Какое влияние оказывают нефтепродукты на свойства пенообразователя

Применение пены в качестве огнетушащего средства произвело фурор в области пожаротушения, а в частности при тушении легковоспламеняемых и горючих жидкостей. Хотя первые попытки внедрить А.Г. Лораном, этот вид огнетушащего средства не увенчались успехом, со временем, все поняли, на сколько эффективнее это средство по сравнению с другими.

Что такое пожарная пена

Если объяснять понятным языком то пожарная пена – это, по сути, обычные «мыльные» пузыри, которые получаются из специального пожарного пенообразователя при его разбавлении водой и последующем прохождении через пеногенераторы.

Тушение пожаров пеной

Как Вам уже стало понятно, основной составляющей пожарной пены является пожарный пенообразователь, который за счет поверхностно-активных веществ (ПАВ) имеет способность пениться в значительном количестве при малой концентрации.

ПАВ – за частую, являют собой органические или синтетические белковые соединения которые растворяются в воде.

Классификация

В связи с разнообразностью легковоспламеняющихся и горючих жидкостей возникла необходимость разработки и усовершенствования пожарного пенообразователя для разнообразных целей пожаротушения.

Таким образом на сегодняшний день пенообразователи и пены классифицируются по назначению, структуре по химической природе поверхностно-активного вещества и по способу образования:

по природе основного поверхностно-активного вещества:

протеиновые (белковые);
синтетические углеводородные;
фторсодержащие.

по способу образования:

химические (конденсационные);
воздушно-механические;
барботажные;
струйные.

по назначению:

общего назначения;
целевого назначения;
пленкообразующие.

по структуре:

высокодисперсные;
грубодисперсные;

по кратности:

низкократные, пеноэмульсии;
средней кратности;
высокократные.

Характеристика

ПО-1	Водный раствор нейтрализованного керосинового контакта 84±3%, костный клей для стойкости пены 5 ± 1 % синтетический этиловый спирт или концентрированный этиленгликоль 11 ± 1 %. Температура замерзания не превышает -8 °С. Является основным пенообразующим средством для получения воздушно-механической пены любой кратности. При тушении нефтей и нефтепродуктов концентрация водного раствора ПО-1 принимается 6%. При тушении других веществ и материалов используют растворы с концентрацией 2 – 6 %.
ПО-3А	Водный раствор смеси натриевых солей вторичных алкилсульфатов. Содержит 26±1 % активного вещества. Температура замерзания не выше – 3°С. При применении разбавляют водой в пропорции 1 : 1 с использованием дозирующей аппаратуры, рассчитанной на пенообразователь ПО-1. Для получения пены применяют водный раствор с концентрацией 4 – 6 %.
ПО-6К	Изготовляют из кислого гудрона при сульфировании гидроочищенного керосина. Содержит 32 % активного вещества. Температура замерзания не выше -3°С. Для получения пены при тушении нефтепродуктов используют водный раствор с концентрацией 6 %. В других случаях концентрация водного раствора может быть меньше.
«Сампо»	Состоит из синтетического поверхностно-активного вещества (20%), стабилизатора (15%), антифризной добавки (10%) и вещества, снижающего коррозионное действие состава (0,1 %). Температура застывания – 10°С. Для получения пены используют водный раствор с концентрацией 6 %. Применяют при тушении нефти, неполярных нефтепродуктов, резинотехнических изделий древесины, волокнистых материалов, в стационарны системах пожаротушения и для защиты технологических установок.

Влияние состава пенообразователя на свойства пены

Основные показатели, которые необходимо учитывать пожарным во время пожаротушения являются: назначение пенообразователя (общее, целевое или пленкообразующее) и кратность.

Направленность и назначение

Пенообразователи целевого назначения способны вырабатывать пену, которая хорошо сохраняется на поверхности очага возгорания (бензина, нефти), то есть, может длительное время не разрушаться на открытом воздухе. Такие свойства пожарной пены создаются за счет того, что в состав пенообразователя входят несколько компонентов.

Также пенообразователи целевого назначения необходимы для тушения легковоспламеняющихся органических жидкостей растворимых в воде, например, спирта. За счет введение в состав пенообразователя некоторых полимеров, которые в свою очередь в последствие отделяют спирт от пены толстой полимерной пленкой.

