Исследование относится к пенным средствам профилактики и тушения пожаров, может быть использовано для получения термостойкой пеныс природной водой любой степени жесткости и солевым содержанием.
Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, улучшающие огнетушащие свойства и качество пены.
Известен пенообразующий состав [1] для получения низкократной пены, пригодной для тушения пожаров.
Состав включает от 2 до 40% высокоосновной соли алюминия -Al2(OH)5Cl, от 0,02 до 4% анионактивного ПАВ, содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу, и воду — остальное до 100%.
Недостатком состава является необходимость использования значительных концентраций высокоосновного хлорида алюминия(ОХА), что экономически не выгодно.
Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату, является пенообразующий состав для тушения пожаров [2].
Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения
пожаров включает, вес. %: сульфат аммония 7,2;уксусная кислота 9,0; основной хлорид алюминия 20,4;вода- остальное.
Оптимальный состав рабочего раствора на морской воде содержит,
вес. %: ОХА – 0,6; сульфат аммония – 0,2; уксусная кислота – 0,27;
ПАВ – 0,4; вода – остальное.
Недостатком концентрата является относительно низкое содержание в нем основного хлорида алюминия, что требует для перевозки, хранения и применения значительных объемов тары.
Этот недостаток удалось устранить путем использования в бинарной системе двухконцентратов [3]:
- Стабилизатор термостойкой пены, основной хлорид алюминия (ОХА),с концентрацией по А12(ОН)5С1 =34%. Плотность – 1,27. рН = 5,5. Температура замерзания минус 18 °С.
- Пенообразователь на базе алкилсульфата натрия, включающий следующие компоненты в вес. %: вода – 68,5; алкилсульфат натрия – 18; сульфат аммония — 12; уксусная кислота – 1,5. Концентрат — прозрачная жидкость с плотностью – 1,12, рН = 6,0 и температурой замерзания не выше минус 2 °С.
Оптимальный состав рабочего раствора на морской воде содержит, масс. %: ОХА – 0,17; сульфат аммония – 0,06; ПАВ – 0,09; вода – остальное.
Для получения составов и их испытаний были использованы следующие вещества и материалы:
- Коагулянт – ОХА,А12(ОН)5С1, ТУ 216-350-002-39928758-02.
- Пенообразователь, на базе алкилсульфата натрия, NaOSO3 –R, где R, углеводородный радикал С7-С9.
- Сульфат аммония, ТУ 113-03-10-18-91.
- Уксусная кислота, ГОСТ 19814.
- Вода питьевая и жесткая – по НПБ 304-2001.
- Модель морской воды, ГОСТ Р 50588.
- Смеситель РТ-1, ТУ 38-10789.
Испытания термостойкой пены проводят на стандартной аппаратуре в соответствии с ГОСТ Р 50588 — 2012. ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ. /Общие техническиетребования и методы испытаний/.
Для получения термостойкой пены в работе используют два выше упомянутых концентрата.
Оба концентрата 1 и 2 могут неограниченно долго храниться в пластиковой таре или в емкостях из нержавеющей стали, при замораживании и размораживании концентраты свойств не изменяют.
Составы обеих концентратов сбалансированы так, что в рабочих растворах их используют в равных объемных соотношениях. Это в свою очередь, позволяет упростить технику дозирования и эксплуатации растворов.
Примеры приготовления комбинированных пенообразующих составов термостойкой пены.
Пример 1.
В 97 мл модели морской воды растворяют 1.5 мл стабилизатора пены (концентрат 1), а затем добавляют при перемешивании 1,5 мл пенообразователя (концентрат 2).
Состав раствора в вес. %: А12(ОН)5С1-0,50; сульфат аммония -0,18; ПАВ-0,27; вода остальное.
100 мл раствора помещают в прибор РТ-1 и включают смеситель на 30 секунд со скоростью 4000 об/мин для получения пены. Кратность пены 5,0.
Далее отмечают время самопроизвольного разрушения пены – образование отсека 25 мл (1/4) и 50 мл (1/2).
В данном примере: устойчивость ¼ = 60 мин; ½ = 240 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
Пример 2.
Отличается от примера 1, лишь концентрацией используемых компонентов. В 98 мл модели морской воды растворяют 1,0 мл стабилизатора пены, а затем при перемешивании добавляют 1,0 мл пенообразователя.
