مواد خاموش‌ کننده‌ حریق: با چه خاموش کننده‌هایی حریق را مهار می‌کنند؟

معرفی مواد خاموش‌کننده حریق

در ادامه مطالبی که به معرفی انواع حریق و دلایل وقوع حریق پرداختیم؛ موضوع مطلب جدید وبلاگ مرکز اعلام حریق آرات به معرفی پرکاربردترین مواد خاموش کننده آتش که برای مهار انتشار حریق مورد استفاده قرار می‌گیرد، اختصاص یافته است.  سرعت عمل در خاموش‌کردن حریق یکی از نکات مهمی است که باید به آن توجه شود. هرچه حجم آتش کم‌تر باشد زودتر می‌توان آن را مهار کرد. اما پیش از هر چیزی باید با انواع مواد خاموش‌ کننده حریق و موارد مصرف آنها آشنا باشید.

مهم‌ترین مواد خاموش کننده حریق چه ویژگی‌هایی دارند؟

هر خاموش‌کننده ممکن است برای موارد خاصی از آتش کاربرد داشته باشد. به طور کلی، برای خاموش‌کردن حریق مواد مختلفی بکار برده می‌شود که هرکدام بسته به نوع و میزان آتش مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد به 4 گروه مواد خاموش‌ کننده حریق تقسیم می‌شوند. در برخی موارد به خاطر لزوم سرعت عمل و خاموش کردن سریع‌تر حریق، از دو یا چند مواد خاموش ‌کننده آتش به طور همزمان استفاده می‌شود. هر کدام از این مواد می‌توانند مزایا و معایب خود را داشته باشند که در ادامه ضمن نام بردن این 4 دسته به معرفی جداگانه‌ی آنها نیز می‌پردازیم.

الف) مواد سردکننده (آب، CO₂)

ب) مواد خفه‌کننده (کف، CO₂، ماسه و خاک)

ج) مواد رقیق‌کننده‌ی هوا (N₂، CO₂)

د) مواد محدودکننده‌ی واکنش‌های زنجیره‌ای شیمیایی (HFC و پودرهای مخصوص)

مواد خاموش‌کننده حریق

1. مواد خاموش‌ کننده حریق: آب عنصر کلیدی!

از ساده‌ترین و موثرترین روش‌های کنترل حریق می‌توان به استفاده از آب اشاره کرد. البته استفاده از آب مزایا و در عین حال محدودیت‌های خاص خود را دارد و همانقدر که می‌تواند مفید باشد در صورت استفاده‌ی نابجا می‌تواند ایجاد خطرات بیشتر و گسترش حریق را با خود به همراه آورد. آشنایی با مزایا و معایب استفاده از آب این مساله را روشن‌تر خواهد ساخت.

مزایای استفاده از آب به عنوان خاموش ‌کننده حریق

  1. فراوان و ارزان‌بودن آب – به ویژه عدم نیاز به تصفیه‌ی کامل آن
  2. ویسکوزیته‌ی پایین و قابلیت انتقال آسان آب
  3. دارای ظرفیت گرمایی ویژه‌ی بالا – ظرفیت گرمایی آب 5 برابر آلومینیوم و 10 برابر روی و مس است.
  4. غیرقابل تجزیه بودن آب حتی در دماهای بالا
  5. توان سردکنندگی بالای آب – در حجم مساوی آب 6.5 برابر سردکننده‌تر از CO₂ است. لازم به ذکر است توان خنک‌کنندگی آب شور به عنوان مواد خاموش ‌کننده حریق از آب معمولی خیلی کمتر است.

