„PROSZKI I GAZY GAŚNICZE”

„

PROSZKI I GAZY

GAŚNICZE”

Do mechanizmów przerwania procesów

spalania zaliczyć należy:

- izolację materiału palnego od utleniacza

- obniżenie stężenia utleniacza w strefie spalania

- ochłodzenie materiałów palących się

- chemiczne zahamowanie procesów oksydo -
redukcyjnych

- ochłodzenie strefy spalania

izolacja

materiału

palnego

przed

promieniowaniem cieplnym

PROSZKI GAŚNICZE

Proszki  gaśnicze  są  to  mieszaniny  ciał
stałych  mających  działanie  gaśnicze
inhibicyjne,  heterogeniczne  związane  z
obecnością

gazów

powstających

wyniku rozkładu proszku w wyższej
temperaturze.

Podział proszków gaśniczych

Podział proszków gaśniczych został ustalony na
podstawie grup pożarów, do gaszenia których dany
proszek jest najbardziej odpowiedni.
Zgodnie z sugestiami ISO wszystkie pożary zostały
podzielone na cztery grupy, są to:

- pożary A - pożary ciał stałych,
- pożary B - pożary cieczy,
- pożary C - pożary gazów,
- pożary D - pożary metali,

Jeżeli w obrębie pożaru znajdują się urządzenia
będące pod napięciem elektrycznym , to fakt ten
odnotowuje się literą E.

Proszki gaśnicze można podzielić

na dwie podstawowe grupy:

- proszki przeznaczone do gaszenia cieczy palnych,
gazów oraz innych materiałów organicznych
spalających się płomieniowo,

- proszki specjalne, przeznaczone do gaszenia
metali,

związków

metaloorganicznych

oraz

materiałów

organicznych

spalających

się

bezpłomieniowo.

Baza surowcowa

Rozwój produkcji w tej dziedzinie powoduje
ukazywanie

się

wciąż

nowych

proszków

gaśniczych. Poszerza się też znacznie liczba
surowców z których są one wytwarzane.

Na HCO3

(NH4) H2PO4

1. WĘGLANOWE

Na bazie:

K HCO3

Na2 CO3

K2 CO3

2. FOSFORANOWE

Na bazie:

(NH4) HPO4

(NH4) PO4

(NH4) 2SO4

3. CHLORKOWE

Na bazie:

NaCl

KCl+NaCl

NaCl+fosforany

BaSO4

Al2 (SO4)3

Baza surowcowa

Mechanizm gaszenia proszków

1. Rozkład proszku pod wpływem temperatury
na:
CO2 i H2O (NzHCO3) - działanie tłumiąc -
chłodzące
2NaHCO3  Na2CO3+H2O+CO2

2. Topienie się proszku i oblepianie palącego się
ciała tzn. izolowanie od dostępu powietrza.
3. Obniżenie stężenia tlenu nad powierzchnią
palącego się ciała dzięki obecności chmury
rozdrobnionego proszku.
4.

Mechanizm

zdmuchnięcia

płomienia

strumieniem

proszku

podawanym

pod

ciśnieniem.
5. Inhibicja hetero i homo fazowa.

Mechanizm działania gaśniczego

proszków.

Mechanizm gaszenia proszków polegają na dwóch
zasadniczych efektach:

- działanie inhibicyjne,
- działanie izolacyjne,

Efekt inhibicyjny lub chemiczny jest zasadniczym
działaniem  gaśniczym  proszków  przeznaczonych
do gaszenia pożarów gazów, cieczy palnych i ciał
stałych,  które  jednak  w  warunkach  termicznych
pożaru  topią  się  i  wytwarzają  palne  produkty  w
czasie ich pirolitycznego rozkładu.
W  proszkach  przeznaczonych  do  gaszenia
pożarów  metali  a  także  w  innych  proszkach
przeznaczonych do gaszenia ciał stałych, których
spalanie  przebiega  z  udziałem  fazy  żarzenia
dominującym działaniem gaśniczym jest działanie
fizyczne  a  mianowicie  -  izolacja  powierzchni
materiału

palnego

przed

kontaktem

utleniaczem zawartym w powietrzu.
W przypadku pożarów płomieniowych proszek
jest inhibitorem reakcji spalania. Możliwe są przy
tym dwa mechanizmy inhibicji - hetero fazowy i
homo fazowy.

