5.5.3. Средства тушения и обнаружения пожаров

Средства тушения пожаров

Пожаротушение – это комплекс мер, направленных на ликвидацию пожаров. Для возникновения и развития процесса горения необходимо одновременное присутствие горючего материала, окислителя и беспрерывного потока тепла от огня пожара к горючему материалу (источника огня), то для прекращения горения достаточно отсутствие какого-нибудь из этих компонентов.

Таким образом, прекращение горения можно добиться снижением содержимого горючего компонента, уменьшением концентрации окислителя, уменьшением энергии активации реакции и, наконец, снижением температуры процесса.

В соответствии с вышесказанным существуют следующие основные способы пожаротушения:

- охлаждение источника огня или горения ниже определённых температур;

- изоляция источника горения от воздуха;

- понижение концентрации кислорода воздуха путём разведения негорючими газами;

- торможение (ингибирование) скорости реакции окисления;

- механический срыв пламени сильной струей газа или воды, взрывом;

- создание условий огнезаграждения, при которых огонь распространяется через узкие каналы, диаметр которых меньше диаметра гашения.

Для достижения этого применяют различные огнегасящие материалы и смеси (называемые далее веществами гашения или способами гашения).

Основными способами гашения являются:

- вода, которая может подаваться в огонь пожара цельными или распыленными струями;

- пены (воздушно-механические и химические разной кратности), которые представляют собой коллоидные системы, состоящие из пузырьков воздуха (в случае воздушно-механической пены), окруженных пленкой воды;

- инертные газовые разбавители (диоксид углерода, азот, аргон, водяной пар, дымовые газы);

- гомогенные ингибиторы – галогеноуглеводороды (хладоны) с низкой температурой кипения;

- гетерогенные ингибиторы - порошки для гашения огня;

- комбинированные смеси.

Выбор способа гашения и его подачи определяется классом пожара и условиями его развития.

В качестве средств тушения пожаров применяются вода, паровоздушная смесь, аэрозольное облако, инертные и негорючие газы, химические вещества, пены, огнетушащие порошки, взрывчатые вещества. Вода имеет большую теплоёмкость, охлаждает поверхность, образует на смоченной поверхности горящего вещества плёнку, препятствующую доступу кислорода. При подаче воды в виде компактных струй можно сбивать пламя, уменьшать концентрацию реагирующих веществ в зоне горения. С этой целью используют ручные или лафетные стволы, которые подают воду на 70-80 м.

В сравнении с другими средствами вода отличается такими преимуществами, как широкая доступность и низкая стоимость, большая теплоёмкость, обеспечивающая отвод тепла из труднодоступных мест, высокая транспортабельность, химическая нейтральность и нетоксичность. При нагревании от 0 до 100 °С 1 л воды поглощает 419 кДж теплоты, а при испарении – 2260 кДж.

Не допускается тушение водой веществ, вступающих с ней в реакцию (металлического калия, кальция, карбида кальция и т.п., магния, его сплавов в раздробленном состоянии и смесей этих металлов с окислителями, термитно-натриевых, термитно-калиевых и фосфорно-натриевых зажигательных веществ). Для тушения электрооборудования, находящегося под напряжением, применение воды запрещается.

При попадании на раскалённые металлы вода не разлагается на кислород и водород, и не образует взрывоопасную горючую смесь из-за недостатка температуры. Термостойкость воды свыше 1700 °С. Нельзя тушить струёй воды горящий бензин, ацетон, скипидар, спирт, керосин, мазут, смазочные масла и т.п., так как эти вещества всплывают на поверхность воды и продолжают гореть. Тушить эти вещества следует распылённой водой. При тушении воспламенённого угля воду из стволов подавать запрещается, ибо угольная пыль, поднимаемая струёй воды под большим давлением, образует с воздухом взрывчатую смесь.

Пена – ещё более эффективное средство тушения. Она лёгкая, обладает огромной проникающей способностью. Пена незаменима при тушении пожаров в больших резервуарах с горючими жидкостями. Вода тонет в горючей жидкости, а пена накрывает пламя и тушит его. В резервуаре пена может подаваться и сверху и снизу. Применяют пену при тушении пожаров в подвалах, трюмах, машинных отделениях кораблей. Существует химическая и воздушно-механическая пена.

Химическая пена получается в результате реакции, при которой в жидкой среде образуется какой-либо газ. Обычно применяют пеногенераторный порошок из сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ – кислотная часть состава – и бикарбоната натрия, NaHCO₃ – щелочная часть. При растворении порошка в воде 1:10 в результате взаимодействия кислотной и щелочной частей выделяется углекислый газ и образуется пена, которая содержит 80% - СО₂, 19,7% - водного раствора Na₂SO₄ с гидратом оксида алюминия Al(OH)₃ и 0,3% поверхностно-активного вещества (ПАВ). Плотность пены обычно 200 кг/м³.

Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешении воздуха, воды и ПАВ. Состав воздушно-механической пены – 90% воздуха и 10% водного раствора пенообразователя.

В последнее время применяется высокократная воздушно-механическая пена. Для её приготовления применяется пеногенератор, обеспечивающий подсасывание большого количества воздуха.

Использовать пену для тушения электроустановок, находящихся под напряжением, запрещается. При тушении возгораний ЛВЖ существенное значение имеет толщина слоя химической пены. Необходимая толщина слоя пены для нефти, мазута, керосина, бензина – 20 см. Необходимая толщина слоя воздушно-механической пены для мазута, нефти, керосина, бензина – 50 см. Эту пену следует применять для тушения ЛВЖ и ГЖ.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объёмом до 500 м³. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнегасительная концентрация водяного пара в воздухе составляет примерно 35% по объёму.