خاموش‌کننده‌ی حریق - آب

معایب استفاده از آب به عنوان خاموش ‌کننده حریق

  1. سنگین بودن آب آن را برای حمل و نقل و اطفاء حریق دشوار می‌سازد.
  2. آب هادی الکتریسیته است و به همین خاطر استفاده از آن به عنوان مواد خاموش‌ کننده حریق در مواردی که اتصالی برق نیز وجود دارد خطر برق‌گرفتگی را بالا می‌یرد.
  3. استفاده از آب می‌تواند با خطر تخریب همراه باشد. استفاده از آب با فشار بالا و با استفاده از جت قدرت تخریب بالایی دارد که می‌تواند بسیار خطرناک و همینطور خسارت‌بار باشد.
  4. امکان تخریب مواد و محصولاتی مانند داروها، اثاثیه‌ها، کارتن‌های بسته‌بندی، رنگ و غیره به وسیله‌ی آب
  5. امکان واکنش دادن آب با موادی مانند سدیم، پتاسیم، کاربید کلسیم و غیره
  6. به خاطر افزایش حجم زیاد آب در زمان تبخیر، استفاده از آب به مایعات قابل احتراقی مانند نفت یا روغن باعث پرتاب این مایعات و گسترش حریق می‌شود.
  7. آب دارای کشش سطحی است و به همین خاطر نمی‌تواند به تل مواد مانند زغال سنگ، خاک اره و غیره نفوذ کند. البته با افزودن مواد خیس‌کننده به آب قدرت نفوذ آن بالا می‌رود.

در استفاده از آب به عنوان مواد خاموش ‌کننده حریق باید با توجه به نوع ماده و گسترش حریق، آن را به صورت قطرات ریز و با فشار نسبتا بالا استفاده کرد. برای پاشیدن آب به فواصل دور می‌توان آن را به صورت جت و به مقدار زیاد بکار برد. امروزه پاشنده‌هایی طراحی و ساخته شده‌اند که می‌توانند با مه‌پاشی آب به صورت قطرات میکرونی، بازدهی خاموش‌کنندگی آب را تا حد زیادی بالا ببرند. به این پاشنده‌ها آیفکس یا IFEX (Impulse Fire Extinguishing Technology) می‌گویند. استفاده از این نوع پاشنده کارآیی اطفاء حریق را چندین برابر می‌کند و محدودیت‌های استفاده از آب برای اطفاء حریق‌های دسته‌ی B را نیز رفع می‌کند.

معایب آب به عنوان خاموش‌کننده‌ی حریق

آبِ سبک (Light Water)

آبِ سبک یا آبِ نازک، آبی است که با ماده‌ای به نام سورفکتانت (ترکیب خاصی از دترجنت‌ها مانند فلورین کربن) مخلوط می‌شود. در صورت استفاده از این آب بر روی مایعات نفتی، وارد آنها نشده و به صورت یک لایه‌ی نازک روی آنها می‌نشیند. در فرودگاه‌ها در مواقع فرود یک هواپیمای معیوب روی سطح زمین این آب پاشیده می‌شود.

آب حاوی خیس‌کننده

در مواقعی که نفوذ آب به داخل تل مواد مورد نظر است از دترجنت‌ها برای کاهش کشش سطحی آب استفاده می‌شود. این روش اجازه می‌دهد آب به درون توده‌ی مواد مانند زغال و تل مواد گیاهی نفوذ کند و حریق را در عمق نیز خاموش کند.

2. مواد خاموش ‌کننده حریق: کف آتش‌نشانی

کف به عنوان خاموش ‌کننده حریق به صورت محلول تهیه می‌شود و هنگام پاشیده‌شدن توسط سرلوله‌های کف‌ساز با آب و هوا مخلوط شده و ایجاد حباب می‌کند. به دلیل گسترش فراوان کف، این ماده روی حریق را پوشانده و مانع رسیدن اکسیژن و بالارفتن گازهای ناشی از حریق می‌گردد. یکی از مزایای استفاده از کف به عنوان مواد خاموش ‌کننده حریق، توسعه‌ی خوب آن و پخش‌شدن آن روی سطح ماده‌ی در حال سوختن به خاطر سبکی آن است. مدت زمان ماندگاری کف روی آتش نیز از مزایای این ماده محسوب می‌شود. کف در دو گروه اصلی تهیه می‌شود:

