ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ПРИ МИНУСОВЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ Российский патент 2010 года по МПК A62D1/02 

Одной из важнейших проблем разработки энергоресурсов Севера является проблема противопожарной защиты создающихся объектов нефтедобычи и средств ее транспортировки по Северному морскому пути, в условиях глубокого обледенения, низких температур окружающей среды и высокой степени минерализации морской воды.

Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, улучшающие качество пены.

Известен пенообразующий состав (пат. США №3554912, кл. А62Д 1/00, 1971) для получения низкократной термостойкой пены, пригодной для тушения пожаров. Состав включает: от 2 до 40% высокоосновной соли алюминия Al₂(OH)₅Cl; от 0,02 до 4% поверхностно-активного вещества (ПАВ), содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу; и воду - остальное до 100%. Стабилизатор пены используют при раздельном хранении с пенообразователем.

Недостатком состава является необходимость использования значительных концентраций высокоосновного хлорида алюминия (ОХА), что экономически не выгодно.

Этого недостатка лишен пенообразующий состав для тушения пожаров (Авт. свид. СССР №1128963, кл. А62Д 1/00, 1984). Состав включает следующие компоненты, мас.%:

Поверхностно-активное вещество 0,02-0,2 Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl 0,5-2,0 Хлористый натрий 0,5-4,0 Вода Остальное

Пенообразующий состав с морской водой значительно сокращает расходование основного хлорида алюминия.

Недостатком состава, как и всех остальных, является невозможность его использования при минусовых температурах рабочего раствора.

Следует подчеркнуть, что разработанные в мировой практике морозоустойчивые пенообразователи решают лишь проблему их транспортировки и хранения, тогда как условия применения пенообразователей ограничиваются температурой воды от плюс 4°С до плюс 40°С.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату при использовании высокоминерализованной воды является - Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров (Патент Р.Ф. №2328325, МПК А62D 1/04, 2006), принятый нами за прототип. Состав включает следующие компоненты, мас.%:

Основной хлорид алюминия, Al₂(OH)₅Cl 20,4 Сульфат аммония, (NH₄)₂SO₄ 7,2 Уксусная кислота, СН₃СООН 9,0 Вода Остальное

В сочетании с пенообразователями для тушения пожаров образует термостойкую пену.

Недостатком состава является его относительно высокая температура замерзания

(-10°С) и невозможность использования в рабочих растворах при минусовых температурах.

Для преодоления этого недостатка в предлагаемый состав включают магний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Основной хлорид алюминия, Al₂(OH)₅Cl 1,0 Магний хлористый, MgCl₂ 20,6 ПАВ 0,4 Вода Остальное

Для получения и испытания состава согласно изобретению используют следующие вещества:

Основной хлорид алюминия - Al₂(OH)₅Cl, ТУ 216-350-002-39928758-02;

Магний хлористый (6-водный), ГОСТ 4209-77;

вода питьевая.

В примерах прототипа использованы анионактивные ПАВ - на основе первичных алкилсульфатов - ТЭАС, ТУ 0258-002-01013393-96 или ПО-6 ТС(А), ТУ 0258-147-05744685-95, свойства которых совпадают.

В работе с предлагаемым составом использован морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 3% (-40°С) ORCHIDEE GERMANY с добавлением 3% NH₃.

Все испытания составов проводят по стандартным методикам, рекомендованным при разработке новых пенообразующих составов ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. /Общие технические требования и методы испытаний/.

Примеры приготовления и испытания пенообразующих растворов

Пример. 44 г MgCl₂·6Н₂О растворяют в воде, прибавляют 3 мл основного хлорида алюминия и доводят водой до 98,5 мл. Раствор помещают в морозильник с температурой минус 30°С до полного охлаждения. При этой же температуре в морозильнике выдерживают морозоустойчивый пенообразователь с содержанием 3% аммиака.

При минус 30°С 1,5 мл морозоустойчивого пенообразователя смешивают с 98,5 мл приготовленного раствора и помещают в стакан стандартного смесителя РТ-1. Включают смеситель со скоростью 4000 об/мин на 30 секунд и отмечают текущее время. Состав содержит: 20,6% MgCl₂; 1,0% Аl₂(OH)₅Сl; 0,4 ПАВ; остальное вода до 100. В конкретном случае кратность пены составила 4,5; устойчивость - 12 часов.

Аналогичные данные получают при более высоких температурах.

В таблице приведены сопоставительные показатели оптимальных составов пенообразующих растворов.

Данные таблицы показывают, что в отличие от состава прототипа предлагаемый состав может быть использован при тушении пожаров при температуре рабочего раствора минус 30°С, при этом устойчивость пены повышается в 4 раза.

Дополнительным преимуществом состава является сокращение расходования ПАВ - AFFF в рабочем растворе в 2 раза по сравнению с применением стандартного пенообразователя.

Данные таблицы также показывают, что предлагаемый состав удовлетворяет требованиям поставленной задачи.

Состав, % ^х) Компоненты, вес.% в рабочем растворе ПАВ Устойчивость ¹/₂ пены, час ОХА MgCl₂ (NH₄)₂SO₄ СН₃СООН Прототип 0,6   0,2 0,27 0,4 3 используют при плюсовой
температуре раствора             Предлагаемый 1,0 20,6     0,4 12 используют при температуре
раствора минус 30°С             ^х) Остальное вода            

Изобретение может быть использовано для тушения пожаров термостойкой пеной в условиях Крайнего Севера при минусовых температурах и отсутствии талой воды, а также в обычных условиях и с применением криогенной техники. Состав содержит магний хлористый, основной хлорид алюминия, поверхностно-активное вещество и воду. Изобретение обеспечивает пенообразующий состав, который может быть использован при температуре минус 30°С. Пенообразующий состав обладает высокой экологической безопасностью. 1 табл.

Пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров при минусовых температурах, включающий магний хлористый, основной хлорид алюминия, поверхностно-активное вещество и воду, отличающийся тем, что он содержит, мас.%:
Магний хлористый 20,6 Основной хлорид алюминия 1,0 Поверхностно-активное вещество 0,4 Вода Остальное