Αφρός πυρόσβεσης και η χρήση του

Posted by Editor 29/09/2016 0 Comment(s) Νέα Πυρασφάλειας,

Συλλέξαμε για εσάς και σας παρουσιάζουμε σήμερα όλα όσα θέλετε να μάθετε για τον αφρό πυρόσβεσης, τον τρόπο παραγωγής, τα χαρακτηριστικά και την χρήση αυτού.

Σύμφωνα με το πρότυπο του NFPA-11 (Πρότυπα πυροπροστασίας του Εθνικού συνδέσμου Πυροπροστασίας (NFPA) των Η.Π.Α) ο αφρός πυρόσβεσης ορίζεται ως μία σταθερή συσσωμάτωση  από μικρές φυσαλίδες χαμηλότερης πυκνότητας από τα περισσότερα εύφλεκτα υγρά και το νερό, που επιδεικνύει αντοχή στην κάλυψη οριζόντιων επιφανειών.
Ο αφρός είναι ένα μέσο επικάλυψης και ψύξης που παράγεται από την μίξη αέρα  σε αφροποιητικό διάλυμα που περιέχει νερό και αφρογόνο υλικό σε συγκεκριμένη αναλογία. Ο αφρός κατασβήνει εύφλεκτα υγρά καύσιμα με τους εξής τρόπους:

  • Εμποδίζει την επαφή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας με τους εύφλεκτους ατμούς (vapors) του καυσίμου.
  • Εξαλείφει την απελευθέρωση ατμών από την επιφάνεια του καυσίμου.
  • Διαχωρίζει τις φλόγες από την επιφάνεια του καυσίμου.
  • Ψύχει την επιφάνεια του καυσίμου καθώς και τις γύρω μεταλλικές επιφάνειες

Τρόπος παραγωγής αφρού

Ο παραγόμενος αφρός είναι ένας συνδυασμός από αφρογόνο υγρό (foam concentrate), νερό και αέρα. Όταν αυτά τα συστατικά αναμειχθούν σε κατάλληλη αναλογία και γίνει η μίξη τους, παράγεται ο αφρός. Η παραγωγή αφρού πρέπει να γίνεται πάντοτε στις παρακάτω δύο φάσεις:

(α) Στην πρώτη φάση σχηματίζεται το αφροδιάλυμα, δηλαδή το μίγμα νερού και αφρογόνου (με αναλογία πρόσμιξης 3% ή 6%).

Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται οι αφροαναμίκτες (eductors), που έχουν προκαθορισμένη ονομαστική παροχή αφροδιαλύματος. Οι αφροαναμίκτες αυτοί λειτουργούν με ορισμένες κατευθύνσεις ροής νερού και του αφρογόνου, και διαθέτουν ρυθμιστή ροής για τον καθορισμό της απαιτούμενης αφροανάμιξης (1% έως 6%).
Οι δυνατότητες αφροπαραγωγής τους είναι περιορισμένες και γι’ αυτό χρησιμοποιούνται για λήψη αφρογόνου από δοχεία ή βαρέλια. Η αρχή λειτουργίας τους στηρίζεται στην αναρρόφηση του αφρογόνου μέσω σωλήνα με την δημιουργία κενού με δυναμική ροή (τζιφάρι). Το νερό εισέρχεται στο στόμιο του αναμικτήρα υπό πίεση.
Ο αναμικτήρας δημιουργεί μία πτώση πίεσης. Οι απώλειες πίεσης μεταξύ εισόδου και εξόδου του αναμικτήρα μπορεί να φθάσουν το 40% ή και περισσότερο. Οι περισσότεροι κατασκευαστές συνιστούν πίεση νερού στην είσοδο του αναμικτήρα ανάμεσα σε 150-200 psi. Η καλύτερη δυνατή  αναρρόφηση του αφρογόνου  από το δοχείο επιτυγχάνεται όταν η απόσταση του αναμικτήρα από τον αυλό αφρού είναι τουλάχιστον 30μ και όχι περισσότερο από 60μ. Στα πυροσβεστικά οχήματα οι αναμικτήρες που χρησιμοποιούνται έχουν δυνατότητα παροχής αφροδιαλύματος 400-450l/min. Ο αυλός αφρού θα πρέπει να ταιριάζει με τον αναμικτήρα (ίδιας παροχής) ενώ κατά την χρήση του πρέπει να είναι τελείως ανοικτός ή κλειστός (όχι σε ενδιάμεση θέση). Τέλος θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην εγκατάσταση των σωληνώσεων νερού ώστε να μην υπάρχουν καθόλου «τσακίσματα».
Για πολύ μεγάλες παροχές αφροδιαλύματος μέχρι 14000l/min, απαραίτητα είναι τα αυτοκίνητα αφρού. Τα πυροσβεστικά οχήματα ανάλογα με τον τύπο τους, διαθέτουν δεξαμενή με αφρογόνο από 80 έως και 500 λίτρα ενώ υπάρχει και ειδικό όχημα διυλιστηρίων που φέρει δεξαμενή 7000 λίτρων. Αυτά διαθέτουν ειδικό αυτόματο δοσομετρικό σύστημα ανάμιξης νερού/αφρογόνου, ανεξάρτητα από την ποσότητα αφροπαραγωγής που απαιτεί η κάθε περίπτωση. Η αφροανάμιξη μπορεί να προκαθορισθεί από 1% έως 10%.

