Pianę gaśniczą stosuje się do gaszenia
pożarów ciał stałych i cieczy, nie reagujących z wodą. Nie można zatem gasić
pianami pożarów związków glinoorganicznych, metali, karbidu i innych materiałów,
które wchodzą w reakcję z wodą. Nie można też pian używać do gaszenia pożarów
gazów, natomiast do pożarów cieczy polarnych stosuje się piany wytwarzane za pomocą
środków pianotwórczych specjalnie do tego celu opracowanych.
Piany gaśnicze mają przede wszystkim zastosowanie do gaszenia cieczy palnych w
zakładach rafineryjnych i petrochemicznych, zakładach przemysłu koksowniczego, w
zakładach przemysłu chemicznego i spożywczego.
Działanie gaśnicze pian polega na
wywarzaniu warstwy izolacyjnej odgradzającej powierzchnię materiału palącego się od
dostępu powietrza a także, co jest również ważne, na uniemożliwieniu przedostawania
się palnych gazów i par do strefy spalania. Odpowiednio podana piana pokrywa gaszoną
powierzchnię napływającą warstwą, która likwiduje strefę spalania. Dodatkową
zaletą piany gaśniczej jest jej zdolność do ochładzania strefy pożaru. Tę
właściwość ma woda wypływająca z piany. Oprócz tego wskutek działania piany
następuje rozcieńczenie strefy spalania parą wodną w obszarze granicznym, gdzie piana
styka się z płomieniami.
Jednym z parametrów właściwego gaseznia jest
grubość podawanej piany:
- przy gaszeniu ciał stałych i cieczy, których temperatura zapłonu jest wyższa niż
120°C wystarczy podać pianę w takiej ilości, by jej warstwa wynosiła około 100 mm.
Warstwa ta musi być ciągła i jednolita.
- dla cieczy o temperaturze zapłonu 28-120°C przewiduje się warstwę piany o grubości
około 150 mm.
- dla cieczy o temperaturze zapłonu poniżej 28°C grubość warstwy piany powinna
przekraczać 150 mm.
Piany gaśnicze możemy podzielić następująco:
a) ze względu na sposób wytwarzania:
- mechaniczna - powstaje w skutek gwałtownego zmieszania kilku procentowego (1-7%)
wodnego roztworu środka pianotwórczego z powietrzem
- chemiczna - powstaje wskutek reakcji chemicznej kwaśnego węglanu sodu z kwasem
siarkowym
b) ze względu na liczbę spienienia:
- ciężka (liczba spienienia do 20)
- średnia (liczba spienienia od 21 do 200)
- lekka (liczba spienienia od 201 do 1000)
c) ze względu na kształt pęcherzyków:
- kuliste
- wielościenne
Piany wytwarzane są ze środków pianotwórczych, które możemy podzilić na:
- syntetyczne (Roteor, Deteor 1000)
- proteinowe (Spumogen)
- fluorosyntetyczne
- fluoroproteinowe
- do gaszenia cieczy polarnych
Jakość piany i jej skuteczność gaśnicza uzależniona jest od wielu czynników,
takich jak:
- właściwości pianotwórcze koncentratu
- rodzaj środka pianotwórczego
- stężenie środka pianotwórczego w wodnym roztworze
- jakość wody oraz stopień jej zasolenia
- jakość sprzętu wytwarzającego pianę
- temperatura wody i otoczenia
- właściwości fizykochemiczne i pożarowe materiałów znajdujących się w strefie
spalania.
Właściwości pian gaśniczych określają następujące podstawowe parametry:
- liczba spienienia - stosunek objętości piany do objętości roztworu,
z którego ta piana powstała.
- dyspersyjność - stopień rozdrobnienia pęcherzyków piany. Im
wyższa jest średnica pęcherzyków, tym mniejsza jest dyspersyjność piany.
- trwałość - jest to zdolność piany do zachowania swoich
właściwości, jakie uzyskała w momencie wytworzenia. Trwałość piany określana jest
na podstawie szybkości wypływu z niej wodnego roztworu środka pianotwórczego. Jest to
również miara szybkości niszczenia piany. Im wolniej następuje proces niszczenia
pęcherzyków, tym piana jest trwalsza. Czas w którym wypłynie 25% lub 50% objętości
roztworu, z którego piana została wytworzona, jest miarą trwałości piany. Trwałość
piany zależy od wielu czynników takich, jak: właściwości i stężenia środka
pianotwórczego, jakość wody, z której wytworzono pianę, liczba spienienia,
dyspersyjność, temperatura pożaru i powietrza oraz rodzaj środowiska stykającego się
z pianą.