Состав раствора в вес. %: А12(ОН)5С1-0,34; сульфат аммония -0,12; ПАВ-0,18; вода остальное.
Устойчивость пены к самопроизвольному разрушению определяют аналогично примеру 1. Кратность пены 5,0.
В данном примере: устойчивость ¼ = 60 мин; ½ = 300 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
Пример 3.
Отличается от примера 1, лишь концентрацией взаимодействующих компонентов стабилизатор/пенообразователь = 0,75 мл/0,75 мл в рабочем растворе.
Состав раствора в вес. %: А12(ОН)5С1-0,26; сульфат аммония -0,09; ПАВ-0,14; вода остальное.
Устойчивость пены к самопроизвольному разрушению определяют аналогично примеру 1. Кратность пены 5,0.
В данном примере: устойчивость ¼ = 35 мин; ½ = 180 мин.
В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
При использовании для приготовления бинарных составов на пресной воде различной степени жесткости, заметных изменений свойств пены не наблюдается.
В таблице 1, приведены показатели сравнительных испытанийпенообразующих составов для пресной и морской воды.
Таблица 1
Показатели сравнительных испытаний пенообразующих
составов на пресной и морской воде.
|
Состав, % вес. Вода остальное |
Устойчивость пены, мин. |
|||||
| Пресная вода | Морская вода | |||||
| А12(ОН)5С1 | (NH4)2SO4 | ПАВ | 25 мл | 50 мл | 25 мл | 50 мл |
| 0,50 | 0,18 | 0,27 | 30 | 180 | 60 | 240 |
| 0,34 | 0,12 | 0,18 | 30 | 60 | 60 | 300 |
| 0, 26 | 0,09 | 0,14 | 3 | 12 | 35 | 180 |
| 0,17 | 0,06 | 0,09 | низкая | низкая | 30 | 180 |
| 0,14 | 0,05 | 0,07 | низкая | низкая | 10 | 60 |
Сравнительные испытания табл.1, показывают, что устойчивость пены на морской воде в присутствии равных соотношений реагирующих веществ значительно выше, чем с использованием пресной воды. Что позволяет при меньших затратах (объемах) огнетушащих средств повысить тактико-технические показатели противопожарной техники.
В таблице 2, приведены сопоставительные данные для оптимальных составов прототипа и предлагаемого на пресной и морской воде.
Таблица 2
Сопоставительные данные оптимальных составов прототипа
и предлагаемого на пресной и морской воде
|
Состав |
Компоненты в рабочем растворе, % вес. Вода остальное |
Устойчивость пены, в часах
|
||
| А12(ОН)5С1 | (NH4)2SO4 | ПАВ | ||
| Прототип | 0,60 | 0,20 | 0,40 | 3 |
| Предлагаемый | 0,17 | 0,06 | 0,09 | 3 |
Сопоставительные данные показывают, что предлагаемый состав включает в 3,5 раза меньше основного хлорида алюминия, в 3,3 раза меньше сульфата аммония и в 4,4 раза меньше ПАВ при равной устойчивости пены, что отвечает требованиям поставленнойзадачи.
Дополнительным преимуществом изобретения является предельно низкая концентрация ПАВ в рабочих растворах, что способствует меньшему загрязнению окружающей водной среды.
Морская вода может быть использована вместо пресной воды для тушения пожаров в приморских городах и населенных пунктах, что экономически выгодно.
Литература
- Пат. США № 3554912, кл. А 62D 1/00, 1971.
- Тайсумов Х.А. Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров.Пат. RU 2328325 C2 МПК A62D 1/04, Опубл. 10.07.2008 Бюл. № 19.
- Тайсумов Х.А. Состав термостойкой пены для морской воды. Заявка на патент РФ. Регистрационный № 2014121511 от 28.05.2014.[schema type=»book» name=»ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОРСКОЙ ВОДЫ» description=»Предложен состав термостойкой пены для тушения пожаров с использованием морской воды. Исследование показывает, что наличие хлористого натрия в морской воде позволяет значительно (в 4,4 раза) понизить концентрацию поверхностно-активного вещества и других компонентов в рабочем растворе пенообразователя. Это особенно важно для экологии мирового океана. Морская вода может быть использована вместо пресной воды для тушения пожаров в приморских городах и населенных пунктах, что экономическивыгодно.» author=»Тайсумов Хасан Амаевич, Тайсумов Арслан Хасанович » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-29″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_04(13)» ebook=»yes» ]