  • کف شیمیایی
  • کف مکانیکی

الف) انواع کف خاموش کننده حریق: کف شیمیایی

کف شیمیایی از واکنش بین دو ماده‌ی شیمیایی در آب به دست می‌آید. این دو ماده شامل محلول سولفات آلومینیوم %13 و محلول بی‌کربنات سدیم 8 % (جوش شیرین) است. بعلاوه یک ماده‌ی تثبیت‌کننده نیز به محلول اضافه می‌شود که به پایداری آن کمک کند. از محصولات واکنش این نوع کف می‌توان به گاز CO₂ اشاره کرد که درون حباب‌های کف جای می‌گیرد و به اطفاء حریق کمک می‌کند. میزان گسترش و پخش‌شدن کف شیمیایی بستگی به نسبت محلول‌ها، غلظت و همینطور ترکیب و خلوص مواد مولد کف دارد. این نسبت می‌تواند تا حدود هفت تا سی برابر حجم محلول مواد مولد کف باشد.

کف خاموش‌کننده‌ی حریق - کف شیمیایی

ب) انواع کف خاموش کننده حریق: کف مکانیکی

کف مکانیکی یا کف هوایی امروزه به طور وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کف با داخل کردن هوا به درون آبی بدست می‌آید که مقداری ماده‌ی غلیظ کف‌کننده در آن حل شده است. این عمل معمولا توسط سرلوله‌های کف‌ساز انجام می‌شود. درجه و توسعه‌ی کف، به نسبت حجم هوا به محلول کف و غلظت ماده‌ی کف‌کننده در آب بستگی دارد. این نوع کف گسترش بسیار زیادی دارد و حتی در نوع کف پرتوسعه تا یک هزار برابر حجم محلول کف‌ساز نیز می‌رسد.

از کف مکانیکی پرتوسعه به عنوان یکی از مواد خاموش ‌کننده حریق، می‌توان در حریق‌های گسترده و در مواقعی که زمان اهمیت بسیار زیادی دارد یا کنترل حریق مواد ارزشمند و مهار آتش‌سوزی در مکان‌هایی که محصور هستند، استفاده کرد. در صورتی که در یک مکان افرادی به دام حریق افتاده باشند استفاده از کف مناسب نیست. کف مکانیکی به سه دسته‌ی زیر تقسیم می‌شود:

  • LX¹کف سنگین (کم‌توسعه) با نسبت افزایش حجمی تا 20 برابر محلول کف‌ساز
  • MX²کف متوسط، با نسبت افزایش حجمی 20 تا 200 برابر محلول کف‌ساز
  • HX³کف سبک (پرتوسعه) با نسبت افزایش حجمی 200 تا 1000 برابر محلول کف‌ساز

کف خاموش‌کننده‌ی حریق - کف مکانیکی

شرکت‌های تولیدکننده‌ی کف‌های خاموش‌کننده به طور مداوم در حال پژوهش و تحقیق برای ساختن کف‌هایی با نسبت توسعه‌ی بالاتر هستند. مهم‌ترین ویژگی‌های کف نسبت توسعه و همینطور مدت ماندگاری آن روی حریق است. ترکیبات کفی که در بازار وجود دارند معمولا با نام‌های تجاری معرفی می‌شوند و ترکیبات آنها به نمایش گذاشته نمی‌شود. با وجود این، شرکت‌ها موظف هستند مشخصات مربوط به نحوه‌ی محلول‌سازی، نسبت توسعه و ملاحظات کاربردی آن را درج کنند. ترکیبات یا انواع کف مکانیکی شامل مواد زیر است:

  • کف پروتئینی
  • کف فلورو پروتئین
  • کف نازک
  • کف مقاوم

کف پروتئینی مهار کننده حریق

مواد تشکیل‌دهنده‌ی کف پروتئینی ترکیبات نباتی و حیوانی است و از براده‌ی شاخ، سم و خون حیوانات، شیرین بیان، نوعی صابون و مواد نگهدارنده‌ی کف (ساپونین، کلرین و روغن سرخ ترکی) تشکیل شده است. در برخی از این کف‌ها نیز 5 الی 10 درصد NACL نیز اضافه می‌شود. برای کف کم‌توسعه غلظت 4% آن در آب تهیه می‌شود.