Tabela podstawowych proszków gaśniczych.

Nazwa

Przeznaczenie

Baza
surowcowa

Producent

MONNEX

Przeznaczony do gaszenia pożarów
klasy B i C przy czym odznacza się
dużą skutecznością.

Kwaśny
węglan
potasu,
osadzony w
cząsteczkac
h mocznika.

Imperiał
Chemika
Industries
Wielka
Brytania

TOTALIT S

Gaszenie pożarów typu B, C, E

Kwaśny
węglan
sodu.

Total
export
GMBH,
Niemcy

G - 1

Gaszenie  pożarów  metali  takich
jak:  magnez  i  jego  stopy,  sód,
potas,  tytan,  lit,  wapń,  cyrkon,
hafn, tor, uran, pluton, aluminium.

Sproszkowa
ny koks i
fosforan
organiczny

Total
export
GMBH,
Niemcy

LB - 3

CUSSONS
WZChG
POLLENA
POLSKA

Parametry użytkowe proszków gaśniczych i metody

ich oznaczania

Skuteczność  gaśnicza  proszków  zależy  od  szeregu
parametrów  fizycznych  i  użytkowych.  Należy  przy
tym pamiętać, że na skuteczność proszku składa się
Nie  tylko  jego  efektywność  działania  na  płomień,
ale  także  takie  jego  cechy,  które  umożliwiają  mu
dotarcie  do  strefy  spalania,  a  w  tym  niezmienność
w  czasie  jego  stanu  fizycznego  i  parametrów
dynamicznych.  Głównymi  składnikami  proszków  są
sole nieorganiczne, na ogół dobrze rozpuszczalne w
wodzie

higroskopijne.

Dodatek

środków

hydrofobizujących  w  odpowiednich  ilościach  (kilka
procent)  zapewnia  odporność  na  działanie  wilgoci,
co  umożliwia  przechowywanie  proszku  bez  zmiany
jego  własności  użytkowych.  Bardzo  istotny  jest  też
odpowiedni  skład  ziarnowy,  gdyż  od  niego  zależy
szereg parametrów użytkowych.

Skuteczność gaśnicza

Dla

wszystkich

klas

pożarów

(ABCD)

znormalizowano  odpowiednie  pożary  testowe,
dostosowane  również  do  wielkości  testowanych
urządzeń  (gaśnice,  agregaty).  Miarą  skuteczności
gaśniczej jest albo ilość pozytywnych wyników w n
próbach, bądź ilość proszku zużytego do ugaszenia
pożaru,  mierzona  ubytkiem  masy  gaśnicy  lub
agregatu.  Są  to  badania  zawsze  kosztowne,
wymagające

wykwalifikowanego

personelu

odpowiedniego  zaplecza.  Dlatego  przeprowadza
się  je  tylko  w  przypadku  wprowadzania  na  rynek
nowego  produktu  (przy  badaniach  atestacyjnych)
lub  przy  zmianie  technologii  produkcji.  Można
założyć,  że  jeśli  wszystkie  pozostałe  parametry
proszku  są  niezmienne,  nie  zmieniła  się  również
skuteczność gaśnicza.

Odporność na niska temperaturę

Badany proszek w ilości ok. 20 g umieszcza się w
czystym i suchym naczyniu szklanym o średnicy 20
mm, które wstawia się następnie na okres 1
godziny do komory chłodniczej o temperaturze
wnętrza ok. - 55°C. Bezpośrednio po wyjęciu
naczynia mierzy się czas wysypywania proszku,
który nie może być większy niż 5 s.

