Научная статья на тему 'Research methods of fire extinguishing foams. Practical application in firefighting and rescue actions and portable and transportable extinguishers'

Research methods of fire extinguishing foams. Practical application in firefighting and rescue actions and portable and transportable extinguishers Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
77
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Safety & Fire Technology
Область наук
Ключевые слова
OГНЕТУШИТЕЛЬ / ГАСЯЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ / ПЕНООБРАЗУЮЩИЕ ГАСЯЩЕЕ СРЕДСТВО / FIRE EXTINGUISHING FOAMS / RESCUE ACTION / EXTINGUISHERS

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Porycka Bożenna, Rakowska Joanna

В статье рассмотрены выбранные методы испытаний пенообразующих огнетушащих средств, а также рассмотрено применение полученных результатов на практике.I

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

n the article were presented research methods of fire extinguishing foams, as well as obtained results in practice applications were discussed.

Текст научной работы на тему «Research methods of fire extinguishing foams. Practical application in firefighting and rescue actions and portable and transportable extinguishers»

ml. bryg. mgr Bozenna PORYCKA st. kpt. mgr inz. Joanna RAKOWSKA

Zespol Laboratoriow Badan Chemicznych i Pozarowych CNBOP

WYZNACZANIE WLASCIWOSCI PIANOTWORCZYCH SRODKOW GASNICZYCH W ASPEKCIE WYKORZYSTANIA ICH W AKCJACH RATOWNICZO-GASNICZYCH ORAZ W GASNICACH PRZENOSNYCH

I PRZEW OZNY CH.

Streszczenie

W artykule przedstawiono wybrane metody badawcze pianotworczych srodkow gasniczych, jak rowniez omowiono zastosowanie uzyskanych wynikow badan w praktyce.

Summary

In the article were presented research methods of fire extinguishing foams, as well as obtained results in practice applications were discussed.

Wst^p

Nadrz^dn^. spraw^ dla jednostek ochrony przeciwpozarowej naszego kraju jest mozliwosc stosowania sprawdzonych, niezawodnych i skutecznych srodkow gasniczych -zarowno pian jak i proszkow.

Przydatny i skuteczny srodek gasniczy powinien posiadac odpowiednie wlasciwosci uzytkowe (cechy fizykochemiczne i gasnicze), ktore nie powinny ulegac pogorszeniu podczas okresu gwarancji (z reguly jest to pi^c lat). Srodek gasniczy o sprawdzonej jakosci zgodnej z obowi^zuj^cymi wymaganiami, odpowiednio zastosowany, ograniczy do minimum straty popozarowe dotycz^ce ludzi, maj^tku, jak i srodowiska naturalnego nie stwarzaj^c przy tym dodatkowego zagrozenia

Niezwykle wazne jest, aby srodki gasnicze byly odpowiednio dobrane do rodzaju materialu, ktory powinny ugasic szybko i skutecznie.

Sprawdzanie i kontrolowanie jakosci srodkow gasniczych dost?pnych na rynku pod k^tem ich przydatnosci podczas akcji gasniczych ma ogromny wplyw na efektywnosc dzialan gasniczych. Niniejszy artykul dotyczy wlasciwosci srodkow pianotworczych w aspekcie ich zastosowania w akcjach ratowniczo-gasniczych lub podr?cznym sprz?cie gasniczym.

Nadzor nad jakosci^ dopuszczanych wyrobow

Jakosc wyrobow dopuszczanych w naszym kraju sprawdzana jest poprzez m.in. badania wykonywane w Zespole Laboratoriow Badan Chemicznych i Pozarowych CNBOP (s^. podstaw^. do wydania Swiadectwa Dopuszczenia przez Jednostk? Certyfikuj^c^), podczas kontroli dopuszczen (produkty do badan pobierane s^. bezposrednio od producenta, z rynku lub od uzytkownikow), jak rowniez podczas badan mi?dzylaboratoryjnych i kontrolnych prowadzonych przez laboratorium na wyrobach, ktore mialy juz wyznaczane wlasciwosci. Kontrola dopuszczen jest narz?dziem jednostki dopuszczaj^cej sluz^cym do sprawdzania wyrobow dost?pnych na rynku polskim. W przypadku negatywnego wyniku badania w czasie kontroli dopuszczen swiadectwo dopuszczenia moze zostac cofni?te.

