Тушение пожара морской водой
Исследование относится к средствам профилактики и тушения пожаров термостойкой пеной с использованием морской или природной воды любой степени жесткости и солевым содержанием. Пена может быть использована для тушения пожаров классов А и В, для дегазации токсичных материалов, твердых бытовых отходов, пылеподавления, в медицине и фармацевтике. Исследование показывает, что наличие минеральных солей и хлористого натрия в морской воде, на примере Красного моря, позволяет значительно (в 17 раз) понизить концентрацию поверхностно-активного вещества в рабочем растворе пенообразователя. Пена получается при сверхнизком содержании поверхностно-активных веществ в рабочих растворах, что отвечает высоким экологическим требованиям охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Это особенно важно для экологии мирового океана. Морская вода может быть использована вместо пресной воды для тушения пожаров в приморских городах и населенных пунктах, что отвечает требованиям экологии и экономически выгодно. Целевой аудиторией, заинтересованной в практическом использовании уникальных научных данных, являются: Министерство по чрезвычайным ситуациям (МЧС); предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК); морские порты; предприятия расположенные у береговой линии морей; плавающие буровые платформы; министерство природных ресурсов; военизированные горноспасательные части (ВГСЧ); строительные организации и др.
1. Порядок применения пенообразователей для тушения пожаров. Рекомендации. – М.: ВНИИПО, 2007. – 59 с.
2. ГОСТ Р 50588-2012. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний. Дата введения – 2012-09-01 – Взамен ГОСТ Р 50588-93. – М.: Изд-во стандартов, 2012. – 29 с.
3. Хранение пенообразователя и отбор проб для проверки его качества: метод. рекомендации. – Красноярск: СЭУ ФПС ИПЛ по Красноярскому краю, 2013. – 17 с.
5. Рекомендации по тушению высокооктановых бензинов АИ-92, АИ-95, АИ-98 в резервуарах. – М.: ВНИИПО, 2009. – 12 с.
6. Можайский О. Эта пена потушит все / О. Можайский // Изобретатель и рационализатор. – 2007. – № 11. – С. 5–6.
7. Тайсумов Х.А. Состав термостойкой пены для морской воды // Патент России № 2583015. 2016. Бюл. № 12.
Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, улучшающие качество пены.
Согласно рекомендациям [1–3], применение пенообразователей общего назначения для тушения пожаров пеной с использованием пресной и морской воды, жесткость которой превышает значение 30 мг-экв/л – запрещается. Запрет распространяется и на пенообразователи с фторированными (ПАВ) – целевого назначения, используемыми при тушении пожаров нефтепродуктов в резервуарах по методу подслойного тушения.
К ранее запрещенным к производству и применению на пожарах биологически жестким пенообразователям следовало бы отнести и очень дорогие пенообразователи целевого назначения с фторированными ПАВ – вообще не подверженными биологическому разложению на очистных сооружениях. Эти ПАВ способны при попадании в почву или водоемы постепенно накапливаться, создавая угрозу загрязнения окружающей среды и жизни человека. Однако, благодаря высокой огнетушащей эффективности пленкообразующих пенообразователей с фторированными ПАВ при тушении пожаров в крупных резервуарах, в том числе с водорастворимыми (полярными) органическими жидкостями, их применение в контролируемых условиях считается целесообразным [4].
К менее дорогим пенообразователям целевого назначения для тушения пожаров с использованием в рабочих растворах жесткой и морской воды следует отнести известные пенообразователи: ПО-6ТС-М, ПО-6НП-М, «Морпен», ПО-4ЦМТ, «Урал Стандарт ННП» и др. Их применение позволяет тушить пожары классов «А» и «В» пеной низкой, средней и высокой кратности на судах речного и морского флота, а также в прибрежных акваториях и зонах размещения пожароопасных веществ и материалов. Эти пенообразователи непригодны для тушения пожаров класса «В» – водорастворимые (полярные) жидкости [5].
Многолетние исследования автора показали, что более дешевые пенообразователи общего назначения на базе синтетических ПАВ могут использоваться для получения термостойкой пены в концентрациях как минимум в 4 раза меньших, чем обычно применяемые при тушении пожаров. Термостойкая пена может применяться в качестве профилактического средства при проведении пожароопасных работ, пылеподавлении и дегазации токсичных материалов.
Стандартные пенообразователи общего назначения могут быть использованы для получения термостойкой пены с природной водой любой степени жесткости и солевым содержанием.
Укрупненные огневые испытания в городах Одесса, Сумгаит, Актау, Братск, и Северодонецк – Межведомственные испытания в соответствии с ГОСТ Р 50588 на модели морской воды дали положительные результаты.
1. Стабилизаторы пены марки А и Б полностью соответствуют заданным требованиям и рекомендованы их к серийному производству.
