До питання про механізм горіння та пожежогасіння тліючих матеріалів
Баратов О.М., Румянцев Л.В., Царіченко С.Г.
(Пожежна безпека. №1. 2002 C. 96-97)
Проаналізовано особливості горіння целюлозних матеріалів як тління. Відзначено недостатню вивченість цього процесу. Наведено опис укрупненого випробування з об'ємного гасіння вогнища класу А 1 складом ТФМ -18 - І. Випробування дало обнадійливі результати щодо гасіння деревини об'ємним способом комбінованими газовими складами і підтвердило необхідність подальших досліджень у цьому напрямку.
горіння твердих матеріалів, як правило, відбувається у газовій фазі. Для деяких твердих матеріалів характерний перехід від полум'яного горіння до горіння безпосередньо конденсованої фази, що виявляється у появі розжареної поверхні. Таке горіння є гетерогенним. До особливого його виду відноситься тління, для якого характерні як розжарення конденсованої фази, так і гомогенне полум'я, що близько примикає до твердої поверхні. Сутність цього виду горіння вивчена недостатньо. Найчастіше воно зустрічається при горінні целюлозних матеріалів (деревина, бавовна, текстиль тощо).
Режим горіння як тління займає проміжне положення між режимами суто гетерогенного і звичайного дифузійного горіння. Деревина в залежності від умов може горіти і в режимі тління, і в режимі полум'яного дифузійного горіння. Основною зовнішньою умовою горіння у вигляді тління є недолік кисню, що надходить до палаючого матеріалу. Тління зазвичай характеризується менш повним окисленням палива, нижчими температурами і набагато меншою швидкістю поширення. Усі ці характеристики тління змінюються залежно від доступу кисню. Особливості тління обумовлюють особливі складнощі при ліквідації цього горіння.
У зв'язку з цим є доцільним проведення досліджень: інтенсивності поглинання кисню тліючим матеріалом; швидкості горіння матеріалів у режимі тління; граничних умов горіння матеріалів, що тліють.
Пожежі, в яких як горюче середовище або об'єкт, що горить, виступає деревина і деревні матеріали, відносяться до класу А1. Для їх гасіння можуть бути використані всі види вогнегасних засобів і, перш за все, вода.
До переваг води як вогнегасного засобу, крім доступності та дешевизни, відносяться значна теплоємність, висока прихована теплота випаровування, рухливість, хімічна нейтральність та відсутність отруйності. Такі властивості води забезпечують ефективне охолодження об'єктів, як палаючих, і розташованих поблизу вогнища горіння. Завдяки хорошій рухливості вода легко транспортується і може бути доставлена у віддалені та важкодоступні місця.
Вогнегасна здатність води виражається також в охолодній дії, розведенні пального середовища, що утворюються при випаровуванні парами і механічному впливі на речовину, тобто зрив полум'я. Розбавляюча дія, що призводить до зниження вмісту кисню в навколишньому повітрі, пояснюється тим, що об'єм пари в 1700 разів перевищує об'єм води, що випарувалася.
Однак при гасінні матеріалів, що тліють, потрібно значно знижувати концентрацію кисню в навколишньому середовищі. Не вивчено питання, чи є достатньою підтримки тління кількість кисню, що усередині матеріалу. Певні труднощі при гасінні тліючих матеріалів пов'язані з тривалістю горіння матеріалу до початку гасіння, оскільки чим глибше йде вогнище тління, тим складніше його згасити. Особливо це важливо, коли відбувається гасіння покрівельних матеріалів.
Отже, необхідно вдосконалювати способи та засоби гасіння целюлозних матеріалів, а також пакувальних матеріалів, таких як стрейч плівка та скотч. Так, передбачається використовувати ежекційний спосіб подачі в осередок горіння комбінованих складів, таких як газоводяні суміші, у тому числі з присутністю у воді різних домішок (домішок). Намічається провести експериментальні дослідження з вивчення особливостей горіння в режимі тління та оцінки ефективності гасіння комбінованими складами за допомогою газорідинного ежекційного пристрою. Розробка комбінованих вогнегасних складів та засобів їх практичного застосування є одним із найперспективніших шляхів підвищення ефективності засобів пожежогасіння.
Наразі вітчизняними нормами пожежної безпеки НПБ 51-96 не рекомендується застосування газових складів для гасіння тліючих матеріалів. Реальні пожежі, як правило, пов'язані з горінням подібних матеріалів (меблі, текстиль, окремі види полімерних пакувальних матеріалів), і оцінка можливості гасіння тліючих матеріалів газовими складами є досить актуальною. З цією метою було проведено випробування з гасіння вогнища деревини, що горить комбінованим газовим складом ТФМ -18 - І (комбінація хладону 23 і йод - містить інгібітора за патентом № 2156630).
Випробування проводили за методикою, викладеною в п. 5.2 НПБ 51-96, у сталевій умовно герметичній вогневій камері об'ємом 40 м 3 (4,10x3,12x3,03 м). Камера була обладнана арматурою із чотирма насадками для подачі газу.
У випробуванні було використано модельне вогнище пожежі класу А1 з деревини хвойних порід, запалювання проводили від ємності з н - гептаном факелом вручну. Після запалення відбувалося вільне горіння вогнища пожежі під час відчинених дверей.камери протягом 6 хв. Після закінчення зазначеного часу двері в камеру щільно закривали, дистанційно включали модуль пожежогасіння і проводили протягом 14 з випуск вогнегасної речовини в камеру. За цей час вогнище пожежі було згашено при витраті вогнегасної речовини 0,31 кг/м3. Через 10 хв камера була розкрита.
Після відкриття камери та візуального огляду штабеля деревини було зафіксовано значний ступінь обвугленості брусків штабеля, але ознак тління при цьому не було виявлено.
Після відкриття дверей камери було відзначено значно менше газоподібних продуктів горіння, ніж при аналогічних випробуваннях, проведених раніше, в яких гасили тільки н-гептан. Це можна пояснити тим, що продукти горіння, можливо, сорбувалися у вугільних шарах, що утворилися на поверхнях брусків деревних при горінні.
На трьох брусках зі штабеля (зразках) у п'яти точках кожному зразку було виміряна глибина обвугленого шару. Максимальна товщина обвугленого шару становила 6, середня 3,7 мм. Таким чином, швидкість тління (обугливання) дорівнювала: максимальна 1,7 * 10 -3, середня 1,0 * 10 -3 см / с. Ці значення швидкості тління деревини досить добре узгоджуються з даними, що є в літературі. Наприклад, у роботі для деревних волокон зазначена швидкість тління від 1,0 * 10 -3 до 2,5 * 10 -3 см / с.
Проведені випробування дали обнадійливі результати щодо гасіння деревини об'ємним способом комбінованими газовими складами і підтвердили необхідність подальших досліджень в даному напрямку. Крім гасіння деревних матеріалів, може бути корисною постановка експериментів з гасіння інших тліючих матеріалів, наприклад, бавовняних тканин, вати, паперу, картону та інших (целюлозних) тліючих матеріаліввищезазначеним способом.