- płynność - jest to zdolność piany do rozpływania się po
powierzchni ciał stałych lub cieczy. Szybkie rozpływanie się piany jest cechą
pożądaną. Im szybciej rozpływa się piana po powierzchni palącego się materiału,
tym krótszy jest kontakt jej z płomieniami, mniejsze niszczenie piany spowodowane
wysoką temperaturą i szybsze gaszenie pożaru.
Właściwości pianotwórcze koncentratów różnią się między sobą nieraz znacznie.
Różnice te wynikają przede wszystkim z różnic składów poszczególnych koncentratów
pianotwórczych. Przykładowo, środki pianotwórcze produkowane na
bazie hydrolizatorów białkowych wytwarzają pianę o niższej liczbie spienienia, a
także charakteryzują się lepszą przyczepnością do powierzchni materiału. Środki
pianotwórcze otrzymywane na bazie syntetycznych środków powierzchniowo czynnych
pozwalają na otrzymanie piany o liczbie spienienia wyższej o 50-100% w stosunku do pian
proteinowych. Trwałość i odporność na wysokie temperatury także różnicują
poszczególne rodzaje środków pianotwórczych. Trwałość piany i odporność na
temperatury wynikają nie tylko z rodzaju zastosowanej bazy powierzchniowo czynnej, ale
również zależne są od zastosowanych dodatków utrwalających.
Istotne znaczenie dla otrzymania
pełnowartościowej piany gaśniczej ma precyzyjne dozowanie koncentratu do wody.
Stężenie środka pianotwórczego musi być dokładnie takie, jakie wymienia producent w
normie zakładowej czy w prospekcie. Nadmiar koncentratu w roztworze nie poprawia jakości
piany lecz wyraźnie wpływa na jej pogorszenie. Występując w znacznym nadmiarze,
powoduje, że piany w ogóle nie można uzyskać.
Nie bez znaczenia jest też jakość wody
pobieranej do wytwrzania piany gaśniczej. Zanieczyszczenia, zawarte w wodzie pod
postacią zawiesin organicznych, elektrolitów oraz innych rozpuszczalnych w niej
związków chemicznych, nie zawsze są obojętne przy wytwarzaniu pian, w tym gaśniczych.
Zanieczyszczenia te mogą mieć negatywny wpływ na liczbę spienienia, na trwałość
piany, na efektywność wykorzystania koncentratu i w konsekwencji na skuteczność
gaśniczą. Do wytwarzania skutecznych pian gaśniczych nie nadają się wody zdecydowanie
zanieczyszczone o takich parametrach jak:
- powyżej 50 mg/l BZT5 (pięciodniowe biologiczne zapotrzebowanie tlenu)
- zawierające powyżej 1000 mg/l zawiesin ogólnych
- zawierające powyżej 1000 mg/l substancji rozpuszczonych. Nie bez znaczenia dla
skuteczności gaśniczej piany jest temperatura wody. Na podstawie przeprowadzonych badań
ustalono, że obniżenie temperatury 7% roztworu pianotwórczego Spumogenu M z 8°C do
2°C spowodowało spadek liczby spienienia i trwałości piany, przy czym czas gaszenia
wydłużył się o około 44%. Przy dalszym obniżaniu temperatury, skuteczność
gaśnicza również ulega obniżeniu, osiągając wartość zerową w temperaturach
(-11°C)-(-14°C). Podwyższona temperatura wody wywiera także negatywny wpływ na
skuteczność gaśniczą piany. Skuteczność ta obniża się znacznie przy temperaturze
35°C. Tę wartość temperatury przyjmuje się jako graniczną.
W przypadku Deteoru 1000 wpływ
temperatury 3,5% wodnego roztworu na skuteczność gaśniczą piany jest mniejszy.
Skuteczność ta w zakresie temperatur 6-8°C oraz 20-25°C praktycznie nie ulega zmianie.
Temperaturowy zakres stosowania wodnych roztworów Deteoru 1000 wynosi (-7°C)-(-10°C) do
35°C.
Wpływ temperatury powietrza na jakość
wytwarzanej piany jest mniejszy, niemniej jednak górna granica temperatury powietrza nie
może również przekraczać 35°C.
Środki gaśnicze, prawie wszystkie, w mniejszym lub większym stopniu negatywnie
wpływają na wszystko, co je otacza. Znane jest i wielokrotnie opisywane działanie
toksyczno-drażniące na człowieka. Przykładowo, syntetyczne środki powierzchniowo
czynne działają drażniąco na skórę ludzi podających pianę gaśniczą. Szczególnie
niebezpieczne jest oddziaływanie tych środków na tkankę łączną a także po dostaniu
się do oczu. Niektóre osoby na zetknięcie się z detergentami reagują silnym odczynem
alergicznym.
Również sprzęt metalowy narażony jest na
destrukcyjne działanie tych środków. Przedwczesne niszczenie sprzętu pożarniczego i
samochodów jest informacją powszechnie znaną. |