2. Стабилизаторы пены рекомендовать к аттестации на высшую категорию качества.
3. Рекомендовать изготовление установочной серии стабилизаторов для промышленного производства в объемах, предлагаемых заказчиками.
Дальнейшие исследования были посвящены решению экологических проблем применения пенообразователей на пожарах, сокращению расходования ПАВ на речной и морской воде, наиболее уязвимых для флоры и фауны водоемов.
В 2007 году термостойкая пена была представлена от Академии государственной противопожарной службы МЧС России на 6-ой Международной специализированной выставке «Пожарная безопасность ХХI века» [6].
Разработанный автором состав термостойкой пены для морской воды [7], со сверхнизким содержанием ПАВ в рабочих растворах являются примером положительного решения экологической проблемы защиты от загрязнения мирового океана.
Для получения составов и их испытаний были использованы следующие вещества и материалы:
1. Коагулянт – ОХА, А12(ОН)5С1, ТУ 216-350-002-39928758-02.
2. Пенообразователь, на базе алкилсульфата натрия, NaOSO3–R, где R, углеводородный радикал С8-С10. ТУ 2481-003-31232365-2008.
3. Сульфат аммония, ТУ 113-03-10-18-91.
4. Уксусная кислота, ГОСТ 19814.
6. Морская вода Красного моря в районе города Хургада (Египет).
7. Смеситель РТ-1, ТУ 38-10789.
8. Модель морской воды – по ГОСТ Р 50588-2012.
Материалы, использованные для создания модели морской воды, представлены в табл. 1.
Для получения термостойкой пены в работе используют два концентрата.
Материалы, использованные для создания модели морской воды
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72
Или вода питьевая с жесткостью не более 7 мг-экв/дм 3
Магний хлористый 6-водный по ГОСТ4209-77
Кальций хлористый 2-водный по ТУ 6-09-5077-87
Натрий сернокислый, безводный по ГОСТ 4166-76
Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77
1. Стабилизатор термостойкой пены, основной хлорид алюминия (ОХА), с концентрацией по А12(ОН)5С1 = 34 %. Плотность 1,27, рН = 5,5. Температура замерзания минус 18 °С.
2. Пенообразователь на базе алкилсульфата натрия С8-С10, включающий следующие компоненты в вес., %: вода – 68,5; алкилсульфат натрия – 18; сульфат аммония – 12; уксусная кислота – 1,5. Концентрат – прозрачная жидкость с плотностью – 1,12, рН = 6,6 и температурой замерзания не выше минус 2 °С.
Оба концентрата 1 и 2 могут неограниченно долго храниться в пластиковой таре или в емкостях из нержавеющей стали, при замораживании и размораживании концентраты свойств не изменяют.
Примеры приготовления пенообразующих составов термостойкой пены.
В 97 мл модели морской воды растворяют 1,5 мл стабилизатора пены (концентрат 1), а затем добавляют при перемешивании 1,5 мл пенообразователя (концентрат 2). Состав раствора, мас. %: Al2(OH)5Cl – 0,50; сульфат аммония – 0,18; ПАВ – 0,27; вода – остальное. 100 мл раствора помещают в прибор РТ-1 и включают смеситель на 30 секунд со скоростью 4000 об/мин для получения пены. Кратность пены 5,0. Далее отмечают время самопроизвольного разрушения пены – образование отсека 25 мл (1/4) и 50 мл (1/2). В данном примере: устойчивость пены 1/4 = 60 мин; 1/2 =240 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов, а объем пены остается равным 450 мл.
Отличается от примера 1 лишь концентрацией используемых компонентов. В 98 мл модели морской воды растворяют 1,0 мл стабилизатора пены, а затем при перемешивании добавляют 1,0 мл пенообразователя. Состав раствора, мас. %: Al2(ОН)5Cl – 0,34; сульфат аммония – 0,12; ПАВ – 0,18; вода – остальное. Устойчивость пены к самопроизвольному разрушению определяют аналогично примеру 1. Кратность пены 5,0. В данном примере: устойчивость 1/4 = 60 мин; 1/2 = 300 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов, а объем пены остается равным 450 мл.
Отличается от примера 1 лишь концентрацией взаимодействующих компонентов стабилизатор/пенообразователь = 0,5 мл/0,5 мл в рабочем растворе. Состав раствора, мас. %: Al2(ОН)5Cl – 0,17; сульфат аммония – 0,06; ПАВ – 0,09; вода – остальное. Устойчивость пены к самопроизвольному разрушению определяют аналогично примеру 1. Кратность пены 5,0.
Показатели сравнительных испытаний пенообразующих составов на пресной и модели морской воды
Состав, % вес. Вода остальное
Источник