(β) Στην δεύτερη φάση το αφροδιάλυμα που έχει ήδη δημιουργηθεί, θα πρέπει να αναμιχθεί με τον αέρα και να υποστεί διόγκωση. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται οι αυλοί αφρού καθώς και οι αφρογεννήτριες (ανάλογα με την επιθυμητή παροχή αφρού αλλά και τον βαθμό διόγκωσης).

Για την πιο αποτελεσματική αλλά και οικονομική χρήση του αφρού, το αφροποιητικό διάλυμα θα πρέπει να διογκωθεί κατάλληλα. Οι αυλοί ύδατος γενικά δεν επιτυγχάνουν την αποδοτικότερη διόγκωση του διαλύματος οπότε δεν ενδείκνυται η χρήση τους για την αποτελεσματικότερη και οικονομικότερη παραγωγή αφρού. Υπάρχουν τρεις τύποι αυλών αφρού που διακρίνονται σύμφωνα με τον βαθμό διόγκωσης του αφρογόνου (Βαθμός διόγκωσης είναι η  αναλογία διόγκωσης του παραγόμενου αφρού ως προς τον  όγκο του χρησιμοποιούμενου  αφροδιαλύματος):

  • Χαμηλής διόγκωσης:

Η διόγκωση που επιτυγχάνεται με την χρήση των αυλών αυτών φθάνει μέχρι 20:1. Αυτοί τραβούν αέρα στην βάση τους, γίνεται η μίξη με το αφροποιητικό διάλυμα και εισέρχεται το μίγμα στο σωλήνα του αυλού και ο διογκωμένος αφρός εξέρχεται από το  στόμιο εξόδου του αυλού. Στα πυροσβεστικά οχήματα υπάρχουν τέτοιοι αυλοί με παροχή 400-450 λ/λεπτό

  • Μέσης διόγκωσης:

Η διόγκωση που επιτυγχάνεται με την χρήση των αυλών αυτών φθάνει μέχρι 200:1 αν και τιμή διόγκωσης  50:1 είναι πιο κοινή. Οι αυλοί αυτοί λειτουργούν όπως και οι αντίστοιχοι χαμηλής διόγκωσης ωστόσο η διάμετρός τους είναι μεγαλύτερη. Στα πυροσβεστικά οχήματα υπάρχουν τέτοιοι αυλοί με παροχή 400-450 λ/λεπτό

  • Υψηλής διόγκωσης:

Η διόγκωση που επιτυγχάνεται με την χρήση των αυλών αυτών ξεπερνάει την τιμή των 200:1. Λόγω του μεγάλου μεγέθους και της περιορισμένης αποτελεσματικότητας σε πυρκαγιές υγρών καυσίμων, δεν είναι τοποθετημένοι στα οχήματα πρώτης εξόδου. Για την επίτευξη αφρού υψηλής διόγκωσης χρησιμοποιούνται αφρογεννήτριες στις οποίες εισέρχεται το νερό και το αφρογόνο υψηλής διόγκωσης από δοχείο, γίνεται μίξη με τον αέρα και παράγεται αφρός ως τελικό προϊόν υψηλής διογκώσεως. Οι παροχές που επιτυγχάνονται είναι μέχρι 200m3/min.

