Фраза «горение металлов» у многих вызывает недоумение. Люди далекие от вопросов пожарной безопасности уверены, что металлы не горят. Однако это не совсем так. Некоторые металлы способны не просто гореть, но даже самовоспламеняться.
Основные опасности, которые несут в себе разные металлы:
Как видно, гореть способны в основном измельченные металлы в виде порошка, стружки, опилок. Помимо указанных опасностей, металлы могут также стать причиной травм, ожогов и увечий людей.
Тушение пожаров классаD
Горение класса D происходит на поверхности металла при очень высокой температуре и сильным искрообразованием.
Вода как огнетушащее вещество совершенно не подходит для металлических изделий и порошков, так как многие из них вступают в реакцию с ней, вследствие чего пожар может только усилиться. Также попадание воды на горящий металл может способствовать разбрызгиванию его на людей и окружающие предметы.
Песком также нельзя тушить горящие металлы. Его применение может привести к взаимодействию этих двух материалов и усилить горение.
Для тушения металлов чаще всего используют специальные сухие порошки. Причем для каждого метала необходимо подбирать свой состав.
Горение магния и сплавов на его основе подавляется посредством сухих молотых флюсов, применяемых при их плавке. Флюсы способствуют отделению очага возгорания от воздуха с помощью образующейся жидкой пленки.
Натрий, калий и их сплав тушатся огнетушителями или установками с огнетушащими порошками ПС-1 и ПС-2. Нередко для борьбы с возгоранием этих щелочных металлом используют поваренную соль, аргон и азот.
Горящий натрий можно потушить порошкообразным графитом.
Металлический литий в случае его воспламенения потушить очень непросто. Все самые распространенные огнетушащие вещества для этого не подходят (вода, углекислота, пена и т. д.).
Для устранения возгорания металлического лития были разработаны специальные порошковые смеси ПС-11, ПС-12 и ПС-13. В их основе – различные флюсы и графит с примесями.
Возгорание лития также можно подавить путем вытеснения воздуха из очага горения при помощи аргона.
Металл считается потушенным после охлаждения всех поверхностей.
Фраза «горение металлов» у многих вызывает недоумение. Люди далекие от вопросов пожарной безопасности уверены, что металлы не горят. Однако это не совсем так. Некоторые металлы способны не просто гореть, но даже самовоспламеняться.
Основные опасности, которые несут в себе разные металлы:
Как видно, гореть способны в основном измельченные металлы в виде порошка, стружки, опилок. Помимо указанных опасностей, металлы могут также стать причиной травм, ожогов и увечий людей.
Тушение пожаров классаD
Горение класса D происходит на поверхности металла при очень высокой температуре и сильным искрообразованием.
Вода как огнетушащее вещество совершенно не подходит для металлических изделий и порошков, так как многие из них вступают в реакцию с ней, вследствие чего пожар может только усилиться. Также попадание воды на горящий металл может способствовать разбрызгиванию его на людей и окружающие предметы.
Песком также нельзя тушить горящие металлы. Его применение может привести к взаимодействию этих двух материалов и усилить горение.
Для тушения металлов чаще всего используют специальные сухие порошки. Причем для каждого метала необходимо подбирать свой состав.
Горение магния и сплавов на его основе подавляется посредством сухих молотых флюсов, применяемых при их плавке. Флюсы способствуют отделению очага возгорания от воздуха с помощью образующейся жидкой пленки.
Натрий, калий и их сплав тушатся огнетушителями или установками с огнетушащими порошками ПС-1 и ПС-2. Нередко для борьбы с возгоранием этих щелочных металлом используют поваренную соль, аргон и азот.
Горящий натрий можно потушить порошкообразным графитом.
Металлический литий в случае его воспламенения потушить очень непросто. Все самые распространенные огнетушащие вещества для этого не подходят (вода, углекислота, пена и т. д.).
Для устранения возгорания металлического лития были разработаны специальные порошковые смеси ПС-11, ПС-12 и ПС-13. В их основе – различные флюсы и графит с примесями.
Возгорание лития также можно подавить путем вытеснения воздуха из очага горения при помощи аргона.
Металл считается потушенным после охлаждения всех поверхностей.
