Методические указания к лабораторной работе
«Огнетушители»
В. М. Воронова, Е. Л. Янчук
Оренбургский государственный университет
Кафедра безопасности жизнедеятельности
Оренбург 2001
1 Цель работы
Ознакомление с областью применения, конструкцией и
принципом действия огнетушителей.
2 Общие сведения
Огонь безжалостен, но люди, подготовленные к этому
стихийному бедствию, имеющие под руками даже элементарные средства
пожаротушения выходят победителями в борьбе с огнем.
Средства пожаротушения подразделяют на :
- подручные (песок, вода, одеяло, кошма и т.п.),
- табельные (огнетушитель, топор, багор, ведро).
Эффективность тушения пожара и затраты на его
ликвидацию зависят от своевременного обнаружения загорании и умения людей
пользоваться первичными средствами пожаротушения.
Наиболее распространенными из первичных средств
пожаротушения являются огнетушители. В качестве огнегасительного вещества в них
используются пенообразующие составы, инертные газы и порошковые составы.
3 Основные типы огнетушителей
3.1 Назначение и классификация огнетушителей
Огнетушители - технические устройства, предназначенные
для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения.
Огнетушители классифицируются по виду используемого
огнетушащего вещества, объему корпуса и способу подачи огнетушащего состава.
По виду огнетушащего вещества:
- пенные;
- газовые;
порошковые,
комбинированные.
По объему корпуса:
ручные малолитражные с объемом корпуса до 5 л;
промышленные ручные с объемом корпуса от 5 до 10 л;
стационарные и передвижные с объемом корпуса свыше 10
л.
По способу подачи огнетушащего состава:
под давлением газов, образующихся в результате
химической реакции компонентов заряда;
под давлением газов, подаваемых из специального
баллончика, размещенного в корпусе огнетушителя;
под давлением газов, закаченных в корпус огнетушителя;
под собственным давлением огнетушащего средства.
По виду пусковых устройств:
с вентильным затвором;
с запорно-пусковым устройством пистолетного типа;
с пуском от постоянного источника давления.
Этой классификацией не исчерпываются все показатели
многочисленной группы огнетушителей. Постоянное совершенствование конструкции,
повышение таких показателей как надежность, технологичность, унификация и др.
ведет к созданию новых, более совершенных огнетушителей.
Огнетушители маркируются буквами, характеризующими вид
огнетушителя, и цифрами, обозначающими его вместимость.
3.2 Огнетушители пенные
Предназначены для тушения пожаров огнетушащими пенами:
химической (огнетушители ОХП) иди воздушно-механической (огнетушитель ОВП).
Химическую пену получают из водных растворов кислот и
щелочей, воздушно-механическую образуют из водных растворов и пенообразователей
потоками рабочего газа: воздуха, азота иди углекислого газа. Химическая пена
состоит из 80 % углекислого газа, 19,7 % воды и 0,3 % пенообразующего вещества,
воздушно-механическая примерно из 90 % воздуха, 9,8 % воды и 0,2 %
пенообразователя.
Пенные огнетушители применяют для тушения пеной
начинающихся загораний почти всех твердых веществ, а также горючих и некоторых легковоспламеняющихся
жидкостей на площади не более 1 м2. Тушить пеной загоревшиеся
электрические установки и электросети, находящиеся под напряжением, нельзя, так
как она является проводником электрического тока. Кроме того, пенные
огнетушители нельзя применять при тушении щелочных металлов натрия и кадия,
потому что они, взаимодействуя с водой, находящейся в пене, выделяют водород, который
усиливает горение, а также при тушении спиртов, так как они поглощают воду,
растворяясь в ней, и при попадании на них пена быстро разрушается.
К недостаткам пенных огнетушителей относится узкий температурный
диапазон применения (+5 °С - +45 °С), высокая коррозийная активность заряда,
возможность повреждения объекта тушения, необходимость ежегодной перезарядки.
Из химических пенных огнетушителей наибольшее
применение получили огнетушители: ОХП-10, ОП-М и ОП-9ММ (густопенные химические),
ОХВП-10 (воздушно-пенный химический).
