Пенообразующий состав термостойкой пены для чехла безопасности топливного бака

Пенообразующий состав термостойкой пены для чехла безопасности топливного бака

Реферат

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для предотвращения пожара и распространения огня при аварийной ситуации на транспорте.

Известно устройство и принцип работы надувной подушки безопасности (AirBag). Подушка безопасности airbag представляет собой систему, в которую входят газогенератор с подушкой в одном узле, датчики удара, а в самых современных и электронный блок управления. Сама подушка безопасности изготавливается из нейлона толщиной 0,45-0,55 мм, который для герметичности покрывают слоем резины или силикона.

В газогенераторе, называемом часто пиропатроном, используют твердое топливо, при сгорании которого выделяется газ, заполняющий, а точнее, надувающий подушку. В качестве топлива некоторые производители подушек безопасности применяют нитроцеллюлозу. Для разворачивания airbag его требуется значительно меньше (8 г), чем азида натрия (50 г). При этом также не требуется установка специального фильтра.

Подушка водителя имеет объем от 60 до 80 л, а переднего пассажира - до 130 л.

В настоящее время насчитывается более десятка разновидностей подушек безопасности. Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показывают, что таковая уменьшается на 20-25%.

Подушка безопасности, однако, не спасает водителя и пассажиров от опасности гибели при возникновении пожара за счет воспламенения горючего, содержащегося в топливном баке.

Для локализации и тушения начальных очагов пожаров обычно используют первичные средства, наиболее важная роль отводится самым эффективным из них - огнетушителям.

Установлено, что из огнетушителей успешно подавляются загорания в течение первых 4 минут с момента возникновения пожара, т.е. до прибытия пожарных подразделений.

По виду огнетушащего состава огнетушители подразделяются: на водяные, пенные, аэрозольные, порошковые, хладоновые, углекислотные и комбинированные. Каждому виду огнетушащего состава присущи как достоинства, определяющие сферу использования, так и недостатки, ограничивающие возможности их применения.

Общим недостатком перечисленных огнетушащих средств является их неспособность препятствовать повторному возгоранию.

Предотвратить пожар можно с помощью чехла безопасности топливного бака, заполняемого термостойкой пеной от огнетушителя при срабатывании датчика безопасности.

Принципиальная схема устройства системы (датчик, блок управления безопасности, рабочая емкость) не отличается от схемы действия подушки безопасности.

Чехол безопасности может быть изготовлен из двойной негорючей и негерметичной пористой ткани (например, стеклоткани), а пена, заполняющая ее, защитит топливный бак от открытого пламени и высокотемпературного воздействия.

Известен пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров (авт. свид. СССР №1128963, кл. A62D 1/00, 1984). Состав включает следующие компоненты, мас.%:

Поверхностно-активное вещество	0,02-0,2
Основной хлорид алюминия Al2(OH)5С1	0,5-2,0
Хлористый натрий	0,5-4,0
Вода	Остальное.

Пенообразующий состав отличается высокой термической устойчивостью пены и ее устойчивостью к полураспаду.

Недостатком состава является невозможность его использования при минусовых температурах.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату является пенообразующий состав (патент РФ №2403935, МПК A62D 1/02, 2009), принятый нами за прототип. Пенообразующий состав включает следующие компоненты, мас.%:

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

В состав включают морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 3% (-40°C) ORCHIDEE GERMANY с добавлением 3% аммиака.

Состав образует термостойкую пену, пригодную для тушения пожаров при минусовых температурах (до - 30°C).

Недостатком состава является использование в морозоустойчивом пенообразователе аммиака, обладающего высокой летучестью, резким запахом, pH 12 и высокой коррозионной активностью, что способствует ухудшению свойств пенообразователя в процессе хранения.

Этот недостаток исключают введением в состав пенообразователя раздельного хранения вместо аммиака эквивалентного количества триэтаноламина (ТЭА), при следующем соотношении компонентов в пенообразующем составе, мас.%:

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

Для получения 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.

Триэтаноламин, ТУ 6-09-2448-91.

Вода питьевая.

В работе с предлагаемым составом используют морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 6% (-40°C) ORCHIDEE GERMANY с содержанием 20% объемных триэтаноламина (ТЭА). Плотность пенообразователя концентрата - 1,08. pH 9,0.

Все испытания составов проводят по стандартным методикам, рекомендованным при разработке новых пенообразующих составов ГОСТ Р 15.201-2000. Пенообразователи для тушения пожаров. /Общие технические требования и методы испытаний/.

Примеры приготовления и испытания пенообразующих растворов.

Пример. 44 г MgCl₂. 6H₂O растворяют в воде, прибавляют 3 мл основного хлорида алюминия и доводят водой до 100 мл (1). Раствор (1) помещают в морозильник с температурой минус 30°C до полного охлаждения. При этой же температуре в морозильнике выдерживают морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 6% (-40°C) ORCHIDEE GERMANY с содержанием 20% объемных ТЭА (2).

При минус 30°C 2,0 мл морозоустойчивого пенообразователя (2) смешивают с 98,0 мл морозоустойчивого раствора (1) 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% Al₂(OH)₅Cl; 0,4% ПАВ; 0,4% ТЭА и остальное вода до 100. В конкретном случае кратность пены составила 5,5; устойчивость 1/2 - 24 часа. Пена после расслаивания очень густая.

Аналогичные данные получают при более высоких температурах.

В таблице приведены сопоставительные показатели оптимальных составов пенообразующих растворов.

Состав	Компоненты, вес.% в рабочем растворе х)	Устойчивость, ½ пены, час
ОХА	MgCl2	ПАВ	ТЭА
Прототип	1,0	20,6	0,4	-	12
Предлагаемый	1,0	20,6	0,4	0,4	24
х) Остальное вода.

Данные таблицы показывают, что предлагаемый состав может быть использован для заполнении чехла безопасности при температуре рабочего раствора минус 30°С, при этом устойчивость пены повышается в 2 раза.

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

Пенообразующий состав термостойкой пены для чехла безопасности топливного бака, включающий теплозащитный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве теплозащитного наполнителя используют термостойкую пену при следующем соотношении компонентов в пенообразующем составе, мас.%:

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