К пенообразователям целевого назначения также можно отнести морозоустойчивые пенообразователи, соответственно они используются в регионах или климатических условиях с постоянно низкими температурами.

Универсальные и многоцелевые пенообразователи говорят сами за себя. По этому этот вид пенообразователя самый распространенные среди пожарных.

Пленкообразующие пенообразователи это особый вид пенообразователя который применяют при тушении возгораний углеводородного топлива (авиационное топливо, горючие газы и др.), а также во время подслойного тушения пожаров в резервуарах. За счет образования пленки на поверхности горючего он предотвращает повторное воспламенение.

Следующая важная характеристика пожарной пены это ее кратность.

Кратностью пены (К) называется отношение объема пены (Vп) к объему жидкости в пене (Vж ):

К= Vп / Vж

Так как пена это пузыри надутые воздухом, что является неустойчивой дисперсной системой, в которой, с момента образования, начинает протекать процесс переноса воздуха от пузырька к пузырьку в результате общее количество пузырьков и объем пены уменьшается, а также выделяется вода.

В зависимости от величины кратности пены разделяют на четыре группы:

пеноэмульсии, вода с смачивателем К<3
низкократные пены, 3 < К< 20;
пены средней кратности, 20 < К< 200;
пены высокой кратности, К > 200.

В пожаротушении используются все виды кратности пожарной пены. Получить различную кратность пены можно за счет разнообразных приборов и пеногенерирующих устройств (установок):

пеноэмульсии — соударением свободных струй раствора, для тушения пожаров нефти в амбарах;
низкократные пены — в пеногенераторах, в которых эжектируемый воздух перемешивается с раствором пенообразователя – стволы СВП;

Тушение пеной низкой кратности

пена средней кратности — на металлических сетках эжекционных пеногенераторов – ГПС-200; 600; 2000;

Тушение пеной средней кратности

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

Получение пеной высокой кратности

Читайте дополнительный познавательный материал по теме:

Дозирование пенообразователей повышенной вязкости насосными установками пожарных автоцистерн. Рекомендации ФГУ ВНИИПО МВД России, 2001

Источник

Горение нефти и нефтепродуктов

Тушение нефти и ее продуктов – дело сложное, специфическое и требующее особого подхода, что связано с особенностями горения этих веществ. Взрывы, мощное тепловое излучение, сопровождающееся высоким пламенем и огромным количеством дыма – так на деле выглядит пожар класса В1.

Сложность тушения нефти вызвана следующими факторами:

возможность образования, так называемых, карманов, и протекание процесса горения в них вне зависимости от основного очага;
большой слой (до 1 метра) горючего слоя;
недостаточная эффективность тушения при низких значениях температуры окружающей среды;
быстрое распространение огня, что особенно опасно, если рядом находятся другие резервуары с нефтепродуктами.

Особенности тушения

Тушат горящую нефть пеной (кратность пены – средняя либо низкая), которую подают на поверхность очага.

Принцип действия прост – пена изолирует горючую поверхность от пламени. Накапливаясь все в большем количестве, пена отделяет горючую жидкость от теплового потока огня, охлаждает ее, снижает парообразование и в конечном итоге уменьшает интенсивность пожара.

При этом большое значение имеет качество самой пены и ее подача. Наибольшей эффективностью будет обладать такая пена, которая сможет всплыть на поверхность через слой горючей нефти и распространиться поверху, обтекая при этом любые конструкции и выравнивая температуру очага горения.

Пена должна подаваться до того момента, как горение полностью прекратится и еще не меньше чем 5 минут после с целью предотвратить повторное возгорание.

Способы тушения нефти

При планировании тушения такого вида пожара необходимо учитывать 2 способа подачи пены:

Сверху.
Подслойно (под горючий слой).

Для того чтобы эффективно потушить пожар делается трехкратный запас пенообразователя, в расчете на время 15 мин. в первом случае и 10 мин. – во втором.

Виды пенообразователей для тушения нефти и нефтепродуктов

Пенообразователем называют концентрированный раствор воды с ПАВами, куда добавлены стабилизирующие вещества. Предназначение пенообразователя, исходя из самого названия, – это получение пены, используемой для тушения пожара.

