ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ В АРКТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
FOAM AGENT FOR FIRE EXTINGUISHING IN ARCTIC CONDITIONS

Изобретение относится к области водопенного пожаротушения, конкретно к созданию многоцелевого универсального пенообразователя для тушения пожаров классов А и В (твердые и жидкие вещества, включая древесину, уголь, нефть и нефтепродукты, моторные и дизельные топлива, стабильный газовый конденсат, минеральные и синтетические масла, органические растворители и другие полярные горючие жидкости), пригодного к использованию в том числе в естественных условиях низких температур районов Крайнего Севера, Заполярья и Северного морского пути, с применением пены низкой, средней и высокой кратности на пресной и морской (забортной) воде со всеми типами мобильных, стационарных, автоматических и роботизированных установок водопенного пожаротушения, в том числе для подслойного тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках.
Признаками универсальности пенообразователя являются следующие:
- температура застывания пенообразователя в диапазоне от минус 5°С до минус 60°С;
- низкие значения кинематической вязкости, в том числе при минимальных температурах применения;
- сохраняемость при повышенной и пониженной температурах;
- пригодность к использованию и применению как с пресной, так и с морской (забортной) водой;
- повышенная коррозионная устойчивость при хранении и применении в емкостях и трубопроводах из углеродистых сталей;
- эффективность при тушении пожаров как водонерастворимых, так и водорастворимых (полярных) горючих жидкостей;
- пригодность к применению всеми типами и видами водопенного оборудования, в том числе при подслойном методе пожаротушения.
Способом решения проблемы создания многоцелевого универсального пенообразователя для тушения пожаров является конструирование его состава, обеспечивающего одновременное наличие всех выше перечисленных признаков универсальности.
Известны пенообразующие составы для тушения пожаров, обеспечивающие один или одновременно несколько из перечисленных выше признаков универсальности.
Известен состав для тушения пожаров горючих жидкостей (см. патент RU 2206354) который является пленкообразующим и пригодным для тушения как водонерастворимых, так и водорастворимых (полярных) горючих жидкостей. Состав содержит (масс. %): первичные алкилсульфонаты 10,0-15,0; сульфоэтоксилат натрия 7,0-12,0; сшитый полимер полиакриловой кислоты 0,2-1,0; фторсодержащее поверхностно-активное вещество 0,7-2,0; вода - остальное. Недостатком данного состава является ограничение по температуре застывания (до минус 24°С), кроме того не пригоден к применению с морской водой и при подслойном тушении. Состав не содержит антикоррозионных добавок и стабилизаторов.
Известенен огнетушащий состав (см. патент RU 2290240) на основе пленкообразующего пенообразователя с добавкой гидрата хлорида магния в виде водного раствора и следующем соотношении компонентов в объемных процентах: водный раствор гидрата хлорида магния - 85-88%, пленкообразующий пенообразователь - остальное. В качестве пленкообразующих пенообразователей могут быть использованы пенообразователи на основе фторорганических кислот, например, ПО-6A3F, «Легкая вода», Sthamex-AFFF и другие пенообразователи данного типа. Технический результат указанного изобретения, заключается в повышении эффективности тушения очагов возгорания низкократной пеной и сокращения времени тушения при хранении пенообразующего состава в условиях низких температур (до минус 35°С).
Существенными недостатками данного изобретения являются ограничение по температуре застывания (до минус 35°С), кроме того не пригоден к применению с морской водой и при подслойном тушении. Состав не содержит антикоррозионных добавок и стабилизаторов. Кроме того, состав не обеспечивает получение пены средней и высокой кратности.
Известны и другие пенообразующие огнетушащие составы и рецептуры, например, RU 2328325 С2 (2006), RU 2022588 С1 (1990), RU 2189266 С2 (2000), RU 2188664 С1 (2001), RU 2372958 С2 (2005), RU 2270711 С1 (2004), RU 2159650 С1 (1999), RU 2157710 С1 (1999), RU 2206354 С1 (2002), RU 2203707 С2 (2000), SU 1098552 А (1982), SU 1074550 А (1982), SU 1725928 А1 (1989), RU 2223804 С1 (2003), RU 2345809 С1 (2007), RU 2302890 С2 (2005). Все приведенные составы и композиции узко специализированы и мало пригодны для тушения широкого перечня объектов в различных природных и климатических условиях с применением всех типов оборудования и оснащения водопенного пожаротушения.
Наиболее близким известным решением поставленной задачи является пенообразователь, содержащий 30-50 мас. % сульфокислот или алкиларилсульфонатов, 10-20% этаноламина, 3-10% ацетата натрия или смеси 3-5% нитрита натрия с 1-5% нитрата натрия и воды до 100% (SU 1292793 А1, 07.01.1985). Известный пенообразователь дополнительно содержит 4-5% карбоната натрия и 1,8-2,0% высших жирных спиртов. Изобретение относится к морозоустойчивым пенообразователям, используемым для тушения пожаров, и позволяет снизить вязкость при минусовых температурах, удешевить состав и повысить его огнетушащую эффективность.
