książka od 97 do 165 str


PROSZKI GAŚNICZE

Wiadomości ogólne

W systemie ochrony przeciwpożarowej większości państw pozyc proszków gaśniczych tak się ugruntowała, źe przy gaszeniu niektóry< pożarów stały się one wręcz niezastąpione. Przy czym znaczenie ich ciąg wzrasta. Uważa się nawet, że produkcja niektórych typów zakładó przemysłowych we współczesnym świecie nie byłaby możliwa bez o, powiedniego zabezpieczenia przeciwpożarowego opartego na proszkac gaśniczych. Do takich zakładów zaliczyć należy zakłady rafineryjn petrochemiczne, metalurgiczne i inne. W zakładach petrochemicznyc np., przyjął się powszechnie system gaszenia polegający na szybki uderzeniowym zaatakowaniu strefy pożaru silnym strumieniem prosz~ gaśniczego, po którym natychmiast po ugaszeniu pożaru dla zabe pieczenia przed ponownym zapaleniem podaje się strumienie piany, któ: izoluje, chłodzi i zabezpiecza przed ponownym rozpaleniem się pożar Proszki gaśnicze są bardzo skuteczne, gaszą szybko; ich szeroki aso tyment produkcji pozwala na gaszenie wszystkich rodzajów pożarów, c urządzeń będących pod wysokim napięciem elektrycznym, poprzez poż ry metali do gaszenia pożarów elektrowni atomowych, a także wszystkie innych, jak: pożary alkoholi i pozostałych rozpuszczalników organic nych, produktów naftowych i pochodnych ropy, itp. Do mankamentó proszków gaśniczych zaliczyć należy ich znikome możliwości ochładzaj ce, co może umoźliwić ponowne zapalenia ugaszonego uprzednio pożar

Definicja proszków r

Proszki gaśnicze są to mieszaniny ciał stałych złożonych z jednego h ,~~ ~~ kilku składników mających właściwości gaśnicze, które stanowią óa pfr' ''~ ' proszków oraz dodatków, których celem jest nadanie sproszkowat ~'e ~,~ bazie odpowiednich właściwości techniczno-użytkowych, takich ja m l~

płynność, odporność na zbrylenie, higroskopijność itp. ~~:. i ,

yi

t


Od składu chemicznego bazy proszku zależy jego skuteczność gaś­nicza i zakres stosowania. Skuteczność gaśnicza zależy również w pew­nym stopniu od dyspersji proszku, co będzie omówione szczegółowo w innym miejscu.

Właściwości gaśnicze proszków polegają na dwóch zasadniczych efektach gaśniczych, a mianowicie - na działaniu inhibicyjnym dla jednych proszków i izolacyjnym dla drugich.

Efekt inhibicyjny lub chemiczny jest zasadniczym działaniem gaś­niczym proszków przeznaczonych do gaszenia pożarów gazów, cieczy palnych i ciał stałpch, które jednak w warunkach termicznych pożaru topią się i wytwarzają palne produkty w czasie ich pizolitycznego 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 z utleniaczem zawartym w po­wietrzu.

Podział proszków

W wielu artykułach i w sprawozdaniach z pożarów często spotkać można różne określenia dotyczące proszków gaśniczych. Niektórzy stosują określenia wynikające z bazy proszku, mówią zatem o proszku węglanowym, mając na myśli proszek, którego bazę stanowi kwaśny węglan sodowy, i o proszku fosforanowym, którego bazę stanowi mieszanina fosforanów amonowych. Proszki te ostatnio często nazywane są uniwersalnymi. Są też proszki mocznikowe, chlorowe, potasowe i wiele innych.

Większość autorów przyjmuje jednak za podstawę podziału proszków gaśniczych grupy 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 cial stałych palących się z udziałem ża­

rzema, - pożary B - pożary cieczy, - pożary C --- pożary gazów, --- pożary D -- pożary metali.

O ile w obrębie pożaru znajdują się urządzenia będące pod napięciem ,elektrycznym, to fakt ten odnotowuje się literą E. W Polsce przyjęto literę

tę pisać w indeksie dolnym, np. BCE.

Obok litery E po myślniku często podawana jest liczba. Wskazuje ona, do jakiego napięcia można gasić danym proszkiem pożar, w zasięgu, którego znajduje się urządzenie będące pod napięciem, np. proszek ABCE-loo- Oznacza to proszek gaśniczy, którym można gasić pożary

j grup A, B, i C a także urządzenia pod napięciem elektrycznym do 100 V. f Często w akcjach gaśniczych proszki muszą być stosowane z innymi środkami gaśniczymi, np. z pianą. Prawie wszystkie proszki przyspieszają w znacznym stopniu niszczenie pian gaśniczych; w szczególności niszczą pianę, zawarte w proszkach gaśniczych, kwas stearynowy i jego sole. Niektórzy producenci stosują, zamiast kwasu stearynowego bądź jego soli, inne środki hydrofobujące, np. silikony. Proszki gaśnicze zawierające silikony niszczą pianę gaśniczą znacznie słabiej i nie ma obaw, że ugaszony proszkiem pożar. a następnie zabezpieczony przed ponownym rozpaleniem, przy pomocy piany, nie spowoduje jej zniszczenie. Proszek taki dodatkowo oznakowany jest literami Sv od niemieckiego "Schaum vertraglich" co oznacza - zgodny z pianą. Przykładowo: proszek gaśniczy BCE - Sv.

Jeżeli przy indeksie E nie ma wartości, oznacza to, że proszek taki moźe być stosowany do gaszenia poźarów urządzeń pod napięciem bez ograniczenia górnej wartości tego napięcia.

Badania wykazały, że proszki gaśnicze wytwarzane na bazie kwaś­nego węglanu sodowego nie tylko że nie powodują zwiększenia przewod­ności prądu elektrycznego, ale nawet wpływają na polepszenie właściwo­ści izolacyjnych powierzchni pokrytych tym proszkiem.

Mechanizmy gaszenia płomieni proszkami

Mechanizmy gaszenia płomieni proszkami gaśniczymi są bardzo

skomplikowane i do dnia dzisiejszego nie w pełni wyjaśnione. Aktualny stan wiedzy na temat mechanizmów gaszenia płomieni

proszkami gaśniczymi szczegółowo opisała prof. Elżbieta Bulewicz w sprawozdaniu przygotowanym dla CNBOP/4/.

W ogromnym uproszczeniu przedstawia się on następująco. ~Powaine prace na temat mechanizmów działania proszków gaś­niczych na hamowanie procesów spalania publikowane są od lat sześć­dziesiątych naszego stulecia.

Z tych publik środkami gaśnic? picze przede wsz

Inhibitorami" nione sole nieor metale alkaliczne zaliczyć między i potasowy (KzCź

Z badań po różnych metali z

Stwierdzono ~ metalu związane, kolejności:

szczawman > cygan

Z powyższego szkiem gaśniczy nasilne właścim produkcji proszk

Bardzo skutej jący w swym skła on stosowany.

Ż powyższeg czy zawierający nem powinien b proszek zawieraj skutecznych.

Z literatury v tym jego efekty zjawisko w nast~ tym jego ogólna większa a tym s nymi rodnika

~` Inhibitor -1 reakcji chemicznej


Z tych publikacji wynika, że proszki gaśnicze są bardzo efektywnymi środkami gaśniczymi. Wysoki efekt gaśniczy zawdzięczają proszki gaś­nicze przede wszystkim zdolnościom inhibicyjnym. (5)

Inhibitorami* procesów spalania w proszkach gaśniczych są rozdrob­nione sole nieorganiczne zawierające w swym składzie odpowiednie metale alkaliczne. Do soli posiadających właściwości inhibicyjne można zaliczyć między innymi: kwaśny węglan sodowy (NaHC03), szczawian potasowy (KzCz04) i wiele innych.

Z badań porównawczych wynika, że efektywność gaśnicza soli różnych metali z tym samym anionem rośnie w następującej kolejności:

Li<Na<K<Rb

Stwierdzono również, że skuteczność gaśnicza związków tego samego metalu związanego z różnymi anionami zmniejsza się w następującej kolejności:

szczawian > cyjan > węglan > jodek > bromek > chlorek > sia.rc~a.n > fosforan

Z powyższego zestawienia wynika, że najbardziej skutecznym pro­szkiem gaśniczym byłby proszek zawierający szczawiany. Z uwagi jednak nasilne właściwości toksyczne szczawianów nie jest on stosowany do produkcji proszków.

Bardzo skutecznym proszkiem gaśniczym byłby też proszek zawiera­jący w swym składzie rubid (Rb), jednak z uwagi na wysoką cenę nie jest on stosowany.

Ż powyższego zestawienia powinno wynikać, że proszek gaśni­czy zawierający w swym składzie potas (K) w połączeniu z węgla­nem powinien być skuteczny przy gaszeniu ognia i tak właśnie jest, proszek zawierający kwaśny węglan potasu jest jednym z najbardziej skutecznych.

Z literatury wynika także, że im proszek jest bardziej rozdrobniony, tym jego efektywność gaśnicza jest wyższa. Wytłumaczyć można to zjawisko w następujący sposób; im proszek jest bardziej rozdrobniony, tym jego ogólna - sumaryczna powierzchnia wszystkich ziarenek jest większa a tym samym powierzchnia kontaktu między proszkiem a wol­nymi rodnikami w płomieniu jest bardziej ułatwiona co powoduje

" Inhibitor - katalizator ujemny; katalizator, który powoduje zmniejszanie szybkości reakcji chemicznej (tu spalania).

Tablica 6.1 R'ymagania techniczno-użytkowe dla proszku ga§niczego ABC

Nazwa parametru Jednostka W~ag~ia

Metoda badania miary

Gęstość przy swobodnym wypływie 103 kg~m3 0,79±0,07

wg PN-77/C-83602/05

Zawartość wilgoci % Nie więcej niż

wg PN-78/C-83602/07 0,2

Higroskopijność po 150 h % Nie więcej niż

wg PN-78/C-83602/08 0,8

Zagęszczalność % Nie więcej niż

wg PN-79/C-83602/09 30

Odporność na zbrylanie % Nie więcej niż

wg PN-86/MPChiL/SP-120 0,1

Płynność (sypkość) cm'/s Nie mniej niż

wg PN-88/C-83602 58

Repelencja (odpychanie wody) % Nie więcej niż

wg PN-58/C-83602 0,2

Powierzchnia właściwa cmz/g 3400--4600

wg PN-80/B-04300

Skład ziarnowy % Nie więcej niż

wg PN-74/Z-04097/06

ZN-86/MPChiL/SP-120

ziaren do 10 "m 13

ziaren ponad 60 wm 30

ziaren ponad 102 Eun 15

ziaren ponad 500 Nm brak

Skuteczność gaśnicza 3 wyniki

wg PN-75/M-51003 pozytywne

Test A-8, 4, 3 kg proszku w 3 próbkach

skuteczne neutralizowanie wolnych rodników i oczywiście spowolnienie spalania aż płomień zostaje ugaszony.

Jednak przy zbyt daleko posuniętym rozdrobnieniu, ziarenka proszku są porywane przez wznoszące się gorące strumienie rozgrzanych gazów i unoszone do góry nie docierając do strefy spalania. Nie biorą więc udziału w procesie gaszenia, nie są wykorzystane, a tym samym proszek jest mniej skuteczny, bo mniej proszku bierze udział w gaszeniu.

Musi więc być zachowany pewien kompromis, proszek musi być rozdrobniony ale do pewnej granicy, bo dalsze jego rozdrobnienie spowoduje mniejszą penetrację w głąb strefy spalania.

Gg

Za

Hi

sz dc


Tablica 6.2.

Wymagania techniczno-użytkowe dla proszku ga§niczego BC

Nazwa parametru Jednostka W~ag~ia

Metoda badania miary

Gęstość przy swobodnym wypływie 10' kg~m-3 1,00±0,05

wg PN-77/C-83602/05

Zawartość wilgoci % Nie więcej niż

wg PN-78/C-83602/07 0,1

Higroskopijność po 150 h % Nie więcej niż

wg PN-78/C-83602/08 0,2

Zagęszczalność % Nie więcej niż

wg PN-79/C-83602/09 29,5

Odporność na zbrylanie % Nie więcej niż

wg PN-86/MPChiL/SP-120 0,1

Płynność (sypkość) g/s Nie mniej niż

wg PN-88/C-83602 59

Repelencja (odpychanie wody) % Nie więcej niż

wg PN-58/C-83602 0,4

Powierzchnia właściwa cm2/g 3000-4000

wg PN-80/B-04300

Skład ziarnowy % Nie więcej niż

wg PN-74/Z-04097/06

ZN-86/MPChiL/SP-120

ziaren do 10 ~m 10

ziaren ponad 60 wm 30

ziaren ponad 102 Eun 7

ziaren ponad 500 Eun brak

Skuteczność gaśnicza 3 wyniki

wg PN-75/M-51003 pozytywne

Test B-90 6 kg proszku w 3 próbkach

tie Badania eksperymentalne wykazaty, że najskuteczniej gaszą te pro­szki, które posiadają w swym składzie najwięcej ziaren o wielkości od 15 do 35 mikrometrów.

,W Powyższe uwagi dotyczące rozdrobnienia proszku i wielkości ziaren i ich wpływ na skuteczność gaśniczą mają związek z proszkami prze­ ~k znaczonymi do gaszenia pożarów grup "B" i "C".

W przypadku proszków przeznaczonych do gaszenia pożarów yć grup "A" i "D" wielkość ziaren nie odgrywa aż tak dużej roli, a wynika .ie to z innych mechanizmów gaszenia, o czym będzie w dalszej części książki.

Wymagania techoiczoo-ożytkowe dla proszka gaśnicz Tablica. 63.

'! ego D

Nazwa parametru Jednostka Wymagania

Metoda badania miary

i' Gęstość przy swobodnym wypływie 10' kg'm3 1,00±0,05

wg PN-77/C-83602/05

Zawartość wilgoci % Nie więcej niż

n ~ wg PN-78/C-83602/07 0,15

"

f Zaggszczalność % Nie więcej niż

;,:y

wg PN-79/C-83602/09 29

Odporność na zbrylanie % Nie więcej niż

wg PN-86/MPChiL/SP-120 3

~: Płynność (sypkość) g/s Nie mniej niż

,, .F,g PN-88fC-83602 62

'l, : Repelencja (odpychanie wody) % Nie więcej niż

w8 PN-58/C-83602 0,2

~; Powierzchnia właściwa cm/g 1200-2000

łi wg PN-73/B-04300

Skuteczność gaśnicza 3 wyniki

wg PN-75/M-51003 pozytywne

si Test D, 12 kg proszku w 3 próbach

Proszki typu mocznikowo-węglanowe jakkolwiek są również prze­znaczone do gaszenia pożarów grupy "B" i "C" to ich ziarna są nieco większe. Umożliwia to przenikanie strumienia proszku w głąb strefy spalania i tam pod wpływem wysokiej temperatury następuje gwałtowne rozerwanie się ziarenek co powoduje znaczny wzrost powierzchni suma­rycznej proszku i bardzo skuteczne gaszenie solami węglanowo-sodowy­mi lub potasowymi.

W inhibicyjnym działaniu proszków wyróżnić można efekty gaśnicze I wynikające zarówno z elementów fizycznych jak i chemicznych. Elementem działania inhibicji fizycznej jest obniżenie temperatury

układu przez bezpośrednie schładzanie palących się gazów lub uwal­nianie pewnych ilości gazów obojętnych takich jak np. C02 i parę wodną. Efekt gaśniczy wynikający z uwalniania się wyżej wymienionych gazów nie ma jednak znaczącego oddziaływania.

Elementem działania chemicznego jest oddziaływanie głównie soli metali alkalicznych.

6.3. W tym miejscu należy zaznaczyć, że proszki gaśnicze w płomieniu ulegają częściowemu odparowaniu jak i rozkładowi. Ilość odparowanego lub rozłożonego proszku w płomieniach jest jednak niewielka i zależy od składu chemicznego proszku i temperatury płomieni. .

W działaniu proszku gaśniczego w płomieniach wyodrębnić można następujące fazy:

- ogrzewanie się proszku przez gazy płomieni, - częściowe wyparowanie substancji,

iż - częściowy rozkładu substancji w fazie gazowej z uwalnianiem atomów metalu,

ii - ~ibicja procesu spalania przez atomy metalu.

W czasie procesu gaszenia proszkami gaśniczymi w płomieniu za­ chodzą ponadto inne procesy i zjawiska co do których toczą się spory '.ż uczonych i nie ma pełnej jasności i jednoznaczności.

Bezspornym faktem jest natomiast występowanie w procesie spalania rodników typu H, OH lub O, które to rodniki odpowiedzialne za przebieg spalania, są przez atomy metali alkalicznych takich jak Na lub K przechwytywane i neutralizowane co powoduje przerwanie procesu spalania.

'Ze- ~ Tablica 6.4.

Zażycie przeciętne proszków gaśniczycó w zależności od bazy chemic~ej -

'efy na powierzchni 1 m2 pożera

rne Baza proszku TYP proszku Zużycie proszku

da- ~ gaśniczego

~

_

y

Kwaśny węglan sodowy BCE 2,5- 3,0

Kwaśny węglan potasowy BCE 1,5- 2,0

Siarczan potasowy BCE . 2,0- 2,4

Mocznikowa-węglanowa BCE 0,5- 1,0

grę

Ch Fosforan amonowy ABCe 2,~ 2,4

Chlorek sodowy D 20,0--40,0

Węglan sodowy D 20,0-40,0

Gaszenie pożarów grupy A

Gaszenie pożarów grupy "A" proszkami gaśniczymi jest celowe wówczas, gdy istnieje możliwość dostarczenia proszku w czasie akcji gaśniczej w postaci chmury proszkowej do wszystkich objętych płomie­niami powierzchni palącego się materiału. Jest to przy gaszeniu dużych pożarów często praktycznie niemożliwe. Dlatego też proszki gaśnicze typu A przeznaczone są głównie do napełniania gaśnic proszkowych lub agregatów o niewielkiej pojemności 25, 50, 100 a nawet 250 i 750 kg, chociaż do tych ostatnich dość rzadko.

