Пена пожарная - Firefighting foam

Пожарные распылили пену на конструкции в Мамонт Хот Спрингс комплекс 10 сентября 1988 г. во время Йеллоустонские пожары.

Пена пожарная это мыло используется для пожаротушение. Его роль заключается в охлаждении огня и покрытии топлива, предотвращая его контакт с кислородом, что приводит к подавлению пожара. горение. Пену для пожаротушения изобрел русский инженер и химик. Александр Лоран в 1902 г.[1]

В поверхностно-активные вещества при использовании должно образовываться пена с концентрацией менее 1%. Остальные компоненты огнезащитных пен являются органическими. растворители (например, триметил-триметиленгликоль и гексиленгликоль ), стабилизаторы пены (например, лауриловый спирт ), и ингибиторы коррозии.

Обзор

  • Пены с низким коэффициентом расширения, такие как AFFF, имеют степень расширения менее 20 раз, обладают низкой вязкостью, мобильны и могут быстро покрывать большие площади.
  • Пены средней кратности имеют степень расширения 20–100.
  • Пены с высоким коэффициентом расширения имеют коэффициент расширения более 200–1000 и подходят для замкнутых пространств, таких как ангары, где требуется быстрое наполнение.
  • Спиртостойкие пены содержат полимер, который образует защитный слой между горящей поверхностью и пеной, предотвращая разрушение пены спиртами в горящем топливе. Спиртостойкие пены используются при тушении пожаров топлива, содержащего оксигенирует, например МТБЭ, или возгорание жидкостей на основе или содержащих полярный растворители.

Пены класса А

Пожарная машина демонстрирует пену класса А в CAFS система

Пены класса А были разработаны в середине 1980-х годов для боевых пожары. Пены класса A снижают поверхностное натяжение воды, что способствует смачиванию и насыщению топлива класса A водой. Это способствует тушению пожара и может предотвратить повторное возгорание.[2] Благоприятный опыт привел к тому, что его приняли для борьбы с другими типами пожары класса А, в том числе структурные пожары.[3]

Пены класса B

Пены класса B предназначены для пожары класса B -огнеопасные жидкости. Использование пены класса A при пожаре класса B может дать неожиданные результаты, поскольку пена класса A не предназначена для удержания взрывоопасных паров, образующихся при воспламенении горючих жидкостей. Пены класса B делятся на два основных подтипа.

Синтетические пены

Синтетические пены на основе синтетических поверхностно-активные вещества. Они обеспечивают лучшую текучесть и растекание по поверхности жидкостей на углеводородной основе для более быстрого подавления пламени. Они имеют ограниченную безопасность после пожара и являются токсичными загрязнителями подземных вод.

Белковые пены

Белковые пены содержат натуральные белки как пенообразователи. В отличие от синтетических пен, протеиновые пены являются биоразлагаемый. Они текут и растекаются медленнее, но при этом создают более термостойкое и прочное пенопластовое одеяло.

Белковые пены включают обычную протеиновую пену (P), фторопротеиновую пену (FP), пленкообразующий фторопротеин (FFFP),[4][требуется полная цитата ] спиртоустойчивый фторопротеин (AR-FP) и спиртоустойчивый пленкообразующий фторпротеин (AR-FFFP).

Приложения

Каждый вид пены имеет свое применение. Пены с высоким коэффициентом расширения используются, когда необходимо быстро заполнить замкнутые пространства, такие как подвал или ангар. При горении разливов используются пены с низкой кратностью расширения. AFFF лучше всего подходит для разливов реактивного топлива, FFFP лучше для случаев, когда горящее топливо может образовывать более глубокие лужи, а AR-AFFF подходит для сжигания спиртов. Наибольшая гибкость достигается с помощью AR-AFFF или AR-FFFP. AR-AFFF необходимо использовать в областях, где бензин смешан с оксигенатами, поскольку спирты предотвращают образование пленки между пеной FFFP и бензином, разрушая пену, делая пену FFFP практически бесполезной.

История противопожарных пен

Вода издавна является универсальным средством тушения пожаров, но не во всех случаях. Например, вода обычно неэффективна при пожарах нефти и может быть опасной. Пены для пожаротушения были разработкой для тушения нефтяных пожаров.

