Что такое пена средней кратности
Кратность пены
Кратность пены – величина, равная отношению объёмов пены и раствора, пошедшего на образование пены. В зависимости от величины значения кратности пены, получаемой из пенообразователя (ПО), огнетушащую воздушно-механическую пену (ВМП) подразделяют на пену низкой кратности (не более 20), пену средней кратности (от 21 до 200) и пену высокой кратности (более 200). Выбор кратности при тушении пожара связан с химическим составом ПО, его огнетушащей эффективностью, а также условиями тушения (тип пожарного ствола, объект тушения). Несмотря на то, что пена низкой кратности («тяжёлая» пена) в 2-3 раза менее эффективна (по сравнению с пеной средней кратности того же ПО) при тушении горючей жидкости (ГЖ) подачей пены сверху в очаг пожара, дальность струи пены низкой кратности из пожарного ствола с эжектирующим устройством типа СВПЭ в 2-2,5 раза больше по сравнению с пеной средней кратности из генератора пены. Огнетушащая эффективность пены низкой кратности из плёнкообразующих фторсодержащих ПО близка к огнетушащей эффективности пены средней кратности из углеводородных ПО. Только применение пены низкой кратности позволяет использовать подслойный способ для тушения пожара углеводородного топлива в резервуаре. Пена средней кратности (60-100) из углеводородных ПО используется в основном для тушения нефтепродуктов и др. ГЖ в резервуарах. Пену средней кратности также можно использовать не только для поверхностного, но и для объёмного тушения пожаров транспортных средств, в подвалах, кабельных каналах, в небольших по объёму помещениях, на чердаках, и т.п. Пена средней кратности повышенной устойчивости применяется при прокладке пенной аварийной посадочной полосы на аэродроме. Пена высокой кратности применяется для объемного тушения.
Литература: ГОСТ Р 50588-2012 Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний;
НПБ 166-97. Пожарная техника. Огнетушители. Требования к эксплуатации.
Кривозуб Дмитрий Семёнович (1909-1992) генерал-майор (1962), д-р техн. наук (1968), профессор (1970). Специалист в области эксплуатации передвижных электростанций, линий электропередачи, агрегатов бесперебойного питания, заземления. Окончил Ленинградскую военно-электротехническую академию (1937), адъюнктуру при ней (1940). С 1941 по 1944 находился в рядах действующей армии (офицер Управления спецработ Западного фронта, помощник командира бригады спецназа). С 1945 по 1951 – зам. начальника кафедры военной электротехники в ВИА им. В.В. Куйбышева, до 1975 – начальник кафедры. С 1971 по 1973 – профессор кафедры ТОЭ в МИЭМ, затем по 1978 – начальник кафедры СЭАСС в ВИПТШ. С 1984 – профессор кафедры телемеханики.
Пенообразователь и пожарная пена: характеристики и свойства
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:
по способу образования:
Характеристика
При тушении нефтей и нефтепродуктов концентрация водного раствора ПО-1 принимается 6%. При тушении других веществ и материалов используют растворы с концентрацией 2 – 6 %.
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 (Vр ):
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:
В пожаротушении используются все виды кратности пожарной пены. Получить различную кратность пены можно за счет разнообразных приборов и пеногенерирующих устройств (установок):
Тушение пеной низкой кратности
Тушение пеной средней кратности
Получение пеной высокой кратности
Читайте дополнительный познавательный материал по теме:
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:
Как отмечено выше, по способу создания пену разделяют на химическую, и на получаемую под воздействием воздуха в специальных устройствах. Химическая – это результат взаимодействия определенного набора компонентов. Воздушно-механическая пена — результат смешивания воздуха с так называемым пеноконцентратом.
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.
Кратность пены пенообразователя
Кратность пены пенообразователя – безразмерная величина, равная отношению объёмов пены и раствора, содержащегося в пене.
