Огнегасящие составы

Тепловое воздействие сводится к нагреванию вещества до температуры воспламенения или температуры самовоспламенения.

Температурой воспламенения называется та температура, до которой нужно нагреть вещество, его часть или поверхностный слой, обращенный к источнику воспламенения, чтобы оно загорелось от источника воспламенения и выделяло такое количество газов и паров или продуктов разложения, которое не только образует с воздухом горючую смесь, но и может обеспечить устойчивое горение вещества до его полного сгорания.

Температурой самовоспламенения принято называть ту температуру, при которой дальнейший процесс быстрого окисления и саморазогревания горючего вещества будет происходить уже независимо от воздействий источников нагревания, так как количество выделяемой при самоокислении теплоты будет значительно превышать теплоотдачу во внешнюю среду.

Для подавления горения достаточно выполнить хотя бы одно из пяти условий.

1. Изолировать очаг горения от окружающего воздуха или хотя бы снизить концентрацию кислорода разбавлением негорючими газами до значения, при котором не может продолжаться горение.
2. Охладить очаг горения до температуры ниже определенного предела.
3. Ингибировать (тормозить) химические реакции горения.
4. Обеспечить механический срыв пламени сильной струей газа, воды или твердых частиц (песка).
5. Создать условия, при которых пламя будет проходить через узкие каналы, т. е. условия огнепреграждения.

Практически все огнегасящие средства обладают, как правило, комбинированным действием.

Вода, например, эффективно охлаждает зону горения, поскольку имеет очень высокую удельную теплоемкость и удельную теплоту испарения. Смачивая горящие материалы, она изолирует их от окружающего воздуха; образующийся водяной пар (а его объем в 1700 раз превышает объем испарившейся воды) разбавляет воздух, снижая концентрацию кислорода. И, наконец, при тушении горящих жидкостей, таких как спирты, ацетон, решающим оказывается способность воды смешиваться с ними и образовывать негорючие растворы.

Вместе с тем у воды как средства огнетушения имеется ряд недостатков:

1) многие химические вещества бурно реагируют с водой, а некоторые даже воспламеняются при этом;
2) нефтепродукты и многие другие органические жидкости всплывают на поверхность воды и продолжают гореть, причем площадь пожара при этом может увеличиваться;
3) вода обладает значительной электропроводностью, и тушение находящегося под напряжением электрооборудования может вызвать замыкание;
4) за счет высокого поверхностного натяжения вода обладает сравнительно низкой смачивающей способностью и плохо тушит тлеющие материалы, особенно волокнистые и пористые;
5) при попадании воды в горящие высококипящие жидкости и плавящиеся твердые вещества (например, масла, битум) происходит бурное вспенивание или даже разбрызгивание горящей жидкости;
6) вода повреждает оборудование, приборы, бумагу и т. д.;
7) вода замерзает при отрицательных температурах, что создает проблемы при тушении пожаров зимой.

Несмотря на недостатки, в большинстве случаев замены воде при тушении пожара до сих пор нет. К тому же многие из перечисленных недостатков поддаются исправлению. Так, подавая воду в очаг пожара в виде распыленных струй с диаметром капель меньше миллиметра, мы резко повышаем охлаждающий эффект и получаем возможность тушить нефтепродукты и высококипящие жидкости.

Вторым по значению после воды огнетушащим веществом является пена. В среднем в нашей стране более 12 % всех пожаров тушат пенами. Время тушения пожара по сравнению с результатами тушения водой уменьшается примерно в три раза, а ущерб от пожара — в 1,5—1,6 раза.

Все, кто хоть раз занимался стиркой или хотя бы пускал мыльные пузыри, прекрасно знают, как получать хорошую пену, — надо растворить в воде мыло и хорошенько взбить раствор. Примерно так же получают пену для тушения пожаров, только вместо мыла в воде растворяют специальные, гораздо более эффективные пенообразователи. Чтобы получить в воде больше воздушных пузырьков, используют мощные пеногенераторы. Таким образом, из каждого литра воды удается получить до 100 и более литров пены. Такая пена называется воздушно-механической. С ее помощью можно тушить горящие нефтепродукты, поскольку она в отличие от воды заведомо легче любой органической жидкости и, растекаясь по поверхности, быстро прекращает огонь.