В 1902 году русский инженер и химик ввел метод тушения возгораний горючих жидкостей путем их покрытия пеной. Александр Лоран. Лоран был учителем в школе в Баку, центр российской нефтяная промышленность в это время. Под впечатлением от больших, трудно тушимых нефтяных пожаров, которые он там видел, Лоран попытался найти жидкое вещество, которое могло бы эффективно бороться с ними. Он изобрел пену для тушения пожаров, которая успешно прошла испытания в 1902 и 1903 годах.[1] В 1904 году Лоран запатентовал свое изобретение и разработал первый пенный огнетушитель В том же году.[5]

Исходная пена представляла собой смесь двух порошков и воды, полученную в пеногенераторе. Она была названа химической пеной из-за химического воздействия на нее. В основном использованные порошки были бикарбонат натрия и сульфат алюминия, с небольшим количеством сапонин или же лакрица добавлен для стабилизации пузырей. В ручных пенных огнетушителях использовались те же два химиката в растворе. Чтобы привести в действие огнетушитель, была нарушена герметичность, и устройство перевернулось, что позволило жидкостям смешаться и вступить в реакцию. Химическая пена - это стабильный раствор мелких пузырьков, содержащий углекислый газ с более низкой плотностью, чем масло или вода, и проявляет стойкость для покрытия плоских поверхностей. Поскольку он легче горящей жидкости, он свободно течет по поверхности жидкости и тушит огонь путем удушения (удаления / предотвращения кислорода). Химическая пена сегодня считается устаревшей из-за того, что требуется много контейнеров с порошком даже для небольших пожаров.

В 1940-х годах Перси Лавон Джулиан разработали улучшенный тип пены, названный Аэрофоам. Используя механическое воздействие, жидкость белок концентрат на основе соевый протеин, смешивался с водой либо в дозаторе, либо в аэрирующем сопле с образованием пузырьков воздуха со свободным течением. Его коэффициент расширения и простота обращения сделали его популярным. Белковая пена легко загрязняется некоторыми горючими жидкостями, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы пена наносилась только над горящей жидкостью. Протеиновая пена обладает медленными ударными характеристиками, но экономична для обеспечения послепожарной безопасности.

В начале 1950-х годов пена с высокой кратностью была разработана компанией Герберт Эйснер в Англии в Исследовательском центре по безопасности шахт (ныне Лаборатория здоровья и безопасности ) для тушения пожаров в угольных шахтах. Уилл Б. Джемисон, горный инженер из Пенсильвании, прочитал о предлагаемой пене в 1952 году и запросил дополнительную информацию об этой идее. Он приступил к работе с Горным бюро США над этой идеей, проверив 400 формул, пока не было найдено подходящее соединение. В 1964 году Walter Kidde & Company (ныне Kidde ) купил патенты на пену высокой кратности.[6]

В 1960-е гг. National Foam, Inc. развитый фторопротеин мыло. Его активный агент - фторированное поверхностно-активное вещество который обеспечивает маслоотталкивающее свойство для предотвращения загрязнения. В общем, это лучше, чем протеиновая пена, потому что ее более длительный срок службы одеяла обеспечивает большую безопасность, когда требуется вход для спасения. Пена с фторопротеинами обладает быстродействующими характеристиками, ее также можно использовать вместе с сухими химикатами, разрушающими белковую пену.

В середине 1960-х годов ВМС США разработали водную пленкообразующую пену (AFFF). Эта синтетическая пена имеет низкую вязкость и быстро растекается по поверхности большинства углеводород топливо. Под пеной образуется водная пленка, которая охлаждает жидкое топливо, останавливая образование легковоспламеняющихся паров. Это обеспечивает драматическое поражение при пожаре, что является важным фактором аварийно-спасательного пожаротушения.

В начале 1970-х годов компания National Foam, Inc. изобрела спиртоустойчивую технологию AFFF. AR-AFFF - это синтетическая пена, разработанная как для углеводородов, так и для полярный растворитель материалы. Полярные растворители - это горючие жидкости, разрушающие обычную пену для пожаротушения. Эти растворители извлекают воду, содержащуюся в пене, разрушая пенный покров. Следовательно, для этих видов топлива требуется пена, устойчивая к спиртам или полярным растворителям. Спиртоустойчивую пену необходимо отразить от поверхности и дать ей стечь вниз и по жидкости, чтобы сформировать ее мембрану, по сравнению со стандартной AFFF, которую можно распылять прямо на огонь.

В 1993 году Pyrocool Technologies Inc. приобрела патентные права на смачивающий агент с превосходными охлаждающими свойствами, который эффективен при пожарах классов A, B, D, а также при пожарах под давлением и трехмерных пожарах с участием топлива на основе углеводородов и полярных растворителей, таких как как спирт и этанол. Смачивающий агент продается под названием Pyrocool. Компания Pyrocool Technologies Inc. была удостоена президентской премии в области экологической химии от USEPA в 1998 году. Кэрол Браунер, администратор Агентства по охране окружающей среды США в 1998 году, описала Pyrocool как «Технологию третьего тысячелетия: разработка и коммерческое внедрение экологически ответственного агента пожаротушения и охлаждения».