Пожар класса «D» — горение металлов
Огнетушители порошковые для тушения металлов ОПС (з) класса D
Характеристики некоторых, металлов
Алюминий.Алюминий — легкий металл, хорошо проводящий электричество. В обычной форме он не представляет никакой опасности в случае возникновения пожара. Его температура плавления достаточно низкая (660 °С), так что при пожаре может произойти разрушение незащищенных элементов конструкций, изготовленных из алюминия. Алюминиевые стружки и опилки горят, а с алюминиевым порошком связана опасность сильного взрыва. Алюминий не может самовоспламеняться и считается нетоксичным.
Чугун и сталь. Эти металлы не считаются горючими. В составе крупных изделий они не горят, но стальная «шерсть» или порошок могут воспламениться, а порошкообразный чугун под воздействием высокой температуры или пламени может взорваться. Чугун плавится при температуре 1535 °С, а обычная конструкционная сталь — при температуре 1430 °С.
Магний. Магний — блестящий белый металл, мягкий, тягучий, способный деформироваться в холодном состоянии. Он используется как основа в легких сплавах для придания им прочности и пластичности. Температура плавления магния 650 °С. Порошок и хлопья магния легко воспламеняются, но в твердом состоянии магний надо нагреть до температуры, превышающей его температуру плавления, прежде чем он воспламенится. Затем он горит очень сильно сверкающим белым пламенем. При нагревании магний бурно реагирует с водой и всеми видами влаги.
Титан. Титан — прочный белый металл, легче стали. Температура плавления титана 2000 °С. Он входит в состав стальных сплавов, обеспечивая возможность применения их при высоких рабочих температурах. В небольших изделиях легко воспламеняется, а его порошок является сильным взрывчатым веществом. Однако большие куски представляют малую пожарную опасность. Титан не считается токсичным.
Обычное местонахождение на судне
Основным материалом, из которого изготовлен корпус судна, является сталь. Для надстроек некоторых судов используется алюминий, а также его сплавы и другие более легкие металлы. Преимущество алюминия заключается в том, что он позволяет уменьшить вес конструкций, а недостатком с точки зрения борьбы с пожаром является сравнительно низкая температура плавления по сравнению со сталью.
Кроме материалов, используемых при постройке самого судна, металлы в различных формах перевозятся на судне в качестве груза. Обычно в отношении размещения металлов в твердой форме никаких ограничений не существует. Что касается порошков металлов, таких как титан, алюминий и магний, то их следует размещать в сухих изолированных районах. То же относится и к таким металлам, как калий и натрий.
Необходимо отметить, что крупногабаритные контейнеры, используемые для перевозки грузов, обычно изготавливаются из алюминия. Стенки этих контейнеров плавятся и трескаются в условиях пожара.
Тушение пожаров классаD
Тушение пожаров, связанных с горением большинства металлов, представляет значительные трудности. Часто эти металлы бурно реагируют с водой, что приводит к распространению пожара и даже взрыву. Если горит небольшое количество металла в ограниченном пространстве, рекомендуется дать возможность ему выгореть до конца. Окружающие поверхности следует защитить, используя воду или другое подходящее огнетушащее вещество.
Для тушения пожаров металлов используют некоторые синтетические жидкости, которых на судне, как правило, не имеется. Определенного успеха при борьбе с такими пожарами позволяет добиться применение имеющихся на судах огнетушителей с универсальным огнетушащим порошком.
С разным успехом для тушения пожаров металлов употребляют песок, графит, различные порошки и соли. Но ни один из способов тушения нельзя считать эффективным для пожаров, связанных с горением любого металла.
Вода и огнетушащие вещества на водяной основе, такие как пена, не должны применяться для тушения пожаров горючих металлов. Вода может вызывать химическую реакцию, сопровождающую-ся взрывом. Даже если химической реакции не происходит, капли воды, попадающие на поверхность расплавленного металла, будут расширяться и разбрызгивать расплавленный металл. Но в некоторых случаях необходимо с осторожностью применять воду: например, при горении больших кусков магния можно подавать воду только на те участки, которые еще не охвачены огнем, для их охлаждения и предупреждения распространения пожара. Воду никогда не следует подавать на сами расплавленные металлы, ее нужно направлять на районы, находящиеся под угрозой распространения пожара. В ряде стран издаются перечни, содержащие технические характеристики горючих металлов, в которых указываются способы тушения пожаров и необходимые огнетушащие вещества. Владельцам, суда которых могут быть использованы для перевозки горючих металлов, рекомендуется иметь такие перечни с указанием физико-химических характеристик этих металлов.
Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду и другие огнетушащие вещества на основе воды
Основным огнетушащим веществом в пожаротушении является вода. Она почти повсеместно доступна, дёшева и при этом весьма эффективна. При ее подаче в зону горения вода охлаждает наиболее нагретый слой вещества. При этом она частично испаряется и превращается в пар, благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.
Вода в виде распыленных и тонкораспыленных (мелкодисперсных) струй обладает повышенной эффективностью при тушении пожара. Попадая в зону горения, она интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Кроме того, мельчайшие капли воды, движущиеся с большой скоростью, хорошо проникают вглубь пористых матералов.
Наряду с этим у воды имеются и отрицательные свойства. Основной недостаток у воды как огнетушащего вещества заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества. Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (смачиватели, пенообразователь) для получения растворов, поверхностное натяжение которых меньше, чем у воды.
С некоторыми веществами и материалами (см. табл.) вода вступает в реакцию с выделением водорода, горючих газов, большого количества теплоты и др. Такие вещества водой тушить нельзя.
Таблица. Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду и другие огнетушащие вещества на основе воды
Огнетушители порошковые для тушения металлов ОПС (з) класса D
Характеристики некоторых, металлов
Магний. Магний — блестящий белый металл, мягкий, тягучий, способный деформироваться в холодном состоянии. Он используется как основа в легких сплавах для придания им прочности и пластичности. Температура плавления магния 650 °С. Порошок и хлопья магния легко воспламеняются, но в твердом состоянии магний надо нагреть до температуры, превышающей его температуру плавления, прежде чем он воспламенится. Затем он горит очень сильно сверкающим белым пламенем. При нагревании магний бурно реагирует с водой и всеми видами влаги.
Обычное местонахождение на судне
Основным материалом, из которого изготовлен корпус судна, является сталь. Для надстроек некоторых судов используется алюминий, а также его сплавы и другие более легкие металлы. Преимущество алюминия заключается в том, что он позволяет уменьшить вес конструкций, а недостатком с точки зрения борьбы с пожаром является сравнительно низкая температура плавления по сравнению со сталью.
Кроме материалов, используемых при постройке самого судна, металлы в различных формах перевозятся на судне в качестве груза. Обычно в отношении размещения металлов в твердой форме никаких ограничений не существует. Что касается порошков металлов, таких как титан, алюминий и магний, то их следует размещать в сухих изолированных районах. То же относится и к таким металлам, как калий и натрий.
Необходимо отметить, что крупногабаритные контейнеры, используемые для перевозки грузов, обычно изготавливаются из алюминия. Стенки этих контейнеров плавятся и трескаются в условиях пожара.
Тушение пожаров классаD
Тушение пожаров, связанных с горением большинства металлов, представляет значительные трудности. Часто эти металлы бурно реагируют с водой, что приводит к распространению пожара и даже взрыву. Если горит небольшое количество металла в ограниченном пространстве, рекомендуется дать возможность ему выгореть до конца. Окружающие поверхности следует защитить, используя воду или другое подходящее огнетушащее вещество.
Для тушения пожаров металлов используют некоторые синтетические жидкости, которых на судне, как правило, не имеется. Определенного успеха при борьбе с такими пожарами позволяет добиться применение имеющихся на судах огнетушителей с универсальным огнетушащим порошком.
С разным успехом для тушения пожаров металлов употребляют песок, графит, различные порошки и соли. Но ни один из способов тушения нельзя считать эффективным для пожаров, связанных с горением любого металла.
