Огнетушащий порошковый состав. Огнетушащие порошковые составы Порошковые составы

  • высокой огнетушащей способностью, превышающей способность таких сильных ингибиторов горения, как галоидоуглеводороды;
  • универсальностью применения, так как порошки подавляют горение материалов, которые невозможно тушить водой и другими веществами (например, металлы и некоторые металлосодержащие соединения);
  • возможностью применения разных способов пожаротушения, предупреждения (флегматизации) и подавления взрыва.

Благодаря своим достоинствам и, прежде всего, высокой огнетушащей способности, порошки в довольно широком ассортименте используются в индустриально развитых странах. Различают порошки общего и специального назначения. Первые применяются для тушения пожаров обычных (органических) горючих веществ и материалов. Тушение этих материалов достигается путем создания порошкового облака, которое окутывает очаг горения. Вторые предназначены для тушения горючих веществ и материалов (например, некоторых металлов), прекращение горения которых достигается путем изоляции горящей поверхности от окружающего воздуха. Огнетушащая способность порошков общего назначения повышается с увеличением их дисперсности (уменьшение размера частиц). Огнетушащая способность порошков специального назначения почти не зависит от степени их дисперсности.

В зависимости от класса пожара по ГОСТ Р 27331-87 «Пожарная техника. Классификация пожаров» осуществляется выбор огнетушащих составов и, в частности, типа порошка. Классификация пожаров по ГОСТ 27331-87 и рекомендуемые средства тушения приведены в табл. 1.1 и 1.2. Для твердых веществ, металлов и металлорганических соединений это, как правило, порошки для поверхностного тушения, а для горючих газов и жидкостей - порошки объемного тушения.

Таблица 1.1

Класс пожара

Характеристика класса

Подкласс пожара

Характеристика подкласса

Средства тушения

Горение твердых ве­ществ

Горение твердых веществ, сопровождаемое тлением (древесина, уголь, бумага, текстиль и др.)

Вода, вода со смачивателем, порошки типа АВСЕ

Горение твердых веществ, не сопровождаемое тлением (кау­чук, пластмассы и др.)

Все виды огнетушащих средств

Горение жидких веществ

Горение жидких веществ, нерастворимых в воде (бензин, нефтепродукты), твердые лег­коплавкие продукты (парафин)

Пена, тонкораспыленная вода, хладоны, порошки типа АВСЕ и ВСЕ, аэрозоль

Таблица 1.2

Класс пожара

Характеристика класса

Подкласс пожара

Характеристика подкласса

Средства тушения

Горение полярных жидкостей (например, спирты, эфиры и

Пена на основе специальных пенообразователей, хладоны, порошки типа АВСЕ и ВСЕ

Горение газов

Горение бытового газа, пропа­на, водорода и др.

Газовые составы (объемное тушение), порошки типа АВСЕ и ВСЕ, тонкораспыленная вода для охлаждения оборудования, газоаэрозольные составы

Горение металлов, металлосодержащих веществ

Горение легких металлов (алюминий, магний), кроме щелочных

Специальные порошки при спокойной подаче на горящую поверхность

Горение щелочных металлов (натрий, калий и др.)

Горение металлосодержащих органических соединений, гидридов металлов

Горение объекта, обору­дования под напряжени­ем электрического тока

Порошки типа АВСЕ, газовые средства пожаротушения (СО 2), хладоны, газоаэрозольные составы

Как следует из табл. 1, порошки в ряде случаев являются единственным средством пожаротушения (классы пожаров О1, О2, ВЗ).

Наиболее широко распространены порошки на основе бикарбоната натрия и фосфорно-аммонийных солей. В России налажен выпуск порошков для туше­ния пожаров всех классов. В табл. 2 представлены их номенклатура и адреса производителей порошков.

Как следует из табл. 2, каждый порошок имеет определенную область применения. Предпочтение,

естественно, отдается порошкам общего назначения, как наиболее востребованным на практике. Напри­мер, порошки класса АВС на фосфорно-аммонийной основе, которые имеют широкий диапазон приме­нения, прежде всего эффективны при ликвидации пожаров класса А1. Они, кроме способности тушить пламя в газовой фазе, обладают свойством плавить­ся в пламени и растекаться по горящей поверхности твердых материалов, образуя сплошную защитную пленку, надежно изолируя поверхность от доступа

Таблица 2

Марка порошка

Класс пожара

Технические условия

Основной компо­нент

Производитель

Хлорид калия

2149-017-10968286-95

Бикарбонат натрия

ПГХК «Завеса»

84-07509103.452-96

Хлорид калия

21 49-01 0-0020391 5- 97

Фосфаты аммония

АООТ «Фосфорит», г. Кингисепп Ленинградской обл.

П-2АПМ, П-2АП

У 6-05766362.001- 97

КГХС, Украина, г. Константиновка Донецкой обл.

Вексон-АВС

21 49-028- 1 0968286-97

ЗАО «Экохиммаш», г. Буй Костромской обл.