Odporno

ść

na zbrylanie

Zasada metody polega na poddaniu próbki badanego proszku
nawilżaniu

atmosferze

dużej

wilgotności,

przetrzymywaniu

pod

obciążeniem

mechanicznym

urządzeniu  testowym  w  obniżonej  temperaturze,  a  następnie
przesiewaniu i ważeniu grudek.
Próbkę  proszku  o  masie  200  ±  1  g  umieszcza  się  w
eksykatorze  z  nasyconym  roztworem  węglanu  sodowego,
dającym  wilgotność  względną  powietrza  ok.  90%,  na  okres  1
godziny.  Następnie  proszek  przesypuje  się  do  woreczka
polietylenowego,  który  po  zaklejeniu  taśmą  i  nakłuciu  w  celu
odpowietrzenia

umieszcza

się

wewnątrz

urządzenia

testowego.  Woreczek  przyciska  się  tłokiem  całość  umieszcza
w chłodziarce w temperaturze 3 ÷ 5°C na okres 48 godzin.

Po  tym  czasie  woreczek  wyjmuje  się,  jego  zawartość
przesypuje  na  sito  o  wymiarze  oczek  1  mm  i  łagodnie
przesiewa.  Pozostałe  na  sicie  grudki  waży  się  na  wadze
analitycznej.
Wymaga się, aby odporność na zbrylanie nie przekraczała
0,1%.

Repelencja

Metoda polega na określeniu ilości proszku pozostającego w
naczyniu po nawilżeniu znajdującego się w nim proszku,
usunięciu mieszaniny wodno-proszkowej i wysuszeniu naczynia z
pozostałością.
W zlewce o pojemności ok. 150 cm

umieszcza się 50,0 ± 0,5 g

proszku, a następnie dodaje 50,0 ± 0,5 cm

wody destylowanej

w taki sposób, aby woda spływała po ściance. Czas dodawania
wody 9 ± 1 s. Po upływie 120 s energicznym ruchem usuwa się
zawartość

zlewki.

Zlewkę

wraz

z pozostałością suszy się w suszarce w temperaturze ok. 60°C
przez
ok. 1,5 godziny. Waży się na wadze analitycznej z dokładnością
do 0,001 g.
Repelencję R, wyrażoną w procentach, oblicza się z wzoru:

gdzie:
m

– masa zlewki z pozostałością po wysuszeniu [g],

– masa zlewki [g],

– masa proszku [g].

Wymaga się, w przypadku badań przydatności proszku, aby
repelencja była zgodna z wartością deklarowaną przez
producenta, z tolerancją 20 %.

m2 m1

100







Zawartość wilgoci

Metoda  polega  na  suszeniu  określonej  masy  proszku  nad  kwasem
siarkowym.
Na szalce Petriego należy odważyć ok. 5 g proszku z dokładnością do 0,001
g.  Proszek  trzeba  rozłożyć  równomiernie  na  całej  powierzchni  szalki  i
wstawić do eksykatora, wewnątrz którego znajduje się stężony (98 %) kwas
siarkowy.  Po  48  godzinach  szalkę  wyjmuje  się  z  eksykatora  i  waży  z
dokładnością  do  0,001  g.  Podczas  oznaczania  temperatura  otoczenia
powinna wynosić 20 ± 2°C.

Zawartość wilgoci oblicza się z wzoru:

gdzie:
m

– masa pustej szalki [g],

– masa szalki z proszkiem przed suszeniem [g],

– masa szalki z proszkiem po suszeniu [g].

W celu szybkiego oznaczenia tego parametru (podczas ćwiczeń
laboratoryjnych) suszenie w eksykatorze można zastąpić suszeniem w
suszarce, w temperaturze 60 ± 5°C.
Jest to temperatura o około 20°C niższa od temperatury początku rozkładu
najszybciej rozkładających się proszków węglanowych. Suszenie
w tych warunkach przez ok. 2 godziny wystarcza do uzyskania stałej masy.
Przy badaniach przydatności proszku zakłada się, że wyznaczona zawartość
wilgoci może różnić się od wartości deklarowanej przez producenta nie
więcej niż o 20 %.