Существенными недостатками известного пенообразователя являются отсутствие таких свойств и характеристик, как способность к пленкообразованию на поверхности горючих жидкостей и, следовательно, непригодность для подслойного метода тушения при тушении пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках; не пригодность к применению как с пресной, так и с морской водой; не пригодность к тушению пожаров как водонерастворимых, так и водорастворимых (полярных) горючих жидкостей.
Задачей предлагаемго изобретения является создание универсального пенообразователя для тушения всех видов пожаров, отвечающего современным требованиям и обладающего комплексом физико-химических, пенообразующих, огнетушащих, потребительских и эксплуатационных характеристик, позволяющих широко использовать его, в том числе в суровых условиях Крайнего Севера, Заполярья и Северного морского пути, на морских и шельфовых нефте-газо-разработках и платформах.
Для решения поставленной задачи предложен пенообразующий состав, включающий комплекс синтетических углеводородных и фторсодержащих поверхностно-активных веществ (ПАВ) со стабилизирующими добавками и антифризом, обеспечивающий тушение пожаров в зимних условиях при температуре атмосферы до - 60°С.
Пенообразователь содержит в качестве комплекса ПАВ компоненты: EXTINOL 732 А (в количестве 9,0-10%) и EXTINOL 967 С (в количестве 0,9-1,1%), которые обеспечивают требуемые значения поверхностного и межфазного натяжения пенообразователя, и EXTINOL В 189 В (в количестве 1,35-1,45%), который обеспечивает необходимую кратность пенообразования. В качестве солюбилизатора используют бутилцеллозольв (в количестве 3,9-4,0%). В качестве криопротектора используют этиленгликоль сырьевой, количество которого задается в зависимости от температуры Т°С атмосферы, при которой производят тушение пожара, и вычисляют по формуле:
Этиленгликоль сырьевой,
В качестве ингибитора коррозии используют антикоррозионный комплекс, включающий в равных долях: Натрий бензойнокислый, Натрий фосфорнокислый двухзамещенный и Натрия нитрит (в суммарном количестве 0,9-1,1%), и остальное вода обессоленная или дистиллированная.
Способ приготовления заявленного пенообразователя включает последовательное введение в аппарат периодического действия следующих компонентов состава: загрузка очищенной воды, ее нагрев до 50°С; ввод антикоррозионного комплекса при 50°С и перемешивании, выдержка в течение 1 часа до полного растворения компонентов; загрузка комплекса ПАВ и перемешивание массы до полного растворения; дозирование комплексного антифриза и выдерживание раствора пенообразователя при 40-50°С в течение 2 часов.
Полученный пенообразующий состав представляет собой легкоподвижную однородную прозрачную жидкость без осадка и расслоения.
В соответствии с предлагаемым изобретением были приготовлены и испытаны промышленные партии пенообразователя с температурами застывания минус 40°С, минус 50°С и минус 60°С. Испытания физико-химических показателей, пенообразующих и огнетушащих свойств пенообразователя и его водных рабочих растворов на пресной и морской воде при концентрации применения 6% проводились в соответствии с нормативными требованиями ГОСТ Р 50588-93, ГОСТ Р 53280.1-2010, ГОСТ Р 53280.2-2010 и НПБ 304-2001. Испытания сохраняемости пенообразователя проводились по НПБ 304-2001. Определение коррозионной активности пенообразователя и его водных рабочих растворов проводилось по НПБ 305-2001.
Испытаниям подвергнуты образцы промышленных партий пенообразователя с температурами застывания минус 40°С (объем партии - 2 тн), минус 50°С (объем партии - 2 тн) и минус 60°С (объем партии - 1 тн). Образцы пенообразователей многократно испытаны в ходе предварительных, типовых, комиссионных межведомственных приемо-сдаточных и комиссионных межведомственных приемочных испытаний в аккредитованной испытательной лаборатории, на стендах и полигоне. Промышленные партии пенообразователя также испытаны в естественных условиях Крайнего Севера при использовании штатной пожарной техники при тушении очагов пожаров стабильного газового конденсата и метилового спирта.
Все испытания завершены с положительными результатами.
Усредненные результаты испытаний промышленных партий пенообразователя с температурами застывания минус 40°С (образец №1), минус 50°С (образец №2) и минус 60°С (образец №3) представлены в таблице.
Из данных таблицы следует, что разработанный согласно предлагаемому изобретению пенообразователь для тушения пожаров отвечает всем современным требованиям и характеристикам по универсальности и пригоден для тушения пожаров широкого спектра горючих жидкостей с применением штатного оборудования и техники водопенного пожаротушения.
Универсальный пенообразователь обладает комплексом физико-химических показателей, пенообразующих и огнетушащих свойств, а также прикладных потребительских и эксплуатационных характеристик, обеспечивающих его максимально широкое использование для тушения всех видов пожаров, в том числе в суровых климатических условиях Крайнего Севера, Заполярья и Северного морского пути, на морских и шельфовых нефте-газо-разработках и платформах.