Химический пенный огнетушитель типа ОХП-10 (рисунок 1)
представляет собой стальной сварной корпус с горловиной, закрытой крышкой с
запорным устройством. Запорное устройство, имеющее шток, пружину и резиновый
клапан, предназначено для того, чтобы закрывать вставленный внутрь огнетушителя
полиэтиленовый стакан для кислотной части заряда огнетушителя. Кислотная часть
является водной смесью серной кислоты с сернокислым окисным железом. Щелочная
часть заряда (водный раствор двууглекислого натрия с солодковым экстрактом)
залита в корпус огнетушителя. На горловине корпуса имеется насадка с отверстием
(спрыск). Отверстие закрыто мембраной, которая предотвращает вытекание жидкости
из огнетушителя. Мембрана разрывается (вскрывается) при давлении 0,08 - 0,14
МПа.
Для приведения огнетушителя в действие поворачивают
рукоятку запорного устройства на 180°, переворачивают огнетушитель вверх дном и
направляют спрыск в очаг загорания. При повороте рукоятки клапан закрывающий
горловину кислотного стакана поднимается, кислотный раствор свободно выливается
из стакана, смешивается с раствором щелочной части заряда. Образовавшийся в
результате реакции углекислый газ интенсивно перемешивает жидкость, обволакивается
пленкой из водного раствора, образуя пузырьки пены.
Образование пены идет по следующим реакциям:
H2SO4
+ 2NaHCO3 → Na2SO4 + 2H2O
+ 2CO2
Fe(SO4)3
+ 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
3H2SO4 + 6NaHCO3 →
3Na2SO4 + 6H2O + 6CO2
Давление в корпусе огнетушителя резко повышается и
пена выбрасывается через спрыск наружу.
При тушении твердых материалов струю направляют
непосредственно на горящий предмет под пламя, в места наиболее активного
горения. Тушение горящих жидкостей, разлитых на открытой поверхности, начинают
с краев, постепенно покрывая пеной всю горящую поверхность, во избежании
разбрызгивания.
Огнетушитель химический воздушно-пенный ОХВП-10
аналогичен по конструкции, но дополнительно имеет специальную пенную насадку, навинчиваемую
на спрыск огнетушителя и обеспечивающую подсасывание воздуха. За счет этого при
истечении химической пены образуется и воздушно-механическая пена. Кроме того,
в этом огнетушителе щелочная часть заряда обогащена небольшой добавкой
пенообразователя типа ПО-1.
1- корпус; 2- стакан с кислотной частью заряда;
3-ручка; 4- рукоятка; 5- шток; 6- крышка; 7- спрыск; 8- клапан.
Рисунок 1 — Химический пенный огнетушитель ОХП -10
Таблица 1 - Технические характеристики химических
пенных огнетушителей
Тип
огнетушителя
ОХП-10
ОХВП-10
Полезная
вместимость корпуса, л
8,7
8,7
Кратность
выхода пены, не менее
5
5
Длина
струн пены, м
6
4
Продолжительность
действия, с
60±5
50±10
Масса
огнетушителя, кг
без
заряда
с
зарядом
4
14
4
14,1
Щелочная
часть:
двууглекислый
натрий, г
солодковый
экстракт, г
вода,
л
пенообразователь
типа ПО-1, см3
400
50
8,5
-
400
50
8
500
Кислотная
часть:
сернокислое
окисное железо, г
серная
кислота, г
вода,
см3
водный
раствор серной кислоты плотностью 1,51 см3
150
120
200
-
250
200
Воздушно-пенные огнетушители бывают ручные (ОВП-5 и
ОВП-10) и стационарные (ОВП-100, ОВПУ-250).
Воздушно-пенный огнетушитель ОВП-10 (рисунок 2)
состоит из стального корпуса, в котором находится 4-6 % водный раствор
пенообразователя ПО-1, баллончика высокого давления с углекислотой, для
выталкивания заряда, крышки с запорно-пусковым устройством, сифонной трубки и
раструба-насадки для получения высокократной воздушно-механической пены.
