Not seeing a Scroll to Top Button? Go to our FAQ page for more info.
Заказать звонок
Безопасность пожаротушения. Газовые огнетушащие вещества

Безопасность пожаротушения. Газовые огнетушащие вещества

Газовое огнетушащее вещество (ГОТВ) — газообразное вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

Выбор и применение тех или иных ГОТВ определяется несколькими факторами, основными из которых являются безопасность для человека, окружающей среды, защищаемого оборудования, а также экономическая целесообразность.

Безопасность пожаротушения. Виды газовых огнетушащих веществ

Перечень ГОТВ, допустимых к применению на территории России, определен сводом правил СП 5.13130.2009:

Сжиженные газы Сжатые газы
Двуокись углерода (CO2) Азот (N2)
Хладон 23 (CF3H) Аргон (Ar)
Хладон 125 (C2F5H) Инерген:
Хладон 218 (C3F8) азот (N2) — 52 % (об.)
Хладон 227ea (C3F7H) аргон (Ar) — 40 % (об.)
Хладон 318Ц (C4F8Ц) двуокись углерода (CO2) — 8 % (об.)
Шестифтористая сера (SF6) Аргонит:
Хладон ТФМ-18И: азот (N2) — 50 % (об.)
хладон 23 (CF3H) — 90 % (масс.) аргон (Ar) — 50 % (об.)
йодистый метил (CF3J) — 10 % (масс.)
Хладон ФК-5-1-12 (CF3CF2C(O)CF(CF3)2)
Хладон 217J1 (C3F7J)
Хладон CF3J

Примечание. Применение других ГОТВ (в т. ч. сжиженных азота или аргона, газообразных азотообогащенных смесей, а также других ГОТВ, не указанных в таблице) производится по дополнительным нормам, разрабатываемым для конкретного объекта.

Газовые огнетушащие вещества по принципу воздействия на процесс горения делятся на две основные группы:

Первая группа включает в себя газы-разбавители, к которым относятся: азот, аргон, углекислый газ, а также смесь из этих газов — инерген. Эффект тушения этими газами заключается в снижении уровня концентрации кислорода в помещении до 12-13 %, что делает процесс горения невозможным. Для этого нормативная огнетушащая концентрация газов-разбавителей должна составлять от 35 до 40 % по объему.

Наименование ГОТВ

Углекислый газ (СО2)

Аргон (Ar)

Азот (N2)

Газовый состав «Инерген»

Нормативная огнетушащая концентрация для н-гептана, % об.

30,0

39,0

34,6

36,5

Дополнительным параметром воздействия на очаг возгорания газами-разбавителями является эффект сильного охлаждения, присущий сжатым или сжиженным газам. Например, углекислый газ, выходя из насадков, переходит из жидкой фазы в твердую, образуя «снежные хлопья», которые попадая в зону горения, создают охлаждающий эффект.

Газы первой группы находятся в модулях пожаротушения под высоким давлением, от 12 до 30 МПа, что накладывает определенные ограничения на их использование, обусловленные необходимостью регистрации модулей в Ростехнадзоре, повышенными требованиями к трубопроводам и арматуре, ограничением объектов применения.

Также нежелательно применять установки пожаротушения с газами-разбавителями на объектах с постоянным нахождением людей, т. к. они снижают концентрацию кислорода ниже 16 %, что опасно для жизни и здоровья.

Основными объектами, где применяются газы первой группы, являются промышленные объекты и технические помещения с временным пребыванием людей.

Вторую группу составляют газы-ингибиторы (хладоны). Их особенностью является механизм тушения, основанный на химическом ингибировании (замедлении) реакции горения. Прекращение горения при выпуске хладона в помещение достигается тремя факторами: ингибированием, частичным снижением концентрации кислорода и эффектом охлаждения.

Минимальная огнетушащая концентрация хладонов в несколько раз ниже, чем для газов первой группы, и составляет от 4,2 до 14,6 % по объему.

Наименование ГОТВ

Хладон 23

Хладон 125

Хладон 227еа

Novec 1230

Нормативная огнетушащая концентрация для н-гептана, % об.

14,6

9,8

7,2

4,2

Газы второй группы находятся в модулях под более низким давлением, от 4 до 7 МПа, что позволяет использовать их без существенных ограничений.

Для человека хладоны представляют меньшую опасность, чем газы-разбавители, т. к. не снижают концентрацию кислорода ниже 16 %. Единственное условие — необходимо исключать длительное воздействие хладона на организм (не более 5 минут при нормативной концентрации).

ГОТВ на базе хладонов находят широкое применение на объектах энергетики, связи, обороны, промышленности, хранения ценностей и многих других.

Анализ токсичности газовых огнетушащих веществ

Безопасность пожаротушения порой не менее важна, чем эффективность тушения. Газы первой группы (разбавители) сами по себе не являются токсичными (кроме СО2), так как не имеют биологического воздействия на организм, а представляют опасность лишь за счет снижения концентрации кислорода.

Анализ токсичности газовых огнетушащих веществ

Газы второй группы (хладоны) имеют биологическое воздействие на организм, поэтому контакт с ними должен быть ограничен. При существенном превышении нормативной концентрации хладоны тоже могут быть опасны.