21 49-084- 1 0964029-98

2149-001-00159158-99

ГУП «Ленинск-Кузнецкий, завод шахтного пожарного оборудования, г. Ленинск-Кузнецкий Кемеровской обл.

2149-131-10964029-00

Бикарбонат натрия

ЗАО «Экохиммаш», г. Буй Костром­ской обл.

Вексон-ВС 60

2 1 49-086- 1 0968286-2000

Вексон-ВС 90

2149-031-10968286-00

2149-001-54572789-00

ЗАО «Источник Плюс», г. Бийск Алтайского края

Марка порошка

Класс пожара

Технические условия

Основной компо­нент

Производитель

Феникс АВС-40

2149-005-18215408-00

г. Сергиев Посад Московской обл. ОКПО1821508

Феникс АВС-70

2149-005-18215408-00

4854-00156762762-01

г. Мытищи Московской обл.

Волгалит

2149-001-57847408-04

ЗАО «ВВП», г. Нижний Новгород

воздуха. Для тушения жидкостей и газов более эф­фективны порошки на основе бикарбоната натрия и хлорида калия.

В табл. 3 приводятся данные натурных испытаний в соответствии с ГОСТ Р 53280.4-2009 «Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие ве­щества. Часть 4. Порошки огнетушащие общего на­значения. Общие технические требования и методы испытаний» по тушению очага 13В класса пожара В порошками различных марок, позволяющие срав­нить их огнетушащую способность.

атационными свойствами и др.). Иначе говоря, порошок с высокой огнетушащей способностью может быть использован с низкой эффективностью. Огнетушащая способность хотя и главная, но не единственная качественная характеристика порошка. Порошки должны длительное время сохранять свои огнетушащие и эксплуатационные свойства: не изме­нять гранулометрический состав; после уплотнения легко разрыхляться и приобретать свойства текуче­сти, транспортироваться по трубопроводам и пожар­ным рукавам под давлением газа; распыляться в виде

Таблица 3

Марка огнетушащего порошка

Расход , кг/с

Время подачи т, с

Масса огнетушащего порошка от, кг

Огнетушащая спо­собность, кг/м 2

Основной компонент

Феникс АВС-70

Вексон-АВС 25

Вексон-АВС 50

Бикарбонат натрия

Вексон ВС-30 2 сорт

Вексон ВС-30

Хлорид калия

ПГХК «Завеса»

Из табл. 3 следует, что в условиях стандартных ис­пытаний наиболее эффективными порошками явля­ются ИСТО-1, П-АГС, ПХКи ПГХК «Завеса».

Во ВНИИПО также разработаны порошки, с по­мощью которых можно тушить пожары пирофорных материалов и веществ, реагирующих с водопенными средствами со взрывом.

Следует различать понятия огнетушащей спо­собности и огнетушащей эффективности порош­ков. Первое характеризует только огнетушащие возможности порошка, выявленные в испытаниях в установленных стандартных условиях. Понятие «огнетушащая эффективность» отражает степень реализации этих возможностей. Эффективность применения порошка зависит от комплекса усло­вий, при которых можно получить эффект тушения (правильный выбор техники, тактики тушения, а также порошка с установленными для него эксплу-

облака при выбросе из насадка или подаваться ком­пактной спокойной струей, образуя слой заданной толщины над поверхностью горящего вещества.

В табл. 4 представлены показатели качества ОПС общего назначения по ГОСТ Р 53280.4-2009 и мето­ды их определения.

Наряду с показателями, представленными в табл. 4, для порошков общего назначения и в зависимости от условий их применения могут устанавливаться и дру­гие дополнительные показатели, представленные в табл. 5.

Основные характеристики порошков специаль­ного назначения по ГОСТ Р 53280.5-2009 «Установ­ки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Часть 5. Порошки огнетушащие специаль­ного назначения. Классификация, общие техничес­кие требования и методы испытаний» представлены в табл. 6.

Показатель качества ОПС

Название, единица измерения, предельное значение

Краткая характеристика метода

Огнетушащая способность

Расход порошка, кг/м 2 , на модельный очаг

Определение расхода: для модельного очага 1А пожара класса А (без повторного воспламенения в течение 10 мин); для модельного очага 55 В пожара класса В. Этот порошок должен обеспечивать туше­ние очага пожара класса С

Влажность

Массовая доля влаги, %, не более 0,35

Определение потери массы образца после сушки при заданной температуре до постоянной массы (терми­ческий или эксикаторный метод)

Склонность к вла-гопоглощению и слеживанию

Увеличение массы порошка, %, не более 3; образование комков, %, не более 2

Определение увеличения массы образца при вы­держивании над насыщенным раствором 80%-ной влажности (температура (20 ± 3) °С) в течение 24 ч (эксикаторный метод)

Текучесть

Массовый расход в заданных усло­виях испытаний, кг/с, не менее 0,28; остаток порошка, %, не более 10

Измерение массового расхода и остатка порошка в испытательном приборе при его истечении под дав­лением газа

