Вогнегасні речовини: минуле, сучасність, майбутнє

11.12.2013

Частина І: «Тіні забутих предків»

ukrnditsz_sm_2.jpgОсновним засобом пожежогасіння завжди була вода, але її однієї для боротьби з вогняною стихією іноді буває замало. Вже у IV ст. до нашої ери (а, можливо, і раніше) з цією метою почали застосовувати водні розчини хімічних речовин, а потім і іншу «хімію» разом із «залізом». vladimir_borovikov.jpg   Володимир Боровиков
Провідний науковий співробітник, к. т. н.
старший науковий співробітник УкрНДІЦЗ
01011, Україна, м. Київ,
вул. Рибальська, 18
Тел.: (044) 280 43 92 
e-mail:
foam2000@gmail.com

Від стародавніх часів

Древні римляни використовували для гасіння вогню не тільки воду, а й водні розчини оцтової кислоти – природної сполуки, що утворюється під час бродіння, а також водні розчини галунів (подвійних сульфатів натріюалюмінію та калію-алюмінію). Вони використовували цей самий засіб і для просочування дерев’яних конструкцій з метою зниження їх горючості (вогнезахисту). Такі водні розчини використовувались людьми і, щонайменше, через півтисячоліття потому.

І все ж таки «справжнє» освоєння хімічних засобів пожежогасіння почалося менше ніж 400 років тому. Протягом 30-річної війни 1618-1648 років шведи застосовували для гасіння пожеж так звані «вогнегасні патрони», які містили картонну гільзу з галунами та пороховий заряд зі шнуром. Довжина шнура підбиралася з таким розрахунком, щоб набій вибухав в осередку пожежі, куди його закидали. Галуни, які розпилювалися внаслідок вибуху, разом з продуктами згоряння пороху гасили пожежу. Пізніше ця ідея отримала подальший розвиток, замість «набоїв» почали використовувати ядра. Ще через століття німецький винахідник на прізвище Рот запропонував використовувати для гасіння пожеж у закритих приміщеннях барильце, начинене все тими ж галунами.

Протягом XVII-XVIII ст. значна увага приділялася створенню «пожежних снарядів», які вибухали в полум’ї. До цього приклав руку навіть цар Петро І, у паперах якого було знайдено креслення бочки для «самогасіння пожежі». У ті ж самі часи подібними винаходами займався і німець Грейль. Він використовував дерев’яну бочку з водою, всередині якої укріплювалася жерстяна посудина з порохом і металевою трубкою для запалювального гніту. Під час демонстраційних випробувань, які проводились неодноразово, вибух цього «чуда техніки» давав змогу погасити пожежу всередині закритої будівлі. Пізніше замість води було запропоновано використовувати водні розчини кухонної солі, глауберової солі, галунів.

Високі вогнегасні властивості води зумовлені насамперед її високою охолоджувальною здатністю. Ще одним чинником, який сприяє гасінню полум’я, є розведення горючого середовища водяною парою. Однак воді як вогнегасній речовині притаманні такі недоліки, як високий поверхневий натяг, внаслідок чого вона недостатньо ефективно змочує неполярні матеріали природного походження, а також низька в’язкість, через яку вода швидко стікає з палаючих поверхонь. На гасіння витрачається, як правило, не більше 3-5 % від усієї кількості рідини, решта проливається марно, спричиняючи псування будівель, майна та обладнання.

Одним із перших дослідників, які працювали над підвищенням ефективності використання води під час гасіння пожеж, був російський вчений Семен Власов. 1815 року він подав міністру народної освіти графу Олексію Розумовському три доповідні записки, в яких розглядалися нові вогнегасні композиції. Першою з них були відходи миловарних заводів (виходячи з сучасних уяв, можна говорити про застосування змочувальних розчинів). Іншою пропозицією було застосування для пожежогасіння композицій, які перешкоджають доступу повітря до палаючого предмета. З цією метою він пропонував використовувати водні розчини неорганічних сполук або їх сумішей. Слід відзначити, що ці ідеї не втратили актуальності й сьогодні.

На початку XVIII ст. в Росії прийнято перші спроби гасити вогонь іншими речовинами, ніж вода чи водні розчини. Український лікархірург, фармаколог, діяч медичної освіти Павло Шумлянський, якій також займався дослідженнями в галузі пожежогасіння, сформулював ідею гасіння полум’я інертними газами. Він запропонував гасити вогонь димовими газами, які утворювалися під час горіння суміші пороху, глини та води. Продукти згоряння необхідно було впустити у приміщення, де сталася пожежа, і витримати їх там протягом певного проміжку часу. Ідею Шумлянського «підхопив» австрійський ерцгерцог Карл, який провів порівняння процесів гасіння водою та димом, що виділявся під час горіння соломи. Перевага другого способу полягала у неушкодженості оточуючих предметів, і Карл наказав посипати підлоги приміщень, де збері галися важливі папери, шаром соломи.

