ОГНЕГАСИТЕЛЬНАЯ БАЗАЛЬТОВАЯ СЕТКА

Полезная модель относится к области противопожарной техники, в частности к средству тушения пожаров класса В на подвижном составе автомобильного и железнодорожного транспорта при перевозке опасных наливных грузов, в том числе нефти и нефтепродуктов, включая пожары разлития, и направлено на повышение эффективности тушения пожаров.
Известно, что для предотвращения распространения горения может быть использовано гашение пламени в узких каналах, для чего применяются металлические сетки с диаметром ячейки меньше критического. Этот эффект используется при установке сеточных огнепреградителей на дыхательную арматуру аппаратов с жидкостями [1].
Известны огнезащитные экраны, состоящий из одной или пакета металлических сеток, окрашенных вспенивающимися от теплового воздействия покрытиями, при этом размер сеточных ячеек, диаметр проволоки, толщина покрытия и кратность вспенивания краски должны обеспечивать полное перекрытие ячеек сетки при тепловом воздействии (патент РФ №22422, опубликован 10.04.2002).
Предложен способ тушения пожаров в резервуарах путем снижения поступления паров, газов и тепловых потоков в зону горения с помощью сеток или сеточных пакетов, обработанных вспенивающимися огнезащитными красками (патент РФ №2246976, опубликован 27.02.2005).
Преимуществами огнепреградителей на основе металлических сеток является простота обслуживания и монтажа, невысокая стоимость, доступность. Однако они обладают рядом недостатков: низкая механическая устойчивость сеток, быстрый прогрев и прогорание, ограниченность использования. Применение огнезащитных красок существенно увеличивает стоимость.
Эффективность тушения зависит от материала, из которого изготовлены сетки, это определяется допустимым тепловым воздействием на огнепреградитель и устойчивостью к воздействию ударной волны. К такому материалу предъявляются определенные требования: жесткость, прочность, термостойкость, безопасность.
Известно устройство противопожарной защиты однослойно или многослойно проложенных кабелей (патент РФ №2168341, опубликован 10.06.2001), в котором для защиты от пожара применено покрытие, которое выполнено в виде обернутых вокруг кабелей множества гибких накладок из огнестойкой и непроницаемой для расплава полиэтилена базальтовой ткани типа саржи. Применение устройства ограничено, так как должно быть заранее закреплено на месте потенциального пожара.
Известно средство противопожарной защиты волновода (патент РФ №22050, опубликован 10.03.2002), в котором для защиты от пожара используются полотна выполненные, например, из асбестобазальтовой ткани, которые наматываются по спирали на волновод. Такая защита может использоваться только стационарно.
Известна техническая ткань (патент РФ 2258105, опубликован 10.08.2005), состоящая из синтетических и натуральных волокон, предназначенная для пошива одежды для пожарных. Такая ткань может использоваться только при невысокой тепловой нагрузке.
2
Известна защитная ткань (патент РФ №2338016, опубликован 10.11.2008) выполненная посредством главных переплетений и их производных при соотношении плотностей нитей по основе и утку не более 2,0, с коэффициентом связности не менее 5,0 и поверхностной плотностью не менее 290 г/м, в которой используют основную и уточную армированную нить, в которой в качестве стержня использована арамидная комплексная нить или стеклонить линейной плотности, по меньшей мере, 6,3 текс, а в качестве оболочки использовано вторичное штапельное арамидное волокно, при этом линейная плотность основной и уточной нитей, по меньшей мере, 50 текс, предназначенная для создания специальной защитной одежды и изделий для защиты от баллистического удара, огня, теплового излучения, напалма. Недостатком данной ткани является то, что арамидное волокно способно длительное время работать при температуре 250°С, на короткое время температура может повышаться до 400°С. Такая ткань может использоваться только для защиты от пожаров с низкой пожарной нагрузкой.
К материалам предназначенным для тушения пожаров с высокой пожарной нагрузкой предъявляются определенные требования: прочность, термостойкость, безопасность.
Задачей полезной модели является создание средства тушения пожаров класса В, способного длительное время выдерживать высокую температуру, обладающего низкой теплопроводностью и непроницаемого для пламени.
Технический результат достигается применением сетки с определенным размером ячеек, изготовленной из базальтовых волокон.
Основными свойствами базальтовой ткани являются экологическая безопасность, высокие теплоизоляционные свойства (низкая теплопроводность), негорючесть, долговечность, устойчивость к агрессивной среде и высоким температурам (сохраняет целостность при температуре до 982°С), способность выдерживать механическое и физическое воздействие, стойкость к разложению, гниению, электромагнитному излучению, низкая гигроскопичность.
Для обоснования возможности использования сетки, изготовленной из базальтовой ткани в качестве средства пожаротушения при пожарах класса В проведен расчет критического диаметра канала пламягасящего элемента (КДПЭ) для бензина АИ-92, керосина ТС-1, дизельного топлива Л, определены безопасный и эквивалентный диаметр. Проведены огневые испытания.
Критический диаметр канала пламягасящего элемента определен по формуле:
где Ре - число Пекле;
R - универсальная газовая постоянная, кДж/моль*К;
Т - начальная температура газовой горючей смеси, К;
λ - теплопроводность горючей смеси, Вт/(м*К);
u
S - нормальная скорость распространения пламени, м/с;
р
С - теплоемкость газовой горючей смеси при постоянном давлении, кДж/(кг*К);
Р - давление горючей смеси, Па;
М - молярная масса, кг/моль.
Диаметр канала пламягасящего элемента определен с учетом двойного коэффициента запаса надежности и должен составлять не более:
без
кр.
d=0.5d
Максимальный размер квадратной ячейки канала пламягасящего элемента вычислен по формуле
г
где r - гидравлический радиус, мм;
2
S - площадь ячейки, мм;
П - периметр ячейки, мм.
Результаты расчетов приведены в таблице.
Полезная модель иллюстрируется следующим примером. Для проведения опыта были изготовлены образцы из базальтовой ткани прямоугольной формы размером 25×25 см. В ткани между волокон были проделаны отверстия диаметром, соответствующим полученным расчетным данным, а именно 1.37 мм для бензина. После этого ткань была закреплена в специальный держатель диаметром 20 см. Температура воздуха в помещении составляла 20-25°С. Испытания проводились в вытяжном шкафу. Бензин наливался в металлический поддон и поджигался с помощью горящей бумаги. Накрытие очага возгорания противопожарным средством производилось при помощи специального держателя, при этом стойкое пламенное горение прекращалось мгновенно. Выделения дыма не наблюдалось.
Литература
1. Малинин В.Р., Хорошилов О.А. Огнепреграждающие устройства для защиты технологического оборудования от распространения пожара: учеб-метод. пособие. СПб: СПб ВПТШ МВД РФ, 1997).