложность создания такой химической пены была в необходимости использовать многокомпонентные смеси. Проблема решилась через несколько десятилетий, когда были изобретены смеси, которые вспенивались при воздействии струи воздуха.
Классификация пожарной пены
Пена, как и полагается ей согласно названию, представляет собой пузырьки воздуха в пленке, созданной жидкостью. Соответственно, пенообразователь – вещество, которое применяется для создания пены.
Если говорить о способах классификации пены, то следует отметить два основных:
Преимущество пожарные отдают воздушно-механической пене, в связи с ее отличными огнетушащими характеристиками, легкостью в обращении и с возможностью регулирования кратности.
Кратность пены представляет собой соотношение объема пеноконцентрата (или других исходных веществ) к объему полученной пены. По кратности пены различают:
Существенное значение имеет и классификация пенообразователей. Эти вещества синтетического происхождения принято делить на две большие группы:
Каждый из пенообразователей имеет предпочтительную область применения. По области применения пенообразователи делят на:
Особенности применения огнетушащей пены
За несколько десятилетий использования и усовершенствования огнетушащей пены определились и особенности ее применения. Так, пеной с невысоким уровнем кратности целесообразно поливать горящие поверхности. Она хорошо держит целостность, не пропускает горячие газы, снижает температуру горящей поверхности. Такая пена подается мощной струей даже на достаточно большие расстояния.
Пену средней и высокой кратности эффективно используют для изоляции объемов, для тушения пожаров в таких объемах, для вытеснения загрязненного воздуха из помещений, из вентиляционных систем и других объектов. В случае необходимости пену применяют вместе с другими огнетушащими веществами, в том числе и с порошковыми. Широкое распространение получило применение пожарной пены для покрытия взлетно-посадочных полос на случай экстренной посадки воздушного судна.
Компрессионная пена для пожаротушения: свойства и принцип действия
Физические параметры компрессионной пены и, соответственно, огнетушащие свойства пены – изменяются посредством изменения соотношения ингредиентов. Может вырабатываться «сырая» (тяжёлая) пена с соотношением от 1:5 (вода : воздух) и «сухая» (лёгкая) пена с соотношением до 1:20 (вода : воздух).
Принцип действия
Каждый пузырь компрессионной пены имеет высокую связь с соседними пузырьками, образуя в совокупности тонкое плотное пенное покрытие, обладающее недоступным воде свойством обволакивания горящей поверхности.
Толщина пенного покрытия – 1÷2 сантиметра.
Изолируя горючий материал от поступления кислорода воздуха компрессионная пена моментально прекращает горение.
Быстрое охлаждение обусловлено многократной интенсификацией процессов теплообмена между горящей поверхностью и водой, содержащейся в стенках воздушного пузыря, за счёт значительного увеличения площади полезного контакта.
Для примера, по технологии NATISK – 1 капля воды преобразуется в 5÷15 пузырьков компрессионной пены.
Задерживание пены на поверхностях обеспечивает полноценное использование огнетушащего вещества. Что невозможно при обычном тушении, когда большие объёмы воды стекают мимо, не выполняя полезной работы.
Часть компрессионной пены, разрушенная при непосредственном контакте с огнём, переходит сначала в пар, а затем – в воду, которая благодаря наличию в составе смачивающих добавок, проникает в поры и трещины горящей поверхности, тем самым смачивая её, предотвращая тление и повторное возгорание.
Таким образом, осуществляется воздействие NATISK на все 3 стороны так называемого «треугольника огня».
Тушение компрессионной пеной
Область применения
Компрессионная пена по диапазону применения значительно превышает наиболее распространённые и традиционно используемые российской пожарной охраной огнетушащие вещества: воду, воздушно-механическую пену (низкой, средней кратности).
Компрессионная пена успешно используется для тушения пожаров:
Установка тушения NATISK
NATISK – это установка ПОСТОЯННОГО ПРИМЕНЕНИЯ!
Оптимален при тушении квартир, коттеджей, промышленных объектов, автотранспорта, садовых участков, сельских построек, лесных массивов и т.д.
Идеально приспособлен к сложившейся инфраструктуре пожарной охраны России и не требует особых условий для успешной эксплуатации.
NATISK может эксплуатироваться пожарными подразделениями любого подчинения и юрисдикции:
Автомобиль пожарный специального тушения NATISK-3000KS (43118)
Сравнение в тушении водой и компрессионной пеной NATISK
Эффективность тушения водой в обычных условиях – ориентировочно 10 %, в лесу – не более 5 %.
Такой низкий уровень КПД обусловлен физическими свойствами самого распространённого огнетушащего вещества.
Вода, обладая отличными теплоёмкостными характеристиками, не может их реализовать в полной мере, так как благодаря силам поверхностного натяжения, собирается в капли и стекает без выполнения полезной работы.
Компенсировать низкий КПД воды возможно только за счёт увеличения объёма её подачи (увеличения интенсивности подачи), что ведёт к отрицательным последствиям:
Панель управления системой NATISK и насос
Ни один из применяемых в настоящее время в российской пожарной охране способов тушения не обеспечивает такой же высокий уровень эффективности.
Результат тушения компрессионной пеной
Результативность компрессионной пены позволяет:
Полезные свойства
1) Низкая теплопроводность за счёт содержащегося в пузырьках воздуха.
Нанесение защитного покрытия компрессионной пеной NATISK на перекрытие и стены горящего помещения изолирует соседние и вышележащие этажи от проникновения высоких температур (загорание, урон помещению или имуществу, опасность для жизни или здоровья людей).
Данный манёвр применяется также для защиты междуэтажных перекрытий от деформации и обрушений, которые могут возникать вследствие выделения большого количества тепла при тушении пожаров (предотвращение «эффекта русской бани»).
Для защиты зданий, находящихся рядом с очагом пожара наносится оперативное защитное покрытие компрессионной пеной NATISK. Оперативное защитное покрытие предотвращает увеличение размеров пожара, обусловленное порывами ветра. Данное свойство особенно актуально для тушения пожаров в условиях плотной сельской застройки, а также в лесных массивах.
Обновление оперативного защитного покрытия, разрушенного в результате контакта с огнём, производится предельно экономно, так как динамика деформации пенного слоя легко наблюдаема и позволяет обученному ствольщику производить своевременные предупредительные действия.
2) Компрессионная пена NATISK обладает высочайшей устойчивостью к промерзанию.
При воздействии низких температур компрессионная пена NATISK промерзает по диаметру напорного пожарного рукава на глубину 7 ÷ 10 мм. Замёрзший слой образует настовую корочку, обладающую отличным теплоизолирующим эффектом, в результате чего значительно увеличивается время на дальнейшее промерзание сердцевины рукава.
Климатические испытания подтверждают возможность оперативного восстановления напорного пожарного рукава диаметром 38 мм после нахождения его в течение 3 часов при температуре окружающей среды – 19 0 С.
В случае применения напорного пожарного рукава диаметром 51 мм – скорость промерзания снижается ориентировочно в 1,5 раза.
3) Низкий вес компрессионной пены NATISK.
Напорный пожарный рукав диаметром 38 мм, наполненный компрессионной пеной NATISK (например, с кратностью 1 : 8), весит 10,5 кг.
Для сравнения: наиболее часто применяемый латексированный напорный пожарный рукав диаметром 51 мм, наполненный водой, весит 50,1 кг.
Низкий вес напорного пожарного рукава с компрессионной пеной NATISK позволяет ствольщику быстро маневрировать, выбирая наилучшую позицию для атаки на огонь и не затрачивая при этом больших мышечных усилий.
Данное качество особо востребовано при тушении широкого фронта пожаров, в том числе лесных.
Лёгкость компрессионной пеной NATISK позволяет в случае необходимости поднять рукавную линию по внешней стороне зданий, что существенно сокращает время на прокладку рукавной линии.
4) Небольшое количество воды в компрессионной пене NATISK и быстрый сбив пламени значительно снижают парообразование, что существенно улучшает видимость при тушении, повышает точность тушения и снижает риск ожоговых и механических травм пожарных.
5) При тушении компрессионной пеной NATISK отсутствуют характерные проливы воды, которые в холодное время года замерзают, становясь травмоопасными для пожарных и препятствуя перемещениям автотехники. Объект, потушенный в холодное время года компрессионной пеной NATISK, не превращается в глыбу льда, оттаивание которой возможно только в более тёплое время года. Замёрзшая компрессионная пена легко счищается скребком, что значительно снижает вторичный ущерб от пожара.