БЕЗОПАСНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПОЖАРНЫХ НАПОРНЫХ РУКАВОВ

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам, повышающим безопасность и эффективность эксплуатации пожарных напорных рукавов.
Пожары возникают в случайные, непредсказуемые промежутки времени и ущерб от огня будет тем меньше, чем скорее начнется тушение пожара [см. Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения АСР». Приказ МЧС России от 16.10.2017 г. №444]. Так, например, в источнике [см. Эффективная эксплуатация основных пожарных автомобилей при низких температурах: монография (в 2-х частях) / В.И. Веттегрень, В.Н. Ложкин, М.А. Савин. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2019. 383 с. ] отмечалось, что продолжительность среднестатистического пожара в стране в 2018 году составила 31,88 мин., а величина удельных полных материальных потерь за каждую минуту среднестатистического пожара - свыше 13 ООО руб. Кроме того, на каждые 100 пожаров приходилось 5,99 жертв. Сокращение в 2018 году как минимум на 1,8 минуты времени прибытия первого оперативного эшелона пожарных-спасателей к месту всех 10 446 пожаров, происшедших только в промежутке времени их прибытия к месту вызова 16-20 минут, позволило бы сохранить жизни в первом приближении более 364,9 человек и материальных ценностей более чем на 635 млн. руб. прямого материального ущерба.
В этой связи, помимо сокращения времени собственно следования пожарных автомобилей к месту вызова весьма важным является минимизация времени обслуживания каждого пожара вообще [см. Брушлинский, Н.Н. Совершенствование организации и управления пожарной охраной / Н.Н. Брушлинский, А.К. Микеев и др. - М.: Стройиздат, 1986. - 152 с.].
Эффективность тушения пожаров, проведения аварийно-спасательных работ во многом зависит от надежной работы пожарной техники и, в частности, рукавного хозяйства. В тоже время известно, что на долю пожарных напорных рукавов (ПНР) приходится более 85% всех отказов пожарной техники, что увеличивает продолжительность пожаров и убытки от них [см. Максимов Б.А. Обоснование централизованной системы эксплуатации пожарных напорных рукавов и разработки методики их расчета. / Автореф. дисс. канд. техн. наук - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1984. - 23 с.].
Пожарные рукава - это гибкие трубопроводы, оборудованные по концам соединительными головками и предназначенные для транспортирования огнетушащих веществ. Напорные рукава навязываются на соединительные головки мягкой оцинкованной проволокой различных диаметров.
Известно, что пожарные техника, оборудование и снаряжение, состоящие на вооружении реагирующих подразделений должны обеспечивать безопасную работу и отвечать требованиям соответствующих нормативных документов [см. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Федеральный закон от 22.07.2008 г. №123-ФЗ].
Эксплуатация неисправной или не отвечающей условиям безопасности пожарной техники, рукавов, оборудования, снаряжения запрещается [см. Об утверждении Правил по охране труда в подразделениях пожарной охраны. Приказ Минтруда РФ от 11.12.2020 г. №881н].
Испытания пожарного оборудования является радикальным средством, позволяющим предупредить или выявить возникающие в процессе эксплуатации неисправности и отказы. Особенно это относится к пожарным рукавам и гидравлическому оборудованию, от работоспособности которого зависит выполнение основной задачи при тушении пожаров.
Все типы пожарных рукавов подлежат испытаниям [см. Методическое руководство по организации и порядку эксплуатации пожарных рукавов. Утверждено МЧС России 14.11.2007 г. ]. Данную процедуру реализуют после каждого применения, после ремонта или по истечения гарантийного срока хранения, а также когда возникают сомнения в исправности изделий. Испытание пожарных рукавов важно, так как любое повреждение и нарушение целостности приводит к падению напора на всей линии и интенсивности подачи огнетушащих веществ, ухудшаются тактические возможностей боевых расчетов что, в конечном счете, негативно отражается на эффективности пожаротушения.
Нормативные сроки испытаний: не реже 1 раза в 6 месяцев (обычно весной и осенью). Мероприятие совмещают с плановым технического обслуживанием автомобилей в пожарно-спасательных частях, внутреннего противопожарного водопровода на объектах.
В соответствии с утвержденной методикой [см. Методическое руководство по организации и порядку эксплуатации пожарных рукавов. Утверждено МЧС России 14.11.2007 г. ] напорные рукава допускается испытывать в виде линии до пяти штук, одного условного прохода.