Наукове обґрунтування методу газового пожежогасіння пов’язано з ім’ям М. Колесника-Кулевича, який через 70 років після дослідів Шумлянського дійшов висновку, що для гасіння полум’я слід застосовувати газоподібні або ж такі, що легко переходять у газоподібний стан, речовини. Як перспективну газову вогнегасну речовину він розглядав діоксид вуглецю, який широко застосовується дотепер. Вчений обґрунтував також можливість застосування для пожежогасіння порошкових вогнегасних речовин.

Перша «протипожежна техніка»

lampa.jpgОдночасно з розробленням вогнегасних речовин створювалися і «технічні засоби пожежогасіння»: «вогнегасні коробки», «глиняні бомби», а також «гранати» та «набої». Як заряд звичайно використовували суміші сірки, селітри та вугілля. Згоряючи у вогнищі пожежі, вони утворювали негорючі гази, завдяки яким і досягалося гасіння полум’я. Подібні засоби використовували для гасіння пожеж у закритих приміщеннях, у тому числі й у сховищах горючих рідин. Вони набули досить широкого поширення. Американці, які відрізнялися добре розвиненою «комерційною жилкою», збували їх величезними партіями.

Однак гасіння «піротехнічними виробами» досягалося лише у тих випадках, коли приміщення мало відносно малі розміри і достатню герметичність. Багато хто вважав, що навіть від ковшу води, вилитого в осередок пожежі, було більше користі, ніж від «бомби» чи «гранати», заповненої хімікаліями. Крім того, якщо не вдавалося точно влучити в осередок горіння, бажаного ефекту не було. Уламки під час вибуху могли нанести серйозні травми людям, що брали участь у гасінні пожежі або навіть транспортували ці «гранати», адже виготовляли їх зі скла.
vognegasnik.jpgvognegasnik1.jpg

Іншим напрямком розроблення вогнегасних речовин та засобів пожежогасіння було створення ручних вогнегасників. Перші їх зразки являли собою пожежні відра пірамідальної або конусоподібної форми, в які, за необхідності, безпосередньо перед застосуванням крізь проріз опускався хімічний заряд. Пожежники, озброєні такими «вогнегасниками», виїжджали на пожежу на велосипедах цілими загонами. Якщо вірити літературним даним, такі «антивогняні засоби» були придатні для гасіння твердих і рідких горючих матеріалів.

pozgarogas.jpgУ другій половині XVIII ст. було запатентовано багато винаходів на вогнегасні суміші, насамперед суміші неорганічних солей або їх водні розчини. Першим від Російського патентного відомства привілею на вогнегасний склад отримав Д. Ляпунов, після нього до вказаного відомства потяглася ціла черга іноземців, які також бажали отримати пріоритет, відкрити виробництво і заробити «копійку». Водні розчини солей іноді використовують замість води і тепер.

Давно запропонована ідея порошкового пожежогасіння у Росії реалізувалася лише наприкінці XIX століття. Н. Шефталь створив «вибуховий» вогнегасник під назвою «Пожарогас», який заповнювався двовуглекислою содою, галунами або сірчанокислим амонієм з домішками до 10% інфузної землі і еквівалентної кількості азбестових очосів. Вогнегасник споряджався бікфордовим шнуром. Через 3-4 с після підпалювання шнура вибухали хлопавки, які попереджали про наступний вибух, а ще через 10 с приводився в дію сам пристрій.

Про найскладніше

Однак особливу тривогу викликали пожежі нафти і нафтопродуктів, адже гасити їх не було чим. Люди були безсилі перед морем вогню й у разі виникнення пожежі, скажімо, у резервуарі для зберігання нафти, намагалися лише захистити від полум’я сусідні будівлі та споруди. Складна задача дражнила розум багатьох вчених, і одним із них був російський інженер О. Лоран, француз за походженням, якому приписують першість у створенні протипожежної піни. Слід сказати, що у літературі можна знайти інформацію і про те, що спосіб, використаний Олександром Григоровичем, був реалізований у Німеччині за 17 років до нього, але, якщо це правда, Лоран міг про те й не знати: за деякими даними, його навів на думку вигляд бокала з пивом. Мешкаючи в Баку, винахідник бачив пожежі на нафтопромислах і міг оцінити величини матеріальних збитків, яких вони завдавали. Хімік поставив перед собою задачу винайти «рідину не дуже текучу і дуже легку» і вже через 3-4 роки одержав перші задовільні результати.

