СРЕДСТВА ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

1. САГОРЕВАЊЕ И УСЛОВИ САГОРЕВАЊА

Сагоревање је хемијски процес оксидације сагоривих материја при коме долази до интензивног издвајања топлоте а често и до појаве пламена.

Да би дошло до сагоревања потребно је да буду испуњена три услова:- присуство материје погодне за сагоревање (горива),- присуство кисеоника као оксидационог агенса који се најчешће појављује у

виду гасне смеше као што је ваздух,- присусво топлотног извора који омогућује да се смеша горива и

оксидационог агенса доведе до температуре која је неопходна за даље развијање процеса.

Уколико су сва три услова испуњена сагоревање се нормално и контролисано одвија, док се процес нарушава уколико дође до поремећаја у неком од поменутих услова.

Пожар је потпуно неконтролисано сагоревање ван ложишта, пламеном или жаром, при коме су угрожени људски животи и материјална добра.

1.1 Гориве материјеЈедан од основних услова за одвијање процеса сагоревања је присуство

сагориве материје.Све материје се у погледу сагоривости деле на:

- несагориве материје и- сагориве материје

Несагориве материје не могу да сагоревају на ваздуху нормалног састава чак и ако су загрејане на температури од 900 степени.

Сагориве материје могу да сагоревају на ваздуху нормалног састава и најчешћа је њихова подела према агрегатном стању на чврсте, течне и гасовите.

1.2 КисеоникЈедан од основних услова за одвијање процеса сагоревања је присуство

сагориве материје.За већину процеса сагоревања извор кисеоника је ваздух који садржи 21%

кисеоника, 78% азота и 1% других гасова (племенити или инертни гасови и угљен-диоксид).

Уколико је концентрација кисеоника већа већа је и брзина сагоревања. Смањивањем концентрације кисеоника брзина реакције сагоревања опада а код већине сагоривих материја процес сагоревања се прекида када концентрација кисеоника опадне испод 15%.

У неким случајевима, као извор кисеоника могу да послуже материје богате кисеоником (хлорати, перхлорати) или чак сама горива материја садржи потребну количину кисеоника неопходног за сагоревање (нитроцелулоза).

1.3 Топлотни изворКао извори паљења најчешће се појављују:

- загрејана тела (електрични проводници),- искре које се образују ударом метала о метал, минералне материје и сл.,- пламен.

У неким случајевима, горива материја, под одређеним условима, може да се упали без посредства спољног извора паљења. Потребна активациона енергија ствара се унутар саме материје услед одигравања различитих хемијских и биолошких реакција. Ова појава се назива самозагревање или самопаљење а карактеристична је за многе материјале (угаљ, житарице, сушива уља и сл.)

МЕХАНИЗАМ САГОРЕВАЊА ГОРИВИХ МАТЕРИЈА

Механизам сагоревања у великој мери зависи од агрегатног стања гориве метерије.

Сагоревање гасовитих материја је релативно једноставан процес који настаје активирањем молекула запаљивог гаса и кисеоника довођењем топлоте споља у смешу.

На процес сагоревања гасовитих материја утичу концентрацијазапаљивог гаса у смеши са ваздухом, температура смеше, притисак изд.

Горња граница запаљивости или експлозивности је концентрација запаљивог гаса у смеши са ваздухом испод које долази до паљења а изнад које се смеша не пали.

Доња граница запаљивости или експлозивности је најмања концентрација запаљивог гаса у смеши са ваздухом при којој долази до паљења.

Горња и доња граница запаљивости, односно експлозивности, мењају се у зависности од температуре смеше, садржаја примеса и јачине извора паљења.

Температура самопаљења је температура потребна за загревање запаљивог гаса да би се запалио без учешћа спољног извора паљења и карактеристична је за све запаљиве гасове и зависи од хемијске структуре запаљивог гаса.

Сагоревање течности је процес који се своди на сагоревање запаљивих гасова, с обзиром да код сагоревања запаљивих течности горе паре које се налазе изнад течности. Паљење запаљиве течности могуће је уколико се изнад ње налази смеша пара и ваздуха.

Температура запаљивости је најнижа температура на којој се изнад испитиване течности ствара довољна количина пара које са ваздухом образују запаљиву смешу.

Температура паљења је најнижа температура на којој смеша ваздуха и запаљиве течности наставља да сагорева када се иницијално упали у отвореном суду.

Температура самоупаљења је температура на којој се запаљива течност (или њена оптимална смеша са ваздухом) пали сама од себе, без варнице или пламена, при чему наставља да сагорева.

Сагоревање чврстих материја је сложен процес и зависи од састава чвсте материје, њеног облика и величине. Разликујемо три механизма сагоревања чврстих материја: директно сагоревање, сагоревање уз промену агрегатног стања и сагоревање уз распадање.

Директно сагоревање је карактеристично за за хемијске елементе.Сагоревање уз промену агрегатног стања се одиграва тако што чврста

материја загревањем прелази у течно стање, затим у парно, при чему се сагоревање одвија у парној фази. Овај начин сагоревања је карактеристичан за многе органске материје (парафин, маст, восак итд.).

Сагоревање уз распадање одвија се тако што се услед загревања чврста материја распада на чврсте, течне и гасовите продукте који су запаљиви. Количина створених продуката зависи од од температуре, начина загревања, присуства ваздуха и сл.).

Температура самопаљења је температура на којој се материја (или њена оптимална смеша са ваздухом) пали сама од себе, без варнице или пламена, при чему наставља да сагорева.

Температура тињања (температура горења без пламена) је температура на којој се јако убрзавају егзотермне реакције оксидације чврсте материје тако да долази до појаве сагоревања без пламена.

БРЗИНА САГОРЕВАЊА

Брзина сагоревања је количина материјала која изгори у јединици времена по јединици површине. Брзина сагоревања зависи од природе и агрегатног стања горива али и од услова преноса топлоте и масе у зони пожара.