Огнетушитель приводится в действие нажатием руки на
пусковой рычаг, в результате чего разрывается пломба и шток прокалывает
мембрану баллона с углекислотой. Последняя, выходя из баллона через дозирующее
отверстие, создает давление в корпусе огнетушителя, под действием которого
раствор по сифонной трубке поступает через распылитель в раструб, где в
результате перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом
образуется воздушно-механическая пена.
Кратность получаемой пены (отношение ее объема к
объему продуктов, из которых она получена составляет в среднем 5, а стойкость
(время с момента ее образования до полного распада) -20 минут. Стойкость химической
пены 40 минут.
1 - корпус; 2 - сифонная трубка; 3 - баллон; 4 -
рукоятка; 5 - распылитель; 6 - раструб с сеткой.
Рисунок 2 - Воздушно-пенный огнетушитель ОВП-10
Таблица 2 - Основные технические данные воздушно-пенных
огнетушителей
Тип
огнетушителя
ОВП-5
ОВП-10
Производительность
по пене, л
270
570
Дальность
струи пены, м
4,5
4,5
Продолжительность
действия, с
20
45
Масса
огнетушителя с зарядом, кг
7,5
14
3.3 Огнетушители газовые
К их числу относятся углекислотные, в которых в
качестве огнетушащего вещества применяют сжиженный диоксид углерода
(углекислоту), а также аэрозольные и углекислотно-бромэтиловые, в качестве
заряда в которых применяют галоидированные углеводороды, при подаче которых в
зону горения тушение наступает при относительно высокой концентрации кислорода
(14-18 %).
Углекислотные огнетушители выпускаются как ручные
(ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8), так и передвижные (ОУ-25, ОУ-80). Ручные огнетушители
(рисунок 3) одинаковы по устройству и состоят из стального высокопрочного
баллона, в горловину которого ввернуто запорно-пусковое устройство вентильного
или пистолетного типа, сифонной трубки, которая служит для подачи углекислоты
из баллона к запорно-пусковому устройству, и раструба-снегообразователя. В
огнетушителе ОУ-8 раструб присоединяется к запорной головке через бронированный
шланг длиной 0,8 м. Баллоны огнетушителей заполнены жидкой углекислотой под
давлением 6-7 МПа.
Для приведения в действие углекислотного огнетушителя
необходимо направить раструб-снегообразователъ на очаг пожара и отвернуть до
отказа маховичок или нажать на рычаг запорно-пускового устройства. Переход
жидкой углекислоты в углекислый газ сопровождается резким охлаждением и часть
ее превращается в «снег» в виде мельчайших кристаллических частиц (tсн = - 72
°С). Во избежании обморожения рук нельзя дотрагиваться до металлического
раструба. При переходе углекислоты из жидкого состояния в газообразное
происходит увеличение объема в 400-500 раз.
1- баллон; 2- предохранитель; 3- маховичок
вентиля-заопра; 4- металлическая пломба; 5- вентиль; 6- поворотный механизм с
раструбом; 7- сифонная трубка.
Рисунок 3 - Углекислотный огнетушитель ОУ – 5
Углекислотные огнетушители (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8)
предназначены для тушения загораний различных веществ и материалов, за
исключением веществ, которые могут гореть без доступа воздуха, загораний на
электрофицированном железнодорожном и городском транспорте, электроустановок под
напряжением до 380 В. Температурный режим хранения и применения углекислотных
огнетушителей от минус 40 °С до плюс 50 °С.
Углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3А и ОУБ-7А
представляют собой стальные тонкостенные баллоны (толщина стенки 1,5-2 мм)
сварной конструкции. В горловину баллона ввернута запорная головка рычажного
типа с распыляющей насадкой и сифонной трубкой. Емкость баллонов соответственно
3,2 и 7,4 л.
Огнетушащим зарядом является состав 4НД (97 %
бромэтила и 3 % углекислого газа). Огнегасительное действие бромистого этила
основано на торможении химических реакций горения, поэтому его часто называют
антикатализатором или ингибитором. Для выброса заряда в огнетушитель закачивают
воздух под давлением 0,9 МПа.
Время действия огнетушителей 20-30 с при длине струи
3-4 м.