Инертные и негорючие газы (азот, аргон, гелий) понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Инертные газы обычно применяют в сравнительно небольших по объёму помещениях. Огнегасительная концентрация этих газов при тушении в закрытом помещении составляет 31-36% по отношению к объёму помещения.

Для тушения пожаров применяют углекислый газ, азот, топочные газы. Огнегасительная концентрация углекислого газа в воздухе обычно 30-35% по объёму. Учитывая, что этот газ тяжёлый и стелется по земле, концентрация его в нижней части помещения будет более высокой, что способствует эффективному тушению пожара. Но давать большие концентрации СО₂ опасно для людей и неэкономично. Оптимальное количество СО₂ подаваемое в зону пожара, определяется по содержанию кислорода на исходящей струе воздуха. Обычно горение прекращается, если содержание кислорода понижается до 10-13%. Исходя из физической характеристики газа и характера развития пожаров, можно рекомендовать применение СО₂ для эффективного тушения в сравнительно небольших помещениях в начальной стадии пожара, когда пламя не охватило всё помещение. Обычно углекислый газ подают в очаг пожара из железнодорожных цистерн или баллонов.

Углекислый газ (диоксид углерода). При содержании в воздухе 12-15% углекислого газа пламя гаснет, а при 25-30% прекращается и тление. Углекислота неэлектропроводна, и её следует применять для тушения ЛВЖ и ГЖ, электрооборудования, пылеобразных материалов.

Применять углекислоту для тушения возгораний взрывчатых веществ, целлулоида и веществ, содержащих в своём составе магний, запрещается. Необходимо помнить, что содержание углекислоты в воздухе (3-4 %) действует на организм человека отравляюще.

Четырёххлористый углерод – очень эффективное средство при тушении пожаров, так как при содержании в воздухе 10% четырёххлористого углерода, попавшего на горящую поверхность, образуется примерно 145 л пара.

Применение четырёххлористого углерода даёт вероятность образования фосгена, поэтому во время тушения пожара необходимо удалить из помещения людей и обеспечить противогазами личный состав, занятый на тушении.

Азот – легче воздуха, переходит в жидкое состояние при весьма низкой температуре (-195,8 °С), поэтому его доставляют в район пожара для тушения в специальных машинах-ёмкостях. Обычно огнегасительная концентрация азота равна 35% по объёму.

В стране разработаны установки по сжиганию различных горючих веществ (мазута, керосина и др.), продукты, сгорания которых после охлаждения также применяются для тушения пожаров. При этом содержание О₂ должно быть не более 3%, СО – не более 0,01%.

Химические вещества прекращают или замедляют процесс горения вследствие химического торможения реакции интенсивного окисления. Так, например, галоидированные углеводороды (хладоны), введённые в состав воздуха, тушат пламя за счёт обрыва цепей, радикалов процесса горения.

Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельчённые минеральные соли с разными добавками. Огнетушащие порошки отличаются универсальностью и могут применяться для тушения различных веществ: твёрдых и горючих жидкостей различных классов, металлов и оборудования, которое находится под напряжением. Механизм огнегасящего действия порошков состоит в ингибировании процесса горения путём уничтожения активных центров пламя на поверхности твёрдых частиц или в результате их взаимодействия с газоподобными продуктами разложения порошков. Порошки применяют для поверхностного гашения, а также в установках флегматизации и обезвреживания взрыва.

Наиболее широко применяемые порошки:

Порошок ПСБ-3 (на основе бикарбоната натрия) относится к порошкам общего назначения. Используется для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, газов, электрооборудования, двигателей. Порошок ПСБ-3 непригодный для тушения тлеющих материалов, а также щелочных металлов.

Огнетушащие порошки П2-АП, П-2АПМ (на основе аммофоса) общего назначения имеют такую же область применения, как порошок ПСБ-3, но вдобавок успешно гасят углеродные тлеющие материалы (бумагу, древесину, уголь и т.д.).

Порошок Пирант-А и его модификации Пирант-АН, Пирант-АК изготовляются на основе фосфорно-амониевых солей. Применяются для тушения тлеющих и твёрдых горючих металлов, горючих жидкостей, газов, электроустановок.

Порошок П-4АП предназначенный для объёмного тушения. Гасит горючие газы, тлеющие материалы в закрытых объёмах. С целью остановки горения при объёмном тушении необходимо создать в течение нескольких секунд по всей зоне горения такую концентрацию порошка, при которой его общая поверхность обеспечит необходимую скорость ликвидации активных центров реакции горения. Это достигается подачей порошка с необходимой интенсивностью и равномерным его распределением по всей зоне горения.

Порошок К-30 тушит щелочные металлы, титановую стружку, горящие на открытых площадях. Необходимым условием остановки горения при тушении этим порошком является покрытие горящей поверхности слоем огнетушащего порошка определённой толщины.

Срок хранения большинства порошков не менее 5 лет. Температурный диапазон использования от -50 °С до +50 °С.

Применение огнетушителей

Среди первичных способов пожаротушения наибольшая роль отводится самым эффективнейшим из них – огнетушителям.

По видам огнегасящего вещества огнетушители делятся на:

- водные (с зарядом воды или воды с добавками);

- пенные (с зарядом пенообразователи разнообразных видов);

- воздушно-пенные (с зарядом водного раствора пенообразующих добавок);

- химически-пенные (с зарядом химических веществ, которые на момент приведения огнетушителя в действие вступают в реакцию с образованием пены и чрезмерного давления);

- порошковые (с зарядом огнетушащего порошка);

- углекислотные (с зарядом диоксида углерода);

- хладонные (с зарядом огнетушащего вещества на основе галогенизированных углеводородов);

- комбинированные (с зарядом двух и более огнетушащих веществ).