Нормална брзина горења је брзина сагоревања запаљиве материје са ваздухом која се одређује на основу мерења границе између сагорелих и несагорелих гасова. Зависи од концентрације гориве материје и кисеоника и расте у области доње границе запаљивости.

Експлозивно сагоревање је веома брза хемијска реакција оксидације праћена значајним ослобађањем енергије у веома кратком времену, која изазива ударни талас у околном простору.

Према начину и брзини ширења експлозије кроз реакциони материјал разликују се дефлаграција и детонација.

Дефлаграција је тип хемијске експлозије код које се зона хемијске реакције оксидације простире звучном брзином кроз почетну средину. За почетак и ток

дефлаграције није неопходно присуство кисеоника из ваздуха. Дефлаграција производи ударни талас и ствара буку.

Детонавија је тип хемијске експлозије при којој се зона хемијске реакције оксидације простире надзвучном брзином. У фронту детонације стварају се врло високе температуре и притисак.

2. СРЕДСТВА ЗА ГАШЕЊЕ

Под средствима за гашење подразумевамо материје које су у стању да потпуно прекину процес сагоревања.

Прекидање процеса сагоревања остварује се тако што се из реакције сагоревања одстрањује бар један од учесника сагоревања (горива материја, кисеоник или топлота)

Гашење пожара се своди на елиминацију бар једног од услова неопходних за одвијање процеса горења што се постиже увођењем материја (средстава за гашење) које својим деловањем могу снизити температуру учесника процеса горења или утицати на промену квантитавних количина гориве материје и кисеоника или могу успорити брзину хемијске реакције сагоревања.

ГАШЕЊЕ ПОЖАРА СНИЖАВАЊЕМ ТЕМПЕРАТУРЕ (ХЛАЂЕЊЕМ) – вода, пена

Порастом температуре битно се повећава брзина хемијске реакције и обрнуто. За реакцију сагоревања, као и за све остале хемијске реакције важи правило (Ван Хофово правило) да се повећањем температуре за сваких 10 степени брзина реакције удвостручава.

Гашењем пожара хлађењем смањује се температура у зони реакције до испод критичне тачке када престаје реакција сагоревања.

Средство за гашење може успешно да снизи температуру само ако је у стању да из зоне сагоревања веже што већу количину ослобођене топлоте. Количина топлоте коју средство за гашење везује за себе назива се специфичним капацитетом хлађења.

Технички гледано, најбољи резултати гашења постижу се загревањем или испаравањем средства за гашење. Специфична топлота испаравања је количина топлоте потребна да одрежену масу течности преведе у парно стање. Од свих

материја које долазе у обзир као средства за гашење вода има највећу топлоту испаравања (2257 КЈ/кг).

ГАШЕЊЕ ПОЖАРА ПОСТУПКОМ МЕЊАЊА КВАНТИТАТИВНОГ ОДНОСА ГОРИВА И КИСЕОНИКА

(УГУШИВАЊЕ) – CO2, инерген, водена пара

Овај поступак гашења пожара произилази из законитости да материје међусобно реагују у одређеним количинским односима (Прустов закон).

Гашење пожара овим поступком може се постићи:- смањивањем концентрације кисеоника у зони сагоревања увођењем гаса за

гашење у довољној количини како би концентрација кисеоника пала на 10-15%; то захтева употребу велике количине средстава за гашење – за 1м3 простора потребан је 1 кг CO2 што одговара концентрацији гаса за гашење од 50%,

- спречавањем даљег дотока гориве материје или потпуно одвајање гориве материје од кисеоника када се између њих постави средство које врши одвајање механичким путем (пена, прах).

ГАШЕЊЕ ПОЖАРА СМАЊИВАЊЕМ БРЗИНЕ РЕАКЦИЈЕ САГОРЕВАЊА АНТИКАТАЛИТИЧКИМ ДЕЛОВАЊЕМ – прах, халони

Реакција сагоревања, у одређеним околностима, зависи и од присуства материја које својим деловањем могу убрзати или успорити реакцију и те материје називају се катализаторима.

Материје које успоравају брзину реакције називају се антикатализатори или инхибитори а сам процес се назива антикаталитички процес или инхибиција.

Антикаталитички процес или инхибиција може се одвијати на два начина:- хомогена инхибиција се састоји у везивању радикала насталих у процесу

сагоревања са радикалима насталим термичким разлагањем средства за гашење, чиме се прекида ланчани процес сагоревања (халони),

- хетерогена инхибиција настаје када радикали створени у процесу горења предају део своје енергије средству за гашење, тако да долази до повратне реакције (рекомбинације радикала) и прекидања реакције (прах).

КЛАСИФИКАЦИЈА ПОЖАРА

Пожари се, у зависности од гориве материје класификују на:- пожаре класе А који настају сагоревањем чврстиг сагоривих материја (дрво, текстил,пластика, папир, слама итд.),- пожаре класе Б који настају сагоревањем запаљивих течности и запаљивих масти(бензин, алкохол, мазут, уље, лакови, масти, асфалт, смола итд.),- пожаре класе Ц који настају сагоревањем гасова који горе пламеном (метан, бутан, пропан, водоник, ацетилен, градски плин итд.),- пожаре класе Д који настају сагоревањем запаљивих метала (Mg, K, Al у праху, Na, Zn итд.),

- пожаре класе Е – пожаре у непосредној близини ел. инсталација или на самим ел. инсталацијама).

3. ВОДА

У савременој заштити од пожара вода има највећу примену у гашењу пожара различитих материја. Може се користити директно или у смеши са различитим хемијским једињењима која повећавају њену способност прекидања процеса горења.

У зависности од налазишта (површинке или подземне воде) вода садржи различите количине растворених материја или примеса. Према садржају калцијумових и магнезијумових соли разликујемо тврде и меке воде. Вода која са сапуном тешко даје пену назива се тврдом водом а вода која лако даје пену назива се меком водом. Тврдоћа воде се доводи у везу са особином воде да поништи дејство сапуна и изражава се у степенима. Вода са мање од 5 степени тврдоће назива се маканом водом, између 18 и 20 степени – умерено тврдом водом и преко 30 степени – врло тврдом водом.