Badania mi?dzylaboratoryjne, jak i kontrolne, maj^. na celu potwierdzenie prawidlowosci uzyskanego wyniku, doskonalenie metod badawczych oraz ocen? zmian jakosciowych wyrobu w warunkach prawidlowego przechowywania. Prowadzenie badan kontrolnych pozwala na zachowanie wysokiego poziomu badan oraz umozliwia „wychwycenie” produktu

o zlej jakosci.

W przypadku jakichkolwiek zastrzezen b^dz w^tpliwosci co do jakosci produktu, uzytkownik moze zwrocic si? do CNBOP z prosb^. o sprawdzenie danego wyrobu.

Dzi?ki takiemu systemowi nadzoru nad jakosci^. wyrobow dopuszczanych do stosowania, ochrona przeciwpozarowa naszego kraju powinna otrzymywac tylko sprawdzone, niezawodne produkty.

Wprowadzanie nowych metod badawczych

W celu skutecznej oceny jakosci srodkow gasniczych laboratorium dokonuje dogl?bnej analizy przydatnosci metod opisanych w dokumentach normatywnych, w stosownej literaturze, przeprowadza eksperymenty i dopiero wprowadza metody.

Dzi?ki temu jednostki ratowniczo-gasnicze PSP mog^. stosowac odpowiednie, sprawdzone wyroby.

Metody badawcze stosowane w laboratorium s^. odpowiednie do rodzaju wykonywanych pomiarow i umozliwiaj^. uzyskiwanie wiarygodnych wynikow badan.

Metody s^. akredytowane przez Polskie Centrum Akredytacji

Badania i metody badawcze

Badania prowadzone s^. zarowno na nowych pianotworczych srodkach gasniczych, wprowadzanych na polski rynek, jak rowniez na takich, ktore s^. znane strazakom od wielu lat. Sprawdzane s^. ich wlasciwosci fizykochemiczne oraz parametry piany.

Ocenie podlegaj;} nastgpujqce parametry fizykochemiczne:

• pH,

• g?stosc,

• lepkosc,

• napi?cie powierzchniowe

• wspolczynnik rozplywania srodka pianotworczego,

• zawartosc osadu przed i po kondycjonowaniu temperaturowym (w temperaturze -30oC - jesli klient deklaruje i w temperaturze 60oC),

Oraz parametry piany:

• liczba spienienia,

• wartosc pi?ciominutowa piany,

• szybkosc wykraplania piany (wartosc 25% i wartosc 50% - polowkowej),

• czas gaszenia

• czas nawrotu palenia.

Badania lepkosci pseudoplastycznych pianotworczych srodkow gasniczych

(tzn. takich, ktorych lepkosc maleje ze wzrostem szybkosci scinania w stalej temperaturze).

Metoda oznaczania lepkosci pseudoplastycznych srodkow pianotworczych polecana w PN-EN 1568:2008 cz.1-4 zal. D a opisana w EN ISO 3219: 1994 jest przykladem na to, ze nie powinno si? wprowadzac metod badawczych polecanych w dokumentach normatywnych bez dogl?bnej analizy. W przeciwnym razie wi^ze si? to z niemalymi kosztami dodatkowymi.

W normie zaproponowano wiskozymetr z ukladem stozek-plytka, tymczasem jest on stosowany glownie do badania bardzo malych czy cennych probek. W przypadku

pianotworczych srodkow gasniczych zdecydowanie korzystniejsze jest zastosowanie metody cylindrycznej.

W stosowanych przez jednostki ratowniczo-gasnicze PSP akcjach wykorzystywane s^. pianotworcze srodki gasnicze, ktorych lepkosc ma takze wplyw na efektywnosc dzialan. Wynik badania lepkosci srodkow pianotworczych jest istotny dla ich uzytkownika. Jesli ta wartosc w najnizszej temperaturze stosowania jest wyzsza od 200 mm2/s nalezy zastosowac specjalne urz^dzenia dozuj^ce.

W praktyce, w pianach otrzymanych z cieczy o duzej lepkosci, proces wykraplania jest zahamowany i rozpad piany uwarunkowany jest glownie dyfuzj^. gazu.

Jedn^. z metod stabilizacji piany jest wprowadzenie do roztworu stabilizatorow np. w postaci rozpuszczalnych w wodzie polimerow. Substancje te, zwi?kszaj^c lepkosc roztworu i blonek, powoduj^. zmniejszenie szybkosci wyplywu roztworu z pian [3].