Вода и огнетушащие вещества на водяной основе, такие как пена, не должны применяться для тушения пожаров горючих металлов. Вода может вызывать химическую реакцию, сопровождающую-ся взрывом. Даже если химической реакции не происходит, капли воды, попадающие на поверхность расплавленного металла, будут расширяться и разбрызгивать расплавленный металл. Но в некоторых случаях необходимо с осторожностью применять воду: например, при горении больших кусков магния можно подавать воду только на те участки, которые еще не охвачены огнем, для их охлаждения и предупреждения распространения пожара. Воду никогда не следует подавать на сами расплавленные металлы, ее нужно направлять на районы, находящиеся под угрозой распространения пожара. В ряде стран издаются перечни, содержащие технические характеристики горючих металлов, в которых указываются способы тушения пожаров и необходимые огнетушащие вещества. Владельцам, суда которых могут быть использованы для перевозки горючих металлов, рекомендуется иметь такие перечни с указанием физико-химических характеристик этих металлов.
Возгорание металлов происходит в редких случаях. Для этого требуется наличие сразу двух факторов: нужное физическое состояние и высокая температура. Явление воспламенения металлов характерно лишь для «нестабильных» веществ, способных выпустить энергию.
Золото, например, плавится, а при высоких температурах улетучивается. Титан, точнее, его стружка, самопроизвольно воспламеняется даже при отсутствии кислорода. По причине различия металлов пожары с их горением выделяют в отдельную категорию – класс D.
Если разобраться в вопросе, из-за чего горят металлы, становится ясно, что реакция, вызывающая огонь, химического происхождения. Допускается ли тушение металлов водой – зависит от обстоятельств горения.
Большинство строительных металлических конструкций тушат при помощи обычного водного гидранта. Но когда речь заходит о металлосодержащих соединениях, применяют порошковые составы со специальной маркировкой «D».
Опасность воспламенения металлов
На предприятиях по переработке металлов и их соединений не понаслышке знают о взрывоопасности этих соединений. Персонал учитывает особенности окисления, воспламенения, горения веществ, а также применяет «правильные» огнетушители при пожаре.
Причин, по которым нагретый металл становится опасным, несколько.
Пожары класса D подразделяются на несколько подгрупп. В первую относят горение легких и условно тяжелых металлов (D1). Это самая взрывоопасная категория соединений. Находясь в состоянии стружки или порошка, они легко самовоспламеняются. Если металл оформлен в лист (профиль) или слиток, то пожары возникают только в результате несоблюдения нужного теплообмена. То есть физическое трение не может привести к возгоранию.
Вторая категория (D2) – горение щелочных металлов, которые характеризуются в большей массе как способные к самовоспламенению. На своей поверхности они имеют неокисленную пленку. Чтобы добиться протекания реакции, этот слой должен истончиться до минимума.
Третья категория (D3) – горение металлосодержащих веществ, например, органические соединения или гидриды, связывающиеся с металлами. Образуют обширный класс материалов, различающихся как по природе горения (тление, активное пламя), так и по способности взрываться. Некоторые пожары сопровождаются выделением взрывного водорода, другие же – наполняют помещение пылевой взвесью, реакция ее предсказуема.
На заметку. Для тушения пожаров класса D выбирают ОПСН «D 1, 2, 3» (огнетушители порошковые специального назначения класса D). В качестве основного их свойства называют способность поглощать тепло без вступления в реакцию с металлом. Вещество создает на поверхности очага пожара слой, полностью покрывающий металл. Плотность и толщина реагентного состава регулируется с учетом рекомендованного расхода на 1 кв. м. в кг.
Особенности тушения пожаров класса D
Воспламенения с горением металлов происходят при высоких температурах и с выраженным искрообразованием. Чтобы потушить огонь, необходимо сбить температуру по всему периметру металла (стружки, порошка, опилок), а не только с поверхности.
Гашение пламени водой или песком почти всегда усугубляет ситуацию, так как вещества вступают в реакцию – происходит либо ошпаривание расположенных вблизи поверхностей, либо разрастание пламени.
Некоторые металлы огнетушащие средства не в состоянии погасить, так как порошки, в отличие от воды, не охлаждают поверхности. Процесс пожаротушения занимает много времени – пожарные удерживают горение до тех пор, пока температура не опустится ниже температуры самовоспламенения металла.