Proszki te o stosunkowo mało zaznaczonych właściwościach in­hibicyjnych mają zdolność gaszenia stałych materiałów .palnych poprzez pokrywanie palących się powierzchni w mechanicznej izolacji tych powierzchni od dostępu powietrza. Ta właściwość odcinania dostępu utleniaczowi przebiega dwojako: albo sama warstwa proszku lub nawet łącznie z nadtopioną skorupą uniemożliwia dostęp utleniaczowi, albo też niektóre składniki proszku typu A wchodzą w reakcję z gaszonymi materiałami, wytwarzając na drodze chemicznej ochronną warstwę o zmniejszonych właściwościach palnych. Tymi składnikami proszków typu A, wchodzących w reakcje chemiczne są przede wszystkim fos­forany. To one reagują ze związkami celulozowymi zawartymi w materia­łach palnych, dając trwalsze trudno palne połączenia. Proszki gaśnicze typu A są stosunkowo rzadziej stosowane z uwagi na dużo wyższe ceny, jakkolwiek zakres ich stosowania jest znacznie szerszy niż ma to miejsce w przypadku proszków typu B i C.

Mogą być one stosowane zgodnie z zawartymi oznaczeniami do gaszenia pożarów ciał stałych A, do gaszenia pożarów cieczy palnych B oraz przydatne są przy gaszeniu pożarów C, czyli pożarów gazów.

Gaszenia pożarów grupy B

Gaszenie pożarów grupy B proszkami gaśniczymi jest szeroko roz­powszechnione z uwagi na dobrą skuteczność gaśniczą. Działanie gaś­nicze polega tu na inhibicji. Dla tego rodzaju proszków jest to mecha­nizm dominujący, pozostałe - to rozcieńczanie strefy spalania i ochła­dzania tej strefy. Proszki gaśnicze tego typu są przede wszystkim stosowane przy gaszeniu dużych pożarów cieczy palnych w zakładach rafineryjnych i petrochemicznych. Proszkami tymi zazwyczaj rozpoczyna

się akcję gaśniczą, stosując je w formie uderzeniowej w celu szybkiego ugaszenia pożaru. Samo ugaszenie pożaru za pomocą proszków gaś­niczych nie zapewnia jeszcze powodzenia akcji, gdyż może mieć miejsce ponowne rozpalenie. W tej sytuacji prowadzi się równolegle działania wspomagające albo przez zabezpieczenie pianami, albo też, np. podczas gaszenia układów technologicznych w zakładach przemysłowych, stosuje się ochładzanie rozgrzanych konstrukcji strumieniami wodnymi.

Proszki typu B zawierają w swym składzie kwaśne węglany sodowe bądź potasowe i one decydują o właściwościach gaśniczych o charakterze inhibicyjnym.

Stosowane są powszechnie i nie tylko do napełniania dużych agrega­tów i samochodów proszkowych. Często wykorzystywane są do urządzeń stacjonarnych.

Niektóre odmiany proszków węglanowych, np.: proszki węglanowo­mocznikowe będące praktycznie kondensatami tych składników osiągają znaczną skuteczność gaśniczą. Z uwagi jednak na znacznie wyższą cenę w porównaniu do proszków węglanowych są stosowane przede wszyst­kim do gaszenia pożarów małych, wtedy gdy posługujemy się gaśnicami i małymi agregatami proszkowymi.

Gaszenie pożarów grupy C

Gaszenie pożarów grupy C proszkami gaśniczymi ma miejsce przede wszystkim w zakładach przemysłowych. Gaszenie pożaru ma tu charak­ter inhibicyjny i z tego powodu stosuje się głównie gaśnicze proszki typu BC, a tylko sporadycznie proszki ABC, jakkolwiek w sytuacjach krytycz­nych i takie rozwiązanie jest możliwe i daje pozytywne rezultaty.

Gaszenie pożarów grupy D

Literatura techniczna jak i naukowa dotycząca problematyki spalania i gaszenia pożarów metali jest rozległa i podaje wiele przykładów zaistniałych pożarów i akcji gaśniczych. Nie wszystkie jednak akcje gaśnicze mające na celu ugaszenie pożarów metali zakończyły się pozytywnie, stąd też zachodzi pilna konieczność prowadzenia dalszych prac badawczych w kierunku poszukiwań nowych środków gaśniczych i nowych modyfikacji sposobów gaszenia.

Zagadnieniami tymi interesuje się wiele placówek naukowo-badaw­czych szczególnie w tych krajach, gdzie istnieje silny i dobrze rozwinięty przemysł metalurgiczny i przetwórczy metali lekkich, a więc w USA, Francji, w krajach byłego ZSRR, w Wielkiej Brytanii, Japonii i innych. Pozostaje to również w związku z dobrze rozwiniętym przemysłem lotniczym w tych krajach. Obróbka elementów wykonanych ze stopów lekkich i występowanie metali, szczególnie kolorowych, w postaci mocno rozdrobnionej sprzyjają powstawaniu warunków, w których może dojść dó wybuchu pożarów metali. Również niektóre technologie chemiczne wymagają wykorzystywania mocno zdyspergowanych surowców w po­staci rozdrobnionych metali, co stanowi duże zagrożenie pożarowe. Poważnym utrudnieniem w zabezpieczeniu wielu powstających nowo­czesnych zakładów przemysłowych jest konieczność budowania ogrom­nych, opłacalnych z punktu widzenia ekonomicznego jednostek produk­cyjnych o proporcjonalnie wysokim przerobie materiałów palnych, w tym również metali rozdrobnionych.

Z tym oczywiście związana jest potrzeba magazynowania, transpor­towania czy przetwarzania w różnych formach palnych stopów metali lekkich. W takiejsytuacji zagrożenie pożarowe i liczba pożarów metali systematycznie rosną.

Poważne niebezpieczeństwo pożarowe stanowią metale w postaci dużego rozdrobnienia - wielkości cząsteczek od ułamka milimetra do kilku mikrometrów. Rozdrobnienie do wielkości pyłów powoduje, że po zainicjowaniu procesu palenia samo spalanie przebiega w sposób wybu­chowy (tempratura zapalenia pyłu glinowego wynosi 515, a magnezowe­go 473°C). Niektóre metale w postaci proszków stosuje się do wy­twarzania materiałów metaloceramicznych, np.: proszek żelaza i stopów magnetycznych w odpowiednich warunkach sprasowuje się, a następnie spieka. Wiele wykorzystywanych technologii opiera się na właściwoś­ciach palnych metali, np. produkcja wodorotlenku magnezu, stosowane­go jako dodatek do materiałów ognioodpornych, polega w jednej z faz na procesie spalania metalicznego magnezu. Zapotrzebowanie na materiały zawierające sproszkowane metale wykazuje tendencje wzrostowe.

Przytoczone tu przykłady wskazują na narastanie problemu, jakim jest konieczność prawidłowej i skutecznej ochrony przeciwpoża­rowej przed pożarami metali i zapewnienie skutecznych metod ich zwalczania.


Palące się metale stanowią specyficzny rodzaj zagrożenia. Zagrożenie to wynika przede wszystkim z agresywnego charakteru procesów ich spalania, jak i wysokich temperatur towarzyszących temu procesowi. Temperatury spalania metali osiągają wartość od tysiąca do kilku tysięcy stopni Celsjusza. Przykładowo - temperatura spalania magnezu wynosi ponad 2800°C -2850°C.

Warunki termiczne w czasie pożarów metali powodują poważne problemy techniczne związane z gaszeniem samego ogniska pożaru, a przy tym towarzyszy im zjawisko rozprzestrzeniania się ognia w wyni­ku dużego natężenia promieniowania termicznego jak i w wyniku rozpryskiwania się rozpalonych fragmentów metali. Powoduje to zapale­nie się innych materiałów palnych, znajdujących się nawet w dość dużych odległościach od ogniska pożaru.

Dodatkowe niebezpieczeństwo towarzyszące paleniu się metali może stanowić przypadkowa obecność wody w bezpośrednim zasięgu palącego się metalu. Niebezpieczeństwo to powstaje bez względu na postać wody - czy występuje ona jako ciecz, woda krystalizacyjna czy nawet wtedy, gdy jest ona chemicznie związana w innych związkach.

W temperaturach palenia się metali zachodzi pizolityczny rozkład wody, a powstająca mieszanina wodoru i' tlenu znajdująca się tam w proporcjach stechiometrycznych spala się wybuchowo. Niebezpieczeń­stwo takie istnieje nawet przy obecności wody w niewielkiej ilości. Wybuchowe spalanie się mieszaniny piorunującej wodoru i tlenu powo­duje rozpryskiwanie się płonących części metali.

Większość znanych środków gaśniczych nie może zostać zastosowana do gaszenia pożarów metali, nie tylko ze względu na ich nieskuczność, lecz także na możliwość wywołania dodatkowego niebezpieczeństwa przez wodę związaną chemicznie, np. w proszkach węglanowych

2NaHC03 -> Na2C03+COz+Hz0 (6.1)

Jak widać z powyższej reakcji pod wpływem wysokiej temperatury wytwarza się cząsteczka wody.

W warunkach termicznych występujących w czasie palenia się metali zastosowanie halonów jest również niedopuszczalne. Halony w tych temperaturach ulegają termicznemu rozkładowi z wydzieleniem się tok­sycznych gazów takich, jak fluoro-bromo- czy chlorowodory a także fozgen.

Tak więc do lokalizacji pożarów metali i ich gaszenia stosuje się przede wszystkim specjalne proszki gaśnicze. Proszki te stanowiące odrębną grupę zazwyczaj oznacza się literą M. Ich specyfika polega na dwóch wyróżniających je cechach, a mianowicie: nadają się tylko do gaszenia pożarów metali i nie mają właściwości inhibicyjnych, a jeśli nawet tak, to w minimalnym stopniu.

Mechanizm gaszenia pożarów metali za pomocą proszków gaś­niczych jest odmienny od mechanizmu gaszenia pożarów stałych materia­łów palnych. Jakkolwiek na proces ten składają się różne jego elementy takie, jak: izolacja przed dostępem utleniacza, obniżanie temperatury palącego się materiału, rozrzedzenie w strefie spalania tlenu itp., to jednak najważniejsze jest tu możliwie dokładne izolowanie powierzchni metalu od dostępu powietrza. Z tego to powodu gaszenie pożarów metali wymaga innego podawania proszku niż w czasie gaszenia pożarów grup AB, B czy C. Przy gaszeniu pożarów grup A, B czy C konieczne jest wytworzenie odpowiedniego obłoku proszku. Wynika to z działania inhibicyjnego pyłu proszkowego w strefie spalania. Takie gaszenie jest najbardziej efektywne przy gaszeniu pożarów B, C a także A, chociaż mechanizm gaszenia polega głównie na osadzaniu się cząsteczek proszku na powierzchni palącego się materiału, gdzie następuje proces hamowa­nie spalania przez uodpornienie powierzchni, a także na powstawaniu cienkiej warstwy ochronnej wytwarzanej przez sam proszek.

Przy stosowaniu proszków z grupy M a przeznaczonych do gaszenia pożarów metali (grupa pożarów D), należy możliwie dokładnie pokryć szczelną i stosunkowo grubą warstwą całą powierzchnię palącego się materiału. Tworzenie chmury proszkowej jest tu zupełnie niewskazane. Proszek należy podawać łagodnym, spokojnym strumieniem. Proszków "M" zużywa się znacznie więcej na ugaszenie 1 m2 pożaru aniżeli proszków przy gaszeniu innych grup pożarów; jest to rząd wielkości od 10 do 20 razy wyższy. Według źródeł radzieckich [1, 2, 10] na ugaszenie 1 m2 pożaru metali trzeba zużyć od 20 do 40 kg proszku. Powierzchnia pożaru musi zostać pokryta warstwą proszku od 2 do 4 cm. Tylko taka warstwa odpowiednio gruba i szczelnie pokrywająca powierzchnię może zapobiec rozprzestrzenieniu się pożaru oraz jego ugaszenie. Jeśli w jakim­kolwiek miejscu nastąpi przerwa warstwy, trzeba jej ubytek uzupełnić następną porcją proszku. Należy również pamiętać, że wysoka tem­peratura spalania metali będzie się utrzymywać pod warstwą proszku jeszcze przez długi czas. Warstwa ta działa izolacyjnie w obie strony 110

izoluje od di odprowadzanie

Oprócz wys stanowią wytw~ Tak więc środk aby można był gaśniczy lub zad maksymalnym Należy mieć na grozi poważny

Należy pam nego ubrania i jedynie za poi - stałych urz~

Jak podają powaźnie wzra~ cowano wiele ś: kanie stwierdzil skuteczne we uzyskania bard niu i zawężony: riału palnego. ~ pożaru metali rzeńiania się p~ środka gaśnicz zawodowego 0

W tym mie omacza wiedz sprzętem i pode pożaru.

Opracowuj: zakładzie prze wstania pożari warianty sposc

W przypal nie określoneg tok produkcyj pożaru.

- izoluje od dostępu powietrza do strefy spalania, lecz takźe utrudnia odprowadzanie ciepła na zewnątrz.

Oprócz wysokiej temperatury poważne niebezpieczeństwo dla ludzi stanowią wytwarzające się w procesie spalania metali toksyczne gazy. Tak więc środki gaśnicze i sposoby gaszenia muszą zostać tak dobrane, aby można było uzyskać maksymalny, możliwy do osiągnięcia efekt gaśniczy lub zapobiegający dalszemu rozprzestrzenieniu się pożaru przy maksymalnym zabezpieczeniu ludzi biorących udział w akcji gaśniczej. Należy mieć na względzie fakt, że każde zbliżenie się do pożaru metali grozi poważnymi konsekwencjami osobom gaszącym.

Należy pamiętać, że pożarów metali nie wolno gasić bez żaroodpor­nego ubrania i aparatu tlenowego. Niektóre pożary metali można gasić jedynie za pomocą samoczynnie działających systemów gaśniczych - stałych urządzeń gaśniczych.

Jak podają źródła amerykańskie [3, 4, 5] w okresie wielu lat, od kiedy poważnie wzrastało niebezpieczeństwo pożarów metali, na świecie opra­cowano wiele środków służących do likwidacji tego zagrożenia. Amery­kanie stwierdzili, że opracowane dotychczas środki nie są i nie muszą być skuteczne we wszystkich pożarach metali. Należy zatem dążyć do uzyskania bardzo skutecznego środka gaśniczego o specyficznym działa­niu i zawężonym zakresie, przeznaczonego tylko dla konkretnego mate­riału palnego. Amerykanie wychodzi z założenia, że skuteczne gaszenie pożaru metali lub osiągnięcie stanu kontroli i zahamowanie rozprzest­rzeńiania się pożarów zależy głównie' od zastosowania takiego właśnie środka gaśniczego, odpowiedniej metody oraz stopnia przygotowania zawodowego osób biorących udział w akcji gaśniczej.

W tym miejscu należy podkreślić, że przygotowanie zawodowe nie omacza wiedzy teoretycznej, ale praktyczną umiejętność operowania sprzętem i podawania środków gaśniczych specyCcznych dla danego typu pożaru.

Opracowując plan akcji gaśniczej określonego pożaru w konkretnym zakładzie przemysłowym, należy przewidzieć wszystkie możliwości po­wstania pożaru, nawet te najmniej prawdopodobne i opracować różne warianty sposobów podawania środków gaśniczych.

W przypadku organizowania ochrony przeciwpożarowej na tere­nie określonego zakładu przemysłowego należy dokładnie zanalizować tok produkcyjny i uwzględnić wszystkie możliwe przyczyny powstania pożaru.

Należy ustalić również rozmiary poźaru i w zaleźności od dostarczyć odpowiednio duże urządzenia gaśnicze - gaśnice, agre Zapas środków gaśniczych powinien być znaczny.

Ogólną zasadą zwalczania pożaru metali jest zlokalizowanie ogniska i skuteczne odizolowanie od otoczenia przez zasypanie powiednim proszkiem.

Gaszenie pożaru metali proszkami gaśniczymi nie zawsze moeże charakter inhibicyjny. Zazwyczaj obecnie go nie ma. Należy je przewidywać, że takie proszki powstaną.

Po zasypaniu proszkiem ogniska pożaru, palenie metalu trwa ~ w ograniczonej przez proszek przestrzeni. Trwa tak długo, jak c zawarty w przestrzeni między elementami metalu tlen zostanie przer~ want' z metalem i wytworzy odpowiednie tlenki. Proces ozięb ogniska pożaru jest powolny i długotrwały. Często przez wiele godz opanowaniu pożaru, metal pod warstwą proszku jest rozżarzony. I go po opanowaniu pożaru należy stale kontrolować, czy nie nast osypanie się proszku i zaistniała konieczność uzupełnienia powstałej

Przegląd środków gaśniczych przeznaczonych do gaszenia pożarów metali

Jak informuje literatura techniczna, na świecie stosuje się różne ś: gaśnicze przeznaczone do zwalczania pożarów metali. Pod określe "zwalczanie" należy rozumieć sam proces gaszenia jak i stwarzanie s zabezpieczających przed rozprzestrzenianiem się pożaru, czyli jego lc zację. Do środków umożliwiających to zadanie należą odpowi proszki gaśnicze, ale nie tylko one. Dlatego też w podrozdziale poświęconym głównie proszkom, będą omówione również inne ś: gaśnicze stosowane do gaszenia metali.

Z danych amerykańskich wynika, że do gaszenia tego ro pożarów stosowane są w różnych zakładach przemysłowych nie środki gaśnicze opracowane w placówkach naukowo-badawczyc: które uzyskano odpowiednie atesty, lecz także środki, opracowy pizez niektóre zakłady przemysłowe z uwzględnieniem specyfiki w: produkcji i zagrożeń.

