Результат интеллектуальной деятельности: ОГНЕТУШАЩИЙ СОСТАВ

Область техники

Изобретение относится к водным растворам пенообразователя на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) и предназначено для тушения твердых горючих материалов, горючих жидкостей и легковоспламеняющихся жидкостей как на открытом пространстве, так и в помещениях в условиях низких температур (до минус 52°C).

Уровень техники

Из патента RU 2157710 известен огнетушащий состав, содержащий ПАВ 12÷24 вес. %, высший жирный спирт (C₆-C₁₂) - 1,5÷3,0 вес. % и воду. С целью повышения морозоустойчивости и снижения коррозионной активности в состав пенообразователя вводят уксуснокислый аммоний в количестве 10÷52 вес. %.

Однако из-за введения уксуснокислого аммония происходит снижение устойчивости пены, ее пленкообразования, и тем самым снижается огнетушащая эффективность состава.

Известен огнетушащий состав, описанный в международной заявке WO 0147604 (МПК⁷ А62D 1/02, опубликована 05.07.2001). Этот состав приготавливается из пленкообразующего пенообразователя на основе фторорганических кислот (пенообразователь типа AFFF), в который добавляют для снижения температуры замерзания 50÷60% водный раствор ацетата калия и этиленгликоль (пропиленгликоль) в количестве 15÷20 вес. %. Состав не замерзает до -50°C.

Однако этот состав не образует пленку на поверхности горючих жидкостей при температуре ниже -1°C и поэтому при низких температурах теряет огнетушащую эффективность.

Наиболее близким аналогом (прототипом) патентуемого изобретения является огнетушащий состав на водной основе, содержащий пленкообразующий пенообразователь на основе фторорганических кислот (пенообразователь типа AFFF) и солевую добавку, в частности, на основе хлорида лития, снижающую температуру замерзания огнетушащего состава, описанный в патенте RU 114612 (МПК A62C 31/02, опубл. 10.04.2012).

Прототип образует на поверхности горения устойчивую изолирующую водную пленку, препятствующую поступлению кислорода из атмосферы к очагу возгорания и испарению летучих веществ в окружающую среду. Однако состав-прототип работоспособен только до - 35°С. Причем наиболее морозоустойчивый состав (с использованием в качестве солевой добавки хлорид лития LiCl) при -20,5°С образует с водой твердый кристаллогидрат, который ограничивает проходное сечение устройства, подающего состав на очаг горения.

Задачей, решаемой патентуемым изобретением, является создание состава, образующего на поверхности горения устойчивую изолирующую водную пленку, препятствующую поступлению кислорода из атмосферы к очагу возгорания и испарению летучих веществ в окружающую среду, который может храниться и эксплуатироваться без выпадения в твердую фазу и снижения огнетушащей эффективности в широком диапазоне температур до -52°С.

Раскрытие изобретения

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении морозоустойчивости огнетушащего состава до -52°С без выпадения твердой фазы и снижения огнетушащей эффективности.

Данный технический результат достигается огнетушащим составом на водной основе, содержащим пленкообразующий пенообразователь на основе фторорганических кислот и комплексную добавку, снижающую температуру замерзания раствора без образования кристаллогидрата. Комплексная добавка включает хлорид лития LiCl и мочевину H₂NCONH₂. При этом должно обеспечиваться следующее массовое соотношение компонентов:

Хлорид лития - 26÷29%;

Мочевина - 8÷12%;

Пленкообразующий пенообразователь - 14÷20%;

Вода - остальное.

Осуществление изобретения

В качестве пленкообразующего пенообразователя используются пенообразователи на основе фторорганических кислот, например «ПО-6A3F», «Легкая вода», «Sthamex-AFFF», «RUHE-AFFF» и им подобные.

Добавка мочевины H₂NCONH₂ позволяет исключить образование кристаллогидрата хлористого лития. В водных растворах осуществляется почти полный гидролиз мочевины на NH₃ и СО₂ как H₂NCONH₂+H₂O↔(NH₃)₂+CO₂. В водном растворе хлорида лития при наличии NH₃ в нем образуются ионы [Li(NH₃)₄]⁺, которые предотвращают связь хлористого лития и воды в кристаллогидрат.

Нижняя граница содержания хлорида лития LiCl (26%) обеспечивает рабочую температуру -52°С вне зависимости от вида используемого пленкообразующего пенообразователя.

Верхняя граница концентрации LiCl (29%) совместно с нижней границой концентрации мочевины (≥8%) предотвращает образование в растворе твердых частиц кристаллогидрата LiCl·5H₂ или выпавшей соли LiCl.

Верхняя граница содержания мочевины (12%,) обусловлена тем, что увеличение веса мочевины уменьшает количество воды в растворе, что снижает эффективность тушения очагов класса A.

Нижняя граница концентрации пленкообразующего пенообразования (14%) предотвращает потерю эффективности пожаротушения из-за снижения кратности пены.

Верхняя граница концентрации пленкообразующего пенообразователя (20%) обусловлена тем, что при увеличении этого значения происходит некоторое увеличение кратности пены, но резко падает пленкообразование, что ухудшает тушение горючих жидкостей (класс B), хотя на тушение твердых веществ (класс A) не влияет.

Процесс приготовления огнетушащего состава с указанными весовыми соотношениями компонентов иллюстрирует следующий пример.

Пусть, например, требуется приготовить 1 кг огнетушащего состава с минимальными значениями используемых компонентов.

Отмеряют по весу 80 грамм мочевины, 140 грамм пленкообразующего пенообразователя, 260 грамм хлорида лития (безводного) и 520 грамм воды. В воду вливают пенообразователь и засыпают мочевину. После этого в раствор добавляют хлорид лития и тщательно перемешивают. Затем раствор отфильтровывают для исключения из него веществ в твердой фазе.

Если хлорид лития используется в виде первичного кристаллогидрата LiCl H₂O, то на 140 грамм пенообразователя и 80 грамм мочевины потребуется 403 грамма воды и 377 грамм LiCl H₂O. При этом в воде последовательно растворяют пенообразователь, мочевину, а затем LiCl H₂O.

Результаты экспериментальной проверки при низких температурах составов с пенообразователем AFFF представлены в таблице.

Из таблицы видно, что растворы с заявляемым содержанием компонентов (примеры 2 и 5) по своим огнетушащим характеристикам (6A и 183B) не уступают прототипу (пример 1), а по максимально низкой температуре использования (-52°) его значительно превосходят, а растворы с содержанием компонентов, выходящим за заявленные пределы (примеры 3, 6 и 7), уступают прототипу либо по огнетушащим характеристикам, либо по максимально низкой температуре использования.