m2 m3

m2 - m1

100







Higroskopijność

Metoda polega  na pomiarze  ilości wilgoci pochłoniętej przez  określoną
masę proszku umieszczonego w atmosferze o znanej wilgotności.
Próbkę  proszku  wysuszonego  zgodnie  zasadami  badania  zawartości
wilgoci  umieszcza  się  w  eksykatorze  z  nasyconym  roztworem  chlorku
amonowego,  który  zapewnia  atmosferę  o  wilgotności  względnej
powietrza  ok.  80  %.  Po  3  tygodniach  szalkę  z  proszkiem  waży  się  z
dokładnością do 0,001 g.
Temperatura otoczenia podczas oznaczania powinna wynosić 20  2°C.

Higroskopijność oblicza się ze wzoru:

gdzie:
m

– masa szalki z proszkiem po wysuszeniu wg pkt 5 [g],

– masa szalki z proszkiem po próbie [g],

– masa proszku [g].

Przyjmuje się, że otrzymana podczas badań wartość higroskopijności
może różnić się od deklarowanej przez producenta nie więcej niż
o 20 %.

m2 m1

100







Gęstość nasypowa

Metoda polega na ustaleniu objętości określonej masy proszku
po swobodnym przesypywaniu go w cylindrze miarowym.
W cylindrze miarowym o poj. 250 cm

odważa się 100 ± 0,1 g

proszku. Cylinder zamyka się korkiem i 10 razy obraca w
płaszczyźnie

pionowej

o 180° w ciągu 20 ÷ 40 s i ponownie ustawia w pozycji
pionowej. Po 60s odczytuje się objętość proszku w cylindrze.
Gęstość nasypową oblicza się z wzoru:

gdzie:
m

– masa proszku [g],

V – objętość proszku odczytana na podziałce cylindra [cm

Badana gęstość nasypowa powinna być zgodna z deklarowaną
przez producenta, z dopuszczalną tolerancją 10 %.





Zagęszczalność

Metoda polega na pomiarze ubytku objętości próbki proszku po
określonym czasie wibrowania.
Bezpośrednio po odczytaniu objętości próbki proszku wg pkt. 7
cylinder z proszkiem umieszcza się na płycie wibratora,
zapewniającego częstotliwość drgań 60 ÷ 70 Hz przy
amplitudzie 1 ÷ 2 mm.
Po 15 minutach pracy wibratora cylinder zdejmuje się i po 60 s
odczytuje na podziałce cylindra objętość proszku.
Dopuszczalne odchylenie zmierzonej zagęszczalności od
wartości deklarowanej wynosi 10%

Gęstość przy swobodnym

wypływie

Metoda  polega  na  swobodnym  wypływie  proszku  z  lejka  do
naczynia
o określonej objętości i ważeniu masy tej objętości proszku.
Układ pomiarowy. Naczynie waży się z dokładnością do 0,01 g.
Po  zamknięciu  przepustnicy  napełnia  się  całkowicie  lejek
proszkiem,  nie  ubijając  go.  Górną  powierzchnię  proszku
zrównuje

się

pomocą

linijki

z  górną  krawędzią  453  lejka.  Po  zestawieniu  układu  należy
otworzyć  przepustnicę  tak,  aby  proszek  przesypał  się  do
naczynia  [w  ciągu  30÷40  s].  Po  przesypaniu  się  proszku,
należy  odczekać  20  ÷  30  s,  usunąć  nadmiar  proszku  przez
wyrównanie  jego  powierzchni  z  górną  krawędzią  naczynia  i
zważyć naczynie z proszkiem z dokładnością do 0,01 g.