В 2010 году французская компания Orchidee International разработала первую пену FFHPF, не содержащую фтора, с самыми высокими характеристиками. Пена достигла 97% -ной способности к разложению и в настоящее время продается Orchidee International под торговой маркой «BluFoam». Пена используется в количестве 3% как при пожарах углеводородов, так и полярных растворителей.

Проблемы окружающей среды и здоровья

Исследования показали, что ПФОС это стойкий, биоаккумулятивный и токсичный загрязнитель.[7][8][9] Он был добавлен в Приложение B Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях в мае 2009 г.[10] Постановлениями США, Канады, Европейского Союза, Австралии и Японии запрещено производство новых продуктов на основе ПФОС, в том числе противопожарных пен.[11] 3M прекратила производство ПФОС в 2002 году из-за опасений по поводу токсичности.[12]

Одно исследование, опубликованное в 2015 году, показало, что пожарные чаще использовали фторированные вещества. поверхностно-активные вещества в их кровь транслировать.[13] В 2016 г. ВВС США заплатил 4,3 миллиона долларов за систему водоподготовки для жителей ниже по течению База ВВС Петерсон в Колорадо.[14][15]

В Соединенных Штатах сбросы AFFF с судов в поверхностные воды регулируются Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Министерство обороны, в соответствии с Закон о чистой воде.[16][17]

В Австралии в 2015 г. Управление по охране окружающей среды Нового Южного Уэльса после загрязнения источника воды вблизи База RAAF Williamtown. Сообщалось, что поверхностные воды, грунтовые воды и рыба содержат химические вещества из противопожарных пен, выпущенных местными жителями. Королевские ВВС Австралии базы до изменения протокола обучения в 2008 году.[18] Жителям этого района посоветовали не употреблять буровую воду, кроме яиц и морепродуктов из фауны, подвергшихся воздействию загрязненной воды.[19] Это открытие привело к запрету всех видов рыбной ловли в водах Фуллертон Коув до начала октября 2016 г.[20][21]

По состоянию на 2017 год то Министерство обороны занимается двумя групповыми исками, поданными лицами, пострадавшими от заражения в Уильямтауне и Центр армейской авиации Оки.[22][23] Наряду со многими аэропортами и пожарными службами, Министерство обороны расследует возможное заражение на 18 военных объектах по всей Австралии.[24] В Williamtown он также проводит исследования по поглощению и остаточному загрязнению растений, кур и яиц.[25]

В декабре 2017 г. Министр окружающей среды объявил, что уровни ПФОС и ПФОК выше допустимого были обнаружены в грунтовых водах в двух Королевские ВВС Новой Зеландии основания, предположительно от исторического использования пены для пожаротушения, содержащей эти вещества.[26] Жителям, проживающим рядом с авиабазами, было приказано пить воду в бутылках, пока не будут проведены более обширные испытания.[27]