Napi^cie powierzchniowe i wspolczynnik rozplywania

Wypracowano metod? badania napi?cia powierzchniowego z uzyciem tensjometru K9, stosuj^c metod? pierscienia zgodnie z PN-EN 1568:2008 cz. 1-4 zal. F.

Napi?cie powierzchniowe mozna rowniez badac stosuj^c metod? plytki. Wyniki badan za pomoc^. pierscienia i plytki rozni^ si? mi?dzy sob^.. Wyniki uzyskane za pomoc^ plytki s^. nizsze i plytka jest najczulsza na zmiany pr?dkosci przesuwu w roztworze. Z tego wzgl?du wazne j est, aby zostalo zanotowane, j ak^. metody wykonano badanie.

Napiqcie powierzchniowe powi^zane jest ze zdolnosci^ zwilzania gaszonej powierzchni i zdolnosci^. wytwarzania piany (spienianiem roztworu).

Wspolczynnik rozplywania natomiast swiadczy o zdolnosci jednej cieczy do samoistnego rozplywania si? po powierzchni innej cieczy. Dotyczy srodkow pianotworczych tworz^cych film wodny (typu AFFF, FFFP).

Technika badania wymaga dobrego zorganizowania pracy i duzej sprawnosci manualnej. Wyniki musz^ byc uzyskane na probkach przygotowanych bezposrednio przed pomiarem. Bardzo istotna jest kolejnosc wykonywanych badan, aby uzyskany wynik dotyczyl wspolczynnika rozplywania a nie napi?cia powierzchniowego cykloheksanu.

Zawartosc osadu pianotworczych srodkow gasniczych

Wypracowano metod? badania zawartosci osadu na urz^dzeniu zgodnym z PN-EN 1568:2008 cz. 1-4. Jest to kolejny przyklad podania nieprzemyslanej aparatury w dokumencie

normatywnym. Podczas badan p?kaly probowki wirowkowe do oznaczania osadu. Po wielu probach z roznym rodzajem szkla, dobrano odpowiednie probowki, ale pozostal problem oprozniania ich po badaniu.

Ujawnil si? dodatkowy problem dotycz^cy przeplukiwania osadu przez sito. Osad wylany bezposrednio z pojemnika (bez odwirowania) na sito ulega rozbiciu pod strumieniem tryskawki, jednak pozostaje na sicie. Natomiast osad z tej samej probki, wylany po odwirowaniu, nie pozostaje na sicie po splukaniu wod^. destylowana z tryskawki.

Oznaczanie to jest istotnym badaniem z punktu widzenia uzytkownika sprz?tu pozarniczego, albowiem uzyskuje on informacj? o tym, czy srodek pianotworczy (rowniez po kilkuletnim przechowywaniu), nie b?dzie powodowal zatykania sprz?tu pozarniczego, a w niektorych sytuacjach wr?cz uszkadzal go.

Oznaczanie wspolczynnika refrakcji

W celu okreslenia zmian zachodz^cych w roztworach srodkow pianotworczych w gasnicach podczas przechowywania wykonuje si? badanie wspolczynnika refrakcji. W gasnicach stosowane s^. srodki pianotworcze typu AFFF. Na podstawie badan stwierdzono, ze kondycjonowanie temperaturowe powodowalo znaczne zmiany wspolczynnika refrakcji. Stwierdzano zm?tnienie roztworu, a w niektorych przypadkach wyst?powal osad.

Zmiany wyst?puj^ce w roztworze w gasnicach nie s^. korzystne dla uzytkownikow, albowiem skutecznosc sprz?tu moze byc slabsza, gasnice mog^. zatykac si? wytworzonym osadem.

Pogarszanie jakosci srodkow pianotworczych

Podczas prowadzonych prac badawczych okazalo si?, ze w ci^gu ostatnich trzech lat znacznie pogorszyla si? jakosc pianotworczych srodkow gasniczych. Wiele wyrobow mialo podwyzszon^. wartosc pH (wartosc ta byla wyzsza niz deklarowal producent lub nawet przekraczala 9,0 pH). Jest to jeden z parametrow, ktory okresla mozliwosc negatywnego wplywu na srodowisko naturalne, a jego wartosc nie powinna byc nizsza niz 6 i nie wyzsza niz 9,5 (jest to wymog ochrony srodowiska). Srodek pianotworczy nie powoduje wtedy dodatkowej degradacji srodowiska.