Выброс огнетушащего вещества в разных типах огнетушителей осуществляется:

- под давлением газа-вытеснителя, который содержится в отдельном малолитражном баллоне;

- под давлением газа-вытеснителя, который постоянно находится в корпусе (такие огнетушители называют закачными);

- под давлением газов, образующихся в результате химической реакции.

В табл.5.18, 5.19 приведены основные технические характеристики, применяемых в данное время огнетушителей.

Химические пенные огнетушители выпускаются следующих марок: ОХП-10; ОХПВ-10 (рис.5.8), (сняты с производства).

Химический пенный огнетушитель ОХП-10 (или ОХВП-10) состоит из сваренного баллона (1), изготовленного из листовой углеродной стали, переходника с горловиной, нижнего сферического днища, крышки (5), пластмассового стакана (10), который закрывается резиновым клапаном, стойким к кислотам и щелочей, под действием пружины (7), штока (6), который пропущен через крышку огнетушителя. К штоку прикрепляется рукоятка с профильным кулачком на конце (3). С помощью рукоятки клапан поднимается и опускается. Спрыск (сопло) огнетушителя (2) расположенный на горловине и закрытый специальной мембраной, которая предотвращает выход заряда (кислоты и раствора щёлочи) к их полному смешиванию. Мембрана выдерживает гидравлическое давление 80÷140 кПа.

Рис.5.8. Огнетушитель химически-пенный ОХП-10: 1 – корпус; 2 – спрыск; 3 – рычаг запуска; 4 – кольцо уплотнительное; 5 – крышка; 6 – шток; 7 – пружина; 8 – шайба упорная; 9 – клапан; 10 – стакан; 11 – ручка

Таблица 5.12

Основные технические характеристики переносных огнетушителей

Показатель	ОХП-10	ОХВП-10	ОВП-10	ОП-2	ОП-5	ОП-10	ОХ-3	ОУ-2	ОУ-5
Емкость корпуса, л	10	10	10	2	5	10	3	2	5
Заряд	Щелочная и кислотная часть	Щелочная и кислотная, пенообразователь	6% водный раствор пенообразователя	Огнетушащие порошки типа Пирант, ПСБ-3, П-2АП			Хладон 114В2	Диоксид углерода
Количество заряда, л (кг)	8,7	8,7	9	(2)	(5)	(10)	(4,5)	(1,4)	(3,5)
Масса газавытеснителя, м	-	-	75	12	25	55	-	-	-
Продолжительность подачи огнетушащего вещества минимальная, с	80	60	45	10	12-15	18-20	20	15	15
Длина струи огнетушащего вещества минимальная, м	6,0	6,0	4,5	2,7	5,0	5,0	3,0	1,5	4,5
Диапазон температур эксплуатации, °С	5…45	5…45	5…45	-40…50	±50	±50	-60…50	-40 …50	-40 …50
Огнетушащая способность гашения модельного огня пожара класса, м2 А	4,78	4,78	4,78	4,78	12,25	19,2-25,34	данных нет	-	-
В	1,1	1,1	1,76	0,41- 0,7	2,81	4,52- 5,75	0,70	0,41	0,70
Габаритные размеры, мм: - диаметр - высота	148 745	148  445	170 700	108 450	156 450	170 700	127 410	108 440	140 540
Масса огнетушителя полная, кг	14,0	14,0	15,5	4,5	10,5	15,5	7,1	7,0	13,0

Щелочная часть заряда представляет собой водный раствор двууглекислой соды (бикарбонат натрия NaHCO₃) и солодового экстракта. Кислотная часть заряда – это смесь серной кислоты H₂SO₄ с сернокислым окисным железом Fe₂(SO₄)₃, сернокислым алюминием. Для устранения замерзания раствора щелочной части заряда огнетушителя до -20 °С, добавляют этиленгликоль. При соединении щелочной и кислотной частей происходит следующая реакция:

2NaHCO₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂ ;

6NaHCO+Fe₂(SO₄)₃→3Na₂SO₄+2Fe(OH)₃+6CO₂ 

Углекислый газ, который образовался, интенсивно перемешивает, вспенивает щелочной раствор и выталкивает его через спрыск наружу.

Экстракт и гидроокись железа, образующиеся в ходе реакции, Fе(ОН)₃ повышают устойчивость пены.

Корпус огнетушителя периодически подвергают гидравлическим испытаниям в течение 1 мин под давлением 2 МПа. Корпус бракуют с появлением течи, разрывов и отдельных капель.

Таблица 5.13

Основные технические характеристики передвижных огнетушителей

Показатель	ОВП-100	Огнетушащие порошки типа		ОК-100	Диоксид углерода
		Пирант	ПСБ-3
Емкость корпуса, л	100			2×50
Заряд	6% водный раствор пенообразователя			Раствор пенообразователя и порошок
Количество заряда, кг (л)	(85)	45	90	45 (47)	17	28	56
Емкость газового баллона, л	2	-	10	10	-	-	-
Продолжительность подачи огнетушащего вещества минимальная, с	90	25	45-60	40/30	20	15	50
Длина струи огнетушащего вещества минимальная, м	5	8	11	-	-	-	-
Диаметр, количество и длина рукавов, м۰шт-1۰м-1	18/1×5	15/1× 3,5	32/1× 10	25/2×10	9/1×3	9/1×5	9/2×10
Диапазон температур эксплуатации,°С	5…50	-20 …50	-35…50	5…50	-40…50	-40…50	-40…50
Огнетушащая способность погашения модельного огня пожара класса, м2 А	40,29	51,5	83,27	Нет данных	4,78	-	12,26
В	6,5	8,0	7,1		2,27	2,6	4,52
Габаритные размеры, мм: - диаметр - ширина - высота	800 660 1350	700 550 1050	850 800 1300	900 900 1200	480 400 1140	480 400 1650	800 760 1700
Масса огнетушителя полная, кг	155	100	180	190	73	110	245

Осматривают огнетушители не реже одного раза в месяц. В процессе осмотра проверяют наличие пломб, прочищают спрыски, протирают корпуса огнетушителей. Состояние огнетушителей отражают в специальном журнале.

