Разработка методики тушения металлов и металлосодержащих соединений передвижными порошковыми огнетушителями

Аннотация. Отмечены особенности горения и тушения металлов и металлосодержащих соединений. Эти материалы широко применяются на специальных производствах, таких как объекты Росатома, Военнопромышленного комплекса, авиастроительной отрасли, Роскосмоса, а также промышленности, где используются металлы и металлорганические соединения. Поднят вопрос наличия существующего нормативного пробела в части требований к огнетушителям для тушения возгораний металлов и металлосодержащих соединений (пожаров класса D), применяемых на различных объектах. Разработана методика огневых испытаний передвижных огнетушителей для тушения пожаров класса D. Работа проведена на основании метода по определению показателя огнетушащей способности огнетушащих порошков специального назначения, используемого в странах-участницах ЕАЭС, и подхода, установленного для тушения модельных очагов пожара класса D в зарубежной практике.

Введение

На производственных и складских предприятиях потенциально возможно возгорание достаточно большого количества активных металлов и их соединений. Одним из наиболее эффективных способов защиты имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий их воздействия в начальной его стадии является применение передвижных огнетушителей. Здания (помещения) производственного и складского назначения должны быть оснащены передвижными огнетушителями, позволяющими в начальной стадии пожара ликвидировать горение лицами, находящимися в помещениях здания. При этом огнетушители должны обеспечивать тушение пожара на площади, указанной в технической документации организации-изготовителя. Для определения этого параметра, а также его эффективной реализации необходимо разработать методику испытаний передвижных огнетушителей по определению огнетушащей способности при тушении модельных очагов пожара класса D.

Горения и тушения металлов и металлосодержащих соединений

В соответствии со Статьей 8 Федерального Закона от 22.07.2008 г. No 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» классификация пожаров осуществляется по виду горючего материала и разделяется на классы. В свою очередь, в соответствии с ГОСТ 27331–87 (СТ СЭВ 5637-86) «Пожарная техника. Классификация пожаров» классы пожаров делятся на подклассы. Так пожар класса D – горение металлов – разделен на подклассы D1 (горение легких металлов за исключением щелочных), D2 (горение щелочных и других подобных металлов) и D3 (горение металлосодержащих соединений). Необходимо отметить, что международный стандарт ИСО 3941-2007 «Классификация пожаров» деления на подклассы не предусматривает. Отсутствует подобная практика и в европейских стандартах.

В ряде работ [1–6] показано, что горение активных металлов характеризуется весьма быстрым развитием реакции окисления на воздухе ввиду их высокой реакционной способности, особенно мелкодисперсных порошков и расплавов. Нижний порог температуры в очаге горения пожара класса D1 составляет не менее 2200 °С, а верхний составляет около 3000 °С [7]. Это обуславливает весьма высокий тепловой поток, который очень быстро способен инициировать горение и разрушение практически всех известных материалов. Щелочные и щелочноземельные металлы способны поддерживать горение при ограниченном доступе кислорода воздуха или при наличии контакта с азот- или кислородсодержащими веществами. Соответственно, эти особенности накладывают отпечаток и на процесс тушения.

По своему подходу тушение металлов и их соединений в значительной мере отличается от тушения пожаров других классов. Так, например, при тушении горючих и легковоспламеняющихся жидкостей огнетушителями с огнетушащим порошком важным параметром является интенсивность подачи и дальность струи огнетушащего вещества, позволяющие произвести отрыв пламени от горящей поверхности. При тушении же пожаров класса D огнетушащим порошком специального назначения данные параметры фактически исключаются. Эффект будет достигаться при создании по поверхности горения защитного слоя. При этом укладываемый слой должен быть ровным, что достигается посредством применения насадков-успокоителей. Использование насадков-успокоителей практически предотвращает образование аэровзвеси при подаче огнетушащего вещества на участок горения. Таким образом, принцип тушения металлов порошковыми огнетушащими составами заключается в изоляции и прерывании цепной реакции горения.

Горение некоторых видов металла даже при создании равномерного слоя может образовывать разрушение изолирующего слоя огнетушащего порошка специального назначения с образованием диффузионных каналов. Для достижения положительного результата, необходимо дополнительное посыпание участка поверхности, где произошло разрушение огнетушащего порошка, добиваясь создания ровного слоя без разрушений. Говоря об огнетушащих порошках специального назначения необходимо отметить, что в России самым распространенным составом является огнетушащий порошок ПХК на основе хлорида калия [8, 9], а в Европе и США – аналоги на основе хлорида натрия [10]. Для тушения пожаров класса D2 и D3 используются порошки Вексон D2 и Вексон D3 соответственно. В нормативной практике стран-участниц ЕАЭС огнетушащие порошки специального назначения принято делить на два типа: целевые и универсальные. Целевые порошки предназначены только для тушения определенного подкласса возгораний металлов, их сплавов и металлосодержащих соединений. Универсальные порошки предназначены для тушения всех подклассов возгораний металлов, их сплавов и металлосодержащих соединений.

Несмотря на то, что вопросы подхода к параметризации и показателям огнетушащей способности огнетушителей периодически поднимаются в научных публикациях [11, 12], в отечественной нормативной практике, на сегодняшний день, отсутствуют методы огневых испытаний по тушению модельных очагов пожара класса D передвижными огнетушителями с зарядом огнетушащего порошка специального назначения. При разработке такой методики предлагается взять за основу метод определения показателя огнетушащей способности огнетушащих порошков специального назначения, представленный в межгосударственном стандарте ГОСТ 34634–2020 «Порошки огнетушащие специального назначения. Общие технические требования. Методы испытаний» и подход, применяемый для тушения модельных очагов пожара класса D в международном стандарте ISO 11601:2017(Е) Fire fighting — Wheeled fire extinguishers — Performance and construction.

Выводы авторов статьи

На сегодняшний день в Российской Федерации передвижные огнетушители с зарядом огнетушащего порошка специального назначения, предназначенные для тушения пожаров класса D, являются самым распространенным средством борьбы с возгораниями металлов и металлосодержащих соединений. Они широко применяются на различных объектах производственного и складского назначения. Вопрос оценки эффективности применения таких огнетушителей становится особенно актуальным. Учитывая это, авторами предложена методика огневых испытаний данного вида огнетушителей с целью определения их эффективности. Методика разработана с учетом отечественной практики испытаний огнетушащих порошков специального назначения и зарубежного подхода к испытаниям огнетушителей по классу пожара D.

Перейти к содержимому PDF