شرکت دانش بنیان آذرکاوین

فوم آتش نشانی

• مقالات فنی
• چهارشنبه 5 شهریور 1399
• 1 نظر

 

فوم  آتش نشانی مجــموعـــــه ای  از حباب های ریز، فشرده و پایدار بوده که چگالی کمتری نسبت به ترکیبات هیدروکربنی دارند و لذا برروی اکثر هیدروکربن ها و حلال های قطبی شناور می شوند و ضمن پوشش سطح مایع مشتعل موجب اطفاء حریق می گردند.  حباب های کف در فوم های آتش نشانی از سه ماده: آب، کنسانتره کف و هوا تشکیل شده است. وقتی این سه ماده به نسبت مناسب مخلوط شوند، یک پوشش همگن از حباب های چسبنده و مقاوم را تشکیل می دهند.

محلول فوم که به عنوان محلول پیش مخلوط نیز شناخته می شود، ترکیب مناسبی از آب و کنسانتره فوم می باشد.  نسبت 3 درصد بدین معنی است که 3 قسمت کنسانتره فوم به 97 قسمت آب اضافه می شود تا 100 قسمت محلول فوم به دست آید.

در اطفاء حریق های ناشی از اشتعال نفت خام و مشتقات آن، فوم های آتش نشانی یکی از موثرترین و کارآمدترین مواد اطفائی بوده که به مدیریت و کاهش خسارات برخی از سخترین حریق های ممکن یعنی  آتش سوزی های عظیم  نفتی کمک می نماید.  متأسفانه  برخی ترکیبات فلوئوروکربن ( PFAS - Poly Fluoro Alkylated Substances) موجود در فوم های آتش نشانی، خصوصا" فوم های AFFF آنها را به مواد شیمیایی بسیار خطرناک برای آتش نشان ها و همچنین آلوده کننده محیط زیست تبدیل نموده است  که استفاده  از این مواد را در بخش های بسیاری از جهان ممنوع و یا محدود نموده است و تلاش برای جایگزینی اینگونه فوم ها با رده های دوست دار محیط زیست ادامه دارد.

سال‌هاست که از فوم به عنوان یک ماده موثر در اطفاء حریق های نفتی استفاده می‌شود. بر خلاف سایر عوامل خاموش کننده ( نظیر آب، پودرهای خشک شیمیائی، CO2 و ...)، یک فوم آبی پایدار می تواند آتش ناشی از اشتعال مواد هیدروکربنی را با مکانیزم خنک  کنندگی و جدا کردن منبع شعله و نهایتا" خفه نمودن حریق به شکلی موثر اطفاء نماید.   اگر از آب به عنوان ماده اطفاء کننده برروی هیدروکربن استفاده شود، بعلت سنگینی آب نسبت به هیدروکربن ها، آب به بخش پایین هیدروکربن فرو رفته و تأثیر کمی بر خاموش  کردن یا پوشش بخار خواهد داشت.  اگر دمای ماده سوختی به بالای 100 درجه سانتیگراد برسد و در این حالت از آب به عنوان ماده اطفائی استفاده گردد،  آب در زیر سطح سوخت می جوشد و به اطراف پرتاب می گردد ( پدیده Boil Over ) که عملا" فرآیند اطفاء  سوخت را از کنترل خارج کرده و آتش را گسترش می دهد.  به همین دلیل، فوم همچنان به عنوان اصلی ترین ماده اطفاء حریق برای تمام خطرات ناشی از اشتعال هیدروکربن هایی می باشد که در آن ها حمل، پردازش، ذخیره یا به عنوان منبع انرژی استفاده می شود.

 

مواد اولیه سازنده فوم آتش نشانی چیست؟

به طور کلی فوم های آتش نشانی را از موادی همچون آب، حلال های مختلف، ترکیبات کف زای شیمیایی ، رنگدانه و … تولید می نمایند.  در زیر به برخی از این مواد  اشاره می گردد:

رقیق کننده ها: اصلی‌ترین فاکتور در رقیق کردن فوم ، آب است.

حلال ها: انواع مختلفی از حلال ها در ساخت فوم های آتش نشانی مورد استفاده قرار می گیرند.  بیشترین میزان از حلال ها معمولا" در تولید فوم های شیمیایی خصوصا" فوم آتش نشانی AFFF   استفاده می گردد.  در کف های AFFF معمولا" از درصد بالایی از ترکیبات گلایکول اتر که حلال های مخرب محیط زیست می باشند، استفاده می گردد.  این رده از حلال های شیمیایی جدای از اثرات سمی بر محیط زیست برای آتش نشان ها نیز مضرر بوده و می بایست دقت لازم در عدم تماس با بدن صورت گیرد. 

مواد فعال سطحی: سورفکتانت ها و یا مواد فعال سطحی از دیگر مواد شیمیایی بوده که معمولا" بصورت وسیع در فوم های آتش نشانی استفاده می گردند.  این ترکیبات پایه و ماده اصلی ایجاد حباب در فوم های شیمیایی خصوصا فوم AFFF می باشند.  کف های آتش نشانی  AFFF معمولا" به میزان بسیار زیاد محتوی رده های مختلف از سورفکتانت های شیمیایی می باشند.

پروتین های هیدرولیز شده : ترکیبات پروتینی از شگفت انگیز ترین مواد مصرفی در فوم های آتش نشانی می باشند.  این ترکیبات که از هیدرولیز دانه های گیاهی و یا ترکیبات حیوانی تولید می شوند،  به عنوان نخستین مواد طبیعی کف زا در فوم های آتش نشانی مورد استفاده قرار گرفتند.  هیدرولیز دانه های گیاهی و مواد حیوانی حاوی ترکیبات طبیعی پروتینی موجب ایجاد ماده ای کف زا و با حباب های ریز و بسیار مقاوم در برابر حرارت می گردد که عملا" نقش همان سورفکتانت های شیمیایی موجود در فوم های AFFF را در برابر حریق ایفاء می نماید.   نکته جالب توجه اینکه  در حالیکه مواد طبیعی پروتینی از نظر زیست محیطی کاملا" سازگار با محیط زیست بوده و هیچ گونه سمیت و یا ضرری را برای آتش نشان ها ایجاد نمی نمایند، در عملکرد حریق نیز این مواد به مراتب دارای پایداری و مقاومت بهتری نسبت به سورفکتانت های شمیایی موجود در فوم های AFFF می باشند.  برهمین اساس طبق استانداردهای بین المللی حداقل مدت زمان مقاومت فوم های AFFF نسبت به حرارت و بازگشت حریق می بایست 10 دقیقه باشد در حالیکه برای فوم های پروتینی  FP و FFFP این زمان حداقل 15 دقیقه می باشد.   جدای از مقاومت بسیار خوب این مواد نسبت به حرارت، وجود ماده جامد بالا در فوم های پروتینی (حدود 45%) نسبت به فوم های AFFF (حدود 5%)  باعث سنگینی فوم های پروتینی، و نتیجتا" امکان پرتاب بهتر توسط مانیتورهای کف پاش جهت اطفاء مخازن می باشد.

 

 فوم آتش نشانی معمولا" به دو دسته کلی تقسیم می گردند:

کف های آتش نشانی را با توجه به عوامل مختلفی تقسیم بندی می کنند. برای مثال، عواملی همچون ساختار شیمیایی، روش ساخت، درجه انبساط و غلظت، کلاس حریقی که می‌توانند اطفا کنند و … همگی در این تقسیم بندی نقش دارند. با این حال، به منظور سادگی، فوم های آتش نشانی در دو دسته کلی پروتینی و شیمیایی طبقه بندی می گردند. لازم به ذکر است امروزه با توجه به مباحث و اثار مخرب ترکیبات شیمیائی موجود در فوم های آتش نشانی، خصوصا" حلال های اتری و فلوئوروکربن ها،  تولید فوم‌های شیمیایی خصوصا" فوم AFFF با محدودیت های زیادی مواجه شده است.

 

فوم‌های آتش نشانی شیمیایی:

فوم های شیمیایی شامل فوم های

 1 - High Expansion Foam ( فوم پرتوسعه شیمیایی )

 2- فوم AFFF – Aqueous Film Forming Foam (فوم تولید کننده فیلم آبی)

3- فوم AR-AFFF ( Alcohol Resistant Film Forming Foam ) (فوم مقاوم الکلی تولید کننده فیلم آبی)

کف های آتش نشانی شیمیائی معمولا" حباب های درشت و تقریبا" با پایداری اندک تولید می نمایند، لذا این رده از فوم ها برای اطفاء حریق های نفتی با عمق کم و وسعت زیاد مانند اطفاء حریق های سطحی در فرودگاه ها، تاسیسات انتقال نفت خام و مشتقات آنها و آتش نشانی های شهری استفاده می نمایند.  سرعت اولیه اطفاء حریق در این رده از فوم ها زیاد می باشد ولی در بازگشت شعله و شعله وری مجدد به مراتب ضعیف تر از فوم های پروتئینی می باشند.

 

فوم‌های آتش نشانی پروتئینی:

این رده از کف های آتش نشانی شامل:

1- فوم پروتئینی ساده ( Standard Protein Foam )

2- فوم فلوئوروپروتین ( FluoroProtein Foam )

3- فوم پروتئینی تولید کننده فیلم آبی ( FFFP -  Film Forming FluoroProtein Foam )

4- فوم پروتئینی مقاوم الکلی تولید کننده فیلم آبی

 ( AR-FFFP – Alcohol Resistant Film Forming FluoroProtein Foam )

این رده از کف های آتش نشانی از هیدرولیز ترکیبات طبیعی پروتئینی حیوانی و گیاهی تولید می شوند.  دانه های گیاهی و یا ترکیبات حیوانی در راکتورهای تحت فشار و دمای بالا هیدرولیز شده و تبدیل به مواد پروتئینه کوچکتر و با خاصیت کف زایی بالا می شوند. 

1- فوم های پروتئینی ساده ( Standard Protein Foam ): فوم های پروتئینی ساده یکی از نخستین فوم های طبیعی بوده که از زمان جنگ جهانی اول تولید و مورد استفاده قرار گرفته است. معمولا فوم هایی با پایه پروتئینی، دارای حباب های ریز و فشرده بوده و به همین علت، در مقایسه با فوم های شیمیائی از سرعت انتشار پایین تری برخوردار می باشند، اما در عوض از مقاومت گرمایی و پوشش مستحکم تری برخوردارند. به علاوه، این فوم ها از خواص زیست محیطی خوبی بهره می‌برند. به بیان ساده تر، فوم های پروتئینی نسبت به فوم های شیمیایی در طبیعت تجزیه پذیرتر هستند.

 

2- فوم های فلوروپروتئین  ( FP )  : این دسته از فوم های آتش نشانی، نوعی کنسانتره فوم پروتئینی هستند که مبتنی بر فناوری پیشرفته تری تولید می شوند و جزو بهترین فوم های آتش نشانی برای اطفاء و ایمن سازی حریق های هیدروکربنی خصوصا" اطفاء مخازن عظیم نفتی می باشند.  پایه پروتئینی این فوم ها یک پوشش چسبنده و سخت با مقاومت بالا در برابر گرما ایجاد می کند که به سرعت حریق را پوشش و اطفاء می نماید.  به فوم های فلوئوروپروتئین مقادیر کمی سورفکتانت فلوروشیمیایی نیز اضافه می گردد. این مواد تقریبا مشابه همان ترکیباتی هستند که در کنسانتره های فوم های AFFF به کار گرفته می شود اما غلظت آن ها بسیار پایین تر است. همین غلظت کمتر سبب می شود تا فوم های فلوروئروتئینی در مقایسه با فوم های پروتئینی روان تر باشد و برروی سطح سوخت حرکت نماید.  سورفکتانت ها میزان کشش سطحی را کاهش می دهند و بر خاصیت اولئوفوبیسم (عدم جذب ترکیبات نفتی) آن می افزایند که آن را برای تزریق زیرسطحی مناسب می‌سازد.

 

3- فوم فلوروپروتئین تشکیل دهنده فیلم آبی (FFFP)  : درست مانند فوم های فلوروپروتئینی ( FP ) ،  فوم های FFFP  (تری اِف پی) نیز بر پایه ترکیبات پروتئینی با فن آوری نوین تولید می شوند و برای خاموش کردن و ایمن سازی آتش های هیدروکربنی ایده آل می باشند.  فوم های FFFP به دلیل توانایی تشکیل فیلم آبی می توانند به صورت غیر کف پاش  (Non Aspirating) و با نازل های معمولی آب پاش استفاده شوند.   در صورت استفاده از نازل های کف ساز، حبابهای ایجاد شده، یک پوشش یکدست سخت با مقاومت بالا در برابر گرما ایجاد می کند که به سرعت آتش را خفه و خطر را از بین می برد.  توانایی تشکیل فیلم در این فوم ها باعث سرعت بخشیدن به سرعت اطفاء حریق می گردد.  فوم های FFFP از نظر استانداردهای بین المللی اطفاء حریق در رده ( I ) و همتراز با فوم های AFFF بوده ولی در برابر بازگشت حریق دارای زمانی معادل 15 دقیقه یعنی حدود 1.5 برابر فوم های AFFF می باشند.

فوم های فلورپروتئین تشکیل دهنده فیلم آبی برای استفاده در مراکز پرخطر که در آن هیدروکربن ها (مانند سوخت هواپیما ، نفت خام، بنزین، سوخت دیزل و غیره ) ذخیره، پردازش یا حمل می شوند، ایده آل هستند. این فوم ها به طور گسترده در فرودگاه های بزرگ بین المللی و پایگاه های نظامی که در آن اطفاء سریع آتش و امنیت پس از آتش سوزی با مقادیر محدود کف آتش نشانی ضروری است، استفاده می شوند.

 

4- فوم فلوروپروتئین تشکیل دهنده فیلم آبی و مقاوم در برابر الکل (AR- FFFP): فوم های AR-FFFP برای ایمن سازی و اطفاء حریق های ناشی از اشتعال هیدروکربن ها و حلال های قطبی ایده آل هستند. این فوم ها یک پوشش فومی چسبنده سخت با مقاومت بالا در برابر گرما ارائه می دهند که قادر است به عنوان یک فلوروپروتئین با کیفیت عالی، امنیت پس از آتش سوزی را  فراهم نماید. عوامل فعال سطحی فلوروشیمیایی ترکیب شده با پایه پروتئینی، سبب ایجاد یک فیلم آبی بخار بند روی هیدروکربن ها می شوند که مشابه فوم های AFFF خیلی سریع حریق را مهار می کند.   لازم به ذکر است غشاء پلیمری نامحلول روی حلال های قطبی پوششی مقاوم و ژلاتینی ایجاد نموده که از پوشش فوم در برابر حل شدن محافظت می نماید.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بسته بندی :

معمولا" فوم های آتش نشانی در بسته بندی های 20 لیتری، 200 لیتری و مخازن IBC 1000 لیتری ارایه می گردند.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عمر مفید : 

عمر مفید فوم های آتش نشانی رابطه مستقیم با شرایط نگهداری و همچنین تکنولوژی بکار رفته در تولید فوم آتش نشانی توسط تولید کننده دارد و برهمین اساس عمر مفیدی بین 3 الی 10 سال برای این محصولات در نظر گرفته می شود.