Для приведения в действие огнетушителя ОХП-10 необходимо: взять огнетушитель с подвеса, прочистить спрыск и поднести к месту возгорания; повернуть рукоятку клапана на 180 °С, перевернуть огнетушитель вверх дном; направить струю пены на огонь.

Воздушно-пенные огнетушители (ОВП-10; ОВП-100). применяются для тушения пожаров класса А и В (горение твёрдых и жидких веществ), за исключением щелочных металлов, веществ, горящих без доступа воздуха, и электроустановок под напряжением. Строение воздушно-пенного огнетушителя приведено на рис.5.9.

Д ля приведения огнетушителя в действие необходимо удалить приспособление, которое предотвращает случайное приведение в действие (выдернуть чеку 21); нажать и отпустить кнопку 19, в результате чего игла разрушает мембрану баллона 4 и газовытеснитель подаётся в корпус огнетушителя 1 и образует в нём излишнее давление. После этого огнетушитель готовый к подаче огнегасительного вещества в очаг пожара.

В дальнейшем необходимо поднять огнетушитель за ручку 10; держась одной рукой за рукав направить пеногенератор в направлении очага пожара. Нажать на рычаг управления клапаном 9 и начать тушение.

Рис.5.9. Огнетушитель воздушно-пенный ОВП- 10: 1 – корпус; 2 – головка; 3 – рукав; 4 – балон с рабочим газом; 5 – трубка сифона; 6 – пеногенератор; 7 – сетка; 8 – корпус фильтра; 9 – рычаг управления клапаном; 10 – ручка; 11 – кольцо уплотнительное; 12 – клапан; 13 – переходник; 14 – гайка накидная; 15 – кольцо уплотнительное; 16 – штифт; 17 – пружина; 18 – ось; 19 – кнопка с иглой; 20 – пружина; 21 – предохранительная чека; 22 – кольцо уплотнительное; 23 – предохранительный клапан

Углекислотные огнетушители (ОУ-2; ОУ-5; ОУ-25; ОУ-40; ОУ-80). Применяются в основном для тушения пожаров класса В и электроустановок до 1000 В (рис.5.10).

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения небольших возгораний всех горючих и тлеющих материалов, а также электроустановок, находящихся под напряжением. В качестве заряда в углекислотных огнетушителях применяется жидкая углекислота СО₂, которая в момент приведения огнетушителя в действие быстро испаряется, образуя твёрдую углекислоту (снег) с температурой -72 °С.

Углекислотный огнетушитель (рис.5.10) состоит из стального баллона, в горловину которого завинчивается запорно-пусковое приспособление – латунный вентиль с сифонной трубкой. Сифонная трубка не доходит до дна баллона на 3÷4 мм.

Вентиль-запор имеет предохранительную мембрану, рассчитанную на взрыв при температуре 50 °С, которая предотвращает от чрезмерного повышения давления углекислоты в корпусе огнетушителя (выше 18÷21 МПа).

П ервичную зарядку углекислотных огнетушителей выполняют заводы изготовители. На каждом баллоне возле горловины штампуют название или марку завода-изготовителя, массу баллона, рабочее и испытанное давление (6 и 25,5 МПа), ёмкость, номер и клеймо ВТК завода-изготовителя. Вентиль и колпачок огнетушителя пломбируют.

Рис. 5.10. Огнетушители углекислотные ОУ-2 и ОУ-5: 1 – корпус; 2 – головка; 3 – распылитель; 4 – гайка; 5 – предохранительная мембрана; 6 – шайба; 7 – кольцо уплотнительное; 8 – предохранительная часть; 9 – рычаг управления клапаном; 10 – ручка; 11 – кулачок; 12 – шток; 13 – клапан; 14 – пружина; 15 – трубка сифона

Углекислотные огнетушители, поступившие в эксплуатацию, регистрируют в учётном журнале, где указывают номер огнетушителя, его паспортные данные, дату последней зарядки и массу заряда.

Каждые 3 месяца углекислотные огнетушители взвешивают для проверки на утечку углекислоты. Массу после взвешивания сопоставляют с первичной массой заряда, при уменьшении которой на 10% и более, огнетушитель стоит подзарядить или перезарядить на специальной зарядной станции. Внешний осмотр огнетушителей стоит проводить не реже двух раз в месяц. Не реже 1 раза в 5 лет баллоны всех огнетушителей, находящихся в эксплуатации, необходимо осмотреть на зарядных станциях для определения пригодности их к эксплуатации, осмотреть внешнюю и внутреннюю поверхность баллонов, провести гидравлические испытания и проверить состояние вентилей.

Для приведения в действие таких огнетушителей нужно:

распылитель огнетушителя 3 направить на очаг пожара (распылитель легко фиксируется в удобной позиции для подачи огнетушительного вещества);

- удалить предохранительную чеку 8;

- нажать на рычаг управления клапаном 9, одновременно держась за ручку 10.

Во время тушения пожара распылитель огнетушителя должен быть направлен в сторону очага пожара, находящегося ближе всего к оператору.