Есть определенные разновидности пенообразователей, используемых для выработки пены при тушении горения нефти, в зависимости от состава добавочных веществ:

синтетические углеводородные;
синтетические фторсодержащие, пленкообразующие;
протеиновые.

Все эти пенообразователи отличаются повышенной огнетушащей способностью.

Характеристики пенообразователей для тушения нефти

Подробные технические требования к пенообразователям, предназначенным для подслойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, а также методы испытаний содержатся в НПБ № 203-98.

По требованиям безопасности пенообразователи для тушения нефти и ее продуктов не должны:

• иметь класс опасности по воздействию на здоровье человека более 3-го;
• иметь способность самостоятельно возгораться;
• быть причиной образования вторичных опасных соединений (при производстве).

Пенообразователи обязательно должны быть безопасными в плане инициации взрывов и пожаров, и могут иметь слабое кумулятивное и кожно-резорбтивное действие.

К показателям достаточного качества пенообразующего раствора относятся:

• по внешнему виду – однородная жидкость, не содержащая включений, осадка и пр.;
• по кинематической вязкости (при 20°С) – до 200;
• по значениям рН – от 6,5 до 9,0;
• по поверхностному натяжению – 17,5 и более мН/м;
• по межфазному натяжению на границе раздела с гептаном – от 2,5 мН/м;
• по кратности пены – больше 6,0;
• по температуре замерзания – не больше, чем 15°С;
• по времени, необходимом, чтобы затушить пожар – до 50 с;
• значения плотности и устойчивости устанавливаются в нормативной технической документации.

Интенсивность подачи низко- и средне кратной пены при возгорании нефти в резервуарах отличается. Нормативные значения описаны в Руководстве по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках, утвержденном соответствующими пожарными органами РФ.

Правила упаковки пенообразователей, маркировки, способов транспортировки и хранения указаны в ГОСТе № 1510.

Эффективное тушение самой нефти и ее продуктов возможно пенными растворами, образующимися из высококачественных, отвечающих всем требованиям и нормам пенообразователей.
«Комплексная безопасность» поставляет только такие пенообразователи для тушения нефти и нефтепродуктов. Мы гарантируем все необходимые эксплуатационные характеристики пенообразователей, соответствие раствора требованиям ГОСТ, нормативам и НТД.

Источник

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ

В зависимости от области применения пенообразователи в России согласно ГОСТ 4.99-83 делятся на две группы: общего и целевого назначения. Пенообразователи общего назначения (ПО-ЗАИ, ПО-ЗНП и другие) имеют углеводородную основу и предназначены для получения пены или растворов смачивателей для тушения пожаров твердых сгораемых материалов (класс А) и горючих жидкостей (класс В).

Пенообразователи целевого назначения (фторированные) используются при тушении нефти, нефтепродуктов и полярных органических жидкостей. В эту же группу включен пенообразователь “Морской”, имеющий углеводородную основу. Последний может применяться для получения пены с использованием морской воды, и предназначен для тушения горючих жидкостей на судах и объектах морского флота.

По способности разлагаться под действием микрофлоры водоемов и почв пенообразователи делятся на биологически мягкие (биоразлагаемость более 80 %) и биологически жесткие. Биоразлагаемость пенообразователя указывается в его технических характеристиках (табл. 1).

За рубежом пенообразователи в зависимости от поверхностно-активной основы делятся на протеиновые (белковые), фторпротеиновые, синтетические (углеводородные), фторсинтетические пленкообразующие (AFFF) и фторпротеиновые пленкообразующие (FFFP).

Протеиновые пенообразователи состоят из гидролизованного белка с добавками стабилизаторов. Они образуют пену низкой кратности, обладающую высокой теплостойкостью, растекаемостью и предупреждающую повторное воспламенение паров топлива. Эти пенообразователи предназначены для тушения углеводородов. К их недостаткам относится способность смешиваться и загрязняться углеводородами, что требует очень мягкой (плавной) подачи пены на горящую поверхность. Протеиновые пенообразователи в России не нашли применения.