Способность к водооттал киванию

Впитывание капель порошком в заданных условиях

Наблюдение за впитыванием трех капель воды в течение 120 мин

Плотность

Кажущаяся, кг/м 3 , не менее 700; при уплотнении, кг/м 3 , не менее 1000

Определение отношения массы свободно засыпан­ного и уплотненного вибрацией в течение заданного времени порошка к заданному объему

Гранулометриче­ский состав

Количество порошка (фракции) на сите с сетками разных размеров

Ситовой механический (или вручную) анализ на ме­таллических ситах (может выполняться на предприя­тии, выпускающем продукцию)

Химический состав

Основной компонент должен со­ставлять не менее (75 ± 5) %

Химический анализ (выполняется на предприятии, выпускающем продукцию)

Пробивное напря­жение (для порош­ков, предназначен­ных для тушения оборудования, находящегося под напряжением)

Напряжение не менее 5 кВ

Измерение переменного напряжения частотой 50 Гц на электродах ячейки, заполненной уплотненным порошком, при котором наступает пробой искрового промежутка заданной величины

Срок хранения

Не, менее 5 лет

Определение продолжительности нахождения порош­ка в заводской упаковке при условиях, установленных нормативными требованиями при сохранении огнету-шащей способности и эксплуатационных свойств

Таблица 5

Показатели качества ОПС

Название, единица измерения

Краткая характеристика метода

Транспортабельность

Массовая концентрация порош­ка в рабочем газе, кг/кг, кг/м 3

Измерение массы порошка в массе рабочего газа

Дальность выброса

Массовый расход порошка по длине струи, кг/м

Определение количества порошка при заданных условиях выброса и его распределение по длине струи

Термостойкость

Сохранение исходных харак­теристик эксплуатационных свойств порошка в диапазоне температур от -50 до +50 °С

Термостатирование порошка в заданном диапа­зоне температур с последующим определением эксплуатационных свойств (текучесть, влагопоглощение и др.)

Коррозионная актив­ность

Изменение массы контрольной пластины из металла при контак­те с порошком, г/мм 2 в год

Определение разрушающего действия порошка на изделия из металла, пластмассы (высушенным и влажным) весовым методом

Сыпучесть

Объемный расход, м 3 /с, мини­мальный диаметр, мм

Расчет объема порошка, свободно вытекающего из конусообразного сосуда в единицу времени (метод «воронки») и зависания порошка, вытекающего из конусообразного сосуда (метод «диаметра»)

Виброустойчивость

Сохранение порошком эксплуа­тационных свойств после вибра­ционного воздействия

Определение эксплуатационных и огнетушащих свойств порошка после вибрации в течение 1 ч

Таблица 6

Показатели

Значение показателя для порошка класса

универ­сальный

универ­сальный

универсаль­ный

Кажущаяся плотность неуплотненного по­рошка, кг/м 3 , не менее

Массовая доля, %, не более

Склонность к влагопоглощению, %, не более

Текучесть при массовой доле остатка в огне­тушителе, %, не более

Текучесть, кг/с, не менее

Огнетушащая способность, кг/м 2 , не более

Средний срок сохраняемости, лет, не менее

Примечания. 1. Порошок универсальный предназначен для тушения металлов (их соединений), а также горючих жид­костей, газов, электроустановок под напряжением 1000 В. 2. Порошок целевой предназначен только для тушения метал­лов (их соединений). 3. Текучесть, кг/с, определяется по расходу порошка при истечении его из испытательного прибо­ра под давлением рабочего газа. 4. Текучесть при массовой доле остатка в испытательном приборе (огнетушителе), %, определяется по остатку порошка в нем после испытаний. 5. Огнетушащая способность определяется по массе порошка на единицу открытой поверхности модельного очага пожара. В качестве горючего используются: порошок магния фре­зерованный с содержанием основного компонента 98,5 % - класс пожара В1; металлический натрий с содержанием основного компонента 99,6 % - класс пожара О2; триизобутилалюминий (ТИБА) или его раствор в толуоле (содержание ТИБА - 40 % об. - класс пожара ОЗ).

Способы изготовления огнетушащих порошков

Способы изготовления ОПС могут быть разделе­ны на две основные группы.

Первая группа включает способы, основанные на использовании размольного оборудования. Процесс приготовления по этим способам может быть раз­бит на следующие основные технологические опе­рации:

  • сушка основных компонентов; измельчение;
  • классификация по гранулометрическому составу;
  • гидрофобизация;
  • термообработка;
  • смешивание с вы­сокодисперсными опудривающими добавками;
  • рас­фасовка готового продукта.

Порядок проведения операций может изменять­ся, некоторые операции могут совмещаться или исключаться.