Poniżej będą omawiane zarówno proszki gaśnicze, które uzd świadectwa dopuszczenia do użytku w ochronie przeciwpożarowej, j~ środki do zwalczania pożarów metali, które takich świadectw nie


Tablica 6.5. Wybrane metale ulegające zapalenia

Grupa (rodzina) Nazwa (symbol)

Potasowe Sód (Na), Potas (K), Lit (Li), Rubid (Rb), Cez (Cs), Frans (Fr)

Cynkowce Cynk (Zn) Glinowce Glin (Al)

Wapniowce Magnez (Mg), Wapń (Ca), Ćar (Ba), Stront (Sr)

Aktynowce Tytanowce

Pluton (Pu), Uran (U)

Cyrkon (Zr), Tytan (Ti), Tor (Th)

Proszek G-1. Proszek G-1 zawiera w swym składzie sproszkowany koks, do którego dodano pewną ilość fosforanu organicznego. Rozdrob­nienie koksu zostało tak opracowane, aby proszek ten możliwie szczelnie pokrywał powierzchnię palącego się metalu. Zawarty w proszku węgiel ma za zadanie absorbować ciepło pochodzące z rozpalonego metalu i obniżenie jego temperaturę poniżej temperatury zapalenia danego metalu; izoluje on także płonący metal- od dostępu tlenu z powietrza. Węgiel ma także wtaściwości przewodzenia ciepła, które poprzez warstwę proszku zostaje częściowo wypromieniowane na zewnątrz. Proszek tworzy szczelną warstwę izolującą. Zawarte w nim fosforany ulegają pizolitycznemu rozkładowi i w postaci dymiącego gazu przenikają pzzestzzen~e między cząsteczkami proszku i wypierają z nich pozostające tam powietrze. Proszek jest oczywiście niepalny, a także nietoksyczny. Proszek nie ma tendencji do zlepiania się i może być przechowywany długo bez obaw, że jakość jego ulegnie pogorszeniu.

Proszek ten stosowany jest do gaszenia pożarów takich metali jak: magnez i jego stopy, sód, potas, tytan, lit, wapń, cyrkon, hafn, tor, uran i pluton, a także aluminium, stop sodowo-potasowy i beryl.

Produkty spalania niektórych metali są niebezpieczne dla ludzi i dlatego muszą być zachowane szczególne środki ostrożności. Np. przy gaszeniu pożarów toru, uranu, berylu czy plutonu należy zachować takie same środki ostrożności, jak przy gaszeniu pożarów materiałów radioak­tywnych.

Proszki gaśnicze typu ABCe

Gęstość Powierzchnia Temp.

Nazwa Producent nasypowa Gęstość właściwa zakres

środka Kraj kg~mj kgfm' ~m2,g stosowan

ABCE John Kerr 0,89 1,74 2000 -80 (193

+~0 (343

ABCDE John Kerr 0,88 1,74 1600 -80 (193,

(358,

Favoritt Ruhl 0,80 1,9 3500 -80 (193,

AERO RFN 1,00 400Q +80 (353,

Favorit 111 Brell Ruhl 0,90 1,9 3500 -80 (193,;

RFN 1,00 4500 +80 (253,1

Multi Troxin Preussag 0,92 1,95 3000 -80 (193,1

RF'N +$0 (353,1

Tropolar Ruhl 0,9 1,9 3500 -80 (193,1

RF'iV 1,0 1,9 4000 +80 (353,1;

Tropolar Ruhl 0,9 1,9 3500 -80 (193,1)

forte RF'N 1,0 4500 + 130 (403,1

LB-3 CUSSONS 0,79±O,OI 1,8 3400 -80 (193,1)

Polenit F WZChG 4600 +70 (343,1)

Pollena

Polska

Szczegółowe informacje dotyczące środków ostrożności, jakie należ3 zachować przy gaszeniu materiałów radioaktywnych, podane zostani przy opisie gaszenie pożarów elektrowni atomowych.

Proszek G-1 podaje się na płonące metale ręcznie za pomocą łopa~ lub szufli, starając się pokryć równomierną warstwą całą powierzchni pożaru. Grubość warstwy proszku powinna wynosić od 15 do 50 mm. Na nierówności powierzchni pożaru w postaci wystających kawałków metal należy nasypać dodatkowe ilości proszku.

Proszek MGP (Metal Guard Powder). Proszek MGP pod względem składu i zakresu stosowania jest zbliżony do proszku G-1.


Tablica 6.7.

broszki ga§nicze typu BCe

Gęstość Powierzchnia Temp.

Nazwa Producent nasypowa Gęstość właściwa zakres

środka Kraj kg~m3 kg/m' cmz/g stosowania

3 4 5 6

Antypiro Węgry 1,25±0,05 2,4-2,6 2000±500 -

BCE-fet Ruhl 0,95-1,20 2,2 2000 -80 (193,15)

RF'N 3000 +60 (333,15)

BCE-101 K Ruhl 0,80-1,00 2,2 2500 -40 (233,15)

RF'N 3000 +65 (338,15)

BCE-1000 SV Brell Ruhl 1,00-1,20 2,2 2000 -40 (233,15)

RF'N 2500 +50 (323,15)

Bi-EX Solvey 1,10-1,20 2,1-2,2 2000 -40 (233,15)

(333,15)

Compyat 65 John Kerr 0,88 2,2 2000 -80 (193,15)

super W.B. +80 (333,15)

Compac-3000 John Kerr 1,00--1,10 2,24 1850 -60 (213,15)

(338y15)

Granito D Biro Fils 0,90-1,00 2,0-2,2 4500 -40 (233,15)

Francja 4700 +65 (338,15)

LB-2 CUSSONS 1,00±0,05 2,20 3000 -40 (233,15)

Polenit W WZChS 4000 +50 (323,15)

Pollena

Polska

Monnex ICI

Novo Troxin Preussag

RFN

Novo Troxin Preussag

SV RFN

5500 -25 (248,15) 6600 +59 (323,15)

2750 - 50 (223,15) ~+60 (333,15)

~ 2,17 ~ 3000 ~-50 (233,15)

3 4 5 6 Standart K John Kerr 1,10 2,04 1500 -30 (193,15) w.B. +40 (313,15)

Standart 2000 John Kerr 0,98 2,20 2000 -80 (193,15) W.~. +60 (333,15) Standart 1500 John Kerr 1r35 2,20 1500 -80 (193,15)

(333,15) Totalit forte S Total 0,90 2,40 3000 -80 (193,15) RFN 1,10 2,50 3500 +120 (338,15

Totalit K Total 0,90 2,10 3000 -40 (233,15) RF~I 1,0 +65 (338,15)

Totalit super Total 1,00 2,10 2700 -40 (233,15) RFN 1,10 2,20 3300 +50 (323,15) Proszel~ Met-L-X. Bazą proszku Met-L-X jest chlorek sodowy

odpowiedniej granulacji. Jako dodatki nadające mu odpowiednią płynność i zabezpieczenie hydrofobowe stosuje się: fosforan wapniowy i stearyniany. Proszek zawiera ponadto dodatek materiału termopla­stycznego, którego zadaniem jest w warunkach pożaru zlepianie cząs­teczek chlorku sodowego.

Proszek Met-L-X stosowany jest do gaszenia pożarów magnezu i jego stopów, sodu, potasu, stopu sodowo-potasowego a także był z powodze­niem stosowany przy gaszeniu pożarów cyrkonu, uranu, tytanu i sprosz­kowanego aluminium.

Taktyka skutecznego gaszenia tym proszkiem polega na ograniczeniu rozpz~zstrzeniania się pożaru, a następnie na szczelnym pokryciu powierz­chni pożaru odpowiednio grubą warstwą proszku. Proszek ten, jak podają źródła amerykańskie, dobrze przyczepia się do rozgrzanych powierzchni metali, tworząc warstewkę izolacyjną. Proszek może być podawany rocznie za pomocą łopat i szufli, lecz także za pomocą gaśnic i agregatów proszkowych. Jako czynnik wyrzucający proszek z urządzeń gaśniczych stosuje się sprężony azot.

Proszek Na-X. Bazą proszku Na-X jest węglan sodowy. Zawiera również dodatki nadąjące mu odpowiednie właściwości techniczno­

Tablica 6.8.

Proszki ga§nicze typu D

Gęstość Powierzchnia Temp.

Nazwa Producent nasypowa Gęstość właściwa zakres

środka Kraj kg~m3 kg/ma ~m2fg stosowania

°C (K)

Favorit M Brefi Ruhl -- 2,2 1200 -X40 (233,1`_

RFrI +50 (323,1_'

John Kerr 1,05 2,16 - -80 (193,1.

+SO (323,1.

TotaSit M Total 1,05 2,00 2400 -60 (213,1.

RF'N +75 (348,1`_

TEC John Kerr 1,00 2,95 - -80 (193,1_`

__-__ ___ . W.B. _. ._ _. _ .___._.___ --_-_- +50 (323,1_`

___ -__ __. -_

użytkowe, takie jak: płynność, hydrofobowość i inne. Zawiera też środki termoplastyczne, co powoduje, że w temperaturze pożaru część skład­ni~ców mięknie i dobrze przylega do gaszonych powierzchni. Prze­znaczony jest do gaszenia pożarów sodu.

Stosować go można za pomocą gaśnic i agregatów proszkowych lecz także ręcznie za pomocą prymitywnego sprzętu, jakim są łopaty i szufle. Jest nietoksyczny i odporny na długotrwałe przechowywanie w magazy­nach lub w urządzeniach gaśniczych.

Proszek - Totalit M. Jest proszkiem gaśniczym przeznaczonym do gaszenia pożarów grupy D. Jego bazę staowi chlorek sodowy. Zawiera szereg dodatków nadających mu właściwe cechy niezbędne do stosowa­nia go za pomocą gaśnic i agregatów, a więc sypkość. Zabezpieczony jest przed działaniem wilgoci. Znajduje zastr~sowanie w zakładach przemys­łowych gdzie stosowane są i przerabiane są takie metale, jak: sód, potas, cez i glin. Znajduje zastosowanie do zabezpieczania elektrowni atomo­wych i w zakładach lotniczych przy stanowiskach, gdzie obróbce mecha­nicznej poddawane są elementy ze stopów aluminiowych.

Proszek M. Jest proszkiem gaśniczym przeznaczonym do gaszenia pożarów grupy D. Jego bazą jest chlorek sodowy. Zawiera ponadto

i


~~. ,~, ~,

~~ .~ ~ "~~~x

s Ć

', fosforan amonowy. Przeznaczony jest do gaszenia pożarów sodu, potasu,

cezu, glinu a także magnezu i stopów tych metali. cz

Topniki odlewnicze. W pewnych warunkach topniki odlewnicze mogą ne

być zastosowane do opanowania pożaru magnezu lub innego pożaru

metalu. Topniki będące mieszeninami różnych chlorków topią się na

~ powierzchni rozgrzanego metalu, tworząc warstwę ochronną przed

1t' dostępem powietrza do metalu. W skład topników wchodzą takie związki soi

chemiczne, jak: chlorek potasu, chlorek baru, chlorek sodowy, chlorek fot

magnezowy i fluorek wapnia. Właściwie zastosowane topniki umoż- dw

' liwiają przy nawet stosunkowo cienkiej warstewce ochronę powierzchni łuż

metalu przed paleniem. Wielokrotnie topniki były wykorzystywane do nie

" gaszenia pożaru rozlanego magnezu, powstałego w wyniku pęknięcia

formy odlewniczej lub przecieku kotłów. Znalazły też zastosowanie do cyt

~,. gaszenia pożarów powstałych w piecach ogrzewczych.

w Przy gaszeniu rozlanych powierzchni stosuje się topniki, podając je

ąy,. ręcznie za pomocą czerpaków lub łopat. W przypadku pożarów po- daj.

~ wstałych w.piecach stosuje się urządzenia pożarnicze -- gaśnice i agrega- chn

ty. Pamiętać należy, że topniki, w skład których wchodzą higroskopijne stre

, sole jedi

łatwo ulegają zawilgoceniu.

, ny

Proszek LITH-X. Ten proszek, produkowany na bazie grafitu,

4i zawiera szereg dodatków nadających mu sypkość, ca umożliwia stosowa- Gai

me go za pomocą gasmc i agregatów. Proszek ten me spieka się, lecz pon

.

~~ w postacisypkiej tworzy warstwę odcinający dostęp powietrza od p .

s o.

płonącego metalu. Z powodzeniem gasi pożary litu. Nadaje się też do ukłr

gaszenia i ograniczania rozprzestrzeniania się poźarów magnezu i cyr- szek

~'~ tronu. Gasi pożary sodu i stopów sodowo-potasowych. się,

~' Srodek gaśniczy do gaszenia metali w plynie - TMB. Środek ten 1

zawiera trójmetoksyboran. Jest to ciecz bezbarwna łatwo ulegająca ~'Yr~

~ hydrolizie na kwas borny i metanol. Hydrolizę powoduje wilgoć zawarta ne J'

w powietrzu. Środek ten stosuje się, przy użyciu gaśnic ciśnieniowych I

umożliwiających poawanie cieczy w postaci rozpylonej lub zwartego W 1

strumienia. Ciepło pożaru powoduje rozkład TMB z wydzieleniem znal

i zapaleniem się metanolu. W tych warunkach metanol spala się któr

a stopiony tlenek borowy pokrywa powierzchnię rozpalonego metalu, gasił

wytwarzając nieprzepuszczalną warstewkę i zapobiegając dalszemu pale- ~ra~

niu się metalu. Po zlikwidowaniu płomieni, co jest wskaźnikiem wy-

j tworzenia się szczelnej powłoki, na jej powierzchnię można podać poż2

żI strumieniem wodę w celu ochłodzenia rozgrzanego metalu. opal

~,~a"y~~tv"31",'.~~`,Ł~,~i~i~41 ,'di,~t t°~~"w~ i~~~`~''~°",~ p"


, . y:

Spaliny powstałe w wyniku stosowania TMB nie są niebezpieczne dla człowieka. Środek ten może bić stosowany do gaszenia pożarów mag­nezu9 cyrkonu lub tytanu.

TMB nie należy stosować do gaszenia pożarów litu i stopów sodowo­

-potasowych, ponieważ z sobą reagują.

Proszek Pyromet. Proszek P. P. w swoim składzie zawiera chlorek sodowy, fosforan dwuamonowy, związki proteinowe oraz dodatki hydro­fobowe i nadające odpowiednią sypkość. Jako gaz roboczy zastosowano dwutlenek węgla. Urządzenie gaśnicze zaopatrzone jest w rurowy przed­łużacz zakończony dyszą w kształcie stożka, co umożliwia rozładowywa­nie gaśnicy bądź agregatu w sposób łagodny na płonący metal.

Proszek PP przeznaczony jest do gaszenia pożarów sodu, wapnia, cyrkonu, tytanu, magnezu i aluminium.

Proszek TEC. Jest proszkiem trójskładnikowym. W skład jego wchodzą: chlorek potasu, chlorek sodu i chlorek baru w proporcjach i dających stop eutektyczny. Stopiony proszek szczelnie powleka powierz­

chnię palącego się metalu i uniemożliwia dostęp tlenu z powietrza do strefy spalania. Badania eksperymentalne dowiodły, że proszek ten jest jednym z najskuteczniejszych przy gaszeniu pożarów metali. Przeznaczo­ny jest do gaszenia pożarów sodu, potasu, stopów sodowo-potasowych. Gasi też pożary w zarodku uranu i plutonu. W czasie gaszenia pożaru za pomocą proszku TF,C sprawdzony zostal z pozytywnym skutkiem prosty sposób jego podawania. Proszek ten, pakowany w plastykowe woreczki, układa się ręcznie na płonący metal. Woreczki ulegają stopieniu, a pro­szek rozsypuje się, tworząc odpowiednią warstwę izolacyjną, która topiąc się, tworzy szczelną powłokę.

Należy jednak zwrócić uwagę, że jeden ze składników proszku jest wyraźnie toksyczny, a mianowicie chlorek baru. Z tego względu koniecz­ne jest przeszkolenie ludzi stosujących ten proszek.

Inne materiały stosowane do gaszenia lub ograniczenia pożaru metali. W literaturze technicznej na temat różnych akcji gaśniczych można znaleźć przykłady zastosowania w warunkach awaryjnych materiałów, które ograniczały rozprzestrzenianie się pożarów metali, a nawet je gasiły. Na uwagę zasługują tu takie materiały, jak talk, sproszkowany grafit (koks), wióry żelazowe, piasek i sól kuchenna.

Talk techniczny. Talk techniczny został zastosowany do opanowania pożaru magnezu. Nie ma on właściwości gaśniczych, umożliwia jednak opanowanie rozprzestrzeniania się pożaru i jego zlokalizowanie.

te ., . v.i.~~~f,~ ..

otNYU ...


~,

fk

G .4

il v,

i ;:

SpTaszkowany grafit (koks). Miał koksowy znalazł zastosowanie do opanowania pożarów magnezu i jego stopów, sodu i potasu. Ma właściwości ochładzające, dobrze odprowadzając ciepło na zewnątrz. Powinien być dobrze rozdrobniony, gdyż wówczas łatwiej jest uzyskać stosunkowo szczelną osłonę przed dostępem powietrza. Musi być suchy. Zawilgocony miał koksowy do gaszenia pożarów metali nie może zostać użyty.

Wióry żelazowe. Opiłki żelaza często znajdują się w warsztatach, gdzie dokonywana jest obróbka elementów stalowych. Drobne opiłki stalowe stosowane były do gaszenia pożarów w zarodku metali, takich jak magnez. Opiłki żelaza mają zdolność odprowadzania ciepła dzięki dobremu przewodnictwu właściwemu. Opiłki żelaza nie mogą być za wilgocone.

Piasek. Suchy piasek był i jeszcze dzisiaj jest wykorzystywany do gaszenia pożarów metali; częściej jednak stosowano go do ograniczania rozprzestrzeniania się pożaru. Piasek może być stosowany do gaszenia małych pożarów, gdyż przy dużych nagromadzone ciepło i wysoka temperatura powodują, że rozpalony metal odbiera tlen cząsteczkom dwutlenku krzemu i proces gaszenia znacznie się przedłuźa. Przy gasze­niu dużych pożarów metali piaskiem można nie uzyskać pozytywnego rezultatu. Należy również przestrzegać przed stosowaniem piasku zawil­goconego_

Dolomit. Do bardzo trudnych do ugaszenia metali należą cyrkon i tytan. Ich pożary charakteryzują się wysokimi temperaturami spalania i z tego powodu nastręczają poważne trudności przy gaszeniu. Tego rodzaju pożary udaje się zlokalizować przy użyciu dolomitu. Po dokona­niu obwałowania pożaru należy systematycznie na jego obrzeżach podawać dalsze porcje dolomitu ukierunkowane ku środkowi, aż do zasypania całej powierzchni pożaru. Płonące metale muszą zostać cał­kowicie zasypane stosunkowo grubą warstwą tego minerału.