Rowniez parametry wytwarzanej piany nie spelnialy wymagan; liczba spienienia byla zbyt niska, a piana wykraplala si? zbyt szybko. Utrata wlasciwosci srodka gasniczego ponizej wartosci granicznych powinna byc rownoznaczna z wycofaniem partii takiego produktu ze stosowania.

Bylo wiele przyczyn pogorszenia wlasciwosci srodkow pianotworczych: m.in. ch?c obnizenia ceny produktu (stosowano inne, tansze komponenty). Niektorzy producenci znacznie obnizali temperatur? krzepni?cia koncentratu srodka pianotworczego do np. -1B oC czy nawet -25 oC. Niestety takie zmiany poci^galy za sob^ pogorszenie innych parametrow (np. jakosci piany). Tymczasem zapominano, ze podczas akcji ratowniczo gasniczej do strefy pozaru podawany jest nie koncentrat, a roztwor srodka pianotworczego w st?zeniu od 1 do 6% obj?tosciowych. 1% obj?tosciowo roztwor - to oznacza, ze w 1 litrze roztworu znajduje si? 10 ml koncentratu i 990 ml wody. Temperatura krzepni?cia wody wynosi 0 oC a roztworu srodka pianotworczego zazwyczaj nie wi?cej niz ok. -3 oC.

Ze wzgl?du na nasilaj^c^. si? tendencj? obnizania temperatury krzepni?cia srodkow pianotworczych dokonano wst?pnego oszacowania wplywu glikolu etylenowego (skladnika zmniejszaj^cego ten parametr) na jakosc uzyskiwanej piany gasniczej.

Ocena wplywu dodatku glikolu etylenowego na temperature krzepni^cia

W celu obnizenia temperatury krzepni?cia srodkow pianotworczych stosuje si? np. glikol etylenowy, ktorego temperatura krzepni?cia wynosi -14 °c. W doswiadczeniu porownano temperatur? krzepni?cia koncentratu syntetycznego srodka pianotworczego (Ryc.1) oraz jego roztworow z dodatkiem 5 % i 10 % glikolu etylenowego. Dodatek 5% glikolu (Ryc.2) spowodowal obnizenie temperatury krzepni?cia o okolo 4°C; dodatek 10% glikolu obnizyl temperatur? krzepni?cia o okolo 11,5 °C (Ryc.3)

О

о

i_

З

ф

a

£

ф

Ryc. 1 Temperatura krzepni?cia syntetycznego srodka pianotworczego bez dodatkow

Temperatura (°C) Temperatura (°C)

Ryc.2 Temperatura krzepni^cia syntetycznego srodka pianotworczego po dodaniu 10%

glikolu etylenowego

Ryc.3 Temperatura krzepni^cia syntetycznego srodka pianotworczego po dodaniu 5% glikolu

etylenowego

Wplyw dodatku glikolu na parametry piany

Nast^pnie sprawdzono, jak zmiana skladu chemicznego koncentratu spowodowana dodatkiem glikolu etylenowego wplywa na trwalosc piany. Wykonano pomiary liczby

spienienia, wartosci pi?ciominutowej i szybkosci wykraplania dla srodka z 5% dodatkiem substancji modyfikuj^cej temperatur? krzepni?cia. Wynik zawiera ponizsza tabela.

Tabela 1

Liczba spienienia, wartosci pigciominutowej i szybkosci wykraplania dla srodka z 5%

dodatkiem substancji modyfikuj^cej temperature krzepnigcia.

BAD ANA CECHA WYNIK

1 2 3 sredni

WODA WODOCI4GOWA, GASZENIE ETYLINY

Liczba spienienia (przy wydajnosci 0,75 dm3 /min 6% wodnego roztworu srodka pianotworczego) 8,3 8,2 8,3 8,3 і 0,5*

6,4 6,4 6,4 6,4 і 0,4**

> 8***

Wartosc pi?ciominutowa piany [%] 8,1 8,5 8,4 8,3 і 0,5*

11,5 11,9 11,7 11,7 і 0,6**

£ 10***

Szybkosc wykraplania piany [min] - wartosc 25%, 9’54” 9’45” 9’48” 9’49” і 0’30”*

8’20” 8’25” 8’20” 8’22” і 0’26”**

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

> 7***

Szybkosc wykraplania piany [min] - wartosc 50% (polowkowa), 16’56” 16’32” 16’30” 16’ 14” і 0’40”*