Наиболее распространенная технологическая схе­ма включает измельчение предварительно высушен­ных основных компонентов в мельницах различной конструкции и одновременного или последователь­ного смешивания их с гидрофобизирующими опудри­вающими высокодисперсными добавками. Такая схема производства проста, однако ее недостатком является то, что гранулометрический состав порошка трудно регулировать. Кроме того, используемые при измельчении исходные продукты в гранулированном или крупнокристаллическом виде с влажностью бо­лее 1 % перед измельчением должны быть высушены

до остаточной влажности не более 0,2 % для повы­шения эффективности измельчения. Столь глубокая сушка является длительной и энергоемкой опера­цией. Определенные затруднения вызывает также получение по этой технологии высокодисперсных порошков с малым размером частиц. К недостаткам размольной технологии можно отнести и то, что по­лучаемые в этом случае продукты представляют собой лишь механические смеси, а не химически связанные между собой компоненты, обладающие комплексом заданных физико-химических свойств.

Представляет научный и практический интерес способ получения ОПС, позволяющий управлять не только их эксплуатационными свойствами, но и фун­кциональными особенностями. Однако этот способ может быть применен при изготовлении порошков непосредственно перед подачей их в зону горения. В этом случае используются преимущества свежеобра­ботанной поверхности.

Ко второй группе технологий следует отнести спо­соб производства, предложенный английской фир­мой для получения порошка «Моннекс». Способ основан на использовании распыления порошка при сушке. При этом происходит диспергирование водного раствора огнетушащего компонента с одновременным его синтезом и высу­шиванием в потоке нагретого воздуха.

Метод распылительной сушки был применен во ВНИИПО при разработке многоцелевых порош­ков «Пирант-А» (на основе фосфатов аммония) и «Пирант-М» (на основе мочевины и поташа). В исходную смесь вводили жидкие компоненты, улучшающие в процессе синтеза функциональные свойства основного компонента, а также гидрофобизаторы, улучшающие эксплуатационные свойст­ва порошков.

Применение распылительной сушки позволило использовать вместо фосфатов аммония более деше­вое сырье - фосфорную кислоту и аммиачную воду, которые находят применение в технологии получе­ния фосфатов в промышленности.

Водорастворимые и эмульгированные гидрофобизаторы, вводимые непосредственно в сырьевой раствор, равномерно распределяются по поверхно­сти порошка, что практически невозможно сделать путем напыления на готовый продукт. Это обстоя­тельство подтверждается данными по влагопоглощению и склонности к слеживанию опытных партий порошков. Сравнительные данные эксплуатацион­ных свойств опытных образцов ОПС, изготовлен­ных различными способами, представлены в табл. 7.

модифицированию поверхности высокодиспер­сных порошков (с размером частиц менее 0,1 мкм).

Способом распылительной сушки можно придать частичке порошка такую форму, которая могла бы иде­ально решать две задачи: попадание в пламя и повыше­ние эффективности тушения. Такую частицу порошка можно представить в виде шаровидной капсулы с тон­кой оболочкой, заполненной большим количеством частиц высокой дисперсности. В пламени происходит вскрытие капсулы, и за счет мелких фракций резко возрастает огнетушащая способность порошка.

Особенности применения ОПС и их безопасность

Огнетушащие порошки по сравнению с традици­онными средствами тушения водой, пенами, инер­тными газами имеют преимущества:

  • в ряде случаев, как отмечалось выше, порошки - единственное средство подавления горения, напри­мер, металлов;
  • малый удельный расход на тушение пожаров раз­личных классов;
  • сохранность при пожаре и после пожара оборудо­вания и материальных ценностей;

Таблица 7

Огнету-шащий порошок

Состав порошка, %

Способ изготовления

Удельная повер­хность,

Склонность к увлажне­нию, %

Сплав: продукт взаимодействия мочевины с карбонатом калия (90-93); присадки: аэросил АМ- 1-300 (1,5-5); ГКЖ 136-41 (5)

Размол сплава с до­бавлением присадок

Сплав: продукт взаимодействия мочевины с карбонатом калия (95,5); присадки: слюда (3-4,5); аэросил АМ-1 -300 (1-1, 5); ГКЖ-11(3); ГКЖ 136-41 или ГКЖ-94 (0,5)

Синтез и диспергиро­вание сплава в распы­лительной сушилке с добавлением присадок

Основной компонент: диаммонийфосфат кор­мовой (90-92), присадки: аэросил АМ-1 -300 (2); нефелиновый концентрат (8-10)

Размол основного компонента с добавле­нием присадок

Основной компонент: продукт взаимодействия раствора ортофосфорной кислоты и аммиака (моно- и диаммонийфосфат) (88,1-89); при­садки: ГКЖ-1 1 (4,5); ГКЖ 136-41 или ГКЖ-94 (0,5); сульфат аммония (2,4-2,5)

Синтез и дисперги­рование основного компонента в распы­лительной сушилке с добавлением присадок

Как следует из табл. 7, при синтезе порошков с ис­пользованием распылительной сушилки получаются порошки с лучшими эксплуатационными свойства­ми, чем при размоле.