При тушении огня пожара углекислотным огнетушителем запрещается:

- направлять распылитель огнетушителя в сторону людей;

- удерживать распылитель руками (это может привести к обморожению рук).

Углекислотно-бромэтиловые жидкие огнетушители ОУБ-3А, ОУБ-7А, ОЖ-7 предназначенные для тушения небольших очагов горения волокнистых и других твёрдых материалов, а также электроустановок, находящихся под напряжением не выше 380 В (табл.5.20).

Указанные огнетушители эффективнее углекислотных в 4 раза, но не пригодны для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и сплавов на их основе, потому что могут усилить горение, вызвав взрыв. Нельзя ими тушить и те вещества, которые горят без доступа воздуха.

Таблица 5.14

Характеристики углекислотно-бромэтиловых огнетушителей

Огнетушители	Состав, л	Масса заряда, кг	Продолжитель-ность действия, с	Дальность струи, м	Масса без заряда и кронштейна, кг
ОУБ-3А	3,2	3,5	40	3…4…4	2,6
ОУБ-7А	7,4	8,0	40	3…4…4	4,3
ОЖ-7	7,0	5,0	30…35	6…8	-

Огнетушители представляют собой цилиндрические стальные баллоны сваренной конструкции, состоящие из обечайки и двух штампованных днищ. В верхней части корпуса вварена горловина, в которую вкручена запорная головка с распыляющей насадкой.

Головка состоит из корпуса, клапана, пружины, штока, накидной гайки, с помощью которой головка присоединяется к корпусу огнетушителя, рычага, ушка и штуцера, в который вкручена сифонная трубка. Сифонная трубка не доходит до дна баллона на 1,5÷3 мм, что обеспечивает практически полный выход заряда из огнетушителя.

Углекислотно-бромэтиловые огнетушители (ОУБ-3А, ОУБ-7А) имеют огнетушащий заряд на основе галоидных углеводородов. Он состоит из 98% (по массе) бромистого этила и 2% углекислоты с добавкой воздуха до давления 0,86 МПа при 20 °С.

Углекислота применяется как вытеснительное вещество. Вместо углекислоты можно применять воздух или инертные газы. Бромистый этил не проводит электрический ток и имеет высокую намокательную способность. Он является летучей жидкостью, потому что имеет низкую температуру кипения (+38 °С). Работа заряда обеспечивается в диапазоне температур от – 60 °С до +55 °С.

Чтобы обеспечить выброс заряда в любых температурных условиях, в огнетушители ОЖ-7 нагнетают воздух под давлением до 0,9 МПа, что усложняет условия их эксплуатации и является существенным недостатком (при изменении температуры окружающей среды давление в баллоне ОЖ-7 и ОУБ изменяется). Существенным недостатком является и то, что пары бромистого этила токсичны, а в смеси с воздухом могут образовывать взрывоопасные концентрации. Поэтому при работе с такими огнетушителями необходимы предохраняющие меры и использовать их безопаснее в открытых установках, а не в помещении. Огнетушители стоит периодически испытывать на прочность гидравлическим давлением.

Порошковые огнетушители ручные (ОП-2; ОП-9; ОП-10; ОП-100) применяют для тушения щелочных и щелочноземельных металлов и их сплавов, малых очагов горения топлива, которое разлилось, электроустановок, находящихся под напряжением до 380 В.

Схема огнетушителя ОП-9 приведена на рис.5.11.

В качестве огнетушащего заряда используют порошок ПСГ-2, П-1А или ПСБ. Первый порошок предназначен для тушения легковоспламеняющихся жидкостей и газов, второй – тлеющих материалов.

Состав ПСБ нетоксичный и не вызывает вредного влияния на материалы. Он состоит из кальционированной соды, графита, стеаратов железа, алюминия и стеариновой кислоты. Благодаря этому его можно использовать в соединении с распылённой водой и пенами для тушения на всех видах транспорта.

Рис.5.11. Огнетушитель порошковый ОП-9: 1 – корпус; 2 – головка; 3 – рукав; 4 – баллон с рабочим газом; 5 – трубка сифона; 6 – насадка-распылитель; 7 – рычаг управления клапаном; 8 – ручка; 9 – кольцо уплотнительное; 10 – клапан; 11 – переходник; 12 – гайка накидная; 13 – кольцо уплотнительное; 14 – штифт; 15 – пружина; 16 – ось; 17 – кнопка с головкой; 18 – пружина; 19 – предохранительная чека; 20 – кольцо уплотнительное; 21 – предохранительный клапан

Подача порошкового состава ПСБ может осуществляться под давлением углекислоты, воздуха, других инертных газов, а также за счёт гравитационных сил. При работе порошковых огнетушителей образуется плотное порошковое облако, которое быстро гасит пламя (рис.5.11).

Для приведения в действие указанного огнетушителя нужно: удалить предохранительную чеку 19; нажать и отпустить кнопку 17, в результате чего игла разрушает мембрану баллона 4 и газ-вытеснитель поступает через отверстия в головке 2 и сифонную трубку 5 в корпус 1 огнетушителя, создавая в нём избыточное давление и выполняя выброс огнетушащего порошка; нажать на рычаг управления 7, при этом открывается клапан 10, и огнетушащее вещество сквозь сифонную трубку 5, рукав 3 и насадку-распылитель 6 подаётся в очаг пожара.

Для остановки выброса огнетушащего вещества необходимо отпустить рычаг 7.

Перемещение иглы для разрушения мембраны баллона с газом-вытеснителем может осуществляться как в других моделях огнетушителей, например, ОПУ-5, не нажатием кнопки, а поднятием ручки 2.