Кратность пенообразователя
Кратность пенообразователя (полученной воздушно-механической пены) в равной мере зависит как от физико-химических свойств исходного пеноконцентрата общего или целевого назначения, так и от технических особенностей генераторов пены, имеющих специфические конструктивные ограничения. В настоящее время в мире сформировалась тенденция применения на практике пены только низкой или только высокой кратности. Это обусловлено повсеместным применением фторсодержащих пенообразователей, которые за счёт эффекта образования саморастекаемой водной плёнки (локальное пожаротушение на поверхности горючей жидкости) позволяют ограничиться пеной низкой кратности для быстрого достижения целей пожаротушения. В случаях вынужденного объёмного пожаротушения (авиационные ангары, трюмы речных (морских) судов и т.д.) тандем совместимых пеноконцентратов и пеногенераторов позволяют получить высокую кратность пены, заполняющую защищаемый объект и оперативно ликвидирующую пожар. На территории России получение и применение пены средней кратности, тем не менее, продолжает сохранять свою актуальность из-за массового применения на практике генераторов пены средней кратности.
Воздушно-механическая пена, полученная из современных пеноконцентратов, является эффективным огнетушащим веществом. Пенный слой, сформированный на поверхности горящего вещества, одновременно обеспечивает его изоляцию от поступления новых порций кислорода, выступающего в качестве окислителя, и производит охлаждающий эффект за счёт большой теплоёмкости воды, входящей в состав пены.
Процесс пенообразования происходит на специальных пеногенерирующих устройствах, при подаче на них под давлением рабочего раствора пенообразователя, полученного из пеноконцентратов с различными объёмными долями применения, при смешении его с воздухом.
Пены, применяемые для целей пожаротушения, должны обладать высокой структурно-механической стойкостью к неблагоприятному воздействию на них разнообразных внешних факторов, присутствующих в зоне пожара.
Пены различной кратности позволяют решать задачи пожаротушения объектов различной природы происхождения путём выбора наиболее оптимального огнетушащего вещества.
ООО «Завод Спецхимпродукт» выпускает продукцию в ассортименте, разнообразные модификации которой позволяют полностью перекрыть все возникающие потребности при ликвидации пожаров классов А и В.
Методика получения пены различной концентрации:
1. Для получения пеноконцентрата 6%:
2. Для получения пеноконцентрата 3%:
Пример: Из 1 т ПО (6%) можно получить 16,6 т рабочего раствора. Такое же количество рабочего раствора можно получить из 0,17 т ПО (1%)
Преимущества при использовании пеноконцентрата с высокими концентрациями ПАВ (объёмная доля применения 1% и ниже):
1. Осуществляется экономия площадей для хранения пенообразователя и снижение транспортных издержек при его перевозке
2. Увеличивается запас возимого объёма огнетушащего вещества при доставке к месту пожара в штатном пенобаке пожарного автомобиля (при наличии соответствующих систем дозирования)
Общие определения
Пенообразователь (пенный концентрат) для тушения пожаров – концентрированный водный раствор стабилизатора пены (поверхностно-активного вещества), образующий при смешении с водой рабочий раствор пенообразователя или смачивателя.
Плёнкообразующий пенообразователь – пенообразователь, огнетушащая способность и устойчивость к повторному воспламенению которого определяется образованием на поверхности углеводородной горючей жидкости водной плёнки.
Партия пенообразователя – любое количество единовременно изготовленного пенообразователя, однородного по показателям качества, сопровождаемого одним документом о качестве.
Огнетушащая воздушно-механическая пена – пена, получаемая с помощью специальной аппаратуры за счёт эжекции или принудительной подачи воздуха или другого газа, предназначенная для тушения пожаров.
Объёмные доли применения, раствор пенообразователя
Раствор пенообразователя
Рабочий раствор пенообразователя (смачивателя) – водный раствор пенообразователя с регламентированной рабочей объёмной концентрацией пенообразователя (смачивателя). Рабочая концентрация пенообразователя составляет от 0,5% до 6%, смачивателя – от 0,1% до 3%.
Интенсивность подачи рабочего раствора – количество водного раствора пенообразователя, подаваемого в единицу времени на единицу поверхности горючей жидкости.
Методика получения рабочего раствора пенообразователя из пеноконцентрата с различными объёмными долями применения состоит в строгом выдерживании процентного соотношения воды и соответствующего пеноконцентрата при их перемешивании.
Устойчивость пены – способность пены сохранять первоначальные свойства.
Индивидуальная подготовка
План теоретической подготовки
План практической подготовки
Итоговое тестирование
Индивидуальная подготовка
Назначение, виды и устройство оборудования, средства для получения воздушно-механической пены
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.
Пенообразователь и пожарная пена: характеристики и свойства
Виды пены по кратности:
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