Χαρακτηριστικά των αφρών πυρόσβεσης

Για να είναι αποτελεσματικός, ένας καλός αφρός θα πρέπει να περιέχει ένα σωστό μείγμα από τα εξής φυσικά χαρακτηριστικά:

1.ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΡΟΗΣ ΚΑΙ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΤΑΚΛΥΣΗΣ (KNOCKDOWN SPEED AND FLOW).- Είναι ο χρόνος που απαιτείται για να απλωθεί ο αφρός σε όλη την επιφάνεια του υγρού ή γύρω από αντικείμενα ή συντρίμμια και να σχηματίσει ένα στρώμα ικανό για την κατάσβεση τους

2.ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΗΝ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ (HEAT RESISTANCE).-.Ο αφρός πρέπει να είναι ικανός να αντιστέκεται στα καταστροφικά αποτελέσματα της θερμικής ακτινοβολίας από την καύση των υλικών αλλά και των καυτών μεταλλικών ή άλλων αντικειμένων στην περιοχή.

3.ΚΑΤΑΣΤΟΛΗ ΑΤΜΩΝ (VAPOR SUPPRESSION).- Το συνεκτικό στρώμα που παράγεται πρέπει να είναι ικανό να καταστείλει τους έφλευκτους ατμούς και να περιορίσει με τον τρόπο αυτό την επανάφλεξη των υλικών.

4.ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ (FUEL RESISTANCE).- Ένας αποτελεσματικός αφρός περιορίζει στο ελάχιστο την συγκέντρωση των καυσίμων έτσι ώστε να μην οδηγηθεί στον κορεσμό και τελικά καεί.

5.ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΙΣ ΑΛΚΟΟΛΕΣΛόγω τις συγγένειας των αλκοολών με το νερό και επειδή ο αφρός είναι πάνω από 90% νερό, ο αφρός που δεν έχει αντοχή στις αλκοόλες θα καταστραφεί.

Η σημασία της ένδειξης “επί της εκατό” (%) στις συσκευασίες του αφρογόνου

Οι αφρογόνες ουσίες έχουν σχεδιασθεί να αναμιγνύονται με το νερό σε συγκεκριμένες αναλογίες. Αφρογόνο 6% αναμιγνύεται με το νερό σε αναλογία 6 μέρη αφρογόνου σε 94 μέρη νερού. Για παράδειγμα εάν θέλουμε να παράγουμε 100 λίτρα διαλύματος αφρού θα πρέπει να αναμίξουμε 6 λίτρα αφρογόνου σε 94 λίτρα νερού. Εάν χρησιμοποιήσουμε αφρογόνο 3% που αναγράφεται στην συσκευασία, αντίστοιχα θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε 3 λίτρα αφρογόνου με 97 λίτρα νερού. Τα χαρακτηριστικά του παραγόμενου αφροδιαλύματος θα είναι και στις δύο περιπτώσεις τα ίδια   και ο παραγόμενος αφρός, χρησιμοποιώντας την κατάλληλη συσκευή για την παραγωγή του, θα είναι ίδιας απόδοσης. Αφρογόνο 3% είναι περισσότερο συμπυκνωμένο από το αντίστοιχο 6% και επομένως απαιτείται λιγότερο προϊόν για την παραγωγή της ίδιας ποσότητας αφρού με τα ίδια αποτελέσματα.

Υπάρχει μία τάση στις βιομηχανίες που παράγουν αφρογόνα να μειώνουν τα ποσοστά (να παράγουν πιο συμπυκνωμένα αφρογόνα) έτσι ώστε να μειώσουν τους χώρους αποθήκευσης αλλά και να μειώσουν τα έξοδα μεταφοράς.