Для демонстрації винаходу Лоран залив у яму нафту і бензин, підпалив цю суміш, а потім вилив туди декілька бочок із заздалегідь приготовленими розчинами. Вже через декілька секунд поверхня пального вкрилася шаром піни і полум’я погасло. Підпалити нафту не вдалося навіть після того як у яму було кинуто декілька смолоскипів. 1904 року вчений подав заявку на спосіб гасіння пожежі. Як речовини для спінювання Лоран запропонував використовувати лакрицю, альбумін або мильний корінь. Вже тоді він зрозумів, що піну можна насичувати інертними газами, у такий спосіб збільшуючи її ефективність.

Російський інженер запропонував два способи одержання піни – механічний та хімічний. Перший з них полягав у тому, що вода чи водний розчин неорганічної солі з домішкою речовини, здатної до спінювання, насичувалася газом, який не підтримував горіння, а потім нагніталися під тиском у герметичну посудину. Під час випускання рідини з посудини утворювалася піна, якою можна було не тільки покрити палаючу поверхню, але й охолодити її. Для одержання хімічної піни Лоран запропонував змішувати водний розчин вуглекислої соди з підкисленою водою, причому до одного з цих розчинів заздалегідь додавали незначну кількість добавки для спінювання. Змішування водних розчинів супроводжувалося утворенням піни, яка гасила вогонь. Лоран.jpg

Винахідник заявляв, що запропонований спосіб придатний для гасіння як твердих горючих матеріалів, так і горючих рідин. Він неодноразово наголошував на тому, що гасіння горючих рідин іншими засобами практично неможливе, однак не знайшов розуміння. Після декількох спроб переконати чиновників у необхідності налагодження виробництва нових засобів пожежогасіння О. Г. Лоран вирішив створити власне виробництво вогнегасників «Еврика» з місткістю корпуса від 1 до 12 л. Вони мали високу за тодішніми мірками якість і користувалися високим попитом, однак їх виробництво у кустарних умовах було пов’язано з рядом труднощів. Тому інженер прийняв рішення передати право на виробництво пінних вогнегасників Російському акціонерному протипожежному товариству. На жаль, усе закінчилося на стадії демонстраційних випробувань, а спроба інженера відновити власне виробництво не вдалася.

Тим часом інформація про пінні вогнегасники стала загальнодоступною, проведені випробування неодноразово демонстрували їх переваги над іншими. Але некоректна у відношенні до автора винаходу поведінка підприємців, які зайнялися виробництвом пінних вогнегасників, а також діяльність недобросовісних конкурентів врешті решт вимусила російського інженера продати патент іноземцям.

«Фокус» з водою

Наприкінці XVIII ст. в Баку жив ще один російський інженер І. Вермішев, якого цікавили питання боротьби з пожежами на нафтових родовищах. Під час пожежі 1893 року, коли горів резервуар з нафтою, він побачив надзвичайне явище: на її поверхні несподівано з’явилися і почали руйнуватися великі бульбашки пари, через декілька хвилин уся маса, що горіла, спінилася, перелилася через борти і погасла. Інженер пояснив це явище кипінням дощової води, яка накопичувалася на дні роками. Це навело Вермішева на думку про можливість застосування води, яка кипить, для гасіння нафтопродуктів. Місцеві техніки не підтримали ідею: на їх думку, досягнутий ефект був зумовлений не кипінням води, а утворенням водяної пари, здатність якої гасити вогонь на той час вже була відома. Не знайшла вона підтримки і у Російському технічному товаристві, однак все це не зупинило інженера. За допомогою води, яка кипіла, він погасив пожежу в Одеському порту у 1896 році, і вже після цього було створено спеціальну комісію для порівняння вогнегасної ефективності водяної пари та води, яка кипить. Результати дослідів довели правоту Вермішева, але далі справа не пішла.

Винахідник не склав руки: 1900 року він звернувся до Д. І. Менделєєва з проханням піддати критиці запропонований ним спосіб гасіння пожеж і висловити свою думку з цього приводу. Дмитро Іванович зацікавився пропозицією, провів декілька дослідів і дійшов висновку про правильність ідеї та необхідність проведення масштабних вогневих випробувань, а також дав автору винаходу рекомендаційних листів. Проведені випробування довели його правоту.

Закінчення у наступному номері.


Тематика:  Огнетушащие вещества
Автор:  f+s
Источник:  http://security-info.com.ua/

Возврат к списку


Материалы по теме:







Franke официальный сайт каталог
Официальный сервер. Сайт сериала
frankye.ru
Греется iphone 6 plus
Греется iphone 6 plus
i-repair.ru