Sypkość

Sypkością

proszku

nazywamy

jego

zdolność

przemieszczania  się  pod  wpływem  działania  siły  ciężkości.
Metoda  pomiaru  polega  na  oznaczaniu  czasu  przepływu
określonej  masy  proszku  pod  wpływem  siły  ciężkości  przez
otwór w pierścieniu przegradzającym dwa naczynia.
Do  jednej  z  wytarowanych  kolb  stożkowych  wsypuje  się
proszek w ilości ok. 500 cm

i waży z dokładnością do 0,2 g. Na

wlot  kolby  nakłada  się  pierścień,  przystawia  dnem  do  góry
drugą  kolbę  i  łączy  obie  kolby  szczelnie  elastyczną  opaską.
Przy obróceniu kolb o 180° następuje przesypywanie proszku.
Zmiany  położenia  kolb  należy  dokonywać  w  momencie,  gdy
ostatnia porcja proszku opuszcza górną kolbę.
Po  wzburzeniu  proszku  w  wyniku  dziesięciu  kolejnych
przesypać,  mierzy  się  łączny  czas  następnych  dziesięciu
przesypać proszku z jednej kolby do drugiej, z dokładnością do
0,2 s.
Dopuszcza się dla tego parametru tolerancję 10%.

Gęstość właściwa

Metoda  polega  na  określeniu  rzeczywistej  objętości  (w
odróżnieniu  od  objętości  pozornej  w  przypadku  pomiaru
gęstości  nasypowej  i  gęstości  przy  swobodnym  wypływie)
znanej masy proszku.
Wyce  chowaną  (o  znanej  objętości)  kolbę  miarową  o  poj.  50
cm

waży się na wadze analitycznej z dokładnością do 0,001 g.

Do kolby wsypuje się ok. 10 g proszku i całość waży z
dokładnością do 0,001 g.
Do kolby wlewa się 25 ÷ 30 cm

butanolu lub innej cieczy o

znanej gęstości, w której proszek nie rozpuszcza się, ani z nią
nie  reaguje.  Zawartość  kolby  należy  dokładnie  wymieszać  za
pomocą  cienkiej  bagietki  lub  drucika,  celem  usunięcia  całej
ilości zawartego w proszku powietrza.
Bagietkę  usuwa  się  z  kolby,  spłukując  ją  dokładnie  dodawaną
cieczą
i  zawartość  kolby  uzupełnia  się  cieczą  aż  do  kreski
wyznaczającej  wyce  chowaną  objętość  (menisk  cieczy
powinien być styczny do kreski).
Kolbę wraz z zawartością waży się ponownie z dokładnością do
0,001 g.

Powierzchnia właściwa

Powierzchnia  właściwa  cząstki  jest  to  stosunek  jej  całkowitej
powierzchni  do  masy.  Rozróżnia  się  przy  tym  dwa  rodzaje
powierzchni: statyczną i kinetyczną.
Powierzchnia  statyczna  (adsorpcyjna)  jest  to  całkowita
powierzchnia  cząstki  wraz  z  powierzchnią  porów,  do  których
istnieje dostęp z zewnątrz cząstki.
Powierzchnia  kinetyczna  (zewnętrzna)  jest  to  powierzchnia
zewnętrzna  cząstki.  Można  przyjąć  w  przybliżeniu,  że  jest  to
powierzchnia, którą obmywa przepływający gaz.
W  przypadku  proszków  gaśniczych  mierzy  się  kinetyczną
powierzchnię właściwą, która jest miarą stopnia rozdrobnienia.
Metoda  pomiaru  polega  na  określeniu  czasu  przepływu
określonej  objętości  powietrza  przez  sprasowaną  warstwę
badanego proszku o znanej objętości (warstwy) i masie. Służy do
tego celu powierzchnio mierz Blaine’a.
Dla powierzchni właściwej dopuszcza się odchylenie od wartości
deklarowanej przez producenta nie większe niż 10 %.

Skład ziarnowy

Przeważającą część masy proszku stanowią ziarna o
średnicach poniżej 100 m. Polskie Normy przewidują

najmniejszy wymiar oczek sita 63 m. Normy zagraniczne, np.

DIN wprowadzają sita o wymiarach oczek nawet 20 m,

jednak przeprowadzenie zwykłej analizy sitowej przy użyciu
wytrząsarki

byłoby

niemożliwe

bez

dodatkowego,

wymuszonego przepływu gazu przez sita (od góry do dołu).
Polskie Normy przewidują trzy metody analizy ziarnowej
pyłów o średnicach ziaren poniżej 63 m. Są to:

A. Sedymentacja w cieczy - metoda pipety Andreasena,
B. Wywiewanie - metoda aparatu Gonella,
C. Odwirowywanie w przeciwprądzie - metoda wirówki Bahco.