Τύποι αφρού ανάλογα με τη σύνθεση του αφρογόνου

Σύμφωνα με την ΚΥΑ 34458/31-12-1990 οι αφροί διακρίνονται στις εξής κατηγορίες ανάλογα με την σύνθεση του αφρογόνου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τους:

  • ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΟΣ ΑΦΡΟΣ .(PROTEIN FOAM – P -). Σχεδιάστηκε για να χρησιμοποιηθεί στην κατάσβεση πυρκαγιών που συμμετέχουν υδρογονάνθρακες. Παράγει ένα ομοιογενές και σταθερό στρώμα αφρού εξαίρετης αντοχής στην θερμοκρασία (heat resistance)  αλλά χαμηλής ταχύτητας κατάκλισης (knockdown speed). Προσφέρει εξαιρετική ασφάλεια μετά από την κατάσβεση πυρκαγιάς (πιθανότητα επανάφλεξης) σε πολύ  οικονομικό κόστος. Πρέπει να χρησιμοποιείται υποχρεωτικά με αυλό παραγωγής αφρού όχι με απλό αυλό ύδατος.

Οι πρωτεϊνικοί αφροί είναι οι πρώτοι τύποι αφρών που σχεδιάσθηκαν και χρησιμοποιούνται  από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο έως και σήμερα. Παράγονται με την υδρόλυση πρωτεϊνών όπως οπλές αλόγων, κερατάλευρα, φτερά κοτόπουλων κ.α .Σε αυτές προστίθενται σταθεροποιητικές  ουσίες και αναστολείς για να εμποδιστεί η διάβρωση , να ελεγχθεί το ιξώδες  και να υπάρχει αντοχή στην βακτηριακή αποσύνθεση.

  • ΦΛΟΥΟΠΡΩΤΕΙΝΙΚΟΣ (ΦΘΟΡΙΟΠΡΩΤΕΙΝΙΚΟΣ) ΑΦΡΟΣ (FLUOPROTEIN FOAM –FP -) .προϊόν ίδιας σύστασης με τον πρωτεϊνικό αφρό με την προσθήκη φθοριούχων αλάτων και ενώσεων με σκοπό την αύξηση της συνοχής του αφρού. Έχει καλύτερη ταχύτητα κατάκλισης από τον πρωτεϊνικό και εξαίρετη αντοχή στην θερμοκρασία. Σχεδιάστηκε για να χρησιμοποιηθεί στην κατάσβεση πυρκαγιών που συμμετέχουν υδρογονάνθρακες. Προσφέρει εξαιρετική ασφάλεια μετά από την κατάσβεση πυρκαγιάς (πιθανότητα επανάφλεξης). Πρέπει να χρησιμοποιείται υποχρεωτικά με αυλό παραγωγής αφρού όχι με απλό αυλό ύδατος.
  • ΑΦΡΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΥΔΑΤΙΝΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ (AQUEOUS FILM FORMING – AFFF). Αυτό είναι προϊόν σχετικά νέο, συνθετικής παραγωγής, αποτελούμενο από φθοριούχα άλατα και άλλες φθοριομένες ενώσεις. Ο αφρός αυτός κατασβαίνει πυρκαγιές σχηματίζοντας μία λεπτή υδάτινη μεμβράνη του αφροδιαλύματος το οποίο απλώνεται ταχύτατα σε όλη την επιφάνεια των καυσίμων υδρογονανθράκων. Έχει άριστη ταχύτητα κατάκλισης σε πυρκαγιές υδρογονανθράκων η δε ρευστότητα του επιτρέπει την γρήγορη ροή και κάλυψη αντικειμένων και συντριμμιών. Σβήνει την φωτιά όχι μόνο υπό την μορφή αφρού, αλλά και με ραντισμό επί της φλεγόμενης επιφάνειας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και με αυλό ύδατος ωστόσο όμως για την αποτελεσματικότερη χρήση του απαραίτητη είναι η χρήση αυλών αφρού. Είναι συμβατός με την χρήση ξηράς σκόνης.
  • ΑΛΚΟΟΛΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΑΦΡΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΥΔΑΤΙΝΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ (ALCOHOL RESISTANT AQUEOUS FILM FORMING .AR- AFFF). Συνθετικός αφρός με την προσθήκη πολυμερούς πολυσαγχαρίτη που ενεργεί όπως ο προηγούμενος με την διαφορά ότι χρησιμοποιείται για την καταπολέμηση πυρκαγιών πολικών ενώσεων (υγρών καυσίμων που αναμιγνύονται με το νερό όπως κετόνες, εστέρες αλκοόλες, αμίνες). Αντιστέκεται στην διάσπαση του αφρού και δημιουργεί μία υδάτινη μεμβράνη που διαχωρίζει τον αφρό από τα υγρά καύσιμα.
  • ΑΦΡΟΙ ΜΕΣΗΣ Ή ΥΨΗΛΗΣ ΔΙΟΓΚΩΣΗΣ (SYNTHETIC DETERGENT FOAM-MID AND HIGH EXPANSION). Συνθετικοί αφροί που απαιτούν ειδικές συσκευές για την διόγκωση (αυλοί μέσης διόγκωσης και αφρογεννήτριες). Είναι ακατάλληλοι για την παραγωγή αφρού χαμηλής διόγκωσης.
  • ΑΦΡΟΙ ΓΕΝΙΚΗΣ ΧΡΗΣΗΣ. Συνθετικοί αφροί ειδικής σύνθεσης που μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε όλες τις περιπτώσεις κατάσβεσης πυρκαγιάς και σε κάθε τύπου συσκευής παραγωγής αφρού.