Gazy. Z wielu informacji literaturowych wynika, że wykorzystywanie obojętnych gazów pozwala na zlokalizowanie i ugaszenie pożarów niektórych metali. Takie gazy jak argon czy hel użyte w postaci poduszki gażowej, poprzez wyparcia powietrza z pomieszczenia czy z urządzenia skutecznie pozwalały na zabezpieczenie lub opanowanie pożarów takich metali, jak: cyrkon, sód, potas, lix i innych.

Woda. Z niektórymi metalami woda reaguje już w temperaturach pokojowych. Reakcje te przebiegają egzotermicznie ż wydzielaniem się

~;: ~,.


energii cieplnej i kolejnymi wybuchami gazów powstających w stechio­metrycznych proporcjach z rozłożonej wocy. Do metali, które w ten sposób reagują z wodą należą: sód, potas, lit, stop sodowo-potasowy, bar, wapń, stront i inne. Stosowanie zatem wody do gaszenia pożarów tych metali jest więc absurdem. Inaczej jednak wygląda sytuacja tam, gdzie palą się metale, które w temperaturach normalnych nie reagują chemicz­nie z wodą. Wtedy w pewnych okolicznościach i z zachowaniem odpowiednich warunków bezpieczeństwa wody można użyć. Należy przy tym wyjaśnić, co następuje.

W przypadku zastosowania nawet niewielkiej ilości wody na roz­grzany płonący metal, np. na magnez, nastąpi gwałtowna jej piroliza, a powstałe gazy ulegną natychmiastowemu spaleniu w formie wybuchu, co pociąga za sobą niebezpieczeństwo przenoszenia się fragmentów pożaru na odległość. Rezultat takiego postępowania jest zawsze niebez­pieczny i łatwy do przewidzenia. Wiadomo jednak, że w temperaturze normalnej magnez z wodą nie reaguje; gwałtowne zatem obniżenie temperatury płonącego magnezu do temperatur niższych niż wynosi temperatura jego zapalenia powinno być skutecznym sposobem umoż­liwiającym ugaszenie pożaru. Eksperymenty i doświadczenia praktyczne potwierdziły, że zastosowanie dużych, wielokrotnie większych ilości wody od ilości palącego się metalu w sposób zdecydowany i szybki jest skutecznym sposobem na zahamowanie procesu spalania. O pozytyw­nym efekcie ugaszenia decyduje szybkie obniżenie temperatury zapalenia gaszonego metalu. Potwierdzenie powyższego wywodu może stanowić przykład wrzucenia kawałka palącego się magnezu do zbiornika z wodą

zgaśnie natychmiast w momencie zanurzenia się w wodzie. Natomiast wrzucony do wody kawałek sodu nie tylko nie zgaśnie, lecz będzie się spalal gwałtownie, pływając po powierzchni wody.

W niektórych warsztatach obróbki skrawaniem magnezu są in­stalowane samoczynciie działające zraszacze do gaszenia niewielkich pożarów tego metalu. Instalacje te można stosować wyłącznie tam, gdzie przewiduje się, że ilość zapalonego magnezu jest mała, a wodna instalacja działa niezawodnie z dużym wydatkiem wody. W żadnym wypadku nie można stosowaĆ ręcznych gaśnic wodnych ponieważ niewielki z nich strumień zamiast ugaszenia spowoduje rozpalenie pożaru magnezu.

W tablicy 6.5 podano niektóre metale mogące ulec zapaleniu. Są to metale bardziej rozpowszechnio~n~ bądź znajdują szersze zastosowanie w technice.

~,t9GA'.g....


Literatura

Agatanov V. V.: V'osptamieniajemost' szczelocznych metaltow wo wtażnom wozduchie. Goriuczest wieszczestw i chemiczeskie sredstwa pożarotus2enia. VNIIPO 1976 Moskwa.

Atanasow A., Gradew T.: Pożarna opastnost' na a!lcalni i alkalozemni metali i organo­

meta(ni sjedinienija. Ognieboriec nr 3 1984 Moskwa.

Corcoran L., Anderson P. B.: Alkali metal incident. Fire J. nr 2 1971.

8ulewicz E., Piechocińska I.: "Badanie mechanizmów gaszenia plomieni proszkami gaśniczymi i halonami" Sprawozdanie dla OBROP 1981.

Fire protection hand book: Fourteenth edition Nationat fire ~rotection association. Boston. Massachusetts 1976.

Gubka P., Konkin A.: Tuszenie sprawa 3 V poroszkami. Poż. Dieło, nr 4 1986 Moskwa. 7. Hajek L.: Problematika poźarni ochrany pracovist s tekutymi atkalickymi kouy. Zpravo­ daj poż. pchr. nr 4 1982.

Manzenhauer D., Ochs.: Lóschpulver fur Flóssigmetatlbrande. Brandschutz nr 11 1978. 9. McComick J. W., Schmitt C. R.: Extinguishment af selected metal frres using carbon micrespheroids. Fire Technoi. nr 3 1974.

Sbojew V. V. i in.: Isstedowanie pożarowzrywoopasnosli niekotorych riedkich metallow i ich sojedinienij. Goriuczestw wieszczestw i chemiczeskije sredstva pożarotuszenia. Sb. trudow. Wypus WNIIPO 1979 Moskwa.

Slominskij V.: Titan i magnij. Poż. Deło nr 8 1976.

Śchreiber II. H., Porst P.: Lóschmittel - Chemisch-physikalische Yorgange beim Yerbren­nen und beim L,óschen. Staatsverlag DDR Berlin 1972.

I 13. Schmitt C. R.: Carbon microspheroids and extinguishing agents for metal fires. J. Fire Flammahility nr 3 1974.

The right extinguishing agents for combustible metals. Fire 1978.

Wilczkowski S.: Gaszenie pożarów metali, Prz. Poż. nr 3 1979 Warszawa

Zemskij G., Nawczenia N., Krutow V.: Tuszenie metallow poroszkowymi ognietuszitiela­mi. Poż. Deło nr 8 1981.

X22


HALONY GAŚNICZE

Ważną i zyskującą na znaczeniu w ochronie przeciwpożarowej grupę środków gaśniczych stanowiły do niedawna halony gaśnicze. Jakkolwiek właściwości gaśnicze niektórych halonów znane były już w drugiej połowie ubiegłego stulecia, to jednak dopiero w latach 1960---1980 znalazły szerokie zastosowanie w ochronie przeciwpożarowej. Zaintere­sowanie pożarnictwa halonami spowodowane było ich wysoką efektyw­nością gaśniczą oraz bardzo dobrymi właściwościami techniczno-użyt­kowymi.

Dość obszerną informację o halonach w książce wydawanej w 1994 r., a więc w okresie gdy obowiązują międzynarodowe umowy o zaprzestaniu stosowania i produkcji tych związków podaję z całą świadomością z kilku powodów.

Podpisana w marcu 1985 r. konwencja wiedeńska o ochronie warstwy ozonowej, a także podpisany przez międzynarodowe zgromadzenie przedstawicieli państw uprzemysłowionych protokół w 1987 r. we wrześ­niu w Montrealu ustanawiają kontrolę riad stosowaniem freonów i halo­nów. Głównym zaleceniem protokółu stała się redukcja ich produkcji i zużycia.

Zarówno konwencja wiedeńska, jak i protokół montrealski a także inne decyzje podejmowane gremialnie w Kopenhadze, w Chicago czy Genewie zmierzające do likwidacji produkcji halonów i freonów były słuszne i uzasadnione. W tym czasie światowa produkcja tych związków była rzędu tysięcy ton rocznie, a stosowane były w układach chłod­niczych, w lodówkach, w zamrażarkach, jako czynnik ekspansywny we wszelkiego rodzaju sprajach i dezodorantach i w wielu innych dziedzi­nach. Wydostające się do otoczenia halony i freony przemieszczały się do stratosfery gdzie niszczyły warstwę ozonową. Halony gaśnicze też oczywi­ście niszczyły tę warstwę. Problem w tym, źe procentowy udział halonów gaśniczych w ogólnym bilansie był znikomy, rzędu od ułamka procent do kilku. Przy catkowitym zakazie produkcji i stosowania halonów, ochrona przeciwpożarowa traci grupę najlepszych środków gaśniczych jaką do tej


r

y

i' ..~, Pd

-; ~~~~

t

,a

~z

~

,

~

;

;.

'

;

~,

·'ai

pory wymyślił człowiek. Myśl że ochrona przeciwpożarowa zbyt łatwo oddała to co miała najcenniejsze w walce z poźarami. Można było ograniczyć stosowanie gaśniczych halonów ale nie pozbywać się zupełnie. W wielu dziedzinach stosowanie halonów jako środków gaśniczych jest niezastąpione, np. w łodziach podwodnych, w samolotach itp. Wg informacji uzyskanych w IMO, Armia Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nadal stosuje halon 1301 do zabezpieczenia swoich okrętów, mimo że USA podpisały oba dokumenty, wiedeński i montrealski. Argumentują --- nie mamy na razie innego środka który mógłby zastąpić ten doskonały środek gaśniczy -- jest skuteczny i mało toksyczny, w łodziach podwodnych innego środka gaśniczego zastosować nie możemy.

W wielu laboratoriach prowadzone są intensywne prace badawcze zmierzające do opracowania zamienników halonów gaśniczych.

Z informacji zawartych w literaturze światowej, coraz częściej napot­kać można na interesujące wzmianki o daleko zaawansowanych pracach i obiecujących wynikach. Takie firmy jak ICI czy 3M Industrial Chemical Products Division są bliskie sukcesu. Przykładem ilustruj~cym tę infor­mację niech będzie fakt, że firma 3M opracowała fluorowodór o symbolu PFC-614 o właściwościach zbliżonych do halonu 1211. Jest to czternaście fluoroheksan o wzorze sumarycznym C6F1~,, posiadający ciężar cząstecz­kQwy 338. Posiada nieco gorsze właściwości gaśnicze niż halon 1211, ale jest mniej agresywny w stosunku do ozonu.

Czasopismo "New Scientis" z kwietnia 1992 r. informuje, że brytyjska firma Wormald opracowała zamiennik halonu 1301 w postaci mieszaniny gazów o nazwij Inergen. Nie ma on właściwości inhibicyjnych, a jego skuteczność gaśnicza polega na obniżaniu stężenia tlenu w pomieszczeniu w którym wybuchł pożar. Nieco więcej informacji ~ o tym środku gaśniczym znaleźć można w rozdziale obok innych informacji o gazach inertnycl~.

Również prospekt firmy i'otal Walther informuje o właściwościach gaśniczych, składzie chemicznym i zastosowaniu wyrobu o nazwie Inergren.

Definic,~e halonów i freonów

Halony są to organiczne związki węgla, w których atomy wodoru zostały całkowicie lub częściowo zastąpione atomami chlorowców.


Nazwa halony przyjęta została z języka angielskiego "halogened hydrocarbon". Halony zawierające w swym składzie fluor przyjęto nazywać freonami. Termin freon pochodzi od słowa "frigor" - chłód, z uwagi na fakt, iż związki te znalazły początkowo szerokie zastosowanie jako czynnik robaczy w urządzeniach i obiektach chłodniczych.

W ochronie przeciwpożarowej znalazły zastosowanie halony o krót­kim łańcuchu węglowym, w zasadzie nie przekraczającym trzech atomów węgla w cząsteczce.

Oznakowanie

Halony analogicznie jak wszystkie związki chemiczne mają jedno­znaczne, ale różne dla każdego języka nazwy, niejednokrotnie skom­plikowane i długie, zgodnie z zasadami nomenklatury genewskiej. W celu uproszczenia określania poszczególnych halonów i jednocześnie nadania im charakteru międzynarodowego wprowadzono do powszechnego sto­sowania symbole liczbowe według następującej zasady.

Każdy halon jest oznaczony liczbą składającą się z czterech cyfr. Cyfra pierwsza oznacza liczbę atomów węgla, druga -- liczbę atomów fluoru, trzecia - chloru i chwarta --- bromu. Jeżeli w składzie halonu brak jest któregoś z chlorowców, na jego miejsce wprowadza się cyfrę "0". Na jod przewidziane jest miejsce piąte, obecnie pomijane. Przykład oznaczania:

Nazwa wg nomenklatury genewskiej ---- trójf~uorobromometan

Wzór chemiczny: CF3Br

Liczby atomów:

węgla 1

fluoru 3

chloru 0

bromu 1

Wynik: halon 1301

Halony, które, zgodnie z tym co podano wcześniej, rv swoim składzie zawierają ,eden lub więcej atomów fluoru, noszą nazwę freonów. Podob­nie też jak w przypadku halonów w celu uproszczenia określania tego typ związków wprowadzono oznaczenia liczbowo-literowe. Zasada oznacze­nia jest następująca.


s

;. ~,a: 'i a.' _

;, ri

Związki freonowe, w skład których wchodzi brom, mają w oznaczeniu literę B. Cyfra po jej prawej stronie wskazuje liczbę atomów fluoru. Druga cyfra przed literą B oznacza liczbę atomów wodoru powiększoną o jeden. Trzecia cyfra przed literą B wskazuje liczbę atomów węgla pomniejszoną o jeden. Liczby atomów chloru nie oznacza się w zapisie, a ilość atomów chloru w związku wylicza się na podstawie różnicy między wartościowością węgla, a sumą pozostałych atomów chlorowców. Wolne wartościowości wskazuaą aiczbę atomów chloru.

Freony nie zawierające w swym składzie bromu, nie mają w oznacze­niu litery B i cyfry po jej prawej stronie i są oznaczane podobnie jak halony za pomocą liczby.

Przykład oznaczania:

Nazwa wg nomenklatury genewskiej: ---- trójfluorobromometan Wzór chemiczny: CF3Br

Pierwsza cyfra przed B 3

Druga cyfra przed B H = 0+ 1 = 1

Trzecia cyfra B C = 1-1 = 0 (opuszcza się w zapisie) Ilośćatomów bromu 1 B1

Wartościowość węgla 4

Ilość wartościowości pozostałych atomów: fluoru F 3 bromu Br 1

razem 4

Wobec czego atomów chloru brak jest w tym związku. Wynik: freon 13B1

Właściwości fizyczne

Halony są substancjami bezbarwnymi o charakterystycznym zapachu zbliżonym do chloroformu. W warunkach normalnych występują w po­staci cieczy lub gazów. Pary halonów charakteryzują się wysokim ciężarem, są od 2 do 9 razy cięższe od powietrza, co ma istotne znaczenie w czasie gaszenia pożarów. Z uwagi na niską temperaturę krzepnięcia mogą być stosowane w ujemnych temperaturach bez obawy zestalenia w urządzeniach gaśniczych. Praktycznie nie przewodzą prądu elektrycz­nego. Są też bardzo odporne na długotrwałe przechowywanie.

,' ~.r ą.~2., f ~:,1

',;6

I


Duży ciężar właściwy par halonów w stosunku do powietrza umoż­liwia przebywanie tych par w środowisku i otoczeniu płomieni przez stosunkowo długi czas. Własciwość xa ułatwia gaszenie pożarów, a także zabezpiecza przed ponownymi samozapłonami. Pary halonów znajdujące się w strefie spalania rozcieńczają reagujące ze sobą składniki. Obniżone zostaje stężenie utleniacza, którym zazwyczaj jest tlen z powietrza.

Duża efektywność halonów nie wynika jednak z ich dużego ciężaru właściwego i właściwości rozcieńczająco-tłumiących. Istotną cechą tych związków jest działanie inhibicyjne.

Do gaszenia pożarów stosowane są zarówno halony w postaci czystych związków chemicznych, jak i w postaci mieszanin. Przygotowanie odpowiedniego składu halonów, choć nie tylko ich,

pozwala na uzyskiwanie niejednokrotnie bardzo dobrych właściwości techniczno-użytkowych tych mieszanin.

Właściwości chemiczne

Halony w postaci czystej i w temperaturach zbliżonych do normal­nych są chemicznie obojętne i dlatego też nie wykazują wcale właściwości korodujących bądź też są one słabo zaznaczone. W obecności wilgoci agresywność halonów wyraźnie wzrasta. Wyraźnym tego dowodem jest znaczny wzrost korozyjności. Zestawienie własności korozyjnych halo­nów na stal, mosiądz i aluminium, w postaci suchej i w obecności wilgoci przedstawiono w tablicy. Z zestawienia wynika że wzrost korozyjności jest wielokrotny.

Właściwości gaśnicze

Właściwości gaśnicze halonów zależą od składu i budowy struktural­nej, a w szczególności od doboru chlorowców. Na podstawie odpowied­nich pomiarów stwierdzono, że poszczególne atomy chlorowców są połączone z atomami węgla stosunkowo słabymi wiązaniami. Jednocześ­nie stwierdzono, że wartości liczbowe tych wiązań są zróżnicowane i wahają się w granicach od 0,16 MJ/mol dla wiązania między atomem węgla a atomem jodu do 0,43 MJ/mol dla wiązania między atomem węgla a atomem fluoru.

Pełen zestaw energii wiązań między poszczególnymi atomami wcho­dzących w skład halonów przedstawiono poniźej.

~~i~'~ ~~ ~ ~ ,~ ~. , ~~ ~ r~' ' . ~ ~ ~ `

łp " p

a


Wartości te określono w temperaturze 25°C.

Wiązanie Wartości

--F 0,43 MJ/mol

CI 0,25 MJ/mol

- -Br 0,22 MJ/mol

C --,~ 0,16 MJ/mol

~ ~,~~~~k, ~~ :.ń ,~.r~, ~` n ·3". 49

~t ~.., ,

Jak widać z powyższego zestawienia na;trwalsze wiązania występują

między atomami węgla i fluoru, a najsłabsze między węglem a jodem.

a' Oznacza to oczywiście możliwość łatwiejszego odrywania się atomu jodu

ł czy bromu ~d atomów fluoru, czy chloru.

~~`~" ` Podobnie kształtują się właściwości gaśnicze --- stosunkowo najbar-

dziej efektywne w gaszeniu są halony zawierające jod i brom, gorzej

natomiast gaszą halony zawierające fluor i chlor.

Związki między wartościami energii wiązań między poszczególnymi

~" atomami chlorowców a ich skutecznością gaśniczą nie są zależnością

pt`ostą.

d Powyższe zależności jak również proces gaszenia ognia został celowo

,° ~

przedstawiony w sposób bardzo uproszczony i nie odzwierciedla całości

~:'=° ~i zagadnienia, które omówione zostanie w dalszej części książki.