Поред калцијумових и магнезијумових соли у води се могу наћи соли других метала и неметала које изазивају корозију апарата за гашење пожара, цистерни и другог прибора а у знатној мери смањују и ефикасност средстава за гашење која се користе са водом.

НАЧИН ДЕЛОВАЊА ВОДЕ ПРИ ГАШЕЊУ ПОЖАРА

Основни начин деловања воде при гашењу пожара огледа се у њеној способности да, апсорбовањем топлоте ослобођене у процесу горења, снижава температуру гориве материје до испод температуре паљења, чиме се прекида процес горења (хлађење).

Способност снижавања температуре гориве материје уз дејство воде у вези је специфичним топлотним капацитетом и топлотом испаравања воде.

Специфични топлотни капацитет воде је количина топлоте потребна за загревање 1кг воде за 1 степен и износи 4,187 кЈ. У поређењу са другим материјама вода има знатно већи топлотни капацитет.

Топлота испаравања воде је количина топлоте потребна за испаравања 1 кг воде на тачки кључања и износи 2,257 кЈ.

Приликом гашења пожара у затвореним просторијама јавља се и ефекат угушивања, услед створене водене паре. Водена пара настала испаравањем воде истискује ваздух из зоне пожара и на тај начин се смањује количина кисеоника, што доводи до прекида процеса горења.

При гашењу запаљивих течности које се мешају са водом или при гашењу чврстих запаљивих материја које се растварају у води јавља се и ефекат разблаживања, услед смањења њихове способности да горе.

Ефекат раслојавања или раздвајања јавља се када се дејством компактног воденог млаза врши одвајање гориве материје од извора паљења и ефекат одношења пламена механичким деловањем воде.

ФАКТОРИ КОЈИ УТИЧУ НА СПОСОБНОСТ ГАШЕЊА ПОЖАРА ВОДОМ

На способност гашења водом утичу следећи фактори:- величина капи воде,- утрошак воде,- утицај различитих додатака,- карактер запаљиве средине.

Најефикасније су капи димензија 100-1000 микрона.Фино распршена вода је погоднија за гашење од грубо распршене воде, због

скраћеног времена испаравања, повећања коефицијента преноса топлоте и апсорбционе моћи.

Способност гашења водом може се повећати додавањем различитих материја:- соли алкалних метала (калијум и натријум карбонат и бикарбонат)

повећавају ефикасност гашења тако што се њиховим испаравањем у пламену издваја слободна со која разлаже пероксиде неопходне за одржавање процеса горења,

- водени раствори диамонијум-фосфата и амонијум-фосфата повећавају вискозитет воде и њен топлотни капацитет па је таква вода погодна за гашење шумских пожара јер се лепи за растиње,

- додаци на бази соли алкалних метала у мањој мери смањују величину капи воде али повећавају њено корозионо дејство (овај недостатак се спречава облагањем судова, у којима се вода налази, пластичним материјалима или додавањем инхибитора корозије,

- Материје које се додају за снижавање тачке мржњења воде (алкохол, гликол) смањују њену ефикасност.

ОБЛСТ ПРИМЕНЕ ВОДЕ КАО СРЕДСТВА ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

Вода је најефикаснија за гашење пожара чврстих марерија (класа А) јер има највећи ефекат хлађења што је у случају ових материја готово једини начин гашења. Примењује се вода у облику пуног или распршеног млаза.

Запаљиве течности (класа Б) са температуром кључања преко 80 степени (мазут и други запаљиви деривати нафте) могу се гасити распршеним млазом воде а запаљиве течности које се мешају са водом (алкохоли, ацетони, органске киселине) могу се гасити пуним млазом, при чему долази до изражаја ефекат разблаживања.

(Класа Ц) запаљиви гасови (водоник, ацетилен, природни гас) гасе се ефектом одношења пламена.

(Класа (Д) пожари запаљених метала (алуминијум, магнезијум, алкални метали)не могу се гасити водом због опасности термичког разлагања воде и стварања праскавог гаса.

Вода се не сме користити за гашење пожара у димњацима, пожара ужареног угља и органских и неорганских материја које у додиру са водом ослобађају велике количине топлоте (због термичког разлагања воде).

НЕДОСТАЦИ ВОДЕ

- Не гаси пожаре запаљивих течности чија је температура кључања испод 80 степени

- може проузроковати велике штете на зградама, у библиотекама, музејима итд., квашењем,

- многе материје у контакту са водом бубре (житарице) чиме се повећава њихова тежина и запремина па се јавља опасност од обрушавања објеката у којима се складиште,

- није ефикасна за гашење пожара прашкастих материјала и гумених производа због мале способности продирања, овај недостатак може се компензовати великим утрошком воде или додавањем средстава за квашење,

- на температурама испод 0 степени вода прелази у чврсто стање.

НАЧИН УПОТРЕБЕ ВОДЕ

Пуни млаз се користи када воду треба добацити на веће даљине или висине и када ватрогасци не могу да приђу близу пожара збогјаког топлотног зрачења, одрона итд.

Пуни млаз долази до изражаја када се дејствује на одређену тачку, кроз узан отвор, код гашења складишта дрва и високих објеката.

Распршени млаз се примењује за хлађење конструкција и квашење у циљу спречавања ширења пожара.

Водена магла обезбеђује максимални ефекат хлађења уз врло мала или никаква оштећења грађевина али овај млаз излаже ватрогасце опекотинама на голој кожи, има мали домет и малу ударну моћ па се примењује у затвореним просторијама.

Комбиновани млаз (комбинација пуног и распршеног млаза) има улогу заштите ватрогасаца.