В 2020 году правительственные учреждения штата США планируют утилизировать противопожарную пену путем сжигания или захоронения. Штаты утилизируют почти 1 миллион галлонов США (3800 кг) пены. Потенциальные риски для здоровья от сжигания AFFF все еще изучаются EPA и государственными агентствами.[28]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Лоран и огнетушитель В архиве 27 июля 2011 г. Wayback Machine на p-lab.org (на русском)
  2. ^ Брошюра по Phos Chek WD881 (PDF), Фос-Чек, архивировано из оригинал (PDF) 5 января 2009 г., получено 5 декабря 2008
  3. ^ «Пена класса А: вопросы и ответы». Архивировано из оригинал 29 сентября 2005 г.
  4. ^ Пункт 1 BS 5306-6.1
  5. ^ История огнетушителя (на русском)
  6. ^ Кирни, Пол (февраль 1966). "Закрой окна!". Популярная механика. Vol. 125 нет. 2. Журналы Hearst. С. 136–139, 210–212. ISSN  0032-4558.
  7. ^ ОЭСР (2002). "Оценка опасности Перфтороктановый сульфонат (ПФОС) и его соли ". ENV / JM / RD (2002) 17 / FINAL (стр. 5).
  8. ^ "Насколько безопасна пена для пожаротушения?". FireRescue1. Получено 14 февраля 2017.
  9. ^ "'По мнению аналитика, фильм "Темные воды" представляет опасность для 3M ". Загрязнение AFFF на армейских базах. Получено 20 ноября 2019.
  10. ^ Правительства объединяются, чтобы ускорить сокращение глобальной зависимости от ДДТ и добавить девять новых химических веществ в соответствии с международным договором. Женева: Секретариат Стокгольмской конвенции. 8 мая 2008 г.
  11. ^ «Информационный бюллетень по пожарным агентам AFFF» (PDF). Арлингтон, Вирджиния: Коалиция противопожарной пены. 2017 г.
  12. ^ Пелли, Джанет. «Новые фторированные поверхностно-активные вещества обнаружены в крови пожарных - химические и технические новости». Получено 19 ноября 2016.
  13. ^ Ротандер, Анна; Кяррман, Анна; Toms, Leisa-Maree L .; Кей, Маргарет; Мюллер, Йохен Ф .; Гомес Рамос, Мария Хосе (2015). «Новые фторированные поверхностно-активные вещества, предварительно идентифицированные у пожарных с использованием жидкостной хроматографии, квадрупольной времяпролетной тандемной масс-спектрометрии и подхода« случай-контроль »». Экологические науки и технологии. 49 (4): 2434–2442. Bibcode:2015EnST ... 49.2434R. Дои:10.1021 / es503653n. ISSN  0013-936X.
  14. ^ Финли, Брюс (10 мая 2017 г.). «Повышенный уровень заболеваемости раком обнаружен к югу от Колорадо-Спрингс, где источники воды содержат токсичные химические вещества». Denver Post.
  15. ^ «Загрязненная вода возле баз Колорадо намекает на более широкие проблемы безопасности». Нью-Йорк Таймс. 26 июля 2016 г.. Получено 19 ноября 2016.
  16. ^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA), Вашингтон, округ Колумбия (12 апреля 2013 г.). "Финал Национальная система удаления выбросов загрязняющих веществ (NPDES) Общее разрешение на сбросы, связанные с нормальной эксплуатацией судна ». Федеральный регистр. 78 FR 21938.
  17. ^ DOD и EPA (11 января 2017 г.). «Единые национальные стандарты сброса для судов Вооруженных сил - Фаза II, первая партия». Федеральный регистр, 82 FR 3173.
  18. ^ «Министерство обороны и правительство штата Новый Южный Уэльс расследуют химические вещества вокруг базы RAAF в Уильямтауне». СМИ и информация. Сидней: Управление по охране окружающей среды Нового Южного Уэльса. 3 сентября 2015 года. Архивировано с оригинал 12 сентября 2015 г.
  19. ^ «Экспертная группа рекомендует положить конец запрету на устрицы, провести дальнейшее тестирование рыбы». Главный научный сотрудник и инженер. Сидней: Правительство Нового Южного Уэльса. 2 октября 2015 г.
  20. ^ Крис Рэй (25 марта 2016 г.). "Что происходит с водой в Уильямтауне?". Sydney Morning Herald. Fairfax Media. Получено 15 августа 2017.
  21. ^ Тонкин, Эмма; Кук, Карли (27 сентября 2016 г.). «Запрет на рыбную ловлю введен из-за загрязнения, которое должно быть снято к северу от Ньюкасла». ABC News. Получено 25 октября 2017.
  22. ^ Дэниел Бурдон (21 апреля 2017 г.). «Федеральное правительство рассматривает вопрос о прекращении использования токсичных химикатов для пожаротушения». Канберра Таймс. Fairfax Media. Получено 15 августа 2017.
  23. ^ Грегори, Кэтрин (12 мая 2017 г.). «Жители Уильямтауна недовольны разоблачениями Министерства обороны задерживают информацию о заражении». ABC News (Австралия). Получено 17 августа 2017.
  24. ^ "Программа расследования и управления PFAS". Министерство обороны. Получено 16 августа 2017.
  25. ^ «Исследования поглощения PFAS растениями, курицей и яйцами». Министерство обороны. Получено 16 августа 2017.
  26. ^ «Агентства, расследующие возможное загрязнение воды». Радио Новой Зеландии Новости. 7 декабря 2017 г.. Получено 8 декабря 2017.
  27. ^ «Силы обороны знали о возможном заражении в течение нескольких месяцев». Радио Новой Зеландии Новости. 8 декабря 2017 г.. Получено 8 декабря 2017.
  28. ^ Кариньян, Сильвия; Клюки, Кешия (16.07.2020). «Штаты должны выбросить почти 1 миллион галлонов пены PFAS». Отчет об окружающей среде и энергетике. Закон Блумберга.

дальнейшее чтение

  • Associated Fire Protection 16 сентября 2006 г.
  • Кларк, Уильям Э. Принципы и методы пожаротушения. Нью-Джерси: Сэдл-Брук, 1991.
  • Хоторн, Эд. Нефтяные жидкости: контроль пожаров и аварийных ситуаций. Нью-Джерси: Энглвудские скалы, 1987
  • Рихер, Антон. Нововведение: продвижение идей пожаротушения. Vol. 20 № 6, журнал Industrial Fire World. 5 октября 2005 г. [1]
  • http://fireworld.com/Archives/tabid/93/articleType/ArticleView/articleId/86678/Innovation.aspx
  • Рени, Варгезе Биоразлагаемые противопожарные пены. Дубай: журнал, 2007.

внешняя ссылка