Фторпротеиновые пенообразователи состоят из смеси гидролизованных и стабилизированных белков с органическими олеофобными поверхностно-активными веществами. Наличие фторированных поверхностно-активных веществ позволяет получать пену, устойчивую к загрязнению углеводородами, и подавать ее навесными струями непосредственно на поверхность горящей жидкости. Кроме того, фторпротеиновая пена обладает повышенной огнетушащей способностью и сопротивляемостью к повторному воспламенению, в том числе и при наличии горячих металлических предметов в зоне горения.

Синтетические пенообразователи предназначены для получения пены низкой, средней и высокой кратности. Получаемая из них пена недостаточно устойчива при контакте с нагретыми углеводородами и твердыми предметами. Поэтому за рубежом их не рекомендуют для тушения пожаров в крупных резервуарах и при больших проливах. Пену средней и высокой кратности рекомендуется применять для тушения пожаров в ангарах, корабельных отсеках, машинных залах, галереях и т. д.

Пленкообразующие пенообразователи состоят из смеси углеводородного и фторуглеродного пленкообразующего поверхностно-активного вещества. Фторуглеродный компонент снижает поверхностное натяжение водного раствора пенообразователя до величины, меньшей, чем у нефтепродуктов. Вследствие этого пленка раствора, выделяющегося из пены, растекается по поверхности топлива и резко сокращает скорость его испарения. Кроме того, фторуглеродный компонент пенообразователя придает пене инертность к углеводородным жидкостям, что существенно снижает возможность загрязнения пены топливом и позволяет подавать низкократную пену в очаг пожара навесной струей или в нижнюю часть резервуара под слой нефтепродукта. Огнетушащая эффективность пены из пленкообразующих пенообразователей типа AFFF значительно выше, чем пены из синтетических (углеводородных) пенообразователей.

Фторпротеиновые пленкообразующие пенообразователи типа FFFP предназначены для получения низкократной пены, сочетающей в себе повышенную огнетущащую эффективность, присущую пене из пленкообразующих составов, и надежность,

характерную для пены из фторпротеиновых пенообразователей. Такая пена имеет хорошую текучесть, повышенную устойчивость к загрязнению нефтепродуктами, а также сопротивляемость к повторному воспламенению топлива, образует устойчивую изолирующую пленку на поверхности углеводородов, в том числе и при наличии горячих поверхностей, прочно прилипает к металлическим конструкциям. Кроме того, достоинствами пенообразователей являются длительный гарантийный срок хранения, низкая температура замерзания, возможность получения пены с водой любой жесткости, в том числе и с морской, а также совместимость пены с сухими порошками при их раздельной подаче. Сравнительная характеристика огнетушащих свойств различных видов пенообразователей представлена в табл. 1, 2.

Основные регламентируемые параметры пенообразователей и рабочих водных растворов:

поверхностное натяжение рабочего раствора пенообразователя – не выше 18 мН • м-1;

межфазное поверхностное натяжение на границе с гептаном – не менее 3,0 мН • м’1;

вязкость концентрата пенообразователя при температуре 20 °С – не более 100 сСт;

пенообразующая способность пенообразователя не должна зависеть от жесткости воды, применяемой для приготовления рабочего раствора;

пенообразователь не должен содержать осадка и посторонних примесей;

по токсичности пенообразователь должен соответствовать четвертому классу опасности (ГОСТ 12.1.007);

температура замерзания – не ниже минус 15 °С;

концентрация рабочего раствора 3 или 6 % (об.);

срок хранения концентрата пенообразователя – не менее 10 лет.

Предпочтительным является применение биологически разлагаемых пенообразователей.

Таблица 2

Огнетушащие свойства различных видов пенообразователей

Показатели	Протеиновый	Синтетический	Фторпротеиновый	Фторсинтетический пленкообразующий	Фторпротеиновый пленкообразующий
Скорость тушения	*	***	***	****	****
Сопротивляемость к повторному возгоранию	****	*	****	***	***
Устойчивость к углеводородам	*	*	***	****	****

Обозначения: * – слабая; ** – средняя; *** – хорошая; **** – отличная.