4. ПРАХ

Практична примена прашкастих материјала за гашење пожара почела је 1912. године појавом првих ручних апарата за гашење пожара прахом.

Прашкасти материјали морају да испуњавају одређене услове да би нашли практичну примену као средства за гашење пожара:

- неотровност – у погледу токсичности испуњавају све прописане захтеве,- стабилност –правилним избором средстава за повећање хидрофобности

могу се чувати годинама без промене хемијске структуре,- нешкодљивост - не испољавају штетно дејство на судове у којима се

складиште ни на материје које би могле бити изложене појави пожара,- електрична проводљивост – прах се може сматрати непроводним али се из

сигурносних разлога треба придржавати препорука произвођача у погледу минимални растојања од уређаја под напоном и у погледу дозвољене величине напона, јер ако прах не садржи довољне количине средстава за повећање хидрофобности може везати влагу чиме постаје проводник електрицитета, зато се не сме користити за гашење влажних постројења високог напона и за гашење инсталација и водова са називним напоном преко 1000 В,

- флуидност – прах може да лебди у струји погонског гаса, који га под притиском избацује из апарата, само ако је довољно растесит и клизав што зависи од облика и величине зрна а може се побољшати додавањем средстава за клизање,

- способност гашења – зависи од хемијског састава, од облика и величине зрна праха.

НАЧИН ДЕЛОВАЊА ПРАХА ПРИ ГАШЕЊУ ПОЖАРА

Прах гаси пожар антикаталитичким ефектом (хетерогена инхибиција).Специјални прахови за гашење пожара запаљивих метала, како имају покривно

дејство, приликом топљења стварају тврду кору мале порозности, преко запаљивог метала, која спречава приступ кисеонику а истовремено делимично хладе површину упаљеног метала.

ПРАХ ЗА ГАШЕЊЕ ГРУПЕ „БЦЕ“

Најчешће се изражује на бази натријум-бикарбоната (NaHCO3) калијум-бикарбоната и калијум-сулфата.

Прах представља мешавину зрна различите гранулације (од 0,002-0,2 мм). Ситнија зрна су ефикаснија за гашење али склонија згрудњавању и имају краћи домет.

Постојан је на ниским температурама али на температурама преко + 50 степени може да се згрудва.

Прах групе БЦЕ користи се за гашење пожара у којима се развија пламен (Б и Ц) али и за гашење пожара на електроинсталацијама. Веома брзо елиминише пламен али како не делује хлађењем, после савлађивања пламена потребно је применити неко средство за гашење које има ефекат охлађивања да би се избегла опасност поновне појаве пламена. Најчешће се користи у комбинацији са пеном за гашење пожара на авионима, у индустријским погонима у којима се налазе веће количине запаљивих течности, као и у складиштима нафтних деривата.

Не користи се за гашење пожара осетљивих електричних постројења зато што може да их запрља.

ПРАХ ЗА ГАШЕЊЕ ГРУПЕ „АБЦЕ“

Израђују се на бази амонијум –сулфата, баријум-сулфата, боракса и калијум-сулфата.

По особинама су слични праховима групе БЦЕ али имају мању насипну густину и мање су постојани на температурама.

Прах групе АБЦЕ је универзално средство за гашење пожара али не користи се за гашење алкалних метала и инсталација под високим напоном.

Најчешће се користи за гашење пожара на моторним возилима, у радионицама, у складиштима запаљивих течности и гасова, у индустријским погонима и сл.

Не препоручује се за гашење пожара на осетљивим електричним постројењима која може да запрља.

СПЕЦИЈАЛНИ ПРАХОВИ ЗА ГАШЕЊЕ ЗАПАЉИВИХ МЕТАЛА

Производе се на бази натријум-хлорида, калијум-хлорида, боракса, меламина итд.

Њихова насипна густина је знатно већа од насипне густине претходних прахова.Користи се гашење пожара свих запаљивих метала и легура. Код гашења

пожара у затвореним просторијама неопходно је коришћење опреме за заштиту органа за дисање.

УГЉЕН-ДИОКСИД КАО СРЕДСТВО ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

Прва примена угљен-диоксида као средства за гашење пожара датира од краја 19. века када су направљени први ручни апарати за гашење пожара угљен-диоксидом који су користили узајамно дејство киселина и карбоната.

Дуго је угљен-диоксид коришћен ус меши са другим гасовима и чвстим средствима за гашење пожара (прах). Тридесетих година 20. века доживљавају успон у коришћењу и преко ручних апарата и преко стабилних система за гашење пожара.

Угљен-диоксид је заступљен у атмосфери у концентрацији од 0,03%, на многим местима избија из земље као водени раствор(минерална вода) а велике количине угљен-диоксида настају сагоревањем органских материја.

ОСОБИНЕ УГЉЕН-ДИОКСИДА

То је безбојан гас, слабог укуса и мириса. Претпоставља се да није отрован и да негативни ефекти потичу од гушења (одсуства кисеоника).

На концентрацијама преко 5% изазива убрзано лупање срца и убрзан пулс а на већим процентима може деловати као наркотик. Ваздух са 50% угљен-диоксида може се удисати само кратко време без кобних последица.

Користи се за гашење већине материја које горе осим за врло активне метале (натријум, калијум, магнезијум) који горе у угљен-диоксиду.

Због опасности од стварања угљен-моноксида не користи се за гашење пожара ужареног угља.

НАЧИН ДЕЛОВАЊА УГЉЕН-ДИОКСИДА ПРИ ГАШЕЊУ ПОЖАРА

Основни начин деловања је угушивање.Увођењем угљен-диоксида у просторију садржај кисеоника се толико смањује да се процес горења прекида.

Процес горења се код већине запаљивих материја прекида када концентрација кисеоника у ваздуху опадне испод 15%. Само мали број запаљивих материја горе на овој и нижим концентрацијама кисеоника у ваздуху (водоник, ацетилен, бели фосфор).

Када се користи преко стабилних система за гашење потребно је око 1 кг CO2 по м3 просторије што одговара концентрацији гаса за гашење од 50%.