По иному механизму происходит получение пены в химических огнетушителях типа ОХП, где после смешивания водных растворов кислоты и соды происходит химическая реакция, сопровождающаяся выделением диоксида углерода, по уравнению

Поскольку вода, в которой растворена сода, содержит пенообразующие вещества, пузырьки углекислого газа превращают ее в пену. Такая пена называется химической. В отличие от воздушно-механической она не такая «пышная»: в огнетушителе ОХП-10 из 10 л воды образуется «всего» 90 л пены. Химическая пена также прекрасно изолирует горящие объекты от кислорода воздуха, в случае горящих жидкостей резко уменьшает выделение горючих паров. Ее огнетушащий эффект связан также с содержанием углекислого газа, который, как известно, и сам по себе прекрасно гасит пламя. Достаточно создать в воздухе концентрацию С0₂ 20—30 % (по объему), и горение большинства веществ в нем будет невозможно.

На этом свойстве углекислого газа основано действие углекислотных огнетушителей. Необходимо знать, что в замкнутом пространстве в военной технике (башня, рубка, отсек и т. д.) углекислотный огнетушитель — самое удобное и эффективное средство борьбы с огнем. Диоксид углерода сам по себе в отличие от воды не повреждает оборудование и пригоден для тушения практически любых загораний на небольшой площади.

Углекислотные огнетушители непригодны или малоэффективны при тушении щелочных металлов, так как в углекислом газе реакция окисления щелочных металлов увеличивается. Не нуждаются в кислороде воздуха горящие составы, содержащие способный отщепляться при нагревании кислород (составы на основе селитры, перхлоратов, хлоратов, перманганатов, пероксидов и т. д.).

В настоящее время самым эффективным средством пожаротушения являются огнетушащие порошки. Порошки представляют собой тонкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими комкованию и слеживанию.

Обычно порошковые составы применяются в небольших и удобных порошковых огнетушителях. Порошок из корпуса огнетушителя высыпается либо самопроизвольно при потряхивании, как соль из солонки, либо под давлением углекислого газа, находящегося в дополнительном маленьком баллончике. Достаточно создать облако порошка над пламенем, как горение волшебным образом прекращается.

Горение — это цепная свободно-радикальная реакция окисления. А порошок, обладая большой удельной поверхностью, способствует рекомбинации радикалов и обрыву или ингибированию цепных реакций. Уменьшение размеров частиц порошка приводит к увеличению его удельной поверхности, следовательно, к повышению его огнетушащей способности. До сих пор до конца не изучено, почему при одинаковой степени помола различные соли сильно отличаются по степени ингибирующего действия. По этим характеристикам соли располагаются в следующем порядке:

Из приведенных данных видно, что наиболее эффективными ингибиторами являются оксалат калия и обыкновенная поваренная соль. В обычном виде поваренная соль ничуть не эффективнее песка. Чтобы она в полной мере проявила свое ингибирующее действие, ее надо превратить в тончайшую пыль. Однако соленая пудра вследствие сильной гигроскопичности моментально слипается и комкуется, буквально притягивая влагу из воздуха. Поэтому в них используют специальные добавки для уменьшения гигроскопичности и улучшения сыпучести.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Охарактеризуйте состав и области температурного применения основных растворов, применяемых для чистки каналов стволов артиллерийских орудий.
2. Изложите последовательность чистки каналов стволов артиллерийских орудий.
3. Назовите требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям для военной техники.
4. Какие жидкости используются в качестве охлаждающих?

5. Назовите требования, предъявляемые к жидкостям, применяемым в гидравлических устройствах артиллерийских орудий.
6. Какие жидкости используются в гидравлических устройствах артиллерийских орудий?
7. Для чистки ствола артиллерийского орудия при температуре ниже -10 °С применяют:
1) РЧС;
2) мыльный раствор;
3) керосин или дизельное топливо.
8. Для приготовления раствора РЧС запрещается использовать воду:
1) речную, водопроводную;
2) морскую и горько-соленую;
3) снеговую, речную.
9. Порядок приготовления РЧС:
1) сначала растворяют карбонат аммония, после его растворения добавляют хромпик калиевый, раствор перемешивается до полного растворения;
2) сначала растворяют хромпик калиевый, затем его нагревают, добавляют карбонат аммония и перемешивают;
3) растворяют карбонат аммония в воде, доводят до кипения, добавляют калиевый хромпик и перемешивают.
10. Среда жидкости «Стеол-М»:
1) кислая;
2) щелочная;
3) нейтральная.
11. Дайте определение температуры воспламенения.
12. Дайте определение температуры самовоспламенения.
13. Перечислите условия подавления процесса горения.
14. Перечислите средства, применяемые при пожаротушении. Перечислите их достоинства и недостатки.
15. Какое наиболее эффективное ингибиторное средство применяют при пожаротушении?