Αντενδείξεις χρήσης αφρού

  • Δεν ενδείκνυται η χρήση του αφρού στην κατάσβεση ηλεκτρικών πυρκαγιών. Τα ηλεκτρικά συστήματα θα πρέπει να απενεργοποιούνται πριν την χρήση νερού ή αφρού πυρόσβεσης.
  • Δεν ενδείκνυται η χρήση του αφρού στην κατάσβεση πυρκαγιών υλικών που αποθηκεύονται σε υγρή μορφή αλλά σε συνθήκες περιβάλλοντος είναι αέρια, όπως το προπάνιο, βουτάνιο και βινυλοχλωρίδιο.
  • Δεν ενδείκνυται η χρήση του αφρού στην κατάσβεση πυρκαγιών υλικών που αντιδρούν με το νερό, όπως μαγνήσιο, τιτάνιο, κάλιο, λίθιο, ασβέστιο, νάτριο, ζιρκόνιο και ψευδάργυρο.

Τεχνικές εφαρμογής αφρού πυρόσβεσης

Όταν χρησιμοποιείται αυλός αφρού χαμηλής πίεσης για την παραγωγή αφρού, θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή ώστε η εφαρμογή του να γίνεται όσο πιο μαλακά γίνεται. Για απευθείας βολή ο αφρός θα πρέπει να κατευθύνεται σε έναν τοίχο ή εμπόδιο όταν είναι διαθέσιμο έτσι ώστε να πέφτει ομαλά στην επιφάνεια του καιόμενου υγρού.

Ο αφρός μπορεί επίσης να κυλίσει πάνω στην επιφάνεια των υγρών καυσίμων κτυπώντας στο έδαφος μπροστά από την καιόμενη επιφάνεια αφήνοντας έτσι τον αφρό να συσσωρευτεί μπροστά από την επιφάνεια που καίγεται. Η ταχύτητα εκτόξευσης θα οδηγήσει τον αφρό πάνω στο καύσιμο.

Τέλος μπορεί να πέσει ο αφρός στην καιόμενη επιφάνεια του υγρού με την μορφή βροχής. Ο αυλός αφρού θα πρέπει να κατευθύνεται σχεδόν προς τα πάνω και ο αφρός να αφήνεται να φθάνει το μέγιστο ύψος και να μετατρέπεται σε μικρές φυσαλίδες. Ο χειριστής του αυλού θα πρέπει να ρυθμίζει το ύψος του αυλού έτσι ώστε ο αφρός που πέφτει να καλύψει την καιόμενη επιφάνεια. Ωστόσο η μέθοδος αυτή έχει το μειονέκτημα όταν υπάρχει ισχυρός άνεμος ή όταν σχηματίζεται ισχυρή θερμική στήλη λόγω της ποσότητας και του είδους του καιόμενου υλικού.

Ποτέ δεν θα πρέπει να κατευθύνεται ο αφρός απευθείας στην επιφάνεια του καιόμενου υγρού διότι θα προκληθεί «πιτσίλισμα» του καυσίμου με αποτέλεσμα την εξάπλωση της πυρκαγιάς. Επίσης εάν υπάρχει ήδη ένα στρώμα αφρού θα προκληθεί δ&io