Повышение огнетушащей эффективности и эксплу­атационных свойств ОПС в технологическом процессе производства способом распылительной сушки обеспе­чивается благодаря следующим обстоятельствам:

изменению физико-химических показателей пу­тем ввода перед сушкой и диспергированием раство­ра различных добавок;

совмещению процессов синтеза, гидрофобизации, диспергированию, сушке, термообработке в одну тех­нологическую стадию;

сохранение огнетушащих и эксплуатационных свойств в интервале от -50 до +50 °С;

возможность, в силу низкой электропроводности порошков, тушения электроустановок, находящихся под напряжением;

теплоотражательная способность, экранирование теплового излучения при пожаре за счет интенсивно­го поглощения и рассеивания лучистой энергии.

К недостаткам порошков следует отнести:

склонность, в зависимости от качества порошка, к слеживанию и комкованию, а также к уплотне­нию под действием собственной массы и вибрации, в результате чего ухудшаются условия псевдоожи­жения, транспортирования и образования облака; потеря при тушении в течение некоторого времени видимости в результате образования облака порошка (особенно это ощутимо в закрытых помещениях);

сложности в обслуживании и эксплуатации технических средств подачи порошков;

отсутствие у порошка охлаждающего эффекта, что может приводить к повторному воспламенению материалов;

ограниченность проникающей способности внутрь волокнистых и пористых горючих материалов, а также в затененные малодоступные места помещений и оборудования.

Положительные и отрицательные характеристики порошков учитываются при разработке средств порошкового пожаротушения, которые охватывают ручные и передвижные огнетушители, автоматические стационарные и модульные установки, а также пожарные автомобили.

Отечественные ручные огнетушители имеют объем корпуса 1, 2, 5 и 10 л. Общая масса наибольшего из них не превышает 20 кг. Огнетушители объемом 50 и 100 л устанавливают на тележки, передвигаемые вручную, 250 л и более - на автомобильные прицепы.

Автомобили порошкового тушения у нас в стране выпускаются различной вместимости. В них применяется установка, емкость которой снабжена аэроднищем. Помимо емкости для порошка автомобильная установка содержит источник сжатого воздуха, стволы для создания и направления струй, воздушные, порошковые коммуникации и пульт управления.

Все автоматические установки порошкового пожаротушения (далее АУППТ) являются модульными или агрегатными и их можно разделить на два типа:

установки, автоматически срабатывающие при превышении контролируемым фактором (факторами) пожара установленных пороговых значений в защищаемой зоне;

установки, автоматически осуществляющие функции обнаружения и тушения пожара независимо от внешних источников питания и систем управления.

В последние годы развитие получили АУППТ модульного типа, которые подразделяются:

по способу тушения - на установки объемного, поверхностного по всей площади, локального по объему (части объема) или площади (части площади);

по способу хранения вытесняющего газа в корпусе модуля (емкости) - на закачные, с газогенерирующим элементом (пиротехническим зарядом), с баллонами сжатого или сжиженного газа.

По своему химическому составу ОПС безопасны для человека и животных (можно сравнить с действием удобрений, например аммофоса, или моющих средств, например соды). При попадании на слизистую оболочку носа, глаз, полости рта они вызывают незначительное раздражение, которое быстро проходит. Порошки можно применять даже для тушения горящей на людях одежды, не опасаясь вредного действия порошка на травмированную поверхность тела. Газо- и паровоздушные продукты разложения порошков менее опасны, чем, например, продукты разложения древесины.

Огнетушащие порошки с истекшим сроком хранения или не отвечающие по своим эксплуатационным характеристикам требованиям нормативно-технических документов подлежат утилизации. Согласно рекомендациям ОПС на фосфорно-аммонийной основе или на хлоридной основе могу быть использованы в качестве сырья для удобрений, а на основе карбоната или бикарбоната натрия или калия - в качестве моющих средств или для нейтрализации кислых сточных вод.

Изобретение относится к противопожарным средствам, а именно к составам огнетушащих порошков, применяющихся для тушения твердых, жидких и газообразных веществ, а также электроустановок как в закрытых пространствах, так и на открытом воздухе. Огнетушащий порошковый состав включает аммофос, аэросил и целевую добавку 1. При этом в качестве целевой добавки используется глинозем и компоненты взяты в следующем соотношении; мас.%, аэросил 0,5 - 3,0; глинозем 7,0-10,0; аммофос остальное. Заявляемый состав обладает высокими эксплуатационными характеристиками. 1 табл.

