CC BY
8
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОРСКОЙ ВОДЫ
Тайсумов Хасан Амаевич
Доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, Академии Государственной противопожарной
службы МЧС России, г. Москва Тайсумов Арслан Хасанович
студент 4 курса, Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, г. Москва
АННОТАЦИЯ
Предложен состав термостойкой пены для тушения пожаров с использованием морской воды. Исследование показывает, что наличие хлористого натрия в морской воде позволяет значительно (в 4,4 раза) понизить концентрацию поверхностно-активного вещества и других компонентов в рабочем растворе пенообразователя. 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 экономически выгодно.
Ключевые слова: огнетушащие составы, термостойкая пена, пенообразователи, морская вода, испытания.
ABSTRACT
Proposed structure of the heat-resistant foam to extinguish fires using seawater. Research shows that the presence of sodium chloride in seawater significantly (4.4-fold) decrease the concentration of surfactant and other components in the foaming working solution. This is especially important for the ecology of the oceans. Sea water can be used instead of fresh water for fighting fires in the coastal cities and towns, which is economically advantageous.
Keywords: extinguishing compositions, heat-resistant foam, foam, sea water test.
Исследование относится к пенным средствам профилактики и тушения пожаров, может быть использовано для получения термостойкой пены с природной водой любой степени жесткости и солевым содержанием.
Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенооб-разующие составы включают различные добавки, улучшающие огнетушащие свойства и качество пены.
Известен пенообразующий состав [1] для получения низкократной пены, пригодной для тушения пожаров.
Состав включает от 2 до 40% высокоосновной соли алюминия -А12(ОН)5С1, от 0,02 до 4% анионактивного ПАВ, содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу, и воду - остальное до 100%.
Недостатком состава является необходимость использования значительных концентраций высокоосновного хлорида алюминия (ОХА), что экономически не выгодно.
Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату, является пенообразующий состав для тушения пожаров [2].
Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров включает, вес. %: сульфат аммония 7,2; уксусная кислота 9,0; основной хлорид алюминия 20,4; вода - остальное.
Оптимальный состав рабочего раствора на морской воде содержит, вес. %: ОХА - 0,6; сульфат аммония - 0,2; уксусная кислота - 0,27; ПАВ - 0,4; вода - остальное.
Недостатком концентрата является относительно низкое содержание в нем основного хлорида алюминия, что требует для перевозки, хранения и применения значительных объемов тары.
Этот недостаток удалось устранить путем использования в бинарной системе двух концентратов [3]:
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, 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 = 6,0 и температурой замерзания не выше минус 2 °С. Оптимальный состав рабочего раствора на морской воде содержит, масс. %: ОХА - 0,17; сульфат аммония - 0,06; ПАВ - 0,09; вода - остальное.
Для получения составов и их испытаний были использованы следующие вещества и материалы:
1. Коагулянт - ОХА, А12(ОН)5С1, ТУ 216-350-00239928758-02.
2. Пенообразователь, на базе алкилсульфата натрия, №0803 -Я, где ^ углеводородный радикал С7-С9.
3. Сульфат аммония, ТУ 113-03-10-18-91.
4. Уксусная кислота, ГОСТ 19814.
5. Вода питьевая и жесткая - по НПБ 304-2001.
6. Модель морской воды, ГОСТ Р 50588.
7. Смеситель РТ-1, ТУ 38-10789.
Испытания термостойкой пены проводят на стандартной аппаратуре в соответствии с ГОСТ Р 50588 - 2012. ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ. /Общие технические требования и методы испытаний/.
Для получения термостойкой пены в работе используют два выше упомянутых концентрата.
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.
Составы обеих концентратов сбалансированы так, что в рабочих растворах их используют в равных объемных соотношениях. Это в свою очередь, позволяет упростить технику дозирования и эксплуатации растворов.
Примеры приготовления комбинированных пенообразующих составов термостойкой пены. Пример 1.
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 в вес. %: А12(ОН)5С1-0,50; 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 % = 60 мин; ^ = 240 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
Пример 2.
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 в вес. %: А12(0Н)5С1-0,34; 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 % = 60 мин; ^ = 300 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
Пример 3.
Отличается от примера 1, лишь концентрацией взаимодействующих компонентов стабилизатор/пенообразователь = 0,75 мл/0,75 мл в рабочем растворе.
Состав раствора в вес. %: А12(0Н)5С1-0,26; сульфат аммония -0,09; ПАВ-0,14; вода остальное.
Устойчивость пены к самопроизвольному разрушению определяют аналогично примеру 1. Кратность пены 5,0.
В данном примере: устойчивость % = 35 мин; ^ = 180 мин.
В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
При использовании для приготовления бинарных составов на пресной воде различной степени жесткости, заметных изменений свойств пены не наблюдается.
В таблице 1, приведены показатели сравнительных испытаний пенообразующих составов для пресной и морской воды.
Показатели сравнительных испытаний пенообразующих составов на пресной и морской воде.
Таблица 1
Состав, % вес. Вода остальное Устойчивость пены, мин.
Пресная вода Морская вода
А12(ОН)5С1 (]МН4)2804 ПАВ 25 мл 50 мл 25 мл 50 мл
0,50 0,18 0,27 30 180 60 240
0,34 0,12 0,18 30 60 60 300
0, 26 0,09 0,14 3 12 35 180
0,17 0,06 0,09 низкая низкая 30 180
0,14 0,05 0,07 низкая низкая 10 60
Сравнительные испытания табл. 1, показывают, что устойчивость пены на морской воде в присутствии равных соотношений реагирующих веществ значительно выше, чем с использованием пресной воды. Что позволяет при
меньших затратах (объемах) огнетушащих средств повысить тактико-технические показатели противопожарной техники.
В таблице 2, приведены сопоставительные данные для оптимальных составов прототипа и предлагаемого на пресной и морской воде.
Таблица 2
Сопоставительные данные оптимальных составов прототипа и предлагаемого на пресной и морской воде
Состав Компоненты в рабочем растворе, % вес. Вода остальное Устойчивость пены, в часах
А12(ОН)5С1 (]Ж4)2804 ПАВ
Прототип 0,60 0,20 0,40 3
Предлагаемый 0,17 0,06 0,09 3
Сопоставительные данные показывают, что предлагаемый состав включает в 3,5 раза меньше основного хлорида алюминия, в 3,3 раза меньше сульфата аммония и в 4,4 раза меньше ПАВ при равной устойчивости пены, что отвечает требованиям поставленной задачи.
Дополнительным преимуществом изобретения является предельно низкая концентрация ПАВ в рабочих растворах, что способствует меньшему загрязнению окружающей водной среды.
Морская вода может быть использована вместо пресной воды для тушения пожаров в приморских городах и населенных пунктах, что экономически выгодно.
Литература
1. Пат. США № 3554912, кл. А 62D 1/00, 1971.
2. Тайсумов Х.А. Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров. Пат. RU 2328325 С2 МПК A62D 1/04, Опубл. 10.07.2008 Бюл. № 19.
3. Тайсумов Х.А. Состав термостойкой пены для морской воды. Заявка на патент РФ. Регистрационный № 2014121511 от 28.05.2014.
ФОРМАЛИЗОВАННЫЕ МОДЕЛИ - ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЛИ ВОЗМОЖНЫЙ ИСТОЧНИК ПРОБЛЕМ.?
Тиханычев Олег Васильевич
канд.техн.наук, профессор Академии военных наук, г.Москва
Тиханычева Евгения Олеговна
Финансовый университет при Правительстве РФ, филиал г.Краснодар, студентка