~,, Przykładowo: jod, którego wiązana są z węglem najsłabsze a przewź-

dywana skuteczność gaśnicza najlepsza, nie znajduje praktycznego za-

stosowania w ochronie przeciwpożarowej. Mechanizm gaśniczego działa-

niahalonów jest złożony i na jego pozytywny efekt ma wpływ wiele

czynników.

, Halony dzialają antykatalitycznie w odniesieniu do reakcji przebiega-

jących w procesie palenia. Hamują też przebieg tych reakcji. Zjawisko to

"; w wielkim uproszczeniu można przedstawić w sposób następujący.

y=r Palenie jest wielokierunkowym procesem chemicznych reakcji utle-

'~ ~~i niania i redukcji przebiegających w fazie gazowej przy zasadniczym

współudziale tlenu z pwvietrza jako czynnika utleniającego. Z uwagi na

~' fakt, że reakcje te przebiegają w wysokich temperaturach, szybkość

i

reakcji jest znaczna i w miarę podwyższania się temperatury wzrasta.

'~''~, ~,~' Szczególnie aktywną i zasadniczą role w procesie palenia spełniają

`"~` ~ ~; rodniki. Są to niezrównoważone energetycznie cząsteczki o dużej aktyw-

, ności chemicznej. Cząsteczki te w strefie spylania po oderwaniu od

'' p ~'

agi' ~i' maciezzystych drobin szukają możliwości połączenia się w inne związki,

rozrywając jednocześnie inne clrobeny. Powoduje to wyzwalanie się clal-


sT,ych zasobów energii, podwyższenie temperatury i podtrzymanie proce­su palenia. Rodniki obdarzone są dużą energią i dlatego są bardzo agresywne.

Halony wprowadzone w strefę spalania uwalniają część chlorowców, które mają zdolność neutralizowania wyżej wymienionych rodników, a tym samym hamują procesy palenia. Zneutralizowanie znaczącej w danym środowisku części rodników prowadzi do ugaszenia ognia. Ponieważ wszystkie reakcje chemiczne w wysokich temperaturach prze­biegają ze znaczną prędkością to i reakcje między jonami halonowymi i rodnikami zachodzą również w analogicznie szybkim tempie, w wyniku czego czas gaszenia przy udziale halonów jest krótki.

Zjawisku inhibicyjnego działania halonów przypisuje się zasadniczą rolę w gaszeniu pożaru.

Bardziej szczegółowy opis mechanizmów inhibicji płomieni halonami w świetle obecnej wiedzy na ten temat podano w dalszej części rozdziału.

. Mechanizmy inhibicji płomieni halonami

Zainteresowanie właściwościami gaśniczymi halonów trwa już ponad 100 lat, a ściślej od 1881 roku, w którym to roku stwierdzono, że czterochlorek węgla (CC14) posiada zdolność gaszenia płomieni.

. Po tym odkryciu przyszły następne, z których wynikało że szereg związków chemicznych określanych halońami posiada również właściwo­ści gaśnicze. Niektóre z nich skutecznością gaśniczą zdecydowanie przewyższają właściwości gaśnicze czterochlorku węgla a są jednocześnie mniej toksyczne.

Ta specyficzna właściwość halonów stała się powodem dużego zainteresowania wielu badaczy przyczynami tego zjawiska.

Podjęto badania zmierzające do wyjaśnienia mechanizmów gaśni­czych tych związków chemicznych.

Rozpoznania aktualnego stanu wiedzy na temat mechanizmów gasze­nia płomieni Brzy pomocy halonów dokonała prof. E. Bulewicz dla Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej w Józefowie.

Z opracowania tego wynika, że aby wygasić płomień należy za­stosować jedną z następujących metod:

- odizolować od siebie paliwo i utleniacz,

- schłodzić paliwo, zapobiegając tym sarnym wydzielaniu się pal­nych gazów,


-- schłodzić gazy zasilające płomień, np. przez rozcieńczenie ich obojętnym gazem,

- rozcieńczyć strefę spalania gazami obojętnymi, - zdmuchnąć płomień,

- wprowadzić w strefę spalania środek inhibitujący.

Metody wymienione na pierwszych pięciu miejscach są w zasadzie metodami fizycznymi, do których to metod zaliczyć też można gaszenie pożarów przy użyciu wody, pian gaśniczych czy dwutlenku węgla,.

Metoda podana na ostatnim miejscu jest metodą chemiczną i z punk­tu widzenia treści tego rozdziału jest najbardziej interesująca. Inhibicja lub wygaszanie płomieni może być spowodowane efektami

fizycznymi lub chemicznymi. Osiągnięcie jej jest łatwiejsze środkami chemicznymi.

Ostatecznym celem zastosowania inhibitora jest wygaszanie płomieni przez spowolnienie reakcji chemicznych, zachodzących w strefie spalania. Inhibitory można podzielić na dwie grupy:

- na homogeniczne, to takie które docierają do płomienia w fazie gazowej --- są to właśnie halony, i na

- heterogeniczne, które wprowadzane są w strefę spalania w postaci proszków -- są to proszki gaśnicze.

Brak jest dotychczas zadowalającej, ogólnej teorii inhibicji płomienia i można wątpić czy teoria ogólna jest możliwa z powodu złożoności i wielości efektów.

'Do tej pory wiadomo, że najskuteczniejsze inhibitory mają wpływ na stężenia w płomieniu takich rodników jak H, OH i O, uczestniczą­cych w przedłużeniu i rozgałęzieniu łańcucha spalania. Inhibitory po­wodują obniżenie stężeń tych rodników przez ich wychwytywanie w re­akcjach z cząsteczkami inhibitorów, wpływają na ich rekombinację oraz wymianę rodników aktywnych np. H czy OH na mniej aktywne np. Br lub CH3.

Inhibitory mogą też powodować obniżanie temperatury (efekt iizycz­ny). Dotyczy to inhibitorów o dużej pojemności cieplnej, o chemicznie trwałych cząsteczkach.

W przypadku halonów, które nie ulegają pełnemu rozkładowi, występuje prawdopodobnie wiele efektów łącznie.


w'~.~ 'j

Ocena inhibitorów płomienia

Trudność oceny skuteczności gaśniczej inhibitorów stanowi fakt, że brak jest jednolitycz standardowych metod oceny jakości środków gaśniczych.

Miarą skuteczności gaśniczej i efektywności inhibitora może być ilość inhibitora potrzebna do zgaszenia określonego płomienia. Parametr ten ma istotne znaczenie dla techniki pożarniczej a także produkcji sprzętu pożarniczego.

Wydaje się, że metody, w których określa się ilościowo wpływ inhibitora na płomień stacjonarny, są najbardziej wiarygodnymi i nada­jącymi się do chemicznej interpretacji i oceny inhibitora.

Mechanizmy inhibicji płomienia przez inhibitory halonowe

Mechanizm działania halonów jako środków gaśniczych polega na inhibitującym działaniu związków halonowych w fazie gazowej.

Halony są pochodnymi węglowodorów, w których wszystkie lub część atomów wodoru została zastąpiona przez fluor (F), chlor (CI) lub brom (Br). Związki jodu (J) nie pojawiają się wśród środków gaśniczych.

W literaturze wymienia się około 60 różnych związków typu halonów. Inhibicji płomieni przez halony poświęcono dotąd wiele prac i badań eksperymentalnych.

Opracowanie z 1975 roku o kinetyce chemicznej reakcji mogących mieć wpływ na mechanizm inhibicji cytuje 64 pozycje literaturowe. Obserwacje makroskopowych parametrów pozwoliły na sformułowa­nie następujących stwierdzeń:

- efektywność gaśnicza halonów jako środków gaśniczych, przy tym samym ułamku molowym, układa się w następujący szereg:

fluorki « chlorki < bromki « jodki

-- w obecności inhibitorów, wzrost temperatury rozpoczyna się później w stosunku do płomienia nieinhibitowanego;

- inhibitory halonowe są efektywniejsze w płomieniach bogatych w paliwo;

- efektywność inhibitora halonowego rośnie wraz z ilością wprowa­dzanych atomów bromu w węglowodorach zawierających brom i we fluorowodorach;


- przy zawartości halonu w mieszaninie paliwo-halon powyżej 70% wagowych mieszanina staje się niepalna;

. - halogenowęglowodory zawierające ponad 70% wagowych halonu nie palą się;

- wprowadzenie inhibitora halonowego po stronie powietrza w pło­mieniu dyfuzyjnym daje lepsze efekty gaśnicze;

- CF3Br skutecznym inhibitorem tylko w obecności 02 jako utleniacza;

- chlorowce przyspieszają rekombinację atomów tlenu i innych wolnych rodników;

- halony, chlorowce i halogenowodory obniżają szybkość spalania; - ostatecznymi produktami rozkładu halonów w gazach spalonych mogą być HX i X (gdzie X to atom chlorowca),

- istnieją też zwolennicy wyłącznie fizycznego mechanizmu działa­nia halonów,

- rozważana jest też możliwość przyjęcia mechanizmu mieszanego -- chemicznego i fizycznego z przewagą efektu fizycznego;

- zwolennicy mechanizmów chemicznych przyjmują, że halony działają głównie przez wychwytywanie wolnych rodników oraz katalizo­wanie ich rekombinacji.

Opisy prawdopodobnych mechanizmów inhibicji uzyskano poprzez badania spektrometrii masowej, pomiary szybkości spalania, badania profilów temperatury w płomieniach, poprzez badania składu gazów spalinowych itp.

Podsumowując rozważania na temat mechanizmów inhibicji płomieni halonami należy zauważyć, że zmniejszenie stężenia jakiegokolwiek z rodników H, OH, lub O zawsze będzie działało inhibitująco na rozgałęzienie łańcucha reakcji spalania.

Nie można też zapominać o efekcie fizycznym, który również towa­rzyszy zachodzącym zjawiskom chemicznym.

Toksyczność halonów

Wdychanie par halonów jest zawsze w mniejszym lub większym

stopniu szkodliwe dla człowieka. Stąd też wynikła konieczność przep-

,

~ rowadzenia odpowiednich badań mających na celu określenie stopnia

~' ~a ', toksyczności tych związków. Prace przeprowadzano przede wszystkim na

~ < <k~łaM

f ~ dlatego też tego typu wyników nie zawsze można odnosić

zwierzętach

y

, ,

a bezpośrednio do ludzi.

.. t 5

a

" :: ';5 1'

' śt '

,, 132

t ~9.,

~-a.

"..

:..~°' .

'-i __ . - - ".. w .

~~ u ~,

"~- .

, ~ s r.~

E ., x ; , s ~ ~~; , e

~ s~,~ ł~ ( ~ ~°~'~

· 1 ~ y^~a ~ f r y w ~ ~ ff,~ ~ i ·w z a

`~" n ~ j~ia~~ sk 4 ~., :'~i

~ ~,"S~ X r_ ~'ta

~'