Приложение 2

Таблица 1

Технические показатели отечественных пенообразователей, имеющих Российский Сертификат пожарной безопасности

Показатели	Пенообразователи общего назначения				Пенообразователи целевого назначения
	Пенообразователи общего назначения				Фторсодержащий пленкообраэующий		Фторсодержащие
	ПО-6НП	ПО-ЗНП	ТЭАС	ПО-6ТС	Подслойный (Новороссийск)	no-6A3F	ПО-6ФП
Плотность при 20 С, кг • м3 • 103	1,04	1,066	1,046	1,05	1,06	1,035	1,04
Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2 с-1, не более	50	50	40	40	30	50	50
Температура застывания,°С, не выше	-8	-3	-8	-3	-15 (-35 по заказу)	-5	-5
Водородный показатель рН	7,0-100	7,0-10,0	7,5-9,0	7,8-10,0	6,0-8,0	6,5-10	6,5-10
Концентрация рабочего раствора, % (об.)	6	3	6	6	6	6	6
Срок годности, лет, не менее	3	3	3	3	15	5	5
Биоразлагаемость	Б/М	Б/м	Б/м	Б/м	Б/м	Б/м	Б/м

Таблица 2

Технические показатели зарубежных пенообразователей, имеющих Российский Сертификат пожарной безопасности

Показатели	Пленкообразующие фторсодержащие пенообразователи
	Сокращенное обозначение пенообразователей
	HYDRAL-3	FC-203	FC-206AF	“PETROFILM”	STHAMEX-AFFF
	“Гидрал 3”	“Легкая водатм”		“Петрофильм”	“Штамекс”
Плотность при 20 С, кг • м3 • 103	1 01…1,08	1 01…1,16	1 01…1 12	1 01…1,10	1,01…1,10
Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2 с-1, не более	40	35	30	50	40
Температура застывания,°С, не выше	1 (-35 по заказу)	-18	-18 (-30 по заказу)	18 (-40 no заказу)	-15 (-40 по заказу)
Водородный показатель рН	7,5…9,0	6,5…8,5	6,5… 8,5	6,5.. 8,5	6 5-8,5
Концентрация рабочего раствора, % (об )	3	3	6	6	3 или 6
Срок годности, лет, не менее	Более 15	Более 15	Более 15	Более 15	Более 15
Биоразлагаемость	Б/м	Б/м	Б/м	Б/м	Б/м

Изменения и дополнения в Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках

(информационное письмо ГУГПС от 19.05.00 № 20/2.3/1863)

Таблица 2.1

Нормативные интенсивности подачи пены средней кратности для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах

№ п/п	Вид нефтепродукта	Нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя, л м2 с’
		Пенообразователи общего назначения	Пенообразователи целевого назначения
		Углеводородные	Фторсодержащие
		Углеводородные	не пленкообразующие	пленкообразующие
1	Нефть и нефтепродукты с Твсп 28° С и ниже и ГЖ нагретыe выше Твсп	0,08	0,06	0,05
2	Нефть и нефтепродукты с Твсп более 28 °С	0,05	0,05	0,04
3	Стабильный газовый конденсат	–	0,12	0,1

Примечание: Для нефти с примесями газового конденсата, а также для нефтепродуктов, полученных из газового конденсата, необходимо определение нормативной интенсивности в соответствии с действующими методиками.

Таблица 2.2

Нормативная интенсивность подачи пены низкой кратности для тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах*

№ п/п	Вид нефтепродукта	Нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя, л м2 с’
		Фторсодержащие пенообразователи “не пленкообразующие”		Фторсинтетические “пленкообразующие” пенообразователи		Фторпротеиновые “пленкообразующие” пенообразователи
		на поверхность	в слой	на поверхность	в слой	на поверхность	в слой
1	Нефть и нефтепродукты с Твсп 28° С и ниже	0,08	–	0,07	0,10	0,07	0,10
2	Нефть и нефтепродукты с Твсп более 28 °С	0,06	–	0,05	0,08	0,05	0,08
3	Стабильный газовый конденсат	0,12	–	0,10	0,14	0,10	0,14

* – вновь сертифицируемые пенообразователи для подачи в слой горючего должны соответствовать НПБ 203-98

Источник