ОБЛАСТ ПРИМЕНЕ УГЉЕН-ДИОКСИДА

Користи се за гашење пожара класе Б, Ц и Е, нарочито за гашење пожара на електроинсталацијама и пожара лако запаљивих течности у лакирницама где се углавном користи преко стабилних система за гашење пожара.

Дејство CO2 долази до пуног изражаја само у затвореним просторијама јер се у слободном простору тешко могу постићи потребне концентрације.

Угљен диоксид се користи у три облика:- у облику снега – ствара се у млазници за снег. Од укупне количине CO2 у

једној боци око 30% може да се преведе у снег. У том облику погодан је за гашење малих пожара класе Б и у том облику врши охлађивање,

- у облику магле (аеросола) - користи се за гашење пожара на електроинсталацијама и уређајима, у лабораторијама, апотекама и мањих пожара запаљивих течности (Е и Б),

- гасовити CO2 – погодан је за гашење пожара запаљивих гасова и електроинсталација (Ц и Е) а мање је ефикасан за гашење пожара запаљивих течности.

ХАЛОНИ

Примена халона као средства за гашење пожара отпочела је 1870. године када је први пут примењен угљен.тетрахлорид. О њиховом штетном деловању на људски организам тада се није много знало.

После другог светског рата, испитивањем се дошло до сазнања да су халони који у себи имају флуора далеко ефикаснији у гашењу пожара и да су најмање штетни по људско здравље.

Флуоровани угљоводоници се користе у расхладној техници и као погонски гас у спреј боцама.

Због штетног деловања на животну околину и уништавање озонског омотача у свету се дуги низ година води кампања за забрану производње ових једињења а у многим земљама се више не користе за гашење пожара.

ХЕМИЈСКИ САСТАВ И ХЕМИЈСКО-ФИЗИЧКЕ ОСОБИНЕ

Халони су халогеновани деривати угљоводоника настали заменом једног или више водоникових атома атомима халогених елемената.

Из практичних разлога уведен је нумерички систем означавања који садржи тзв. халонски број. Под првим бројем наводи се број атома угљеника, под другим број атома флуора, под трећим – хлора, под четвртим – брома и под петим – број атома јода. Нуле на крају се не пишу тако да халонски број има од 2-5 цифара.

Хемијски назив халона C F Cl Br Ј Халонски број

Бром-хлор-дифлуор-метан 1 2 1 1 0 1211Бром-трифлуор-метан 1 3 0 1 0 1301Дибром-тетрафлуор-етан 2 4 0 2 0 2402

У нашој пракси срећемо се са халонима 1301 и 1211 у гасовитом стању и 2402 у течном стању.

Халони испољавају одређену корозиону активност са порастом садржаја влаге. Узрок корозије је хлороводонична киселина која настаје у реакцији халона са водом.

Слаби су проводници електричне струје па се користе за гашење пожара на електроинсталацијама.

На високим температурама разлажу се на отровне гасове, нарочито фозген. Токсичност халона се вишеструко повећава када долази до наглог разлагања. Продукти разлагања надражујуће делују на слузокожу очију и дисајних путева а дуготрајним удисањем долази до оштећења плућа.

НАЧИН ДЕЛОВАЊА ХАЛОНА

Основни начин деловања халона је антикаталитички (хомогена инхибиција).Најефикаснији су халони који имају највише брома и хлора али најчешће се

користе халони који осим брома и хлора садрже флуор јер се тиме смањује њихова токсичност.

Неки аутори им приписују охлађујући ефекат али тај ефекат се не може сматрати доминантним.

ТОКСИЧНЕ ОСОБИНЕ ХАЛОНА

Када доспе у људски организам, преко органа за дисање, коже или гутањем течних халона, таложи се или се раствара у масним ткивима што доводи до раздражљивости, вртоглавице, мучнине, главобоље и несвестице. Неки халони могу деловати као наркотици а неки изазивају чиреве на кожи.

Халон 1211 у високим концентрацијама доводи до наркотичких појава а при дуготрајном деловању изазива сметње у размени масних материја. У концентрацијама у којима се користи за гашење пожара (10%) не доводи до оштећења организма. Производи пиролизе који настају приликом гашења пожара изазивају јаке надражаје дисајних органа и слузокоже.

Халон 1301 је готово неотрован гас и под високим концентрацијама, изузев што повећава опасност од гушења због смањене концентрације кисеоника. Производи пиролизе настају тек на високим температурама а одликују се јаким надражајним дејством на дисајне органе и слузокожу.

ОБЛАСТ ПРИМЕНЕ ХАЛОНА

Користе се за гашење пожара класе А, Б, Ц и Е.Предности халона у односу на друга средства за гашење:

- велика брзина елиминације пламена,- потпуно испаравају и не остављају никакве остатке,- ниске тачке кључања,- због ниске тачке кључања могу се користити и на јако ниским

температурама.

Недостаци халона:- токсичност,- корозионо деловање,- висока производна цена.

Халони се не користе у просторијама које се не проветравају (јавна склоништа, подруми и сл.) као и за пожаре праћене тињањем с обзиром да се повећава опасност од стварања продуката пиролизе.

Не користе се за гашење пожара лаких метала (Al, Na, Mg) због могућности појаве експлозије, услед међусобне хемијске реакције.

Користе се преко ручних апарата и стабилних система за гашење пожара.

7. ПЕНА

Све већим коришћењем нафте и нафтних деривата јавила се потреба за ефикаснијим средствима за њено гашење, пошто је вода, која се масовно користила

за гашење пожара, није могла да се користи у овом случају, јер је тежа и при гашењу је без великих ефеката падала на дно резервоара.

Први апарат за гашење пожара пеном изумљен је у Великој Британији 1877. године.

До 1920. године коришћена је само хемијска пена али 1923. године у Немачкој је изумљена ваздушна пена.

