Пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров при минусовых температурах

Пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров при минусовых температурах

Реферат

Одной из важнейших проблем разработки энергоресурсов Севера является проблема противопожарной защиты создающихся объектов нефтедобычи и средств ее транспортировки по Северному морскому пути, в условиях глубокого обледенения, низких температур окружающей среды и высокой степени минерализации морской воды.

Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, улучшающие качество пены.

Известен пенообразующий состав (пат. США №3554912, кл. А62Д 1/00, 1971) для получения низкократной термостойкой пены, пригодной для тушения пожаров. Состав включает: от 2 до 40% высокоосновной соли алюминия Al₂(OH)₅Cl; от 0,02 до 4% поверхностно-активного вещества (ПАВ), содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу; и воду - остальное до 100%. Стабилизатор пены используют при раздельном хранении с пенообразователем.

Недостатком состава является необходимость использования значительных концентраций высокоосновного хлорида алюминия (ОХА), что экономически не выгодно.

Этого недостатка лишен пенообразующий состав для тушения пожаров (Авт. свид. СССР №1128963, кл. А62Д 1/00, 1984). Состав включает следующие компоненты, мас.%:

Поверхностно-активное вещество	0,02-0,2
Основной хлорид алюминия Al2(OH)5Cl	0,5-2,0
Хлористый натрий	0,5-4,0
Вода	Остальное

Пенообразующий состав с морской водой значительно сокращает расходование основного хлорида алюминия.

Недостатком состава, как и всех остальных, является невозможность его использования при минусовых температурах рабочего раствора.

Следует подчеркнуть, что разработанные в мировой практике морозоустойчивые пенообразователи решают лишь проблему их транспортировки и хранения, тогда как условия применения пенообразователей ограничиваются температурой воды от плюс 4°С до плюс 40°С.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату при использовании высокоминерализованной воды является - Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров (Патент Р.Ф. №2328325, МПК А62D 1/04, 2006), принятый нами за прототип. Состав включает следующие компоненты, мас.%:

Основной хлорид алюминия, Al2(OH)5Cl	20,4
Сульфат аммония, (NH4)2SO4	7,2
Уксусная кислота, СН3СООН	9,0
Вода	Остальное

В сочетании с пенообразователями для тушения пожаров образует термостойкую пену.

Недостатком состава является его относительно высокая температура замерзания

(-10°С) и невозможность использования в рабочих растворах при минусовых температурах.

Для преодоления этого недостатка в предлагаемый состав включают магний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Основной хлорид алюминия, Al2(OH)5Cl	1,0
Магний хлористый, MgCl2	20,6
ПАВ	0,4
Вода	Остальное

Для получения и испытания состава согласно изобретению используют следующие вещества:

Основной хлорид алюминия - Al₂(OH)₅Cl, ТУ 216-350-002-39928758-02;

Магний хлористый (6-водный), ГОСТ 4209-77;

вода питьевая.

В примерах прототипа использованы анионактивные ПАВ - на основе первичных алкилсульфатов - ТЭАС, ТУ 0258-002-01013393-96 или ПО-6 ТС(А), ТУ 0258-147-05744685-95, свойства которых совпадают.

В работе с предлагаемым составом использован морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 3% (-40°С) ORCHIDEE GERMANY с добавлением 3% NH₃.

Все испытания составов проводят по стандартным методикам, рекомендованным при разработке новых пенообразующих составов ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. /Общие технические требования и методы испытаний/.

Примеры приготовления и испытания пенообразующих растворов

Пример. 44 г MgCl₂·6Н₂О растворяют в воде, прибавляют 3 мл основного хлорида алюминия и доводят водой до 98,5 мл. Раствор помещают в морозильник с температурой минус 30°С до полного охлаждения. При этой же температуре в морозильнике выдерживают морозоустойчивый пенообразователь с содержанием 3% аммиака.

При минус 30°С 1,5 мл морозоустойчивого пенообразователя смешивают с 98,5 мл приготовленного раствора и помещают в стакан стандартного смесителя РТ-1. Включают смеситель со скоростью 4000 об/мин на 30 секунд и отмечают текущее время. Состав содержит: 20,6% MgCl₂; 1,0% Аl₂(OH)₅Сl; 0,4 ПАВ; остальное вода до 100. В конкретном случае кратность пены составила 4,5; устойчивость - 12 часов.

Аналогичные данные получают при более высоких температурах.

В таблице приведены сопоставительные показатели оптимальных составов пенообразующих растворов.

Данные таблицы показывают, что в отличие от состава прототипа предлагаемый состав может быть использован при тушении пожаров при температуре рабочего раствора минус 30°С, при этом устойчивость пены повышается в 4 раза.

Дополнительным преимуществом состава является сокращение расходования ПАВ - AFFF в рабочем растворе в 2 раза по сравнению с применением стандартного пенообразователя.

Данные таблицы также показывают, что предлагаемый состав удовлетворяет требованиям поставленной задачи.

Состав, % х)	Компоненты, вес.% в рабочем растворе	ПАВ	Устойчивость 1/2 пены, час
ОХА	MgCl2	(NH4)2SO4	СН3СООН
Прототип	0,6		0,2	0,27	0,4	3
используют при плюсовойтемпературе раствора
Предлагаемый	1,0	20,6			0,4	12
используют при температурераствора минус 30°С
х) Остальное вода

Пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров при минусовых температурах, включающий магний хлористый, основной хлорид алюминия, поверхностно-активное вещество и воду, отличающийся тем, что он содержит, мас.%:

Магний хлористый	20,6
Основной хлорид алюминия	1,0
Поверхностно-активное вещество	0,4
Вода	Остальное