Изобретение относится к противопожарным средствам, а именно к составам огнетушительных порошков, применяющихся для тушения твердых, жидких и газообразных веществ, а также электроустановок как в закрытых пространствах, так и на открытом воздухе. Из уровня техники известны различные составы огенетушащих порошков. Огнетушащие порошки являются, как правило, механическими смесями различных компонентов, основу которых составляют огнегасящие средства с добавками для улучшения текучести и огнегасящей способности первых. Так, например, огнетушащий порошковый состав по патенту РФ 2071798 содержит хлорид калия и кремнийсодержащую добавку, причем в качестве этой добавки используют алкилгалоидсилановую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хлорид калия - 99,5 - 99,8 Алкилгалоидсилановая жидкость - 0,2 - 0,5 Недостатками этого состава являются большая гигроскопичность хлорида калия, а вследствие этого недостаточная текучесть порошка, несмотря на введение гидрофобизирующей добавки. Кроме того, под воздействием высокой температуры происходит разложение хлорида с выделением свободного хлора, что может оказать вредное воздействие на людей, участвующих в тушении пожара. Порошковый состав по авт. св. 1286222 включает основу - аммофос и гидрофобную добавку, причем для повышения огнетушащей способности он содержит конденсирующую добавку при следующем соотношении компонентов: Гидрофобная добавка - 1 - 3 Конденсирующая добавка - 5 - 15 Аммофос - Остальное В качестве конденсирующей добавки состав содержит меламин, карбамид или дициамин, а в качестве гидрофобной добавки - модифицированный диоксид кремния и стеарат цинка. Недостатками данного состава являются его слеживаемость и плохая текучесть вследствие значительной разности плотности частиц компонентов, входящих в его состав. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является огнетушащий порошок П-2АП по ТУ 113-08-597-8 "Порошки огнетушащие марки П-2АП и П-4АП". Порошок огнетушащий марки П-2АП имеет следующий состав, %: Аммофос из апатитового концентрата - 88,2 - 91,5 Порошок тонкозернистый шамотно-каолиновый из электрофильтров вращающихся печей - 7 - 10
Аэросил марки АМ-1-300 - 1,5 - 1,8
Недостатками данного огнетушащего порошка являются недостаточная огнетушащая способность вследствие большого процентного содержания шамотно-каолинового порошка из электрофильтров вращающихся печей, состоящего в основном из диоксида кремния, который при тушении является балластом. Коме того, в состав шамотно-каолинового порошка входят примеси железа и титана, которые вследствие высокого удельного веса оседают на дне огнетушителя, уменьшая тем самым текучесть огнетушащего состава. Следует также отметить, что содержащаяся в составе шамотно-каолинового порошка вода при низких температурах приводит к образованию кристаллов, что также ухудшает физические свойства состава. Задачей настоящего технического решения является расширение ассортимента дешевых огнетушащих порошков с высокими эксплуатационными характеристиками, а именно: повышенной огнетушащей способностью. Поставленная задача решается предложенным огнетушащим порошковым составом, включающим аммофос, аэросил и целевую добавку, причем в качестве целевой добавки используется глинозем, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Аэросил - 0,5 - 3,0
Глинозем - 7,0 - 10,0
Аммофос - Остальное
Заявляемый огнетушащий порошковый состав отличается от прототипа наличием целевой добавки, в качестве которой используется дешевый легкодоступный природный материал - глинозем, что соответствует критерию - "новизна". Введение в состав огнетушащего порошка глинозема позволило не только использовать дешевый природный материал, имеющийся в достаточном количестве в месте производства порошка, но и улучшить его физико-химические свойства, а именно повысить его огнетушащую способность, так как глинозем обладает способностью снижать температуру в очаге пожара, что в совокупности с остальными компонентами позволило достичь заявляемый технический результат. Сравнение предлагаемой рецептуры огнетушащего порошкового состава не только с прототипом, но и с другими составами показало, что в технике не известны огнетушащие порошки, в которых бы имело место предложенное сочетание компонентов, но именно такое сочетание позволило пополнить ассортимент огнетушащих составов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами. Это дает основание считать предлагаемый состав обладающим изобретательским уровнем. Предлагаемый в настоящем техническом решении огнетушащий порошковый состав изготавливается следующим образом: берут требуемое количество аммофоса, проводят его сушку в фильтр-сушилке при температуре 80 o -90 o C, измельчение сначала на молотковой мельнице, а затем на струйно-вихревой до достижения размера частиц 50 мкм. Измельченный аммофос поступает в барабан смешения, куда к нему добавляют аэросил и глинозем в необходимых количествах. Смешение компонентов проводят в течение двух часов, после чего готовый порошок выгружают и затаривают. Полученный продукт представляет собой механическую смесь от белого до светло-розового цвета. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены пять рецептур, три из которых показали оптимальные результаты (см. таблицу). Состав рецептуры 1 не удовлетворяет следующим требованиям:
снижение содержания аэросила до 0,2% повышает гигроскопичность и снижает текучесть состава;
снижение содержания глинозема до 6% приводит к нарушению показателя насыпной плотности порошка и снижению огнетушащей способности вследствие недостаточного содержания оксида алюминия, которое необходимо для тушения пожара. Состав рецептуры 5 не удовлетворяет следующим требованиям:
высокое содержание аэросила приводит к значительному снижению насыпной плотности порошка, что влечет за собой уменьшение массы загружаемого в огнетушитель порошка вследствие ограниченного объема огнетушителя;
высокое содержание глинозема приводит к повышению электропроводности порошка и тем самым исключает возможность применения состава для тушения электроустановок. Огнетушащий порошок по предлагаемому техническому решению может изготавливаться промышленными предприятиями на стандартном оборудовании, с использованием известных технологических приемов из известного имеющегося сырья. Это говорит о том, что предлагаемое техническое решение отвечает и третьему критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Огнетушащий порошковый состав, включающий аммофос, аэросил и целевую добавку, отличающийся тем, что в качестве целевой добавки используется глинозем и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Аэросил - 0,5 - 3,0
Глинозем - 7,0 - 10,0
Аммофос - Остальноеп

Порошковые составы представляют собой мелкодисперсные минеральные соли, обработанные специальными добавками. Такие составы подразделяют на порошки общего и специального назначения.

Порошки общего назначения (тип АВСЕ и тип ВСЕ) могут соответственно тушить жидкие горючие, твердые углеродсодержащие материалы, горючие газы, а также электрооборудование, находящееся под напряжением до 1000 В.

Огнетушащие порошки общего назначения обеспечивают тушение пожара в основном за счет прерывания цепи химической реакции горения и экранирования теплоты излучения. Но нужно помнить, что использование этих порошков позволяет только сбить пламя. Для того, чтобы предотвратить возможность повторных возгораний, необходимо далее использовать воду или пену.

Порошки специального назначения (тип D) применяют для тушения горящих металлов, металлоорганических соединений и гидридов металлов (при пожарах класса D). Тушение осуществляется путем изоляции поверхности горящего материала от доступа кислорода, содержащегося в воздухе.

Существует четыре типа огнетушащих порошков специального назначения, в зависимости от их химического состава.

Следует помнить, что ни один из огнетушащих порошков не обладает охлаждающим эффектом.

При применении для тушения огнетушащих порошков необходимо учитывать следующие сведения:

1). При выпуске огнетушащего порошка в большом количестве он может оказать вредное влияние на находящихся поблизости людей.

2). Огнетушащие порошки не тушат пожаров, связанных с горением материалов, в состав которых входит кислород (окислители).

3). Огнетушащий порошок может повредить электро и электронное оборудование.

4). При тушении горючих металлов, таких как магний, калий, натрий и их сплавов, порошок общего назначения не дает огнетушащего эффекта и даже может ухудшить ситуацию.

Совместимость огнетушащих порошков с другими огнетушащими веществами. Любой огнетушащий порошок можно использовать для тушения пожаров совместно с другими огнетушащими порошками.

Многие виды огнетушащей пены разрушаются под воздействием огнетушащего порошка. На судах, оборудованных системами пенотушения, можно использовать только те огнетушащие порошки, которые совместимы с пеной

Безопасность при применении огнетушащих порошков. Огнетушащие порошки считаются нетоксичными, но при вдыхании они могут вызвать раздражение дыхательных путей и глаз. Поэтому, так же, как и в случае углекислотного тушения, в помещениях, которые могут заполняться огнетушащим порошком, необходимо предусмотреть наличие предупредительных сигналов. Кроме того, если членам экипажа нужно войти в помещение, куда был подан порошок, до окончания проветривания, они должны обязательно воспользоваться дыхательными аппаратами и предохранительными тросами.

Применение огнетушащих порошков очень эффективно для тушения пожаров газа. Но воспламенившиеся газы не следует тушить до тех пор, пока не будет перекрыт их источник

Развитие технологий и научно-технического знания влечет за собой внедрение современных новейших технологий и материалов в различные области человеческой деятельности.

Задействование современных материалов, а также новейших конструкций, с применением различных химических веществ может привести к пожароопасным ситуациям.

Известно, что многие проблемы современного общества, такие как терроризм, стихийные бедствия, катастрофы техногенного характера увеличивают количество возгораний (вспомним террористическую атаку 2001 года в Нью-Йорке, взрыв на АЭС в Японии, небывалую жару 2011 года и как следствие - пожары лесных массивов, которые охватили значительную часть России).

Улучшение пожарной безопасности — одна из тех проблем, которые были успешно решены в последующие годы. Это хорошо видно, если обратиться к статистике — материальный ущерб за 6 месяцев 2013 года значительно уменьшился по сравнению с этим же периодом 2012 года.

Несмотря на все принятые меры опасные ситуации связанные с возгоранием продолжают наносить материальный ущерб и регулярно забирают жизни сотен людей. Поэтому разработка и применение новых средств тушения пожаров остается актуальной и перспективной сферой исследований.

Порошковое пожаротушение — современная технология, основанная на применении неорганических веществ. Первое упоминание о применении пожаротушащих веществах порошкового типа относится к 1770 году. Огнетушащие порошковые вещества (кратко ОПС) используются для тушения возгораний как крупного, так и мелкого масштаба. Что интересно, в некоторых случаях ОПС — единственное средство для тушения пожаров специфического типа.

Огнетушащие порошковые составы должны соответствовать определенным требованиям, главными из которых являются огнетушащая способность, хорошее поглощение влаги, текучесть, огнеупорность.

Все свойства описанные выше зависят от используемых веществ и технологии производства конкретных композиций. Универсальные порошковые составы подходят для тушения разнообразных материалов - как твёрдых так и жидких, горючих и газообразных, а также для электрических сетей и установок. ОПС универсального типа производятся с использованием фосфатов аммония, являющиеся минеральными удобрениями, основа которых — фосфорная кислота и аммиак.