Велики успон у примени пена наступио је после Другог светског рата. Данас је пена најзаступљеније средство за гашење пожара након воде.

СТРУКТУРА И ВРСТА ПЕНЕ

Пена се састоји од низа мехура испуњених ваздухом или угљен-диоксидом. Опна мехура се састоји од воде и средства за смањење површинског напона воде (пенушавца).

Пена чији су мехурови испуњени угљен-диоксидом назива се хемијском пеном а пена чији су мехурови испуњени ваздухом назива се ваздушно-механичком пеном.

Хемијска пене се данас ретко користи зато што је компликован начин њене припреме и скупа цена прозводње.

Ваздушно.механичка пена се добија у ваздушно-пенским цевима (топовима) где се екстракт пенушавца меша са струјом воде а ваздух, потребан за стварање пене, се усисава кроз отворе цеви за пену. У зависности од врсте и квалитета пенушавца, врсте цеви и притиска воде може се добити пена са различитим бројем упењења.

НАЧИН ДЕЛОВАЊА ПЕНЕ

Пена гаси пожар ефектима изолације и расхлађивања. Оба ова ефекта се испољавају истовремено и у једнакој мери. У зависности од услова одвијања пожара преовлађује један или други ефекат.

Ефекат хлађења је доминантан код гашења тињајућих пожара чврстих материјала (дрво, текстил, папир) а и приликом гашења течности које су склоне прегрејавању.

Ефекат изолације настаје формирањем слоја који спречава приступ кисеоника ка горивој материји. Такође, слој пене одваја парну од течне фазе запаљиве течности и спречава даље испаравање запаљиве течности.

КАРАКТЕРИСТИКЕ ПЕНЕ ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

Својство пена за гашење пожара одређује се бројем упењавања, односно стабилношћу пене и њеном флуидношћу.

Број упењавања представља однос између количине течности и количине пене и креће се у границама од 1-1000. Према броју упењавања пене се деле на:

тешке пене, број упењавања од 1-20, средње пене, број упењавања од 20-200, лаке пене, број упењавања од 200-1000.

На број упењавања утиче притисак у топу за пену, врста и квалитет пенушавца, температура раствора и начин додавања пенушавца (коришћење претходно припремљеног раствора пенушавца – хемијска пена или припрема смеше у процесу формирања пене у пеногенератору – ваздушно-механичка пена).

Стабилност пене дефинише се количином воде издвојене из пене у одређеном временском интервалу. Време у току кога ће се из пене издвојити половина течности зове се време полураспада пене.

Стабилност пене зависи од више фактора а највађнији су: температура и присуство других материја растворених или диспергованих у води.

У погледу стабилности на температуру, пена доброг квалитета мора имати термостабилност 3-4 минута.

Присуство неких диспергованих или растворених материја, као што су креда, азбест, метални стеарати (присутни у праху за гашење пођара) утичу на смањење стабилности пена.

Од флуидности зависи брзина покривања површине упаљене материје. Код тешких пена брзина покривања се креће од 5цм/сек. а са повећањем броја упењења брзина се знатно смањује.

СРЕДСТВА ЗА УПЕЊАВАЊЕ

За добијање пене у систему вода-гас неопходно је додавање материја које смањују површински напон воде. Такве материје називају се средствима за упењавање (пенушавци).

Као средства за упењавање примењују се неке природне материје богате беланчевинама и синтетичке површински-активне материје.

Основна сировина за производњу средстава на бази природних протеина је коштано брашно добијено млевењем костију рогатих животиња. Користи се и брашно добијено од копита, длаке, перја или неке друге материје богате беланчевинама.

Средствима за упењавање на бази природних беланчевина додају се различити додаци у циљу повећања: стабилности пене (феросулфат), отпорности на микроорганизме (различити конзерванси), отпорности на мраз (гликол), постојаности на алкохоле итд.

Средства за упењавање на бази природних беланчевина су: тутуген, ницерол, пирен, афродон, ПО-6 и др.

На бази протеинских средстава за упењавање може се добити стандардна протеинска пена, алкохол пена и флуор-протеинска пена, које по броју пенушања спадају у тешке пене.

Синтетичка површински-активна средства користе се за добијање вишенаменских пена. Производе се на бази алкил-сулфата, алгинске киселине, полиаминске киселине итд. Представници су: силвани, ПО-1 и др.

На бази синтетичких средстава добијена је пена која има минимални садржај воде и због тога се може користити и на температурама испод 0 степени. По свом садржају ове пене представљају комбинацију класичне пене и халона и у ову групу спада халопена. Халопена се одликује великом ефикасношћу која потиче од

присуства три ефекта гашења пожара: антикаталитички – од халона, ефекат раздвајања и угушивања – од екстраката и ефекат расхлађивања – од воде.

ОБЛАСТ ПРИМЕНЕ ПЕНА

Пена се користи за гашење пожара класа А и Б а највише загашење пожара нафте и нафтних деривата, као и пожара у хемијским фабрикама.

Тешке пене, углавном ваздушно-механичке, користе се за гашење пожара запаљивих течности (нафтних деривата,бензола, толуола и сл.) и чврстих супстанци (дрво, гума, папир).

Упореба тешке пене: код гашења пожара чврстих материја у неким случајевима је неопходна,

поготово када се ради о пожарима на бродовима (због преоптерећења се избегава употреба воде) и гашењу пожара угља у затвореним просторијама, да би се избегло стварање експлозивног воденог гаса,

за заштиту објеката од топлотног зрачења, када се налазе у близини жаришта пожара,

за прекривање аеродромских писти у случају принудног слетања авиона, када се употребом пене постиже ефекат клизања по писти и спречава варничења.

Не користи се за:- с обзиром на висок садржај воде не користи се за гашење пожара тамо где

вода проузрокује опасне хемијске реакције (лаки метали, карбиди),- због електропроводљивости, која потиче од високог садржаја воде, не може се

користити за гашење пожара на електроинсталацијама.