По результатам исследования пирофорности веществ этот недостаток ставит под сомнение эффективность некоторых порошковых составов и огнетушителей. К тому же тушение по современным меркам производят в помещениях объемом всего 300–600 куб. м. ввиду технических возможностей пожарных автомобилей. Высота струи – 10–25 м, под углом – не более 40–60 м, что также ограничивает подведение порошка к очагу.
Огнетушащие порошковые составы
На вопрос, какими огнетушащими порошковыми составами (ОПС) можно потушить горящие металлы, специалисты отвечают: порошком спецназначения типа D, за неимением используют универсальные (условно). Согласно ППБ, в частности, ГОСТ Р 53280.5 и НПБ174-98, металлы и их сплавы тушат ОПС с определенным набором характеристик – влажностью, плотностью, огнетушащей способностью, текучестью.
Состав порошка (реагент) подбирается производителем самостоятельно: это хлорид калия, окись магния, графит, фосфорно-калийные соли, карбонаты, сульфаты, силикагель. При этом ОПС обозначаются маркировкой «D», что говорит о невозможности использовать состав при тушении высоковольтных установок свыше 1000 В.
Реагенты подбираются с учетом рекомендаций по конкретному горючему металлу и общему своду правил для огнетушителей. Например, чтобы определить, какой порошок подействует на литий, требуется определить, к какой группе этот металл будет относиться – d1, d2 или d3. Так как литий – щелочное соединение, ОПС должен быть промаркирован отметкой «D2». В эксплуатационных документах к составу обычно указывается весь спектр применения.
Кстати. Плотность ОПС по сравнению с плотностью взрывоопасных (измельченных) металлов выше, благодаря чему он тонет в сплаве, увеличивается общая поверхность «очага». В результате расход огнетушащего вещества увеличивается в кратном размере. Подсчитано, что при разрастании площади металла (толщины) на 6 см потребуется в 5 раз больше порошка, чем за первый подход. Поэтому часто металлы предлагают не тушить. Если пространство ограничено (защищено), соединения со временем выгорают самостоятельно.
Использование воды допускается при внешнем источнике зажигания металла, например, когда горит железная конструкция в результате разлива ГСМ. Для предупреждения распространения пожара водонапорная струя – лучшее решение. Однако, данный метод подходит лишь для тяжелых и благородных металлов, удаленных на достаточное расстояние от человека.
Меры безопасности при пожаротушении
Порошковые составы допускаются для эксплуатации в любых помещениях: производственных, складских, лабораторных. Вещества невредны для здоровья, но имеют целый ряд недостатков, ограничивающих их применение. Поэтому важно знать, как правильно пользоваться порошковыми средствами защиты.
Меры безопасности приводятся в таблице.
Внимание. В помещениях до 40 кв. м порошковые огнетушители использовать не рекомендуется. Вещества образуют густую завесу (белую), усложняющую эвакуацию. Состав повреждает микродетали, выводит из строя аппаратуру, забивает поверхности минеральной пылью. После тушения человек должен показаться врачу.
Самостоятельно с горением не справляются. На подмогу вызывают пожарных, которые владеют техникой и приемами пожаротушения.
Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду и другие огнетушащие вещества на основе воды
Основным огнетушащим веществом в пожаротушении является вода. Она почти повсеместно доступна, дёшева и при этом весьма эффективна. При ее подаче в зону горения вода охлаждает наиболее нагретый слой вещества. При этом она частично испаряется и превращается в пар, благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.
Вода в виде распыленных и тонкораспыленных (мелкодисперсных) струй обладает повышенной эффективностью при тушении пожара. Попадая в зону горения, она интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Кроме того, мельчайшие капли воды, движущиеся с большой скоростью, хорошо проникают вглубь пористых матералов.
Наряду с этим у воды имеются и отрицательные свойства. Основной недостаток у воды как огнетушащего вещества заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества. Для устранения этого недостатка к воде добавляют поверхностно-активные вещества (смачиватели, пенообразователь) для получения растворов, поверхностное натяжение которых меньше, чем у воды.
С некоторыми веществами и материалами (см. табл.) вода вступает в реакцию с выделением водорода, горючих газов, большого количества теплоты и др. Такие вещества водой тушить нельзя.
Таблица. Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду и другие огнетушащие вещества на основе воды