~ :

~~~ g . ~". a ~ @~~ ~ c 1 ~

~ ,"r

-. w

Ar ~tv~ . aEP5.v1


Tablica 7.1. R'artości stęźeń niebezpiecznych halonów "LCT(C'~15 min" dla zwierz&t

Stężenie. niebezpieczne Halon Związek chemiczny

w % objęto§ciowych ~~y_ ~ `~' ~~z~ź,~ ~

' 1044 Czterochlorometan 1,2 a~ t i_ 1011 Czterobromometan 2,6 ~i " 1211 Dwuiluorochlorobromometan 28,0

Trójfluorobromometan 83,0 2402 Czterotluorodwubromoetan 8,5

Jednym z kryteriów toksyczności opartym na doświadczeniach ze zwierzętami jest największe stężenie badanego środka, które po 15 minutach ekspozycji nie powoduje jeszcze śmierci. Wielkość ta najczęściej znana pod określeniem "LTC(O)15 min", dostarcza informacji o praw­dopodobnej, względnej toksyczności różnych substancji.

Jak widać z danych tablicy 8.1 wartości "LCT(O)15 min" nie mogą odnosić się do ludzi, co jest widoczne szczególnie w przypadku wartości halonu 1301.

Stężenie niebezpieczne wynoszące 83% objętościowych w powietrzu oznaczałoby, że stężenie tlenu wynosiłoby tylko 4% objętościowych, a wiadomo, że przy zawartości tlenu mniejszej niż 12% objętościowych człowiek ginie.

Na zwierzętach też badano fizjologiczne oddziaływanie halonów. W czasie tych doświadczeń stwierdzono trwałe uszkodzenia płuc i wątro­by. Zauważono też, że środki te uczulają serce na działanie adrenaliny, co moźe doprowadzić do zejść śmiertelnych. U ludzi mogą wystąpić podobne objawy.

W związku z powyźszym, przy dobieraniu halonów jako środków gaśniczych, szczególnie wtedy, gdy na ich działanie będą narażeni ludzie, należy brać pod uwagę takie aspekty sprawy jak:

- naturalne produkty spalania wytwarzane podczas pożaru, - toksyczność nie rozłożonego środka,

- produkty powstające wskutek termicznego rozkładu halonu. Naturalne produkty spalania. Już sama atmosfera pożaru jest szkod­liwa dla człowieka ze względu na wysoką temperaturę, wilgotność i wydzielanie się takich produktów spalania, jak: tlenek węgla, dwutlenek węgla, aldehyd akrylowy oraz duże ilości dymu. Czynniki te potęgują


zagrożenie wynikające ze stosowania jeszcze jednego czynnika nieobojęt-

nego fizjologicznie, jakim jest halon.

Toksyczność nierozdożonego środka - halonu. Underwriters Labora-

tories Inc. USA określiło przybliżone stężenie niebezpieczne "LCT(O)15

min" dla najczęściej tosowanych halonów.

Kryteria oceny toksycznej halonów i gazów podano w tablicy 7.2.

Niektóre źródła dzielą grupę 5 na podgrupy: Sa i Sb. Do grupy Sa

zaliczono związki o właściwościach toksycznych mniejszych niż w grupie

ale większych niż w grupie 6.

f

Tablica 7.2.

Skala toksyczno§ci wg Underwritters Laboratories Ina USA

,~~ _ - _-._._-__

Czas, po którym Przykłady związków zakwalifikowanych

Grupa Stężenie powstają ciężkie do poszczególnych grup

toksycz- gazu obrażenia ----------- --

.pości % do śmierci N~~,a chemiczna oznaczenie Wzór

` ' włącznie cyfrowe chemiczny

,

;

5 min. Dwutlenek siarki - SOz

'' j 2 0,5-1 1/2 h Bromek metylu 1011 CH3Br

F

Chlorobromometan 1011 CH2Br

i 3 2-2,5 1 h Czterochlorek węgla 1040 CC14

~~"~~:... " ,a

~`~ a :d~-. Chloroćorm 1030 CHC13

"°'~, r,:

Chlorek metylu 1010 CH3C1

~~' -

Bromek etylu 2001 CZHSBr

', 4 2-2,5 2 h - , --

Dwuffuorodwubromo- 1202 C2HSBr

metan

'`~ ;' -

r Dwulluorochloro- 12.11 CFZCIBr

-"~ bromometan

r °. @ (.,

p ~" Wartości pośrednie

" ,; ~ ~5 pomiędzy grupami Dwutlenek węgla - COz

`

i 6 _-~-,

Fluorotrójchlorometan 1130 CFC13

,

e Trójffuorobromometan 1301 CF3Br

Żadnych

skutków D~,unuorodwuchloro- 1210 CF2Clz

_~ . _. -_ --_ ___po 2 h- metan _-__-. ._ __-- ,_._

i'

^~^~^°'~ "^"" T"

I " 4j,i

,

>;

At... Gdź

.

· ,na~.~.

i

~

i

t

~."

~

~'3~ t ~ a sit

j

i ~ł

~ ~

~

~

~, ,.

"

e , t~ ~T ~~" ,-

~~


Tablica 7.3. Wymagania techniczne-użytkowe do trójfluorobromometanu

Halon 1301

Nazwa parametru Jednostka W~ag~ia

Metoda badania miary

Ciężar cząsteczkowy - 148,9

Temperatura wrzenia K (°C) 215,2 (-57,8)

pod ciśnienie 1,013 tiara

~ 105 Pa

Temperatura krzepnięcia K (°C) 105,0 (-168,0)

Temperatura krytyczna K (°C) 344,0 (67,0)

Ciśnienie krytyczne Pa (bar) 39,64105 (39,64)

Gęstość krytyczna kg/m' 745

Ciężar właściwy

w temp. 293 K (20°C) N/m' 154,5

Zawartość trójlluorobromoetanu °/a obj. Nie mniej niż

Zawartość kwasów obliczana na HF ppm wag. Nie więcej niż

Zawartość wody ppm wag. Nie więcej nuż

Zakres temperatury destylacji pod ciśnieniem K (°C) 215,2±0,5

~ 105 Pa (-57,8±0,5)

Toksyczność wg UL USA 6 grupa toksyczn.

Stężenie gaszące % obj. Nie więcej niż

Do celów gaśniczych stosuje się halony najmniej toksyczne miesz­czące się w grupach od 4 do 6 skali toksyczności wg UL USA.

Produkty rozkladu termicznego. Podczas gaszenia pożaru część do­prowadzonego halonu ulega termicznemu rozkładowi. Rodzaj i ilość powstających produktów rozkładu zależą od takich czynników jak: typ paliwa, wielkość pożaru i wysokość temperatury w strefie spalania, czas kontaktu halonu z wysoką temperaturą, szybkość gaszenia ognia i wiel­kość pomieszczenia.

Najbardziej są toksyczne produkty rozkładu halonu 1040 --- cztero­chlorku węgla. W temperaturze powyżej 273°C (546 K) przy katalitycz­nym działaniu pary wodnej powstaje szczególnie niebezpieczny dla ludzi związek COCIz -- fozgen. Mechanizm powstawania toksycznych produ­któw rozkładu halonów na przykładzie halonu 1040 jest następujący:

a

,. 4:


~~;

f

Tablica 7.4. R'ymagania techniczno-użytkowe dla dwufluorochlorobromometanu

Halon 1211

Nazwa parametru Jednostka Wymagania Metoda badania miary

Ciężar cząsteczkowy - 165,4 Temperatura wrzenia K (°C) 269 (-4) pod ciśnieniem

~ 105 Pa (1,013 bara)

Temperatura krzepnięcia K (°C) 112,5 (-160,5) Temperatura krytyczna K (°C) 426,8 (153,8) Ciśnienie krytyczne Pa 42,06 ~ 105 Gęstość krytyczna kg/ma 713 Ciężar właściwy

w temp. 293 K (20°C) N/m3 178 72,3 Zawartość dwuffuorochlorobromometanu % obj. Nie mniej niż 99,0

! Zawartość kwasów obliczona na HF ppm wag. Nie więcej niż k

Zawartość wody ppm wag. Nie więcej nuż 20 Zakres temperatury destylacji pod ciśnieniem K (°C) 269=270 (-4=3) 1,013 ~ 105 Pa (1,013 tiara)

Toksyczność wg UL USA S grupa toksycz. Stężenie gaszące % obj. Nie więcej niż -_____.._.______­

2CC14+ OZ -> 2COCI2 + 2C12 (7.1) CC14+Oz -a COZ+2Clz (72) CC14+C02 -> 2COCl2 (7.3)

CC14+H20 -ł CO +2HCl+Clz (7.4) CC14+2Hz0 -> COz+4HC1 (7.5) Oprócz fozgenu w wysokich temperaturach tworzy się także kwas

solny, jak również pewne ilości gazów takich, jak: chlor i chlorowodór, które też są agresywne wobec organizmu ludzkiego, powodując między innymi podrażnienie dróg oddechowych, oczu i skóry.

Ze względu na wysoką toksyczność czterochlorek jest już w wielu krajach wycofany z użycia, np. we Francji, Belgii. Także w Polsce 136

, ,., . ,,...

~ rr a r


Wymagania technic~o-użytkowe dla czteroflaorodwubromoetanu

Halon 2402

Nazwa parametru Jednostka ~,~ag~ia

Metoda badania miary

Ciężar cząsteczkowy - 259,83

Temperatura wrzenia K (°C) 320,3 (47,3)

pod ciśnieniem 1,013 bara

Temperatura krzepnięcia K (°C) 162,6 (-110,5)

Temperatura krytyczna K (°C) 487,5 (214,5)

Ciśnienie krytyczne Pa 34,0~I05

Gęstość krytyczna kg~m3 ' 790 I

j

Ciężar właściwy N/m' 21219,03

w temp. 293 K (25°C)

Zawartość czterofluorodwubromoetanu % obj. Nie mniej niź

Zawartość kwasów obliczona na HF ppm wag. Nie więcej niż

Zawartość wody ppm wag. Nie więcej nuż

Zakres temperatury destylacji pod ciśnieniem K (°C) 320,3±0,5

tiara (I,013 ~ 105 Paj (47,3±0,5)

Toksyczność wg UL USA Sa grupa

Stężenie gaszące % obj. Nie więcej niż

nie jest stosowany. Przyjmuje się, że halon ten może być używany tylko tam, gdzie wiadomo, że na pewno na jego działanie nie będą narażeni ludzie.

'Przeciwieństwem halonu 1040 pod względem toksyczności jest trój­fluorobromometan - halon 1301. W temperaturze powyżej 510°C (783 K) nieznaczna część tego związku ulega rozkładowi, z czego przeważająca część produktów rozkładu stanowi fluorowodór i bromowodór. Stężenie

tych gazów jest dużo mniejsze od wartości niebezpiecznej "LCT(O)15 min", w związku z czym nie stanowią one zagrożenia dla ludzi.

W niektórych doniesieniach literaturowych wskazywano na moż­liwość powstawania małych ilości wolnego bromu, fluorokarboksylu (COFz) i bromokarboksylu (COBr2), jednak najnowsze badania nie potwierdziły obecności tych substancji.


~,, i ~i= ~,~ 3

~., ~t w

Tablica 7.6. Halony gaśnicze

Nazwa Producent Określenie Wzór Ciężar Temp. wrzenia środka Kraj chemiczne chem. cząst. K (°C) Halon 1211 ICI Dwufluorochloro- CBrCIFz 165,4 269,0 (-4,1) BCF W.B. bromometan

Halon 1211 Hoechst Dwufluorochloro- CBrCIFz 165,4 269,0 (-4,1) RFN bromometan

Halon 1301 Hoechst Trójfluorobromo- CBrF3 148,9 215,35 (-57,8) RF'N metan ­

Halon 2402 Hoechst Czterofluoro- C2BriF4 259,83 320,65 (47,5) RF'N dwubromoetan

Halon 1301 Atochem Trójlluorobromo- CBrF3 148,9 215,35 (-57,8) Pyroforane Francja metan

Halon 2402 Monteflus Czteroiluoro- CZBrzF4 259,83 320,65 (47,5) Włochy cwubromoetan

Halon 2402 Veb Chemi- Czterolluoro- CZBr2F4 259,83 320,65 (47,5) schewerk dwubromoetan

Halon 1211 Kali Chemie Dwulluorochloro- CBrCIFz 165,4 269,05 (-4,1) RFN bromometan

Na podstawie licznych badań eksperymentalnych ustalono, że mak­symalnym, bezpiecznym stężeniem halonu 1301 dla ludzi w czasie oddziaływania 1 minuty jest stężenie wynoszące 10% objętościowych, podczas gdy dla halonu 1211 wynosi ono 4-5% objętościowych.

Przy niższych stężeniach nie stwierdzono ujemnego wpływu tych środków na organizm człowieka, nawet po kilku minutach wdychania. Ze względu na stabilność termiczną, jak również niskie stężenia

gaśnicze, znacznie mniejsze od wartości "LCT(O)15 min", halon 1301 jest najmniej toksycznym związkiem z grupy halonowych środków gaś­nic~ych.

d .~ ~~r . ,'. E ;~ r $ ~ n~

kk ~ t ~ ~~ , a ,t ~ i ( ~ . i, tk" t s i

~,~a ·'3 ~, . a r ~ 7q °~^,E i~

Ą ., . , i ·· eł' b, r

tłr- r.t'o`b°,


Metody syntezy halonów

Istnieje wiele metod otrzymywania halonów, z których na wyróż­nienie zasługują następujące.

Reakcje przylączenia

etylen łatwo przyłącza chlor i brom:

C2Ha+Xz -a C2H4X2 (7.6)

gdzie: CzH4 - etylen,

X - chlorowce,

. C2H~X2 -- węglowodór chlorowcopochodny. b) etylen przyłącza też chlorowcowodory:

C2H4+HX -· C2HSX (7.7)

gdzie HX-HF, HCI, HBr, Hj.

Reakcje wymiany grup funkcyjnych

ROH+HX -> RX+H20 (7.8)

gdzie: ROH - alkohol,

HX - HBr, H3, RH - RBr, RJ.

W przypadku kwasu solnego, który słabiej działa na alkohole niż kwas bromowy czy jodowy, należy stosować mieszaninę stężonego kwasu solnego i chlorku cynku:

ROH S~ZOny HC.1, RCl+Hz0 (7.9) zoc7=

Halogenki alkilowe można otrzymywać przez dziabanie chloru czy bromu na sól srebrową, potasową czy rtęciową kwasu karboksylowego: RCOOAg+XZ ~ RX+C02+AgX (7.10)

gdzie: RCOOAg - sól srebrowa kwasu karboksylowego, X - Cl, Br,

COZ -- dwutlenek węgla,

AgX - chlorek lub bromek srebra.


~,;`

r q,

~ agi.. ~.

~, w~: s

I ~f~ "`~"" I` ~ ts ,k

I i°~ I~~,n

Reakcje wypierania - jodki i bromki są bardziej aktywne od chlorków alkilowych:

RCl+KBr -> RBr+KCl (7.11) (w rozlwoac acetonu)

gdzie: RCl - chlorek alkilu, KBr - bromek potasu, KCl - chlorek potasu.

Trójchlorowcopochodne metanu (chloroform, bromoform) można otrzymać na drodze reakcji haloformowej:

O H O // / //

CH3C-C-H+3NaOC1--. CH3 C-CC13+3NaOH (7.12) O O // //

CH3--C-L;C13+NaOH -· CH3-C-ONa+HCCI3 (7.13) t

_` gdzie: @,. %O ±; ' CH3--C--CH3 --- aceton,

I NaOCI - podchloryn sodu, ff

O

CH3 C-CC13 - trójchloroaceton, NaOH - wodorotlenek sodowy, O

// CH3---C-ONa - octan sodowy.

Węglowodory fluoropochodne otrzymuje się w reakcjach nieor­ganicznego fluorku (zwykle fluorku rtęci lub trójfluorku antymonu) z węglowodorami chlorowcowanymi bądź bromowanymi:

2RBr+HgF2 -> 2RF+HgBr2 (7.14)

~ i . . f n.~~.

n .~ ^~ s~.


gdzie: HgF2 - fluorek rtęci,

HgBrz -- bromek rtęci.

2RBrF2+HgF2 --~ 2RF3+HgBrz (7.15)

Są to przykłady najczęściej stosowanych metod otrzymywania halo­nów.

Halon 1301 uważany za jeden z najlepszych środków gaśniczych z grupy węglowodorów chlorowcowanych otrzymuje się w sposób następujący:

CHC13 + 3HF --~ CHF3 + 3HC1 (7.16)

gdzie: CHC13 - chloroform,

CHF3 - freon 23 (trójfluorometan).

Bromując freon 23 otrzymuje się trójfluorobromometan:

CHF3 ~ CF3Br (halon 1301) (7.17)

Dwufluorochlorobromometan (halon 1211) otrzymuje się z freonu 22:

CHC13 + 2HF -> 2HC1 + CHF2C1 (freon 22) (7.18)

CHFZCI s~ CFZCIBr (halon 1211) (7.19)

Literatura

Bulewicz E. M., Catalytic Effects in Flames. Praca wyskana do druku, wygłoszona w Węgierskim Towarzystwie Chemicznym, Budapeszt, 1981.

Bulewicz E., Piechocińska I.: Sprawoadanie z badań mechanizmów gaszenia plamieni proszkami gaśniczymi i halonami. Kraków 1982 r.

Compounds Interpreted With a Zonal Flame Model. Western States Section, Comb. Inst. Maeting, U.C.L.A., 1980.

Dewitte M., Vrebosch J., Van Tiggelen A.: Inhibition and Extinction of Piemixed Flames by Dust Particles. Comb. and Flams, 8, 257, 1964.

Dixon-Lewis G.: Mechanism of Inhibition of Hydrogen - Air Flames by Hydrogen - Air Flames by Hydrogen Bromide and Its Relevance to the General Problem of Flame Inhibition, Comb. and Flame, 36, 1, 1979.


~.,;~~f

aj

Dixon-Lewis G., Simpson R. J.: Aspects of Flame Inhibition by Galogen Compounds. XVI Ind Symp. Comb., The Comb. Inst. Pittsburgh, PA 1977, s. 1111.

Drake M. C., Hastie J. W.: Temperature Profiles of Inhibited Flames Using Raman Spectroscopy. Comb. and Flame, 40, 201, 1981.

Fenimore C. P., Martin E. J.: Candle - type Test for Flammability of Polymors. Modera Plastics, 44, 141, 1966.

~'ristrom R. M.: Chemical Factors in the Inhibition and Extinction of C-H--O F(ames by Halogenated.

~'ire Protection Hand Book. National Fire Protection Association Boston, Massa­chusetts 1976 r.

Grynczel Z.: Środki gaśnicze. Własności i zastosowania. Arkady Warszawa 1968. 12. Grynczel Z., Wilczkowski S.: Nowoczesne środki gaśnicze. Instytut Wydawniczy CRZZ Warszawa 1976.

Hastrie J. W.: High Temperature Yapors. N. Y. Academic Press 1975.

Williams F. A.: A Unified Yew of Fire suppression. J. Fire and Flammability, 5, 54, 1974. 15. Wilczkowski S. Sitkiewicz J. Informator o środkach gaśniczych. Biuro Wydawnicze "Chemia" Warszawa 1974.


GAZY GAŚNICZE

Wiadomości ogólne

Pod pojęciem gazy gaśnicze należy rozumieć te gazy i te pary, które znalazły praktyczne zastosowanie w ochronie przeciwpożarowej do zwalczania pożarów lub do zapobiegania przed zapaleniem lub wybu­chem palnych mieszanin gazowych lub gazowopyłowych.

Do gazów inertnych gaśniczych zaliczone zostały między innymi: dwutlenek węgla, azot, gazy spalinowe i inne gazy niepalne. Środki te w przeciwieństwie do halonów i większości proszków gaśniczych nie mają właściwości inhibicyjnych w odniesieniu do procesów spalania.

Zasadniczym mechanizmem działania gaśniczego tego rodzaju gazów i par jest rozcieńczenie reagujących gazów i obniżenie stężenia tlenu w strefie reakcji spalania. Warunkiem uzyskania pozytywnego efektu gaśniczego za pomocą gazów jest zmniejszenie stężenia tlenu poniżej 14°l0.

Powyższy fakt, jak również stan skupienia gazów gaśniczych przesą­dza o ich przydatności tylko w ściśle określonych warunkach. Takim warunkiem jest między innymi ograniczenie przestrzeni, a więc pomiesz­czenia zamknięte, stosunkowo szczelne o niewielkiej kubaturze.

Stężenie tlenu rzędu 14%, uzyskane za pomocą rozcieńczających inertnych gazów, jest tylko wartością orientacyjną, ponieważ nie wszyst­kie gazy gaśnicze wykazują taką samą skuteczność gaśniczą.

Różnice w skuteczności gaśniczej gazów są niewielkie i wynikają między innymi z różnic gęstości tych gazów względem powietrza, różnych ich właściwości cieplnych a także z różnych temperatur tych gazów w momencie podawania. Przykładowo: temperatura pary wodnej w mo­mencie podawania będzie wynosiła ok. 100°C, dwutlenku węgla - znacz­nie ~ poniżej 0°C.

Jako przykład różnic gęstości gazów w odniesieniu do gęstości powietrza można przytoczyć fakt, że dwutlenek węgla jest 1,5 razy