Средње пене имају исто подручје примене, с тим што се чешће користи у затвореним просторијама.

Лаке пене се користе за гашење пожара: у фабрикама боја и лакова, у лакирницама, у библиотекама и архивима, у рудницима, на електропостројењима, на бродовима, код таложења радиоактивних загађења из ваздуха.У поређењу са тешком и средњом пеном лака пена има одређене предности: штета изазвана водом је минимална, због великог броја упењавања, односно

мањег садржаја воде, поступак добијања лаке пене је економичнији, смањује топлотно зрачење чиме се обезбеђује заштита од преношења

пожара, брзо испуњава просторије, чишћење просторија од лаке пене је једноставно јер се усисава помоћу

усисивача или се разара распршеном водом, спречава издвајање дима и гасовитих продуката горења. Недостаци лаке пене: - лако се одува ветром или струјом продуката горења, - у односу на тешку пену, брзо се распада при контакту са сувим

продуктима, па је због тога потребна већа количина пене, - димни гасови и прашина створени горењем, које усисава вентилатор пеногенератора, погоршавају квалитет пене и поједини гасови је разарају.

8. НОВА СРЕДСТВА ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

Монтреалским споразумом, потписаним 16.09.1987. године постигнут је договор о забрани коришћења халона 1301, 1211 и 2402 као средстава за гашење пожара а на међународним конвенцијама у Лондону и Копенхагену, 1990. и 1992. године донета је одлука о потпуном обустављању производње ових халона.

Бројним испитивањима установљено је да они утичу на разарање озонског омотача и стварање тзв. озонских рупа у атмосфери.

Истраживањима усмереним на изналажење нових средстава, која би у потпуности могла да замене халоне, дошло се до читавог низа нових средстава која у потпуности испуњавају еколошке захтеве. Америчким стандардом NFPA-2001 верификовано је 11 нових средстава a националним стандардима других држава верификовано је још сличних средстава.

Нова средства за гашење пожара могу се поделити у две групе:

- група инертних средстава – гасовита средства за гашење пожара која у свом саставу у различитим односима садрже азот, аргон и угљен-диоксид,- група хемијских средстава – у свом саставу садрже једињења из групе халогених угљоводоника који не садрже бром, за разлику од халона.

9. ИНЕРТНА СРЕДСТВА ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

Стандардом NFPA-2001 верификована су три нова средства за гашење пожара израђени на бази азота, аргона и угљен-диоксида: ИГ-01, ИГ-55 и ИГ-541.

ИНЕРТНА СРЕДСТВА АРГОНИТ ИГ-55 И АРГОН ИГ-01

ИГ-01, ИГ-55 се као средства за гашење пожара користе преко стабилних система за гашење пожара.

По хемијском саставу аргонит ИГ-55 представља смешу аргона и азота док аргон ИГ-01 садржи само аргон.

Аргонит ИГ-55 и аргон ИГ-01 користе се за гашење пожара класа А, Б и Ц. Основни начин деловања је поступком мењања квантитативног односа горива и кисеоника (ефекат угушивања).

Физичко хемијске особине ових средстава идентичне су особинама азота и аргона који представљају основне састојке средстава.

Азот је главни састојак атмосфере (78%). То је безбојан гас, без мириса и укуса, не гори, не потпомаже горење, није токсичан. Хемијски је неактиван, тешко ступа у хемијске реакције са другим елементима и једињењима. На високим температурама реагује са водоником, кисеоником и неким другим елементима. Слабо се раствара у води и другим растварачима, слаб је проводник топлоте и електрицитета.

Аргон спада у инертне гасове, налази се у атмосфери у количини од 0,93%. То је безбојан гас, без мириса и укуса, није токсичан. Хемијски је потпуно неактиван, слабо се раствара у води, тежи је од ваздуха.

Гасовити азот и аргон нису токсични. Повећањем њихове концентрације у ваздуху смањује се концентрација кисеоника због чега може доћи до гушења без икаквих претходних упозоравајућих симптома.

Због своје веома ниске температуре течни азот и аргон у контакту са кожом изазивају тешке повреде сличне опекотинама, зато се при раду са течним азотом и аргоном морају предузети мере заштите ношењем одговарајућих заштитних наочара или штитника за лице, заштитних азбестних или кожних рукавица, огртача и сл.

Област примене:- запаљиве течне материје,- чврсте запаљиве материје,- компјутерска техника,- електрични уређаји и опрема,- вредни предмети и материјали у музејима, архивима, библиотекама и др.

Нису ефикасна и не препоручује се њихова примена за гашење следећих материја:

- алкални метали (натријум, калијум, литијум),- реактивни метали (магнезијум, цирконијум),- метални хидриди,- материје богате кисеоником (нитро-целулоза, барут и др.)

ИНЕРГЕН

Инерген се као средство за гашење пожара искључиво користи преко стабилних система за гашење пожара.

Стандардом NFPA-2001 верификовано је инертно средство за гашење пожара, са ознаком ИГ-541, које по саставу у потпуности одговара инергену.

Инерген је смеша три природна гаса: азота (52%), аргона (40%) и угљен-диоксида (8%).

Инерген се користи за гашење пожара класа А, Б и Е. Гаси пожаре искључиво ефектом угушивања. При гашењу пожара инергеном у затвореном простору садржај кисеоника се смањује на 12,5% а садржај угљен-диоксида се повећава на 3%. Засићење просторије мора се извршити за максимално 60 секунди. Даљим довођењем инергена у просторију одржава се концентрација кисеоника испод границе горења у дужем временском периоду.

Инерген се одликује следећим карактеристикама:- не загађује животну средину,- није шкодљив за људе,- није токсичан,- не проузрокује корозију метала,- не оштећује електронску и другу вредну опрему код гашења пожара, не

ствара маглу при гашењу пожара,- има ниску специфичну проводљивост,- рок трајања је неограничен.