Для проведения гидравлических испытаний пожарных напорных рукавов различных диаметров на прочность и герметичность на рынке предлагаются установки отечественного производства марки УГИР. Ими комплектуют рукавные базы и посты для испытаний и технического обслуживания рукавного хозяйства подразделений. В составе установок автономный насос с приводом от электродвигателя напряжением питания 220 либо 380 В. Масса установок более 50 кг. Количество одновременно испытываемых рукавов 2 шт.
Импортные установки разных фирм MPS, BMS, HPU, HPP, BST-Mueller также обеспечивают указанные функции и параметры.
К недостаткам данных конструкций следует отнести: высокую стоимость; необходимость электрического питания; часто стационарное исполнение; низкую производительность, т.к. одновременно испытываются 2-3 рукава. Кроме того, в их конструкциях не предусмотрены устройства исключающие травмы испытателей в случае аварийной разгерметизации узла «пожарный рукав - соединительная головка».
В качестве прототипа принято техническое решение, регламентированное нормативным документом и, соответственно, наиболее часто применяемое на практике [см. Методическое руководство по организации и порядку эксплуатации пожарных рукавов. Утверждено МЧС России 14.11.2007 г. ]. А именно: схему подключения гидравлического оборудования для испытаний пожарных напорных рукавов в линию в количестве до пяти штук одного условного прохода, соединив их от насоса пожарного автомобиля.
Согласно нормативным требованиям в процессе гидравлических испытаний пожарных напорных рукавов на герметичность насосом создается испытательное давление, превышающее номинальное. Это потенциально весьма травмоопасно. Причем, обнаруженные в процессе испытаний негерметичности (свищи и т.п.) в средней части рукавов с точки зрения охраны труда, не столь серьезно опасны для личного состава, нежели чем по их концам. Этот факт объясняется следующим. При внезапной разгерметизации сочленения рукава с пожарной соединительной головкой, вследствие повреждения либо низкого качества навязки рукава и соединительной головки, произведенной в процессе технического обслуживания, и появления струи воды, истекающей в первые мгновения из рукава с большой скоростью и расходом, возникает реакция струи. Сила реакции струи приложена к концу гибкого напорного рукава и направлена сторону противоположную вектору струи. Реакция струи является причиной зигзагообразной траектории хаотического движения в пространстве внезапно освободившегося конца гибкого напорного рукава. Причем наибольшая амплитуда его траектории и, соответственно, кинетическая энергия имеют место в первые мгновения после аварии. В результате возможны механические воздействия на персонал и соответствующие им травмы.
Таким образом, серьезным недостатком данной технологической схемы испытания пожарных напорных рукавов является потенциально высокая опасность травмирования личного состава испытателей при внезапной разгерметизации напорного рукава и пожарной соединительной головки.
Технической задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции компактного мобильного стенда для гидравлических испытаний напорных рукавов на герметичность под давлением в процессе технического обслуживания рукавного хозяйства подразделения, обеспечивающего также безопасные условия и охрану труда испытателей.
Поставленная задача решается тем, что предлагается применять стенд, состоящий из двух модулей одинакового устройства. Каждый модуль (фиг.1) состоит из: 1 - каркаса, т.е. объемной 3D сварной металлоконструкции из стальных уголков в виде прямого параллелепипеда, внутри которого располагаются 2 - два отвода, крутоизогнутых на 180 градусов и 3 - прямой отрезок трубы. Все наружным диаметром 66 мм. Данные элементы жестко, посредством сварки, связаны с каркасом модуля. Кроме того, по их концам приварены патрубки с резьбой для навинчивания пожарных соединительных головок. Таким образом, сварной каркас из уголка исключает механические повреждения испытательного гидравлического оборудования модуля. На фиг. 1 условно показана в плоском 2D-варианте сварная призматическая металлоконструкция из стальных уголков - 1, а также условно не отражены уже приваренные к концам трубы и отводам патрубки с резьбой для навинчивания пожарных рукавных соединительных головок.