Nazwą  „gazy  gaśnicze”  obejmuje  się  takie  środki
gaśnicze,  które  w  chwili  działania  gaśniczego
znajdują się w stanie gazowym.
Takimi  środkami  są  więc  gazy  obojętne  (azot,
dwutlenek węgla, argon, hel, różne mieszaniny tych
gazów), gazy spalinowe a także para wodna i halony
działające  antykatalitycznie.  Skuteczność  gaśnicza
halonów

jest

znacznie

większa

niż

gazów

obojętnych,  ale  zastosowanie  ich  zostało  w
ostatnich  latach  znacznie  ograniczone  ze  względu
na  niszczący  wpływ  na  stratosferyczną  warstwę
ozonu (takie  działanie wykazują także stosowane w
urządzeniach chłodniczych freony ).

Gazy obojętne:

Dwutlenek

węgla

bezwonnik

kwasu

węglowego jest gazem najczęściej i najszerzej
stosowanym w pożarnictwie ze względu na
niski koszt oraz łatwość otrzymywania.

Gaz ten wytwarza się przy wypalaniu wapna z
dolomitów, występuje również m. in. jako
produkt uboczny przy produkcji spirytusu i
piwa.

Gazy spalinowe:

Gazy spalinowe można i należy stosować do
zabezpieczenia

przeciwpożarowego

pomieszczeniach zamkniętych, a także do
gaszenia pożarów tam, gdzie jest to możliwe.

Przeznaczenie

Gazy  gaśnicze  stosuje  się  w  celu  zapobiegania
wybuchom i do gaszenia pożarów cieczy, gazów
palnych,  zawiesin  pyłów  palnych  w  powietrzu
oraz  materiałów  o  dużej  wartości,  a  których
gaszenie  innymi  środkami  mogłoby  wywołać
straty spowodowane działaniem samego środka
gaśniczego.

Mechanizm gaszenia gazami

obojętnymi

Podstawowe działanie gaśnicze gazu -
rozcieńczenie tlenu w strefie spalania
(obniżenie stężenia).

Jeżeli w powietrzu jest 21 % tlenu
wszystkie materiały łatwo zapalne i trudno
zapalne przy źródle ognia się palą.

Przy stężeniu 18 % tlenu - 80 % materiałów
łatwo i trudno zapalnych nie pali się.

Przy 16 % - 15 % spalają się tylko materiały
posiadające tlen w swojej budowie.

Wady i zalety wybranych gazów

gaśniczych

Zalety:
- łatwo się skrapla,
- nie niszczy gaszonych obiektów i materiałów,
- jako cięższy od powietrza dobrze przenika we wszystkie
szczeliny
i zakamarki,
- nie przewodzi prądu elektrycznego,
- nie psuje się przy długim przechowywaniu,

-nie jest wrażliwy na działanie niskich temperatur,

Wadą przy stosowaniu na szerszą skalę, CO

jest duży ciężar

butli stalowych (napełniona butla o pojemności 40 l ma
ciężar około110 kg).

Sposób przechowywania

Przechowywanie, CO

do celów przeciwpożarowych:

*/  w  temperaturze  otoczenia,  w  butlach  stalowych
określonych  normą  PN-67  /  M-69222  „  Butle  do  gazów.
Butle do stalowe bez szwu ”,
*/  oziębiony  do  -  20  C  w  izolowanych  i  wyposażonych  w
instalację chłodniczą zbiornikach o dużej pojemności (do 70
ton CO

W  Polsce  dwutlenek  węgla  do  celów  p.  poż.  przechowuje
się  w  butlach  stalowych.  Butle  napełnia  się  ciekłym
dwutlenkiem  węgla.  Jego  ilość  w  butli  zależy  od  jej
pojemności.

Document Outline