Инерген се чува у боцама под притиском од 150 бари а у пракси се највише користе боце од 80 литара.

Батерије боца са инергеном и припадајућом опремом не смеју бити угрожене пожаром и морају се сместити у посебну просторију минималне отпорности на пожар од 90 мин. Дозвољена температура просторије је од 0-50 степени. Излаз из просторије мора бити директно са спољне стране или на степениште и ходнике који воде директно ван објекта.

Испитивањем је доказано да у простору који је испуњен инергеном човек може да борави до 7 мин. без последица.

Област примене:- запаљиве течне материје,- запаљиве чврсте материје,- компјутерска техника,- електрични уређаји и опрема,- вредни предмети и материјали у музејима, архивама, библиотекама идр.

ХЕМИЈСКА СРЕДСТВА ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

АЕРОСОЛНИ ГЕНЕРАТОРИ „МАГ“ ЗА ПРОСТОРНО ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

Аеросолни генератори намењени су за просторно и локално гашење пожара и представљају најновију генерацију средстава за гашење пожара. Настала су у Русији где су коришћена за заштиту војних објеката и средстава.

У односу на постојећа средства за гашење пожара одликују се:- већом способношћу прекидања пламена,- потпуном нешкодљивошћу по човека и околину,- одсуством корозионо-активних продуката,- сталном спремношћу за рад,- једноставним и безбедним руковањем и складиштењем,- могу се користити и чувати у широком температурном интервалу од -60 -

+60 степени и дуго без битних промена (10 година).Користе се за гашење пожара класа А, Б и Ц. Механизам гашења пожара

аеросолним генераторима састоји се у антикаталитичком деловању.На тржишту се могу наћи два типа аеросолних генератора: МАГ и ПУРГА.Аеросолни генератори типа МАГ нашли су велику примену у аутоматском

и ручном гашењу пожара у путничким и теретним возилима, пловним објектима, железничким возилима и сл. Активирају се у року од 2-4 секунде од избијања пожара. Активирање може бити аутоматско, преко уграђених топлотних детектора или процесом штапина који се пали у контакту са отвореним пламеном или повишеном температуром. Ручно се активира притиском на прекидач монтиран у путничком простору.

Користе се за гашење пожара:- запаљивих течности,- пластичних маса, дрвне масе, угља, папира, гуме,- електричне опреме у складишним и производним просторијама.

Ефикасни су за спречавање дефлаграције и експлозије гасова.

Не примењују се за гашење:- влакнастих, сипких, шупљикавих и других горивих материја склоних

самозапаљењу и тињању унутар слојева (дрвна маса, памук, брашно),- металних прахова (магнезијум, титан, цирконијум),- опреме и цевовода са запаљивим течностима које се налазе под притиском,- технолошке опреме затвореног типа или са скривеним шипљинама,- хидрида метала и пирофобних материја итд.

Њихова примена се не препоручује за гашење пожара у просторијама, зградама и објектима у којима се налазе драгоцености (слике, књиге, уметнички предмети), материјала и опреме који могу бити оштећени дејством продуката насталих горењем аеросолних састава а ни у случајевима када из угроженог простора нису евакуисани људи.

Аеросолни генератори поседују атесте Русије, Немачке, Италије, САД, Аустралије, Аустрије итд.

ФМ-200 – хефтафлуоропропан

ФМ-200 је гас, безбојан, без мириса, електронепроводљив.Карактеристике:

- еколошки је исправно средство тј. Не утиче на озонски омотач,- при гашењу не оштећује опрему и материјале који се гасе,- концентрације за гашење нису опасне за човека, - може се користити помоћу инсталација којима су коришћени халони.

Механизам гашења пожара је антикаталитички.Продукти распадања ФМ-200 на високим температурама веома су токсични,

као и продукти халона 1301 (ослобађа се флуороводоник) па је потребно да се приликом активирања система напусти просторија у року од 30 секунди а просторије се након гашења пожара проветравају вештачким путем.

Концентрација ФМ-200 мора се задржати у просторији око 10 мин. да би се пожар угасио, што подразумева додавање овог средства због могућности отицања из изван штићене просторије.

Као погонски гас за убацивање у просторију користи се азот који мора да обезбеди надпритисак у боцама са ФМ-200 од 42 бара да би гас изашао из боце у року од 10 секунди.

Област примене:- рачунски центри,- телефонске централе,- банке,- галерије, музеји, архиви,- складишта запаљивих течности,- машинска одељења.

10. ПРИРУЧНА СРЕДСТВА ЗА ГАШЕЊЕ ПОЖАРА

Приручна средства за гашење пожара намењена су, углавном, почетном гашењу пожара. У неким посебним условима она могу представљати основна средства за гашење, поготово када се ради о пожарима на депонијама отпадних материја, пожарима ниског растиња, разливених упаљених течности и сл.

У ова средства спада све што се може користити за гашење пожара када се налазе у његовој непосредној близини: песак, земља, разне врсте прекривача,

кухињска со, струготине сировог гвожђа, вода, ручни алат (мотике, лопате, кофе и сл.).

Песак се користи за гашење мањих пожара алкалних метала, фосфора, алуминијума, магнезијума, разливених запаљених течности итд., при чему песак мора бити потпуно сув. Ситнији песак је ефикаснији од крупнијег. Поставља се у металним сандуцима са лопатама у близини ових запаљивих материја.

Када нема песка користи се земља, најчешће иловача и лапорац. Земља је погодна за гашење пожара ниског растиња, разливених упаљених течности и депонија.

Успешније средство, од песка и земље, за гашење пожара запаљених течности је пиљевина.

Разне врсте прекривача као што су ћебад, радни мантили или азбестни прекривачи погодни су за гашење упаљених посуда, делова намештаја, аутомобилских мотора, људи чија одећа гори итд.

Кухињска со је је врло ефикасна за гашење пожара лаких метала.Прекид процеса горења своди се на угушивање а ређе на разређивање и

охлађивање.