Для гарантированного предотвращения травматизма и обеспечения безопасных условий и охраны труда испытательного персонала из числа личного состава караула или рукавной базы в верхнем и нижнем стальных продольных уголках каркаса модуля (фиг.1) предусмотрены сквозные отверстия - 4 диаметром 8-9 мм расположенные осесимметрично напротив патрубков (фиг.1) на расстоянии друг от друга равном 85-90% величины номинального наружного диаметра испытываемого рукава. После присоединения рукавов к патрубкам модуля и на весь период испытания в указанные отверстия следует вставить и зафиксировать прутки строительной++арматуры соответствующего диаметра. Явление трения и «тесное» расположение между прутками строительной арматуры напорного рукава, находящегося под давлением, в первые мгновения после аварийной расстыковки его с соединительной головкой обеспечит торможение движения внезапно освободившегося конца рукава. Таким образом будет нивелирован первый наиболее травмоопасный импульс и, соответственно, уменьшена первоначальная амплитуда траектории движения конца рукава.
Для повышения трения и минимизации проскальзывания конца рукава, находящегося между прутками арматуры в первые мгновения после внезапно возникшей расстыковки обосновано второе конструктивно-техническое решение. А именно: сквозные отверстия диаметром 8-9 мм в продольных уголках каркаса модуля предлагается расположить не симметрично строго напротив осей патрубков, а со смещением от их осей в размере 10% от номинального диаметра испытываемого рукава.
Кроме того, для еще большего увеличения эффективности торможения концов рукавов в критической ситуации за счет повышения трения вместо рифленой серповидной арматуры, имеющей округлые формы сечения, предлагается применять ребристые стержни либо шестигранные прутки. Далее, поскольку прутки арматуры предназначены для восприятия кратковременных нагрузок импульсного характера, то вместо стальной может применяться более прочная композитная строительная арматура.
Таким образом, для проведения испытаний (фиг.2) необходима пожарная автоцистерна - 5, оба модуля в сборе - 7 располагаются на поверхности земли параллельно на расстоянии 19-20 метров (т.е. на длину стандартного напорного рукава) и соединительными головками навстречу друг-другу. Это необходимо для последующего присоединения к данным головкам пяти рукавов подлежащих испытанию - 8, а также двух вспомогательных, ранее испытанных рукавов - 6. В конце рукавной линии присоединяется перекрывной пожарный ствол - 9. На фиг. 2 условно не показаны переходные пожарные соединительные головки, которые необходимы для испытания рукавов разных условных проходов.
Размеры каждого модуля мобильного стенда для гидравлических испытаний напорных рукавов составили 1700х400х350 мм, а масса - 45 кг.
Безопасный компактный мобильный стенд для гидравлических испытаний напорных рукавов на герметичность под давлением работает следующим образом. Стенд в составе двух модулей доставляется в пожарно-спасательное подразделение. От пожарной автоцистерны производится развертывание стенда и рукавов, подлежащих испытанию, согласно схеме фиг. 2. При гидравлическом испытании линия из напорных рукавов присоединяется к пожарному насосу с манометром. На другой конец напорного рукавной линии присоединяется перекрывной пожарный ствол либо трехходовое разветвление. В соединениях между испытываемыми рукавами и применяемой пожарной арматурой должна быть обеспечена герметичность. После заполнения линии водой и удаления воздуха из системы посредством открытия пожарного ствола/трехходового разветвления, постепенно поднимают давление воды до испытательного. Под этим давлением держат линию в течение времени необходимою для осмотра напорных рукавов по всей длине и соединений в месте навязки их на пожарные соединительные головки. Появление свищей и капель воды не допускается. Места расположения неплотностей отмечаются на рукавах. Руководитель испытания контролирует ситуацию и в случае полной разгерметизации какого-либо стыка рукава и пожарной соединительной головки дает команду немедленно снизить давление воды и прекратить испытание.
Сравнение заявляемого конструктивного решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими техническими признаками:
- наличием двух электронезависимых модулей;
- компактными габаритными размерами стенда собственно и испытательной площадки, отсутствием заломов и загибов рукавов;
- простотой конструкции и эксплуатации.
Таким образом, можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечение безопасных условиях и охрану труда, предотвращение травмирования персонала из числа личного состава при гидравлических испытаниях напорных рукавов на герметичность под давлением посредством разработки конструктивных особенностей мобильного стенда.
Предложенное устройство весьма просто в изготовлении и эксплуатации и может найти применение в практике пожарно-спасательных частей.
Всe это в целом повышает эффективность эксплуатации рукавного хозяйства оперативных подразделений, при условии их укомплектования предлагаемой конструкцией компактного безопасного мобильного стенда для гидравлических испытаний напорных рукавов на герметичность.