Огнетушащие свойства различных видов пенообразователей

Обозначения: * - слабая, ** - средняя, *** - хорошая, **** - отличная.

Примечания:

1. Для тушения полярных жидкостей используется пенообразователи FC – 602 и AFFF – AR.

2. В некоторых климатических зонах используются низкотемпературные пенообразователи с температурой замерзания (- 20С) ПО- 6МТ и с температурой (- 30С) ПО ТЭАС-НТ.

3. Для получения пены из морской воды используется пенообразователь «МОРПЕН» ПО-6НП.

Устойчивость пены. Пена – это структурированная дисперсная система, состоящая из деформированных пузырьков воздуха и жидкости, содержащейся в пленках и каналах.

Отношение объема пены V1 к объему жидкости в пене V0 называется кратностью К:

К = V1/ V0.

Пена является неустойчивой дисперсной системой С момента образования в пене начинается процесс диффузионного переноса воздуха из маленьких пузырьков в большие, в результате число пузырьков со временем уменьшается, а их средний размер увеличивается.

Водный раствор через систему каналов степенно выделяется из пены. Этот процесс традиционно называют синерезисом.

Общей характеристикой устойчивости пены является ее способность сохранять параметры исходной структуры.

Различают следующие показатели устойчивости пены:

Устойчивость объема пены. Характеризуется временем разрушения 25% от исходного объема.

Устойчивость структурная. Характеризуется временем изменения среднего диаметра пузырьков на 25% от исходной величины.

Контактная устойчивость на поверхности полярных горючих жидкостей. Характеризуется временем полного разрушения пены.

Термическая устойчивость. Характеризуется временем разрушения всего объема пены под действием теплового потока от факела пламени.

Устойчивость изолирующего действия. Характеризуется временем, в течение которого слой пены препятствует воспламенению жидкости открытым источником пламени.

Причиной контактного теплового разрушения пены является десорбция молекул поверхностно-активного вещества – пенообразователя, потеря поверхностной активности молекул при высокой температуре раствора в пленках пены.

При контакте пены с органическими водорастворимыми ГЖ в каналах пены образуется смешанный раствор, в котором молекулы пенообразователя хорошо растворимы. В таком растворителе не образуется мицелл, поскольку растворы являются истинными, молекулярными, т.е. молекулы не адсорбируются на границе "раствор-воздух".

Аналогичная ситуация возникает и при нагревании раствора пенообразователя. По мере увеличения температуры повышается молекулярная (истинная) растворимость молекул ПАВ и они перестают концентрироваться на поверхности.

Снижение поверхностной активности молекул ПАВ происходит по мере увеличения в вводно-органической смеси концентрации горючего компонента или по мере увеличения температуры водного раствора.

Кратность пены. В зависимости от величины кратности, пены разделяют на четыре группы:

- пеноэмульсии (К < 3);

- пены низкой кратности (3 < К < 20);

- пены средней кратности (20 < К < 200);

- пены высокой кратности (К > 200).

Воздушно-механические пены (ВПМ) средней и высокой кратности:

- хорошо проникают в помещения, свободно преодолевают повороты и подъемы;

- заполняют объемы помещений, вытесняют нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижают температуру в помещении в целом, а также строительных конструкций и т.п.;

- прекращают пламенное горение и локализуют тление веществ и материалов, с которыми соприкасаются;

- создают условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания (при соответствующих мерах защиты органов дыхания и зрения от попадания пены).

В практике тушения пожаров используются все четыре вида пены, которые получают различными способами и устройствами:

- пеноэмульсии — соударением свободных струй раствора;

- пены низкой кратности — пеногенераторами, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя;

- пена средней кратности образуется на металлических сетках эжекционных пеногенераторов;

- пена высокой кратности получается на генераторах с перфорированной поверхностью тонких металлических листов или на специальном оборудовании, в результате принудительного наддува воздуха в пеногенератор от вентилятора.

Устойчивость пены к обезвоживанию во многом определяет ее изолирующее действие, которое выражается в снижений скорости поступления паров горючего в зону горения. Чем больше пена теряет жидкости, тем тоньше становятся пленки пены, тем меньше они препятствуют испарению горючего.

Скорость синерезиса определяется эффективным диаметром пенных каналов, высотой слоя пены и подвижностью поверхности пенных каналов. Если стенки каналов жесткие, то течение жидкости будет определяться вязкостью раствора.