При работе огнетушителя необходимо охранять органы дыхания и глаза от попадания порошка. Продолжительность действия огнетушителя не менее 10 с.

Первичные средства пожаротушения

Для ликвидации возможных очагов пожара силами рабочих и служащих все производственные, складские, вспомогательные помещения, наружные установки, а также пожароопасные участки территории предприятия (организации) должны быть обеспечены по действующим нормам первичными средствами пожаротушения, пожарным ручным инструментом и пожарным инвентарём.

К первичным средствам пожаротушения относятся: огнетушители, пожарный инвентарь (покрывала из негорючего теплоизоляционного полотна, ящики с песком, бочки с водой, пожарные вёдра, совковые лопаты) и пожарный инструмент (крюки, ломы, топоры и т.д.).

Бочки для хранения воды с целью тушения пожара в соответствии с ГОСТ 12.5.009-83 должны быть вместимостью не менее 200 л. Пожарные щиты (стенды) устанавливаются на территории объекта из расчёта один щит (стенд) на площадь 5000 м². В комплект средств пожаротушения, которые размещаются на нём, должны быть включены: огнетушители – 3 шт, ящик с песком – 1 шт, покрывало из негорючего теплоизоляционного материала размером 2×2 м – 1 шт, крюки – 3 шт, лопаты – 2 шт, ломы – 2 шт, топоры – 2 шт.

Каждый работник должен знать место расположения первичных средств пожаротушения и уметь ими пользоваться; работники должны знать правила поведения при пожаре, пути эвакуации.

В табл.5.15. приведены рекомендуемые огнетушащие вещества при тушении различных классов пожаров.

Таблица 5.15

Рекомендуемые огнетушащие вещества в зависимости от классификации пожаров

Класс пожара	Характеристика горючей среды или горящего объекта	Рекомендуемые огнетушащие вещества
А	Обычные твёрдые горючие материалы (дерево, уголь, бумага, резина, текстильные материалы и др.)	Все виды огнетушащих веществ (прежде всего вода)
В	Горючие жидкости и плавящиеся при нагревании материалы (мазут, бензин, лаки, масла, спирт, стеарин, каучук, некоторые синтетические материалы и др.)	Распылённая вода, все виды пен, составы на основе галогеналкидов, порошки
С	Горючие газы (водород, ацетилен, углеводороды и др.)	Газовые составы: инертные разбавители (N2, CO2), галогено-углеводороды, порошки, вода (для охлаждения)
D	Металлы и их сплавы (калий, натрий, алюминий, магний)	Порошки (при спокойной подаче на горящую поверхность)
E	Оборудование под напряжением	Порошки, СО2, хладоны

Система предупреждения пожаров

Данная система предназначена для обнаружения начальной стадии пожара, передачи извещения о месте и времени его возникновения и при необходимости включения автоматических систем пожаротушения и дымоудаления.

Эффективной системой оповещения пожарной опасности является применение систем сигнализации.

Система пожарной сигнализации должна:

- быстро выявить место возникновения пожара;

- надёжно передавать сигнал о пожаре на приёмно-контрольное устройство;

- преобразовывать сигнал о пожаре в форму, удобную для восприятия персоналом охраняемого объекта;

- оставаться невосприимчивой к влиянию внешних факторов, отличающихся от факторов пожара;

- быстро выявлять и передавать извещение о неисправностях, препятствующих нормальному функционированию системы.

Средствами противопожарной автоматики оборудуют производственные здания категорий А, Б и В, а также объекты государственной важности.

Система пожарной сигнализации состоит из пожарных извещателей и преобразователей, преобразующих факторы появления пожара (тепло, свет, дым) в электрический сигнал; приёмно-контрольной станции, передающей сигнал и включающей световую и звуковую сигнализацию; а также автоматические установки пожаротушения и дымоудаления (рис.5.12 – 5.13).

Обнаружение пожаров на ранней стадии облегчает их тушение, что во многом зависит от чувствительности датчиков.

Извещатели, или датчики, могут быть различных типов:

- тепловой пожарный извещатель – автоматический извещатель, который реагирует на определённое значение температуры и (или) скорость её нарастания;

- дымовой пожарный извещатель – автоматический пожарный извещатель, который реагирует на аэрозольные продукты горения;

- радиоизотопный пожарный извещатель – дымовой пожарный извещатель, который срабатывает вследствие влияния продуктов горения на ионизированный поток рабочей камеры извещателя;

- оптический пожарный извещатель – дымовой пожарный извещатель, который срабатывает вследствие влияния продуктов горения на поглощение или распространение электромагнитного излучения извещателя;

- пожарный извещатель пламени – реагирует на электромагнитное излучение пламени;

- комбинированный пожарный извещатель – реагирует на два (или больше) фактора пожара.

Т епловые извещатели подразделяются на максимальные, которые срабатывают при повышении температуры воздуха или охраняемого объекта до величины, на которую они отрегулированы, и на дифференциальные, которые срабатывают при определённой скорости нарастания температуры. Дифференциальные термоизвещатели обычно могут работать также в режиме максимальных.

Рис.5.12. Принципиальная схема извещателя ПТИМ-1: 1 – датчик; 2 – переменное сопротивление; 3 – тиратрон; 4 – добавочное сопротивление

Максимальные термоизвещатели характеризуются хорошей стабильностью, не дают ложных тревог и имеют относительно низкую стоимость. Однако они малочувствительны и даже при размещении на небольшом расстоянии от мест возможных загораний срабатывают со значительным запаздыванием. Тепловые извещатели дифференциального типа более чувствительны, однако их стоимость высока. Все тепловые извещатели должны размещаться непосредственно в рабочих зонах, поэтому они подвержены частым механическим повреждениям.