cięższy od powietrza a azot 0,97. Oznacza to, że azot jako lżejszy od powietrza, po wprowadzeniu do pomieszczenia, w którym wybuchł pożar, będzie przemieszczał się do góry i aby skutecznie ugasić nim pdżar należy całe pomieszczenie wypełnić gazem.

Dwutlenek węgla natomiast jako znacznie cięższy od powietrza będzie opadał i utrzymywał się w dolnej części pomieszczenia, a ogień tam zlokalizowany zostanie ugaszony bez konieczności wypełnienia gazem całej kubatury pomieszczenia.

Podany przykład jest tylko zasygnalizowaniem problemów, których pełniejszy obraz znajdzie Czytelnik w dalszej części książki.

Do inertnych gazów gaśniczych zalicza się: dwutlenek węgla, azot, dwutlenek siarki, gazy spalinowe, parę wodną.

Wlaściwości fizyczne dwutlenku węgla

Właściwości fizyczne C02 ilustruje tablica 8.1.

Podane w tablicy informacje powinny być przydatne przy projek­tnwaniu instalacji gaśniczych, gaśnic i agregatów a także do stosowania dwutlenku węgla jako środka gaśniczego.

Należy podkreślić, że środek ten obecnie ponownie zyskuje na znaczeniu i coraz częściej wprowadzany jest do zabezpieczania i gaszenia. Wynika to z faktu, że można uzyskać go w kraju. Ważkimi argumentami przemawiającymi za jego stosowaniem jest niezanieczyszczanie środowis­ka naturalnego człowieka a także możliwość szerokiego zakresu jego stosowania, poczynając od instalacji przeznaczonych do zabezpieczania komór na okrętach i w maszynowniach oraz hal fabrycznych, aż do zabezpieczania laboratoriów chemicznych za pomocą gaśnic wypełnio­nych tym waśnie środkiem.

Nie bez znaczenia dla ochrony przeciwpożarowej, a zwłaszcza dla osób gaszących pożar dwutlenkiem węgla jest redukcja tego związku do tlenku węgla pod wpływem rozgrzanych części stalowych, który jest silnie toksyczny. Zależność powstawania tlenku węgla od temperatury ilustrują wyniki zamieszczone w tablicy 8.2.

Redukcję dwutlenku węgla powoduje wiele innych materiałów roz­grzanych czy rozpalonych do wysokiej temperatury. Do takich materia­łów należą metale. Przykładem ilustrującym to zjawisko może być reakcja zachodząca między omawianym gazem a palącym się magnezem.

f


Tablica 8.1.

Wła§ciwości fizyczne dwutlenku węgla

Synonimy: dwutlenek węgla, kwas węglowy, bezwodnik kwasu węglowego

Nazwa parametru

WY~ąd Smak Zapach Ciężar cząsteczkowy Temperatura krzepnięcia

przy 5,2 at (5,099 ~ 10-' M Pa) Temperatura wrzenia

Ciśnienie krytyczne Temperatura krytyczna Ciężar właściwy ciekłego COz

w -60°C (213,15 K) w -56,6°C (216,55 K) w -20°C (253,15 K) w 0°C (273,15 K) w 20°C (293,15 K) w 30°C (303,15 K)

Ciężar właściwy gazowego C02 Ciężar względem powietrza Rozpuszczalność w wodzie

w 100 g wody przy 760 mrti I-Ig w 0°C (273,15 K)

w 10°C (283,15 K) w 20°C (293,15 K) w 30°C (303,15 K) w 40°C (313,15 K) w SO°C (323,15 K) w 60°C (333,15 K)

Wartości

gaz, bez barwy, bez zapachu bardzo słaby kwaśny

brak zapachu A4,01

K)

K) sublimacja 75,3 kG/cm2 (74,29 10-' MPa) 31,0°C (304,15 K)

g/ml 1,1?8 g/ml 1,0 gJml 0,947 g/ml 0,772 g/ml 0,46 g/ml 1,976 g/1 1,529

g 0,232 g 0,169 g 0,125 g Q,097 g 0,076 g 0,058 g

Przebieg tej reakcji jest następujący:

COz+Mg --> Mg0+CO (8.1)

a następnie

~O + Mg -· Mg0 + C

Powstający tlenek węgla z tlenem z powietrza wytwarza mieszaninę o właściwościach wybuchowych.


Tablica 8.2. Wptyw temperatury węgla na redukcję dwutlenku węgla

fi. ~~~ ź

,~~3 hl7f~:'.

Temperatura Stężenie redukowanego Stężenie

węgla dwutlenku węgla tlenku węgla

°C (K)

98 2

77 23

61,5 38,5

42,3 57,7

24,7 75,3

6 94

2,8 . 97,2

0,7 99,3

Właściwości toksyczne dwutlenku węgla

Dane literaturowe omawiające wpływ dwutlenku węgla na organizm ludzki są bardzo zróżnicowane. Różne źródła podają bardzo rozbieżne wartości stężeń dwutlenku węgla wywołujące określone objawy. Ta

I i różnorodność wartości wynika między innymi z odporności osobniczych poszczególnych ludzi na działanie dwutlenku węgla, ich wieku, stanu fizycznego, lecz także zależy od szybkości narastania stężenia gazu, jego temperatury, czasu przebywania człowieka i wielu innych czynników.

Obserwuje się, że dwutlenek węgla wykazuje właściwości słabo narkotyczne na ustrój i drażniące na skórę oraz błony śluzowe. W małych r stężeniach pobudza nerw oddechowy, w wysokich uciska go.

Duże stężenia dwutlenku węgla wskutek obniżenia zawartości tlenu w powietrzu działają dusząco.

Dopuszczalne stężenie w powietrzu w mieszkaniach wynosi 0,1°/a jobjętościowych, przy periodycznym przebywaniu ludzi -- do 0,125%, przy krótkim przebywaniu ---- 0,2%.

Według klasyfikacji toksyczności podanej przez Underwritters Labo­ratories Inc. USA dwutlenek węgla umieszczono w klasie 5.

.~n~~ru

~ ~~, i ~3~ a ,.y ,

~.: a r~ .,..,.

_ R . ~ ,, .:s;_~3:,

tfq

e ~ tYh

r

`°`' ~~~'~ ...

"; a ·~ ~9 ~ ;~ry.., t

bid ; Y. 4


Tablica 8.3. Wia§ciwości fizyczne azoty

Nazwa parametru Wartości

Wygląd gaz, bez barwy

Smak bez smaku

Zapach bez zapachu

Ciężar cząsteczkowy 28,016

Wzór chemiczny (symbol) NZ

Temperatura krzepnięcia -209,86°C (63,29 K)

Temperatura wrzenia -195,8°C (77,35 K)

Ciśnienie krytyczne 34,6 at (33,93 ~ 10-1 MPa)

Temperatura krytyczna -147,1°C (126,05 K)

Ciężar właściwy zestalonego Nz

w temp. -252°C (21,15 K) 1,026 g/ml

Ciężar właściwy ciekłego Nz

w temp. -195,8°C (77,37 K) 0,808 g/ml

Ciężar właściwy gazowego N2

w temp. 0°C przy 760 mm Hg 1,2506 g/ml

(1013,25 ~ 10° kPa)

Gęstość względem powietrza 0,9673

Rozpuszczalność w wodzie:

w 100 cm3 wody przy 760 mm Hg

~ 10-' kPa)

w 0°C (273,15 K) 2,35 ml

w 20°C (293,15 K) 1,155 ml

Działanie fizjologiczne COz na organizm człowieka jest następujące [3]:

- przy stężeniu 2--4% obj. - lekkie utrudnienie oddychania, - przy stężeniu 5-7% obj. - działanie wyraźnie szkodliwe, -- przy stężeniu 10% obj. - duże utrudnienie oddechu,

- przy stężeniu 15% obj. - po krótkim czasie utrata przytomności, - przy stężeniu 25-30% obj. - natychmiastowe działanie śmier­ telne.

Inergen

W poszukiwaniu zamienników halonów gaśniczych, prowadzone są badania. W wyniku tych badań na początku lat dziewięćdziesiątych pojawił się w Europie Zachodniej nowy środek gaśniczy o nazwie


,,~r

..

~,

.a

~ q #z ~,

;.

g ~ p

i

t

y

%:I

,~: ,f~

tl

;. n

i

a'~.

x .,

r

~

;

c

t

~ ,,,

'~ ~t

j h~ t

~ i

?` ł

jj g

f a 89

^Yii S,;d

Tablica 8.4.

- - Wta§ciwości fizyczn e dwutlenku siarki -_ '

-- -- Nazwa parametru --- -_ Wartości -

Wygląd gaz bezbarwny

Smak kwaśny

Zapach ostry, przenikliwy, duszący

Wzór chemiczny SOZ

i Ci~żar cząsteczkowy 64,066

Temperatura krzepnięcia -72,5°C (200,65 K)

Temperatura wrzenia -10,0°C (263,15 K)

Ciśnienie krytyczne 77,7 at (76,19 ~ 10-' MPa)

Temperatura krytyczna 157,2°C (430,35 K)

Ciężar właściwy gazowego SOZ

w temp. 0°C przy 760 mm Hg

(1013,25 ~ 10-' kPa) 2,9256 g/1 (2,869 ~ 10 N/m')

Gęstość względem powietrza 2,26

Gęstość krytyczna 0,52 kg/l

Utajone ciepło parowania

w temp. -10,0°C i przy 760 mm Hg

(1013,25 ~ 10-' kPa) 98,8 cal/g (41,36 ~ 10 J/g)

Ciężar właściwy ciekłego SOz

'~ w temp. -10°C (263,15 K) 1,46 g/ml

w temp. 20°C (293,15 K) 1,38 g/ml

Rozpuszczalność w wodzie:

w 100 cm' wody przy 760 mm Hg

. (1013,25 ~ 10-' kPa)

w temperaturze 0°C (273,15 K) 7,98 l gazu

w temperaturze 20°C (293,15 K) 3,94 1 gazu

w temperaturze 40°C (310,15 K) 1,88 l gazu

Z 1 k SOZ ciekłego w 760 mm Hg ok. 340 1 gazu

~ 10-' kPa)

i' Z 1 1 SOz ciekłego w 760 mm Hg ok. 480 1 gazu

~ 10-' kPa)

Inergen. Jest to mieszanina gazów nie posiadająca właściwości inhibicyj­nych. Efekt gaśniczy uzyskuje się stosując ten środek wyłącznie przez obniżenie stężenia tlenu w wyniku rozcieńczenia powietrza w strefie spalania. Obniżenie stężenia tlenu do poziomu około 14% jest warun­kiem wystarczającym by proces spalania został zahamowany a pożar ugaszony. Inergen przeznaczony jest do wypełniania pomieszczeń w któ­rych wybuchł pożar.


Tablica 8.5.

Wlaściwości fizyczne pary wodnej

Nazwa parametru

Wygląd

Wzór chemiczny Ciężar cząsteczkowy Ciężar właściwy

Gęstość w stosunku do pow Temperatura krytyczna Ciśnienie krytyczne

Z 1 1 wody powstaje Ciepło właściwe w 100°C

Wartości

para, w zależności od temperatury mniej lub bardziej widoczna, ograniczająca wi­doczność

Hz0 18,016 0,468 g/1 (0,000468 kg/ma) 0,594

K) 217,5 at (220344 Pa)

l pary przy 760 mm Hg (1013,08 Pa) 0,462 cal/g (0,1934 J/kg ~ K)

Inergen zawiera azot, argon ~ dwutlenek węgla. Składni~Ci są tak dobrane, że gęstość tej mieszaniny jest zbliżona do gęstości powietrza co jest warunkiem równomiernego rozprzestrzeniania się gazu w całym pomieszczeniu, bez tendencji do ulatniania się w górne partie strefy pożaru co miało miejsce w przypadku stosowania samego azotu. Drugim ważnym elementem mieszaniny jest dwutlenek węgla stanowiący wskaź­nik zagrożenia dla życia osób przebywających w tym środowisku. Jak podaje "New Scientist" z 25 kwietnia 1992 r. każda zmiana nasycenia krwi dwutlenkiem węgla, tj. zmiana ciśnienia cząstkowego COZ we krwi tętniczej, powoduje natychmiastową reakcję órganizmu zmierzającą do przywrócenia normalnej wartości tego ciśnienia. Stężenie dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym mniejsze od jednego procenta nie wywiera żadnego wpływu na organizm człowieka. Jednak przy podwyż­szeniu COz do 1,7% obserwuje się przyspieszenie rytmu i głębokości oddechu. Ilość powietrza przepływającego przez płuca wzrasta o około 40°/o. Natomiast pięcioprocentowa zawartość C02 powoduje, że oddech staje się bardzo szybki, a wentylacja płuc wzrasta aż 4,5-krotnie. Dalszy wzrost stężenia grozi już omdleniem. Dodanie wiec ściśle określonej ilości dwutlenku węgla wywołuje reakcję organizmu zwiększającą wentylację płuc i utrzymanie poziomu tlenu we krwi na bezpiecznym poziomie, mimo jego zmniejszonego stężenia w obszarze objętym pożarem.

Jak podaje "Wiedza i Życie" w Nr 9 z 1992 r. próby gaszenia pożaru wypadły pomyślnie, pożar ugaszono, przebywający w pomieszczeniach ludzie nie ponieśli żadnej szkody.

`~, ~ i

~~7 ; , ź~ .= ;`


Literatura

:.a

~ ~~~~"t~

s rc ~I i,

ę'

Grynczel Z.: S`rodki gaśnicze. Wlasności i zastosowania. Arkady 1968.

Grynczel Z., Wilczkowski S.: Nowoczesne środki gaśnicze. Instytut Wydawniczy CRZZ s Warszawa 1976.

Lindner J.: Gaszenie pożarów gazami obojętnymi i środkami chemicznymi. Arkady. 1969 Warszawa.

Wilczkowski S., Sitkiewicz J.: Informator o środkach gaśniczych. Biuro Wydawnicze "Chemia" Warszawa 1974.

Inergen - "New ScientisY' kwiecień 1992.

Inergen - prospekt f-my Total Walther Feurschutz GMGH.


ZAKRESY STOSOWANIA ŚRODKÓW GAŚNICZYCH

Środki gaśnicze do gaszenia pożarów grupy A

Zgodnie z normą PN-75/M-51001 do grupy pożarów A* zaliczono poźary ciał stałych pochodzenia organicznego, przy których spalaniu obok innych zjawisk powstaje zjawisko żarzenia, np. drewno, papier, węgiel, tworzywa sztuczne, tkaniny, słoma.

Do gaszenia pożarów grupy A przeznaczone są środki gaśnicze również oznaczane literą A.

Do gaszenia określonych materiałów należy stosować właściwe środki gaśnicze, np.:

-- drewno - piana, woda z dodatkiem środka zwilżającego, woda, proszki gaśnicze ABC*,

- materiały drewnopochodne -- jak wyżej,

-- papier, karton, tektura - woda z dodatkiem środków zwil­żających, woda strumieniem mgłowym,

- tworzywa sztuczne ---- piana ciężka, woda z dodatkiem środka zwilżającego,

- tkaniny - woda z dodatkiem środka zwilżającego, woda roz­pylona,

- słoma, siano -- woda z dodatkiem środków zwilżających, woda

rozpylona, --- surowce włókiennicze

woda rozpylona.

woda z dodatkiem środka zwilżającego,

Patrz podrozdział 1.2.3 '" Patrz podrozdział 6.2

.,

J

y


~. `~ ;: at.; .

~~ ~­

:..

~% i t

~., ~dfi sP` 7~

Środki gaśnicze do gaszenia pożarów grupy B

Zgodnie z normą PN-75/M-51001 do grupy pożarów B* zaliczono pożary pożary cieczy palnych i substancji stałych topiących się wskutek ciepła wytwarzającego się przy pożarze, np, benzyny, alkoholi, acetonu, Merów, olejów, lakierów, tłuszczy, parafiny, stearyny, paku, naftalenu, smoły.

Do gaszenia pożarów grupy B przeznaczone są środki gaśnicze predestynowane do gaszenia tego typu pożarów, również oznaczane literą B.

Do gaszenia określonych materiałów należy stosować właściwe środki gaśnicze, np.:

- benzyna - piana średnia, piana lekka, proszek typu BCE *, piana ciężka,

- alkohole niskocząsteczkowe -- piana gaśnicza ciężka przeznaczo­na do gaszenia cieczy polarnych, proszek gaśniczy BCE,

- alkohole tłuszczowe -- piana gaśnicza ciężka, wodne strumienie mgłowe, proszek gaśniczy BCE,

- aceton, etery -- piana ciężka przeznaczona do gaszenia cieczy polarnych, proszek gaśniczy BCE,

- oleje -- piana średnia, piana ciężka, proszek gaśniczy BCE, -- lakiery - piana ciężka przeznaczona do gaszenia pożarów cieczy polarnych, proszki gaśnicze BCE.

Środki gaśnicze do gaszenia pożarów grupy C

Zgodnie z normą PN-75/M-51001 do grupy pożarów C** zaliczono pożary gazów np. metanu, acetylenu, propanu, wodoru, gazu miejskiego. Do gaszenia pożarów grupy C przeznaczone są środki gaśnicze oznaczone także literą C.

Do gaszenia pożarów określonych materiałów należy stosować właś­ciwe środki gaśnicze, np.:

--- metan -- proszek gaśniczy BC~, halony, -- acetylen -- j.w.,

* Patrz podrozdział 1.2.3 " Patrz podrozdział 6.2 "' Patrz podrozdział 1.2.3 '*" Patrz podrozdział 6.2


. - propan - ~.w., - wodór - j.w.,

- gaz miejski - j.w., __ CSz - j.w.

Środki gaśnicze do gaszenia pożarów grupy D

Zgodnie z normą PN-75/M-51001 do grupy pożarów D * zaliczono pożary metali, np. magnezu, sodu, uranu.

Do gaszenia pożarów grupy D przeznaczone są środki gaśnicze oznaczane również literą D.

Do gaszenia pożarów określonych materiałów tej grupy należy stosować właściwe środki gaśnicze, np.:

- magnez - proszek typu D (NaCI, grafit),

- sód --- proszek typu D (NaCI, grafit, węglan sodu), - uran - proszek typu D (NaCI, grafit, TEC),

--- potas -- proszek typu D (NaCI, grafit, TEC), - tytan --- proszek typu D (NaCI, grafit),

--- lit --- proszek typu D (grafit),

- cyrkon -- proszek typu D (NaCI, grafit), - tor -- proszek typu D (grafit),

- pluton -- proszek typu D (grafit, TEC), --- baryl - proszek typu D (grafit),

- glin (luminium) - proszek tyu D .(NaCI, grafti), - cez -- proszek typu D (NaCI).

W nawiasie podano zasadniczy składnik proszku gaśniczego typu D, wskazując, że proszek o takiej bazie jest przeznaczony do gaszenia odpowiedniego pożaru metalu.

TEC jest bazą trójskładnikową zawierającą: chlorek potasu, chlorek sodu i chlorek baru.

Gaszenie katalizatorów chemicznych

Do nietypowych materiałów palnych zaliczyć naleźy aktywne katali­zatory stosowane w przemyśle chemicznym. Reagują one z wieloma materiałami powodując ich rozkład i najczęściej inicjują zapalenie

' Patrz podrozdział 1.2.3 " Patrz podrozdział 6.2

f ~r, i~ ~

~rx~ k sw


i pożar. Są szczególnie agresywne wobec wody. Przy zetknięciu się z nią reagują wybuchowo. W trakcie palenia wydziela się chlorowodór, dwu­tlenek węgla i sadza. Są to pochodne związków metylochloroglinowych i etylochloroglinowych. Związki te w warunkach normalnych są bezbar­wnymi cieczami o lepkości zbliżonej do lepkości wody. W zetknięciu z wilgocią zawartą w powietrzu natychmiast się zapalają.

W trakcie opracowywania sposobu gaszenia tych materiałów w Oś­rodku Badawczo-Rozwojowym Ochrony Przeciwpożarowej stwierdzono, że typowe środki gaśnicze nie są w stanie ugasić ich pożaru.

Zastosowane halony ulegały natychmiastowemu rozłożeniu z wy­dzielaniem się dużej ilości sadzy pochodzącej także z palącego się materiału. Proszki węglanowe i fosforanowe nie dawały pozytywnego efektu gaśniczego. Proszek mocznikowe-węglanowy gasił płomień, jed­nak po 5 do 7 sekundach ~o całkowitym ugaszeniu następowało ponowne zapalenie. Skutecznie tłumił pożar dwutlenek węgla, ale też na krótki czas.

Skuteczny przy gaszeniu związków alkilochloroglinowych okazał się diatomit granulowany. Diatomit całkowicie adsorbował alkilochlorog­linowe związki uniemożliwiając dalsze ich palenie.

Literatura

Agafononow W. W.: Wosplamieniajemost' sczelocznych metallow wo wlażnom wozduchie.

Goriuczest wieszczesty i chimiczeskije sredstwa pożarotuszenija. LTNIIPO Moskwa 1976. i' 2. Baratow A. N., Iwanow E. N.: Poźarotuszenije na pried prijatijach chimiczeskoj, nie­ ,t