Огнетушители этого типа предназначены для тушения
небольших загораний различных горючих веществ, тлеющих материалов, а также
электроустановок, находящихся под напряжением до 380 В. Их используют в
складских помещениях, на грузовых и специализированных автомобилях, на
бензораздаточных колонках и т.д. Огнетушители могут быть применены при
температуре окружающего воздуха от минус 60 °С до плюс 60 °С. Огнегасительный
эффект этих огнетушителей в 14 раз выше, чем углекислотных.
Огнетушители аэрозольные (хладоновые) используют в тех
же случаях, что и угдекислотно-бромэтиловые. Огнетушащий состав хладон (фреон),
114В2, 13В1 в процессе пожаротушения не оказывает воздействия на защищаемые
материалы и оборудование, что позволяет использовать данные огнетушители при
тушении пожаров электронного оборудования, картин и музейных экспонатов. Наша
промышленность выпускает огнетушители марок ОАХ, ОХ-3 и др.
3.4 Огнетушители порошковые
Для тушения небольших очагов загораний горючих
жидкостей, газов, электроустановок напряжением до 1000 В, металлов и их сплавов
используются порошковые огнетушители ОП-1, ОП-25, ОП-10.
Порошковый огнетушитель ОП-1 «Спутник» емкостью 1 л
используется при тушении небольших загораний на автомобилях и
сельскохозяйственных машинах. Состоит из корпуса, сетки и крышки, изготовленных
из полиэтилена. Заполнен составом ПСБ (порошок сухой бикарбонатный), состоящий
из 88 % бикарбоната натрия с добавлением 10 % талька марки ТКВ, стеаратов
металлов (железа, алюминия, магния кальция, цинка) – 9 %.
Во время пользования снимают крышку огнетушителя и через
сетку порошок ПСБ вручную распыливают на очаг горения. Образующееся устойчивое
порошковое облако изолирует кислород воздуха и ингибирует горение.
Порошковый огнетушитель ОП-10 (рисунок 4) содержит в
тонкостенном десятилитровом баллоне порошок ПС-1 (углекислый натрий с
добавками). Подается с помощью сжатого газа (азот, диоксид углерода, воздух),
хранящегося в дополнительном баллончике емкостью 0,7 л под давлением 15 МПа.
Применяется для тушения загораний щелочных металлов (лития, кадия, натрия) и
магниевых сплавов.
В других огнетушителях этого типа используются
порошковые составы: ПСБ (бикарбонат натрия с добавками), ПФ
(фосфорно-аммонийные соли с добавками), предназначенные для тушения древесины,
горючих жидкостей и электрооборудования, СИ-2 (сидикагель с наполнителем) - для
тушения нефтепродуктов и пирофорных соединений.
Огнетушитель самосрабатывающий порошковый (ОСП) - это
новое поколение средств пожаротушения. Он позволяет с высокой эффективностью
тушить очаги загорания без участия человека.
Огнетушитель представляет собой герметичный стеклянный
сосуд диаметром 50 мм и длиной 440 мм, заполненный огнетушащим порошком массой
1 кг. Устанавливается над местом возможного загорания с помощью металлического держателя
(рисунок 5). Срабатывает при нагреве до 100 °С (ОСП-1) и до 200 °С (ОСП-2).
Защищаемый объем до 9 м3.
Огнетушители ОСП предназначены для тушения очагов
пожаров твердых материалов органического происхождения, горючих жидкостей или плавящихся
твердых тел, электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.
Достоинства ОСП: тушение пожара без участия человека,
простота монтажа, отсутствие затрат при эксплуатации, экологически чист,
нетоксичен, при срабатывании не портит защищаемое оборудование, может
устанавливаться в закрытых объемах с температурным режимом от минус 50 °С до
плюс 50 °С.
Генераторы объемного аэрозольного тушения пожаров
(СОТ) - являются наиболее современными средствами пожаротушения.
Они предназначены для тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ (бензин
и другие нефтепродукты, органические растворители и т.п.) и твердых материалов
(древесина, изоляционные материалы, пластмассы и др.), а также
электрооборудования (силовые и высоковольтные установки, бытовая и промышленная
электроника и т.п.)