Оптические извещатели подразделяются на две группы: ИК – индикаторы прямого видения, которые должны «видеть» пожар, и фотоэлектрические дымовые. Чувствительные элементы индикаторов прямого видения не имеют практического значения, так как они, как и тепловые извещатели, должны располагаться в непосредственной близости от потенциальных очагов загорания.

Фотоэлектрические дымовые извещатели срабатывают при ослаблении светового потока в подсвечиваемом фотоэлементе в результате задымления воздуха. Извещатели этого типа могут быть установлены на расстоянии нескольких десятков метров от возможного очага пожара. Пылевые частицы, взвешенные в воздухе, могут привести к ложным срабатываниям извещателей. Кроме того, чувствительность прибора заметно снижается по мере осаждения тончайшей пыли, поэтому извещатели нужно регулярно осматривать и очищать.

Ионизационные дымовые извещатели для надёжной работы необходимо не реже чем раз в две недели подвергать тщательному осмотру и проверке, своевременно удалять отложения пыли и регулировать чувствительность. Газовые детекторы срабатывают при появлении газа или увеличении его концентрации.

Дымовые извещатели рассчитаны на обнаружение продуктов сгорания в воздухе. В устройстве имеется ионизационная камера. И при попадании в неё дыма от пожара ионизационный ток уменьшается, и извещатель включается. Время срабатывания дымового извещателя при попадании в него дыма не превышает 5 секунд. Световые извещатели устроены по принципу действия ультрафиолетового излучения пламени.

В ыбор типа извещателя автоматической пожарной сигнализации и места установки зависит от специфики технологического процесса, вида горючих материалов, способов их хранения, площади помещения и т.п.

Тепловые извещатели могут быть использованы для контролирования помещений из расчёта один извещатель на 10-25 м² пола. Дымовой извещатель с ионизационной камерой способен (в зависимости от места установки) обслуживать площадь 30-100 м². Световыми извещателями можно контролировать площадь около 400-600 м².

Автоматические извещатели, в основном, устанавливают на потоке или подвешивают на высоте 6 – 10 м от уровня пола.

Рис.5.13. Схема автоматического дымового извещателя АДИ-1: 1, 3 – сопротивления; 2 – электрическая лампа; 4 – ионизационная камера; 5 – схема включения в электрическую сеть

Разработка алгоритма и функций системы пожарной сигнализации выполняется с учётом пожарной опасности объекта и архитектурно-планировочных особенностей.

В данное время применяют следующие установки пожарной сигнализации: ТОЛ-10/100, АПСТ-1, СТПУ-1, СДПУ-1, СКПУ-1 и др.

Автоматические системы пожаротушения

Автоматические системы пожаротушения предназначены для тушения или локализации пожара. Одновременно они должны выполнять и функции автоматической пожарной сигнализации.

Установки автоматического пожаротушения должны отвечать следующим требованиям:

- время срабатывания должно быть меньше предельно допустимого времени свободного развития пожара;

- иметь продолжительность действия в режиме тушения, необходимую для ликвидации пожара;

- иметь необходимую интенсивность подачи (концентрацию) огнетушащих веществ;

- надёжность функционирования.

В помещениях категорий А, Б, В применяются стационарные установки пожаротушения, которые подразделяются на аэрозольные (галоидоуглеводородные), жидкостные, водяные (спринклерные и дренчерные), паровые, порошковые.

Наибольшее распространение в настоящее время приобрели спринклерные установки для тушения пожаров распылённой водой. Для этого под потолком монтируется сеть разветвлённых трубопроводов, на которых размещают сприклеры из расчёта орошения одним спринклером от 9 до 12 м² площади пола. В одной секции водяной системы должно быть не менее 800 спринклеров. Площадь пола, защищаемая одним спринклером типа СН-2, должна быть не более 9 м² в помещениях с повышенной пожарной опасностью (при количестве горючих материалов более 200 кг на 1 м²; в остальных случаях – не более 12 м². Выходное отверстие в спринклерной головке закрыто легкоплавким замком (72 °С, 93 °С, 141 °С, 182 °С), при расплавлении которого вода разбрызгивается, ударяясь о дефлектор. Интенсивность орошения площади составляет 0,1 л/с×м² (рис.5.14).

Спринклерные сети должны находиться под давлением, способным подать 10 л/с. Если при пожаре вскрылся хотя бы один спринклер, то подаётся сигнал. Контрольно-сигнальные клапаны располагаются на заметных и доступных местах, причём к одному контрольно-сигнальному клапану подключают не более 800 спринклеров.

В пожароопасных помещениях рекомендуется подавать воду сразу по всей площади помещения. В этих случаях применяют установки группового действия (дренчерные). Дренчеры – это спринклеры без плавких замков с открытыми отверстиями для воды и других составов. В обычное время выход воды в сеть закрыт клапаном группового действия. Интенсивность подачи воды 0,1 л/с×м² и для помещений повышенной пожарной опасности (при количестве сгораемых материалов 200 кг на 1 м² и более) – 0,3 л/с×м².

Р ис.5.14. Схема спринклерной установки: 1 – источник воды; 2 – центробежный насос; 3 – магистральный трубопровод; 4 – обратный клапан; 5 – водонапорный бак; 7 – контрольно-сигнальный клапан; 8 – удельный трубопровод; 9 – распределительный трубопровод; 10 – спринклерные головки

Расстояние между дренчерами не должно превышать 3 м, а между дренчерами и стенами или перегородками – 1,5 м. Площадь пола, защищаемая одним дренчером, должна быть не более 9 м². В течение первого часа тушения пожара должно подаваться не менее 30 л/с (рис.5.15).