14’37” 14’47” 14’21” 14’35” і0’44”**

> 15***

Dodana ilosc glikolu do koncentratu: * - 0% glikolu,** 5% glikolu, ***wymagania

Dodatek 5% glikolu etylenowego spowodowal niewielki spadek temperatury krzepni?cia (tylko o 4 °C), ale pogorszyl parametry trwalosci piany. Piana nie byla dostatecznie trwala, nie tworzyla na powierzchni plon^cej cieczy odpowiedniej warstwy odcinaj^cej doplyw tlenu. Zmodyfikowany koncentrat nie spelnial wymagan w zakresie zadnych wartosci okreslaj^cych jakosc piany.

Analiza wynikow badan prowadzonych dla probek tych samych wyrobow pochodz^cych z roznych partii produkcyjnych

Stwierdzono, ze poszczegolne partie rozni^ si? mi?dzy sob^ w sposob znacz^cy. Jakosc piany otrzymywanej z probek pochodz^cych z kolejnych lat jest coraz nizsza, w niektorych przypadkach otrzymane parametry uzyskuj^. zaledwie wymagane wartosci graniczne.

Przeprowadzono analiz? prowadzonych badan. Stwierdzono rosn^cy udzial srodkow gasniczych o szerszym spektrum dzialania tzn. jednoczesnie do gaszenia cieczy niepolarnych

i polarnych, srodkow do gaszenia pozarow grupy A i F lub A, B i F, srodkow przeznaczonych do stosowania z wod^. niezasolon^. i morsk^. oraz proszkow ABC w porownaniu do proszkow BC. Coraz cz?sciej wyst?puj^. takze koncentraty pianotworcze przeznaczone do przygotowywania roztworow o niskich st?zeniach (1,5% lub mniej).

Podsumowanie

Ze wzgl?du na pogarszaj^c^. si? w ostatnim czasie jakosc pianotworczych srodkow gasniczych, sprawdzanie i kontrolowanie jakosci dost?pnych na rynku pod k^tem ich przydatnosci podczas akcji gasniczych ma ogromny wplyw na efektywnosc dzialan gasniczych. Srodek gasniczy o sprawdzonej jakosci, odpowiednio zastosowany, ograniczy straty popozarowe dotycz^ce ludzi, maj^tku, jak i srodowiska naturalnego. Dlatego wlasciwosci pianotworczych srodkow gasniczych nalezy kontrolowac w okresie gwarancji producenta a spadek parametrow ponizej wartosci granicznych powinien byc rownoznaczny z wycofaniem partii takiego produktu ze stosowania. W przypadku negatywnego wyniku badania w czasie kontroli dopuszczen swiadectwo dopuszczenia moze zostac cofni?te.

Literatura:

1. Mizerski A., Sobolewski M.; Srodki gasnicze. Cwiczenia laboratoryjne; SGSP, Warszawa 1997

2. Mizerski A., Sobolewski M., Krol B. Zastosowanie pian do gaszenia pozarow, SGSP, Warszawa 2002,

3. Rakowska J., Zjawiska reologiczne w pianotworczych srodkach gasniczych cz. III, Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza 04 (12)/08, CNBOP, Jozefow 2008,

4. PN-EN 1568-1:2008 Pianotworcze srodki gasnicze. Cz?sc 1: Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany sredniej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych si? z wod^,

5. PN-EN 1568-2:2008 Pianotworcze srodki gasnicze. Cz?sc 2: Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany lekkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych si? z wod^,

6. PN-EN 1568-3:2008 Pianotworcze srodki gasnicze. Cz?sc 3: Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany ci?zkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych si? z wod^,

7. PN-EN 1568-4:2008 Pianotworcze srodki gasnicze. Cz?sc 4: Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany ci?zkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych mieszaj^cych si? z wod^,

8. PN-EN 1262:2004 (U) Srodki powierzchniowo czynne. Oznaczanie pH roztworow

i dyspersji srodkow powierzchniowo czynnych,

9. PN-EN 14370:2005 (U) Srodki powierzchniowo czynne. Oznaczanie napi?cia powi erzchni owego.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.