کف فلورو پروتئین خاموش کننده حریق

برای تهیه‌ی این نوع کف، علاوه بر مواد مورد استفاده در کف پروتئینی مقداری فلورئین نیز اضافه می‌شود که قابلیت خاموش‌کنندگی کف بدست آمده را بیشتر کند.

انواع کف مکانیکی

کف نازک خاموش کننده حریق

این کف از ترکیب یک سورفکتانت مانند فلورین کربن برای تشکیل لایه‌ی نازک آب بدست می‌آید. این کف در صورت پرتاب به روی مایعات نفتی به آنها نفوذ نکرده و به صورت یک لایه‌ی نازک روی این مایعات را می‌پوشاند. در فرودگاه‌ها پیش از فرود یک هواپیمای معیوب، سطح فرودگاه با این کف پوشانده می‌شود.

کف مقاوم خاموش کننده حریق

این کف معمولا از ترکیب مواد کف پروتئینی با مواد تثبیت‌کننده‌ی حباب در برابر حل‌کنندگی الکل بدست می‌آید. از کف مقاوم برای خاموش‌کردن مایعات قابل اشتعال محلول در آب مثل الکل‌ها استفاده می‌شود. غلظت مناسب محلول این نوع در آب 4 تا 6 درصد است که کفی سنگین تولید می‌کند.

3. مواد خاموش ‌کننده حریق – گاز CO₂

از دیگر مواد خاموش ‌کننده حریق می‌توان به گاز CO₂ اشاره کرد. CO₂ یا دی‌اکسیدکربن گازی غیرقابل احتراق، بی‌بو، غیر سمی و سنگین‌تر از هوا است که دارای چگالی 1.5 بوده و هادی الکتریسیته نیست. مکانیسم عمل این گاز در مواجهه با حریق به سه شکل است:

  • خفه‌کردن آتش با تشکیل یک لایه‌ی سنگین و مقاوم در برابر عبور هوا
  • رقیق‌کردن اکسیژن هوا در اطراف محوطه‌ی حریق
  • سردکردن آتش

مواد خاموش‌کننده حریق - گاز دی‌اکسیدکربن

دی‌اکسیدکربن در زمان تبدیل فاز از حالت مایع به گاز به ازای یک کیلوگرم مایع به 0.5 مترمکعب گاز افزایش پیدا می‌کند. این نسبت مایع به گاز حدود 450 برابر است.تبدیل فاز از مایع به گاز گرمای زیادی جذب می‌کند. دی‌اکسیدکربن به عنوان یکی از مواد خاموش ‌کننده در مواردی که ماده‌ی سوختنی برای ادامه‌ی حریق قادر به تولید اکسیژن است، موثر نیست. از ویژگی‌های CO₂ می‌توان به خسارت نداشتن برای مواد موجود در حریق اشاره کرد. به همین خاطر در مواردی که مواد باارزش دچار حریق شده است استفاده از گاز CO₂ مناسب‌تر از آب است. این گاز بعلاوه برای حریق‌های الکتریکی و الکترونیکی بسیار مناسب است چرا که به خاطر عدم هدایت برق و عدم وجود مواد باقیمانده، باعث اتصال یا خرابی در سیستم‌های حساس نمی‌شود.

برای خاموش کردن آتش، تراکم CO₂ در هوا باید متناسب با ماده‌ی در حال سوختن باشد. به طور کلی برای تمام حریق‌ها باید حداقل 34% تامین شود. برای هر مترمکعب از فضای محدوده‌ی حریق باید حداقل 0.68 کیلوگرم مایع CO₂ در نظر گرفته شود. این نسبت می‌تواند با توجه به نوع حریق، مشخصات آن و همینطور اهمیت مواد در حال سوختن می‌تواند تا 1.5 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب افزایش پیدا کند.

مواد خاموش‌کننده حریق - گاز CO₂

alifirefight

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *