Пенообразователи для экстремальных условий эксплуатации

Любое чрезвычайное происшествие, будь-то взрыв бытового газа в квартире, лесной пожар, горящие торфяники, возгорание на нефтяной платформе в далеком северном море, у пожарных должны быть соответствующие возможности справиться с огнем. Современные производители способны предоставить огнеборцам достойное оборудование и средства пожаротушения, например, компания «Zfire”. Выпускаемое ими оборудование, пенообразователи, смачиватели предназначены для борьбы с пожарами в разных условиях, в том числе и экстремальных.

Выбор пенообразователя

Критерии выбора пенообразователя включают несколько важных вопросов: что горит (тип горючего вещества или материала), масштабы пожара (класс пожара), условия при которых будет использоваться пожарное оборудование (тип установки — общеповерхностный, локально-поверхностный или общеобъемный) и пожарные пенообразователи (морозоустойчивость, срок годности). Кроме того, все они должны соответствовать нормативным стандартам, а также условиям хранения пенообразователя, (коррозионная стойкость пенообразователей к емкости) и, конечно, своему целевому назначению — тушению конкретного горючего вещества или материала (см. таблицу).

Важное добавление, кратность пены - это отношение объёма пены к объёму исходного раствора пенообразователя. Она необходима для правильного выбора типа пены в зависимости от конкретной задачи пожаротушения, при оценке масштабов пожара. Так низкократная пена (до 20) применяется для тушения горящих поверхностей, средняя (20-200) — для тушения пожаров на открытых площадках и в небольших помещениях, а высокократная (>200) — для объемного тушения пожаров в больших закрытых пространствах. Поэтому предустановленная система хранения и дозирования пенообразователя должна соответствовать масштабам трагедии.

Что такое пенообразователи и смачиватели?

Пенообразователь (пенный концентрат) — это концентрированный раствор стабилизатора пены, обычно это поверхностно-активное вещество, которое при смешивании с водой образует рабочий раствор пенообразователя или смачивателя. В свою очередь, рабочий раствор пенообразователя или смачивателя представляет собой их водный раствор с регламентированной рабочей объемной концентрацией.

Отметим, что пенообразователь и смачиватель — это разные жидкости, хотя во многом они совпадают, так рабочая концентрация первого составляет от 0,5 % до 6 %, второго — от 0,1 % до 3 %. С их характеристиками можно ознакомиться в следующем документе ГОСТ Р 50588-2012 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний».

Как работают?

Итак, пенообразователь и смачиватель разные вещества, но относящиеся к одному классу поверхностно-активных веществ (ПАВ). Более того, они могут иметь схожие компоненты. Их ключевое различие в назначении и механизме действия (см. таблице):

Более того, есть пенные концентраты, которые обладают двойным назначением и применяются как пенообразователи, и как смачиватели, в зависимости от концентрации и используемого оборудования. При этом ключевые функции и области применения отличаются.

Принцип действия пенообразующих веществ

Специфика работы пенообразователей заключается в следующем: молекулы ПАВ размещаются на границе воды и воздуха, причем нижней частью они контактируют с водой, верхней — с воздухом. Это снижает натяжение воды и способствует образованию пузырьков. При прохождении раствора пенообразователя через пеногенератор происходит его смешивание с воздухом отчего образуется множество пузырьков, заключенных в тонкие пленочные стенки, - образуется пена.

Вода, входящая в состав пенообразователя начинает охлаждать горящую поверхность и горячие газы, а распространяющаяся пена лишает ее кислорода. Кроме того, пена замедляет испарение горючей жидкости, перекрывая доступ горючих паров в зону пламени. Внесение стабилизаторов в состав пенообразователя увеличивает прочность пенной пленки и время ее существования. Добавим, что существуют специальные пленкообразующие пенообразователи, их главная задача создание пленки на поверхности горючего вещества.

Общие и целевые пенообразователи

Согласно вышеназванному национальному стандарту на пенообразователи существуют пенообразователи общего и целевого назначения.

Первые используются для получения различной кратности пены пожаротушения и растворов смачивателей при тушении горючих твердых материалов и жидкостей, для защиты строительных конструкций, технологического оборудования и хранящихся материалов от воздействия тепловых потоков. По химическому составу пенообразователи общего назначения классифицируются как синтетические углеводородные типа S.

Вторые - целевого назначения применяются при тушении нефти, нефтепродуктов, водонерастворимых и водорастворимых горючих жидкостей и смачивающего эффекта не производят. Именно они предназначены для конкретных условий, в том числе экстремально низких температур, или видов горючих веществ. По химическому составу пенообразователи целевого назначения подразделяют на: синтетические углеводородные типов S, S/AR; синтетические фторсодержащие типов AFFF, AFFF/AR, AFFF/AR-LV; фторпротеиновые типов FP, FFFP, FP/AR и FFFP/AR.

Промышленные пенообразователи

Особую группу целевого назначения представляют собой промышленные пенообразователи. Они широко применяются на промышленных объектах в системах пенного пожаротушения для создания пены. Обычно системы устанавливаются на промышленных объектах, складах, хранилищах или транспорте, например морском. Принцип их действия заключается в заливе горящей поверхности пеной с целью тушения возгорания.

Отметим, что она включает, учитывая высокую ответственность этих технических средств, целый комплекс качественного противопожарного оборудования: насосную станцию, бак, пенный турбодозатор, пеносмеситель, трубопроводы, оросители, пеногенераторы или лафетные стволы, датчики и пульт управления.

Системы пенного пожаротушения устанавливаются на заправочных станциях, химических производствах, в резервуарных парках, на ных и торговых объектах (складах и производственных помещениях), а также на танкерах, перевозящих нефтепродукты, - в общем, там где высока вероятность возгорания конкретных веществ.

Экстремальные пенообразователи

Это пенообразователи целевого назначения, они имеют специальные составы, предназначенные для работы в экстремальных условиях низких температур. Такие рабочие растворы востребованы в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока.

Суть проблемы в том, что применение на пожаре осложнено минусовыми температурами из-за чего возникают специфические проблемы. Особенности работы пенообразователей в экстремальных условиях Севера: при прохождении воды на стенках рукавной арматуры образуются корки льда, происходит интенсивная кристаллизация воды отчего формируется шуга, в свою очередь происходит замерзание рабочего раствора, который превращается в пористую массу.

Для экстремальных условий эксплуатации используют пенообразователи, такие как фторсодержащие (AFFF/AR, AFFF/AR-LV) для тушения нефти и полярных жидкостей, или спиртоустойчивые (S/AR), способные работать при низких температурах и эффективно гасить водорастворимые горючие жидкости.

Ключевыми особенностями таких пенообразователей являются их низкая вязкость, морозостойкость и способность создавать пленку, изолирующую горящее вещество от кислорода (см. таблицу):

Пенообразователи для экстремальных условий можно приобрести в компания «Zfire». Кроме того, компания предлагает индивидуальную разработку пенообразователя на заказ, доставку пенообразователя и регенерацию пенообразователей.