Рис.5.15. Принципиальная схема дренчерной установки группового действия: 1 – надклапная камера; 2 – дифференцированный клапан; 3 – камера-клапан группового действия; 4 – соединительная трубка; 5 – диафрагма; 6 – гайка с диафрагмой; 7 – трубка от водопитателя; 8 – автомат пуска насосов; 9 – водопоставляющий трубопровод; 10 – электросигналы; 11 – дренчер; 12 – распределительный трубопровод; 13 – дренчерная сеть; 14 – спринклер; 15 – кран ручного включения; 16 – пусковой трубопровод; 17 – активный трубопровод; 18 – активный кран; 19 – проволока; 20 – легкоплавкие замки; 21 – пружина; 22 – дренчерная головка

Установки выявления и глушения взрывопожароопасных ситуаций

В случаях, когда значения контролируемых параметров окружающей среды или скорости их изменения указывают на высокую вероятность возникновения пожара и взрыва, можно говорить о наличие взрывопожароопасной ситуации. При этом, параметрами, которые контролируются, могут быть как концентрация горючих газов, паров и их смесей в воздухе вокруг установок (оборудования), так и появление источников возгорания в местах хранения и оборота горючих газов, жидкостей, твёрдых веществ и пыли.

Установки выявления и глушения взрывопожароопасных ситуаций в общем виде включают такие приспособления:

- выявление взрывопожароопасных ситуаций;

- коммутация и усиление сигналов;

- исполнительные приспособления защиты.

Установки позволяют осуществлять автоматическое измерение контролируемых параметров, распознавание сигналов при наличии взрывопожароопасной ситуации, преобразование и усиление этих сигналов, и выдачу команд на включение исполнительных приспособлений защиты.

Сущностью процесса прекращения взрыва является торможение химических реакций путём подачи в зону горения огнетушащих составов. Возможность прекращения взрыва обусловлена наличием некоторого промежутка времени от момента возникновения условий взрыва до его развития. Этот промежуток времени, условно названный периодом индукции (τ_инд), зависит от физико-химических свойств горючей смеси, а также от объёма и конфигурации защищаемого аппарата.

Для большинства горючих углеводородных смесей τ_инд составляет порядка 20% от общего времени взрыва.

Для того чтобы автоматическая система противовзрывной защиты отвечала своему назначению, должно выполняться следующее условие:

Т_АСПВ<τ_инд (5.33)

Т.е., время срабатывания защиты должно опережать время индуктивного периода.

Вероятность достижения граничных значений опасных факторов пожара или взрыва (ОФП).

Согласно требованиям пожарной безопасности, вероятность возникновения пожара или взрыва определяется по следующей зависимости:

(5.34)

где: Q_ОФП – вероятность достижения в течение года граничных значений опасных факторов пожара и взрыва (ОФП), год^-1; Q_П – вероятность возникновения пожара или взрыва, год^-1; ρ_П и ρ_а – возможная эффективность (надёжность) профилактических и активных мер; Q^н_ОФП – нормативная вероятность влияния ОФП (принимается равной 10^-6 год^-1).

Значения граничных величин ОФП, превышение которых не допускается с вероятностью выше нормативной, представлены в табл.5.16.

Таблица 5.16

Значения граничных величин ОФП

ОФП	Граничные значения
Обвал конструкций	Не допустимо
Температура, °С	70
Тепловые излучения, Ут/м2	500
Содержание СО, %.	0,1
Содержание СО2, %	6,0
Содержание ПР О2, %	Не менеее 17,0
Потеря видимости, раз	2,4

Под обрушением конструкций понимается разрушительные последствия при взрывах в домах, а также при превышении времени огневого воздействия предела огнестойкости конструкций.

Вероятность возникновения пожара или взрыва в течение года рассчитывается по формуле:

Q_П = Q_ГС×Q_ИВ, (5.34)

где: Q_ГС = Q_Г۰Q_О – вероятность образования горючей смеси (Q_Г – вероятность появления горючего вещества; Q_О – вероятность появления окислителя, обычно Q_О = 1); Q_ИВ=Q_Т× Q_Э; (Q_Т – вероятность появления теплового источника; Q_Э – вероятность достаточной энергии источника; Q_τ – вероятность достаточности времени существования источника).

Вероятность появления достаточного для образования взрывоопасной смеси количества горючего вещества можно рассчитать по формуле:

Q_Г = 1- e^-λτ, (5.35)

где: λ – интенсивность отказа оборудования в течение года, ч^-1; τ – общее время работы оборудования в течение года, ч.

Значение λ вычисляют на основе данных о надёжности технологического оборудования, которые приводятся в документации к оборудованию.

Определение Q_ИВ делают путём анализа условий появления в соответствующем объекте (помещении, технологическом оборудовании) источника, температура, энергия и время контакта которых с горючей средой достаточны для воспламенения.

Оценку величин ρ_П и ρ_а делают по надёжности функционирования соответствующих приспособлений и систем.

Условия безопасного применения электрооборудования регламентируется ПУЭ. Электрооборудование подразделяют на взрывозащищённое, пригодное для пожароопасных зон, и нормального выполнения. Во взрывоопасных зонах позволяется применять только взрывозащищённое электрооборудование, дифференцированное по уровням и видам взрывозащиты, категориям (характеризующиеся безопасным зазором, то есть максимальным диаметром отверстия, через которое пламя данной горючей смеси не способно пройти), группам (которые характеризуются Т_с данной горючей смеси).

Во взрывоопасных помещениях и зонах внешних установок применяют специальное электроосветительное оборудование, выполненное в противовзрывном варианте.