Основным показателем опасности является предельная допустимая концентрация (ПДК).

Наименование

Химическая формула

Молекулярная масса

Температура кипения, С

Давление при 20С,МПа

Огнету-шащая концентр., % об.

Плотность паров, кг/м³

Приведенная огнетуш. конц., кг/м³

ПДК (NOAEL) % об.

Хладон 125

CF3CH F2

120,02

-48,5

1,13

9,8

5,208

0,51

7,5

Хладон 227еа

CF3 CF2CH F2

170,03

-18,3

0,42

7,2

7,28

0,52

9

Хладон 318Ц

C4F8

200,04

-2

н/а

7,8

8,438

0,66

>30

Хладон 23

CH F3

70,01

-82,2

4,8

14,6

2,93

0,43

50

Novec 1230

CF3CF2C(0)CF(CF3)2

316,04

49,2

0

4,2 - 4,5

13,6

0,57

10

Оценка безопасности газовых огнетушащих веществ

Нижний порог объемной концентрации, при которой негативного воздействия не наблюдается, определяется показателем NOAEL. К популярным ГОТВ, имеющим существенный запас безопасности, можно отнести Хладон 227еа (ОГК — 7,2 %, NOAEL — 9,5 %), Хладон 23 (ОГК — 14,6 %, NOAEL — 50 %) и Novec 1230 (ОГК — 4,2 % и NOAEL — 10 %).

Обобщенная оценка уровня безопасности различных типов газовых огнетушащих веществ, проведенная по критерию остаточной концентрации кислорода в защищаемом помещении и критерию токсичности (запас безопасности), приведена в следующей таблице:

Наименование ГОТВ

Остаточная концентрация кислорода в защищаемом помещении после выпуска ГОТВ, %

Предельно- допустимая концентрация

(ПДК), %

Нормативная огнетушащая концентрация, %

Запас безопасности, %

Оценка влияния ГОТВ на человека

Применимость для тушения помещений с постоянным пребыванием людей

Ранжирование по уровню безопасности

Хладон 23

18

50

14,6

35,4

свободное дыхание

применим

1

Хладон 318Ц

19

30

7,8

22,2

свободное дыхание

применим

2

Хладон 227ea

19

10,5

7,2

3,3

свободное дыхание

применим

3

Хладон 125

18

10,2

9,8

0,3

свободное дыхание

не рекомендован

4

Двуокись углерода, СО2

< 13

34,9

отравление и асфиксия

не применим

Азот

< 13

34,6

асфиксия

не применим

Аргон

< 13

39

асфиксия

не применим

Инерген

< 13

36,5

асфиксия

не применим

Ниже приведена выдержка из таблицы применимости хладонов для помещений с людьми, составленная компанией P&M на основании данных американского агентства по охране окружающей среды:

ГОТВ

Особые условия или ограничения

Огнетушащая концентрация, %

Заключение о применимости

HFC-23

(FE-13,

хладон 23)

В местах, где выход персонала не может быть обеспечен в течении одной минуты, концентрация не должна превышать 30 %.

Там, где выход персонала может быть осуществлен в пределах 30-60 секунд, концентрация не должна превышать 50 %.

Концентрация HFC-23 может превышать 50 % только в помещениях, обычно не занятых персоналом, при условии, что оказавшийся там персонал сможет покинуть помещение в течении 30 сек. Далее вход без средств защиты не допустим до дегазации реагента.

Содержание кислорода должно сохраняться на уровне, по крайней мере, 16 %.

14,6

Подходит для использования в помещениях с персоналом

HFC-125

(FE-125,

хладон 125)

В местах, где выход персонала не может быть обеспечен в течении одной минуты, концентрация не должна превышать кардиотоксический NOAEL в 7,5 %.

Там, где выход персонала может быть осуществлен в пределах 30-60 секунд, концентрация не должна превышать кардиотоксический LOAEL в 10 %.

Концентрация HFC-125 может превышать 10 % только в помещениях, обычно не занятых персоналом, при условии, что оказавшийся там персонал сможет покинуть помещение в течении 30 сек. Далее вход без средств защиты не допустим до дегазации реагента.

9,8

Подходит с некоторыми ограничениями для использования в помещениях с персоналом

HFC-227ea

(FM-200,

FE-227,

хладон227еа)

В местах, где выход персонала не может быть обеспечен в течении одной минуты, концентрация не должна превышать кардиотоксический NOAEL в 9 %.

Там, где выход персонала может быть осуществлен в пределах 30-60 секунд, концентрация не должна превышать кардиотоксический LOAEL в 10,5 %.

Концентрация HFC-227ea может превышать 10,5% только в помещениях обычно не занятых персоналом, при условии, что оказавшийся там персонал сможет покинуть помещение в течении 30 сек.

7,2

Подходит для использования в помещениях с персоналом

Резюмируя приведенные данные, можно определить следующий рейтинг по безопасности использования популярных в настоящее время хладонов:

  1. Хладон 23 (наиболее безопасный);
  2. Novec 1230 (безопасный);
  3. Хладон 227еа (относительно безопасный);
  4. Хладон 125 (безопасен с определенными ограничениями).
калькулятор
Задать вопрос