ff ftiechimiczeskoj promyszlennosti. Chemija Moskwa 1971.

Grynczel Z.: S`~odki gaśnicze. GVlasności i zastosowanie. Arkady Warszawa 1968.

i 4. Lindner J.: Gaszenie pożarów gazami oboj~tnymi i środkami chemicznymi. Arkady. ~'~ I Warszawa 1969.

~;~y ~ 5. Słominskij W.: Titan i magnij. Pożarnoje Delo nr $, Moskwa 1976.

,ś~' 6. _Wilczkowski S., Polak B., Czyżewska H.: Sprawozdanie - Opracowanie wytycznych dotyczących doboru środków gaśniczych do gaszenia bądź kontrolowanego wypalania i

j związków glinoorganicznych OBROP Józefów 1976.

~i a


PRZECHOWYWANIE I TRANSPORT ŚRODKÓW GAŚNICZYCH

Właściwe transportowanie środków gaśniczych i odpowiednie prze­chowywanie w magazynach ma istotny wpływ na ich jakość i właściwości techniczno-użytkowe. Zapewnienie odpowiednich warunków w tym za­kresie umożliwi uniknięcia strat środków gaśniczych i pogorszenia ich jakości.

Transport

Rodzaj środków transportowych musi być ściśle określony i do­stosowany do rodzaju przewożonych środków gaśniczych, zgodnie z obo­wiązującymi przepisami dotyczącymi zabezpieczenia przewożonego sprzętu przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, a także zgodnie z obowiązującymi przepisami w zakresie transportu sprężonych gazów. W postaci sprężonych gazów występują: dwutlenek węgla, azot a także halony.

Środki transportowe muszą być dopasowane do wielkości przewożo­nej partii środków gaśniczych. Opakowania transportowe muszą być szczelne i zamknięte. Materiał, z którego wykonane jest opakowanie i jego zamknięcie nie może ulegać oddziaływaniu środków gaśniczych, ani tworzyć z nimi jakichkolwiek związków. Trwałość opakowań oraz ich zamknięć musi odpowiadać wymaganiom przewozu. W czasie transportu opakowania powinny być szczelnie ułożone i połączone z sobą w taki sposób, aby nie mogły się rozluźnić i przesuwać. Załadowana partia środka gaśniczego musi stanowić zwartą i jednolitą całość. Ewentualne luki należy wypełnić za pomocą odpowiednich materiałów.

Zachowanie powyższych zaleceń jest ważne ze względu na ochronę opakowań i pojemników przed uszkodzeniem, powodującym zniszczenie środka gaśniczego. W wyniku uszkodzenia opakowania środków piano­twórczych syntetycznych, następuje odparowanie rozpuszczalnika, co


`' i ` prowadzi do zmiany proporcji składników, uniemożliwiającej prawid­e łowe dozowanie w czasie akcji gaśniczych. W razie uszkodzenia pojem­

nika z proteinowym środkiem pianotwórczym, takim jak Spumogen, następuje napowietrzenie tego środka, powodujące wytrącenie się osa­dów i utlenianie występującego tam żelaza dwuwartościowego do trój­wartościowego, co wpływa na obniżenie wartości użytkowej, w tym gaśniczej. Uszkodzenie pojemnika czy worka z proszkiem gaśniczym

( powoduje zawilgocenie tego środka prowadzące do zbrylenia. Przykłady f można mnożyć.

W czasie transportu środki gaśnicze należy chronić przed nadmier­nym nasłonecznieniem. Może to być niebezpieczne dla ludzi w przypadku przegrzania butli ciśnieniowych ze sprężonym dwutlenkiem węgla, kiedy niebezpiecznie wzzasta ciśnienie.

Magazyny

tYf Wielkość magazynów na środki gaśnicze a także ich wyposażenie zależy od wielkości jednostki straży pożarnych a takźe od rozmiaru i ródzaju produkcji zakładu przemysłowego, którego dana jednostka

'~I~ zabezpiecza i chroni. Magazyny tP można podzielić na: v --- magazyny małe -- do 10 Mg,

- magazyny średnie -- od 10 do 50 Mg, ,; -- magazyny duże -- od 50 Mg.

°~' Pomieszczenia magazynowe usytuowane są na jednej lub dwóch kondygnacjach, rzadziej na trzech. Muszą one odpowiadać następującym r '(

wymaganiom: - w pomieszczeniach tych powinny znajdować się zbiorniki na płynne środki gaśnicze z zamknięciem hydraulicznym ~ umożliwiającym utrzymywanie poduszki azotowej o nadciśnieniu do 0,1 at, (0,981 ~ 104

śN/mz), przyrządy pomiarowe do odczytu zawartości środków pianotwór­czych, przewody rurowe umożliwiające podawanie środków pianotwór­czych w sposób niespieniający, pompy zębate do przepompowywania

't środków płynnych. Zbiorniki te powinny być zbudowane ze stali kwaso­ odpornej. Próby stosowania zbiorników z innej stali odpowiednio '~ zabezpieczonej obojętnymi powłokami -- często nie spełniają swojej roli. ł' I W wyniku każdej nieszczelności w powłoce ochronnea dochodzi do

szybkiego skorodowania zbiornika. Pojemność zbiorników jest zróż­nicowana i waha się od 5, 8, 9, 15, 20, 30 i 60 m3.


-- zbiorniki i silosy na proszki gaśnicze powinny mieć pojemności około S, 8, 9 m3. Zbiorniki te powinny być wyposażone w urządzenia do spulchniania proszku za pomocą spręźonego suchego azotu. Długotrwałe przetrzymywanie proszków bez zabiegów spulchniających moźe spowo­dować ich zbrylenie. Do spulchniania może być użyty suchy dwutlenek węgla. Przestrzega się przed stosowaniem wilgotnych gazów do spulch­niania proszków. Każda, nawet niewielka zawartość wilgoci zapoczątkuje proces zbrylania się proszku. W wielu magazynach na środki gaśnicze proszki magazynowane są w hobokach transportowych bądź w workach ułożonych na paletach w dwóch, a nawet w trzech warstwach. Pomiesz­czenia, w których przechowywane są proszki, muszą być suche o wilgot­ności nie przekraczającej 70% wilgotności względnej, i odpowiednio ogrzewane. Przechowywane proszki w pojemnikach transportowych i workach na paletach powinny być podzielone na sektory z partiami proszku o tej samej lub zbliżonej dacie produkcji w celu uniknięcia przeterminowania proszku i uniknięcia mieszania różnych proszków. Zaladunek proszku do samochodów pożarniczych powinien być mak­symalnie zmechanizowany i hermetyczny. Do tego celu służą stałe lub przenośne podajniki kubełkowe lub systemy transportu pneumatyCZnego. Należy również mechanizować wymianę butli ze spręźonym gazem roboczym w celu przyspieszenia zamiany butli zużytych na pe~ne. Jednym z ~,vielu rozwiązań technicznych tego problemu jest konteneryzacja butli lub centralna stacja sprężonego gazu roboczego;

-- magazyn powinien być wyposażony w rampę - - umożliwiającą przeładowywanie środków gaśniczych z samochodów transportowych do magazynu. Rampa ta powinna być koniecznie zadaszona w takim stopniu, aby bez względu na warunki meteorologiczne można było przeładowywać środki gaśnicze do magazynu bez naraźenia na zawil­gocenie czy zniszczenie. Dobrym rozwiązaniem jest zbudowanie systemu umożliwiającego wprowadzanie pojazdów transportowych do wnętrza magazynu. Rampa powinna mieć pochylnię do przetaczania pojemników i beczek;

w magazynie powinno być stanowisko do przetaczania środków pianotwórczych za pomocą pomp z beczek do zbiorników magazyno­wych;

-- w magazynie powinno być stanowisko do przetaczania środków pianotwórczych za pomocą pomp z beczek do zbiorników magazyno­wych;


-- pomieszczenie należy wyposażyć w stanowiska i agregaty ze sprężonymi gazami zoboczymi. Należy przestrzegać, aby stosowane gazy robocze były pozbawione wilgoci;

- należy zbudować urządzenia do szybkiego napełniania pożar­niczych samochodów środkami gaśniczymi;

- do przechowywania pustych opakowań zwrotnych powinny być wydzielone boksy;

- w magazynach dwu- i więcej kondygnacyjnych należy zorganizo­wać transport pionowy w postaci dźwigów, pochylni i schodów;

- wewnętrzny transport poziomy powinien być rozwiązany za pomocą wózków akumulatorowych, taśmociągów lub innych urządzeń; - w magazynach dużych wyposażonych w kilka zbiorników na

środki pianotwórcze należy przewidzieć jeden awaryjny do przetoczenia środka w trybie pilnym. Zbiornik taki powinien być odpowiednio wyremontowany, wyczyszczony ze sprawnymi urządzeniami pomocni­czymi przygotowany do przyjęcia środka gaśniczego;

- należy zbudować sprawny system kanalizacyjny umożliwiający szybki odpływ awaryjnych wycieków i wody służącej do utzzymania magazynu w należytym stanie sanitarnym;

Przykład rozwiązania organizacji magazynu przedstawiono na rysun­ku 10.1.

,~.v..,

f :i a~ s~~~ `~

'i ; ~~i

, , ,, t~ .


Rotacja i kontrola jakości środków gaśniczych

Prawidłowe gospodarowanie środkami gaśniczymi stanowi poważny problem gospodarczy w skali całego kraju. Równie dużym problemem w skali jednostki organizacyjnej straży pożarnych stanowi ich magazyn środków gaśniczych. Właściwa organizacja pracy magazynu, odpowied­nie warunki magazynowania, rotacja środków gaśniczych, unikanie awarii urządzeń poprzez systematyczną i fachową konserwację zbior­ników, rurociągów, pomp, zaworów i innych urządzeń pozwala na uniknięcie poważnych strat materialnych i zasobów magazynowych.

Jednym z podstawowych problemów magazynów środków gaśni­czych jest rotacja środków gaśniczych w celu uniknięcia przeterminowa­nia zapasów. Wbrew pozorom są to stosunkowo częste przypadki, powodujące poważne straty. Uniknięcie tych strat jest możliwe przez systematyczną kontrolę stanu posiadania i kierowania do akcji gaś­niczych środków, których okres gwarancyjny zbliża się do kresu. Środki takie można również kierować do ćwiczeń i szkolenia załogi bądź wymienić z sąsiednimi jednostkami straży pożarnych.

Literatura

Britain's first hulk handling plant far dry powder extinguishants. Fire Prot. Rev. 1970 nr 361.

Gorkunenko W. M., Kazakov M. W.: Opriedietenie srokow chranienija pienoobrazouarietij uskoriennymi metodami. Referat wygłoszony na I Wszechzwiązkowem] Konferencji Naukowo-Technicznej na temat pian gaśniczych Moskwa 1974 r.

Matuszewski J.: Magazynowanie środków pianotwórczych w zbiornikach. Ochrona przeciwpożarnicza Pezemysłu Chemicznego, Warszawa nr 3 1976.

Nalint I.: bVie erfolgen cie Lagerung und der Transport des Florex Pulvers. Instytut der Feuerwehr 1979.

Rośkiewicz J.: Magazyn środków gaśniczych. Przegląd Pożarniczy 1977 nr 1 Warszawa.

agi',.,;


DODATEK. INFORMACJE UZUPF~NIAJĄCE

Podual elementów budowlanych pod względem stopnia rozprzestrzeniania się ognia Klas~kacja elementów Rodzaj materiałów

Nie rozprzestrzeniające ogień Niepalne lub niezapalne Słabo rozprzestrzeniające ogień Trudno zapalne

Silnie rozprzestrzeniające ogień Łatwo zapalne

_. _ _- __ . ....... . ___ __ _. _ -. .- _. _. _____ ._.

Niepalne

Klasyfikacja pożarowa materialów budowlanych Podział materiałów Charakterystyka ogólna

l~laturalne lub sztuczne materiały nieorganiczne

Palne: niezapalne trudno zapalne łatwo zapalne

Pochodzenie organicznego lub uzyskane z nich przeroby

Współczynniki przewodzenia cieple wybranych materiatów

. Materiał Bliższe określenie ~'da~ość

103~J~m-'~K-'

Aluminium 90% Al 824,8

Stal 0,2% C 167,5

Stal nierdzewna 18% Cr, 8% Ni 53,3

Miedź 99,9% Cu 1381,6

Azbest techniczny 0,25 do 2,5

Weina szklana ciężar obj. 200 kg/m' 0,38

Korek płyty 0,25

Szkło zależnie od grubości 2,9 so 3,8

przy 293 K

Guma __.__ ~ękk~... . 0,62

Sadza ___ luzem -._ _ 0,25


Wrailiwo§ć czlowieka na promieniowanie cieplne

Promieniowanie cieplne Czas określający granicę bólu

W/m2 s

nieograniczony

40- 60

30

14

10

więcej niż 3500 2- 5

Zależno§ć widzialności od ggsto§ci dymu

Charakterystyka dymu Dyra gęsty

Dym o średniej gęstości Dym o małej gęstości

Gęstość dymu Widzialność przedmiotów g/cm3 oświetlonych lampą

o światłości 21 candeli, m Więcej niż 1,5 do 3

Od 0,6 do 1,5 od 3 do 6 Od 0,1 do 0,6 od 6 do 12

i

~~.

y


nF s, ~ ~s

dy 3 ~I

Masowe szybkości spalania wybranych materiałów palnych

Nazwa Szybkość spalania

materiału kg/tuz ~ s

Aceton 0,047

Benzyna 0,045-0,053

Ropa naftowa 0,02

Alkohol etylowy 0,03

Papier rozrzucony 0,00&

Drewno w wyrobach 0,014

Szkło organiczne 0,0143

Kauczuk naturalny 0,0133

Kauczuk syntetyczny 0,0088

Celulozowa taśma filmowa 1,17

Książki na półkach 0,0055

Wyroby gumowe 0,0112

Tekstolit 0,0067

Wyroby z polietylenu niskociśnien. 0,0103

Wyroby z polipropylenu 0,0145

Wyroby z polistyrenu wysokoudarowego 0,0148

Wyroby z polistyrenu suspend. 0,0142

Wyroby z polistyrenu z kauczukiem nitryl. 0,0243

Poliuretan piankowy 0,0167

~ródło: 1. Wolanin J.: Podstawy rozwoju pożaru. SGSP Warszawa 1986.Demidow P. G., Cóołoszna N. S.,

Frantow N. S., Jewtuszltin N. M.

Pandrin W. M., Pantalejew G. l, Powak J. S.: Pożarnaja Taktika ez II. 7iiszenie pożarnw na nóiektach

narodnogo chozajstwa Moskwa 1970


Liniowe rozprzestrzenianie się pożaru

Obiekt - materiały - klasy odporności Pr~~ość rozprzestrzeniania się

pożaru, m/min.

Budynki administracyjne 1,1,5

Szpitale (bud. C i D klasy odporu. ogn.) 2,U-3,0

Szpitale (bud. B klasy odporu. ogn.) 0,1,0

Budynki mieszkalne (bud. C klasy odporu. ogn.) 0,5--0,8

Tartaki (bad. E klasy odporu. ogn.) 1,0-3,0

Składowisko torfu w stosach 0,8-1,0

Składowisko okrąglaków w stosach 0,6-1,0

Magazyn lnu 3,5,6

Magazyn tekstyliów (obciążenie masą palną

kg/me) 0,3---0,4

Magazyn papieru w rolacnh obciążenie masą palną

kg/me 0,2-0,3

Magazyn kauczuku syntetycznego (obciążenie masą

palną 290 kg/mi) 0,6-1,0

Pokrycie palne o dużej powierzchni (łącznie z pu-

stakowymi) 1,7-3,2

Drukarnie (budynki C klasy odporności ogniowej) 0,5-0,8

Teatry (sceny teatralne) 1,0-3,0

Chłodnie (budynki)

Fabryki tekstylne (oddziały produkcyjne) 0,3-0,6

Fabryki tekstylne (oddziały produkcyjne z osazonymi

pyłami) 1,2-2,0

Fabryki mebli (maszynownie, obróbka, fornirowanie,

składanie gotowych mebli) . 1,1,6

Tarcica grubości 2--4 cm w sztaplach przy wilgot-

ności w

ponad 30 1,0

Poliuretan piankowy 0,7--0,9

Wyroby gumowe (składowisko otwarte) 1,0-1,2

Wyroby włókiennicze (zgniecione)

Źródło: Komenda Główna Straży Pożyarnych: Gaszenie pożarów w budynkach z bardzo dużymi strefami po-

żxrowymi. Referat Wars2awa 1980


'~

s

Krajowi producenci środków ga§niczych

WYRÓB

Lp. PRODUCENT

ADRES

CUSSONS _ Pianotwórczy środek

-

WROCŁAW

POLSKA SA 50-427 syntetyczny

(dawniej: Krakowska 112 DETEOR 1000 M

WZChG POLLENAj Proszek gaśniczy ABC

POLENIT F

Proszek gaśniczy BC

POLENIT W

'2 Przedsiębiorstwo WARSZAWA Ładunek do gaśnic

Handlowo-Techniczne 03-446 na pianę chemiczną

Sprzętu Pożarniczego 11 Listopada 13/15

i Ochronnego

SUPON

Przedsiębiorstwo WROCŁAW Ładunek na pianę

Produkcyjno-Usługowe 50-062 chemiczną L

PROSPEKT Traugutta 43 Ładunek na pianę che-

miczną PROSPEKT L

Ładunek na pianę chemi-

czną PROSPEKT L(-12)

Przedsiębiorstwo KRAK(5W Ładunek do wytwarzania

Produkcyjne 31-2i4 piany chemicznej

Usługowo-Handlowe Narutowicza 22/60

BOSZ

Zakłady Chemiczne BRZEG DOLNY Pianotwórczy środek

ROKITA 56-120 gaśniczy syntetyczny

BRZEG DOLNY Sienkiewicza 4 ROTEOR

~ ;N y'I r.

i

f F' , sr

i :. a ł r. ~, . ,. ,:@~a~ ~ ~ ~k


Za~anic~i producenci środków gaśniczych

Lp. PRODUCENT KRAJ MIEJSCOWOŚĆ

Angua Fire Armour Limited WB O~cfordshire

Biro-Fils Francja Paris

Chubb Fire WB Middlesex

Eau et Feu Francja Courbeveoie

dr Sthamer RFN Hamburg

yHoechst AG RF'N Frankfurt Main

ICI WB Runcorn

John Kerr WB Liverpool

Kali - Chemi AG RF'N Hannover

Kidde LTD USA Northolt, Middlesex

National Foam USA Lionville

Pierrefitte - Auby Francja Paris

Pyrene Company Limited WB Middlesex

Ruhl - Chemie RFN Friedrichsdorf

Sabo Włochy Bergamo

Silvani Włochy Milano

Stum Szwecja Solna

Solvay SA Francja Paris

Total Walther RFN Ladenburg

M (East) AG Szwajcaria Zug

Ugine Kulhman Fracja Lyon

Weinstock + Siebert RF'N Dusseldorf


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
od Sokratesa do Berkleya (7 str), ☆♥☆Coś co mnie kręci psychologia
Recenzja książki Od białego do czerwonego caratu Przegląd Powszechny 1935 10 t 208
pieńkos podsta przekładoznawstwa od teorii do prak str 247 277
książka od 9 do 97 str
Mizielińska J Płeć, ciało seksualność od feminizmu do teorii queer str 97 142
od 26 do 97 wlacznie
od reengineeringu do...organizacji uczących się (124 str), Zarządzanie(1)
Brzeg str od 11 do 216, STARY TESTAMENT
od 26 do 97 wlacznie
Osiewała, Renata Czy biblioteki i książki przetrwają próbę czasu Od książki drukowanej do e książki
Od księgi do książki probny 3 listopad 2010 pytania
Chwalba A Obyczaje w Polsce od średniowieczea do czasów współczesnych str 242 313
Brzeg str od 11 do 216
Od księgi do książki probny 3 listopad 2010 odpowiedzi

więcej podobnych podstron