1- удлинитель; 2- кронштейн; 3-баллон с рабочим газом;
4- манометр; 5- корпус; 6- сифонная трубка; 7- насадок.
Рисунок 4 - Огнетушитель порошковый ОП -10
СОТ непригодны для тушения щелочных и щелочноземельных
металлов, а также веществ, горение которых происходит без доступа воздуха.
В генераторах СОТ огнетушащим средством является
твердый аэрозоль окислов щелочных и щелочноземельных металлов переходной
группы, образующийся при сгорании зарядов и способный находиться в замкнутом
объеме во взвешенном состоянии в течение длительного (до 40-50 минут) времени.
Выделяющаяся при горении заряда генератора
аэрозольно-газовая смесь не портит защищаемое имущество и даже бумагу, а сами
частицы аэрозоля можно убрать пылесосом или смыть водой.
Генераторы СОТ делятся на ручные (СОТ-5М) н стационарные
(СОТ-1). Защищаемый объем генератором СОТ-5М до 40 м3 генератором
СОТ-1 до 60 м3.
Для приведения в действие генератора СОТ-5М (рисунок
6) необходимо снять колпачок с узла запуска, резко дернуть за шнур и бросить в
горящее помещение.
Для запуска генератора Сот-1 (рисунок 7) используются
специальные узлы запуска термохимические иди электрические.
Применение термохимических узлов запуска,
срабатывающих при достижении в защищаемом объеме температура 90 °С, позволяет
каждому генератору, если их установлено несколько, работать полностью автономно.
Генераторы, оснащенные термохимическими узлами запуска, устанавливаются под
потолком помещения, в зоне наиболее вероятного загорания.
Применение электрических узлов запуска позволяет
использовать генераторы СОТ-1 на объектах, имеющих пожарную сигнализацию. Установка
генератора СОТ-1 в защищаемом помещении производится с помощью специального
кронштейна. Рабочее положение генератора горизонтальное или вертикальное
инжектором вниз. Размещение генераторов с электрическим узлом запуска
производится произвольно.
Генераторы СОТ-1 работают в интервале температур от
минус 55 °С до плюс 55 °С и влажности до 100 %.
При возникновении пожара и срабатывании генераторов,
лица, находящиеся в этот момент в защищаемом помещении должны быстро покинуть
его, плотно закрыв за собой двери и не предпринимать никаких действий по
тушению пожара, кроме вызова пожарной охраны.
Генераторами СОТ рекомендуется оборудовать следующие
объекты: промышленные предприятия, силовые энергетические установки, коммунально-бытовые
предприятия, общественные здания, учебные заведения, научно-исследовательские
институты и учреждения, банки и офисы, торговые базы и склады, зрелищные
предприятия, административные и жилые здания, транспортные средства.
4 Порядок выполнения работы и составление отчета
Используя лабораторные стенды и наглядные пособия
ознакомиться с устройством пенных, газовых и порошковых огнетушителей,
произведя их разборку и сборку. В отчете привести эскизные рисунки и краткое
описание принципа действия, технических характеристик и областей применения
основных типов огнетушителей.
5 Вопросы для самоконтроля
5.1 Какие первичные средства применяют для тушения
загораний?
5.2 По каким признакам классифицируются огнетушители?
5.3 Как устроены, каков принцип действия пенных
огнетушителей и каковы правила приведения их в действие?
5.4 Каково устройство и правила пользования ручным
углекислотным огнетушителем?
5.5 Как устроены и каковы правила приведения в
действие порошкового огнетушителя?
5.6 Из чего состоит химическая и воздушно-механическая
пена?
5.7 Что такое кратность, стойкость пены?
5.8 При какой температуре срабатывает огнетушитель
ОСП?
5.9 Где применяется и что из себя представляет
огнетушитель ОСП?
Список литературы
Кузьмин В. И. Охрана труда и противопожарная защита. -
М.: Легпроыбытиздат, 1991. - 224с.
Безопасность жизнедеятельности / Под ред. С. В.
Белова.- М.: Высшая школа, 1999. - 448с.
Справочная книга по охране труда в машиностроении /
Под ред. О. Н. Русака.- Л.: Машиностроение, 1989. - 541 с.