Несмотря на многочисленные плюсы у данного сырья есть и минусы, которые зависят от многих факторов — гидрофильность, поглощение водяных паров из воздуха, слеживаемость. Приоритетной задачей является улучшение сырьевой базы для совершенствования огнетушащих характеристик и соответствия эксплуатационным и техническим требованиям.

Для придания пожаротушащим порошкам необходимых свойств актуальным направлением является процесс совмещения измельчения и механохимического модифицирования водоотталкивающих свойств фосфатов аммония и диоксидом кремния.

При соблюдении всех необходимых правил возможно получить порошка с необходимой гидрофобностью, текучестью, требующимся размером частиц фосфата аммония. Подобные составы способны эффективно купировать пламя при пожаре, а также обладают высокой кажущейся плотностью.

Порошковые огнетушители считаются одними из универсальных, но имеют ограничения в использовании. Область их применения зависит от состава огнетушащей смеси. В действующих правилах, описывающих применение и выбор конкретного типа огнетушителя, описаны и соответствующие им основные вещества смеси.

Классификация составов

Существует разделение порошковых составов по назначению: общие (класс пожара АВСЕ, ВСЕ) – подходят для тушения электроприборов до 1000В, различных горючих веществ; специальные (класс пожара D) – для тушения щелочных и щелочно-земельных металлов, некоторых сплавов.

У порошков общего назначения эффективность во многом зависит от фракции основного вещества, которое занимает около 95% от всей массы заряда. Это правило не действует в отношении порошков специального назначения.

Возможно использование с напряжением свыше 1000 В, либо в других нестандартных ситуациях, при условии успешных испытаний конкретной модели и получении всех необходимых разрешений.

Класс пожара и другие характеристики состава внутри огнетушителя указаны на корпусе производителем, а также в паспорте и инструкции по применению.

Нельзя самостоятельно переоборудовать порошковый огнетушитель, перезарядив его средством, которое не предусмотрено производителем. Однако в некоторых случаях специализированные организации могут сделать это и составить официальные документы.

Компоненты порошковых составов

В составе современного порошкового огнетушителя присутствует одно из основных веществ:

  • фосфорно-калийные соли;
  • бикарбонат щелочных металлов;
  • хлориды щелочных металлов и графит;
  • насыщенный хладоном силикагель.

Помимо негорючей основы в состав таких порошков входят гидрофобизаторы аэросил АМ-1-300, белая сажа, кремнийорганические жидкости. Они занимают 3-5% от общей массы. Также используются добавки в виде депрессантов, антиоксидантов и прочих вспомогательных веществ. В настоящее время популярны порошковые огнетушители на основе фосфатов аммония из-за дешевизны производства и широкого спектра применения.

Огнетушители с силикагелем подходят для тушения веществ с низкими температурами воспламенения. При воздействии огня или тепла от него на гранулы силикагеля происходит выделение газов, которые ограждают защищаемый объект.

Для тушения пожаров класса D подходят составы на основе окиси алюминия, карбоната натрия, хлоридов калия и натрия.

Главное, чтобы вещества порошка не вступали в реакцию с металлом, а изолировали его от воздействия повышенной температуры.

Основные характеристики

Важные характеристики порошковых составов:

  • слеживаемость;
  • огнетушащая способность;
  • кажущаяся плотность;
  • устойчивость к внешним воздействиям (тряска, изменение температуры окружающей среды);
  • срок годности.

Для улучшения всех перечисленных характеристик производитель и использует добавки, которые соответствуют действующим стандартам и нормам.

Каждый порошковый состав должен пройти сертификацию, а производитель должен получить положительные заключения об испытаниях, в том числе проверки по санитарно-гигиеническим нормам в аттестованной лаборатории.

Эксплуатация

Известно, что составы из порошка имеют свойство слеживаться при различных воздействиях. При взбалтывании, тряске, изменении температур в порошке могут образоваться небольшие комки, изменится его плотность и другие характеристики. Поэтому порошковые огнетушители проверяют не реже 1 раза в год, а перезаряжают каждые 5 лет или после использования.

При проверке огнетушителя обязательно исследуют его содержимое. Если порошок не соответствует нормам, то его направляют на утилизацию либо регенерацию. Порошковые составы после использования огнетушителем используют в качестве добавок для сельскохозяйственных удобрений. Одни вещества являются полезным веществом для зерновых, корнеплодных культур, другие улучшают свойства удобрений и позволяют равномерно распределить гранулы.

После срабатывания огнетушителя или автоматических систем в помещении образуется мелкодисперсное облако. Необходимо выждать определенное время, чтобы частицы опустились. Тогда их убирают сухой щеткой в емкости, затем обрабатывают поверхности пылесосом с водным фильтром. Допустимо протирание едва влажной тряпкой места, где это возможно.

Порошковые составы не вредны для человеческого организма. Однако они могут вызвать небольшое раздражение слизистых, поэтому при работе с ними используют средства индивидуальной защиты органов дыхания, зрения и рабочую форму из плотной ткани.