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泡沫灭火剂的灭火原理及应用范围

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凡能够与水混溶,并可通过化学反应或机械方法产生灭火泡沫的灭火药剂,称为泡沫灭火剂。泡沫灭火剂一般由发泡剂、泡沫稳定剂、降粘剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂及水组成。


(一)泡沫灭火剂的分类


按照泡沫的生成机理,泡沫灭火剂可分为化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂。化学泡沫是通过两种药剂的水溶液发生化学反应生成的,泡沫中所包含的气体为二氧化碳。空气泡沫是通过搅拌而生成的,泡沫中所包含的气体一般为空气。空气泡沫灭火剂按其发泡倍数又可分为低倍数泡沫、中倍数泡沫和高倍数泡沫三类。


根据发泡剂的类型和用途,低倍数泡沫灭火剂又可分为蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、抗溶性泡沫、抗溶性水成膜泡沫和合成泡沫灭火剂等几种类型。


发泡倍数是指泡沫灭火剂的水溶液变成灭火泡沫后的体积膨胀倍数。低倍数泡沫的发泡倍数一般在20倍以下,中倍数泡沫的发泡倍数一般在20~200倍之间;高倍数泡沫的发泡倍数一般在200~1 000倍之间。


(二)泡沫灭火剂的灭火原理


通常使用的灭火泡沫,发泡倍数范围为2~1 000,比重在0.001~0.5之间。由于泡沫的比重远远小于一般可燃液体的比重,因而可以漂浮于液体的表面,形成一个泡沫覆盖层。同时泡沫又有一定的粘性,可以粘附于一般可燃固体的表面。其灭火作用表现在以几个方面。


1.阻隔作用。灭火泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层,可使燃烧表面与空气隔离。


泡沫层封闭了燃烧物表面,可以遮断火焰对燃烧物的热辐射,阻止燃烧物的蒸发或热解挥发,使可燃气体难以进入燃烧区。


2.冷却作用。泡沫析出的液体对燃烧表面有冷却作用。


3.释稀作用。泡沫灭火剂产生的泡沫受热蒸发,产生的水蒸气有稀释燃烧区氧气浓度的作用。


(三)化学泡沫灭火剂(MP)


常用的化学泡沫灭火剂,主要是酸性盐(硫酸铝)和碱性盐(碳酸氢钠)与少量的发泡剂(植物水解蛋白质或甘草粉)、少量的稳定剂(三氯化铁)等混合后,相互作用而生成的泡沫,其反应式如下:   


6NaHCO3十Al2(SO4)3→2Al(OH)3十3Na2SO4十6CO2   


化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体,它与发泡剂作用便生成许多气泡。这种泡沫密度小,且有黏性,能覆盖在着火物的表面上隔绝空气。同时二氧化碳又是惰性气体,不助燃。  


化学泡沫灭火剂主要有YP型、YPB型和YPD型三种型号。


YP型化学泡沫灭火剂利用于100L以下的泡沫灭火器中,是由内药剂(酸性粉)和外药剂(碱性粉)组成。作为内药剂的酸性粉有磷酸、硫酸铝、酸式硫酸铝,目前国内生产的化学灭火剂内药均为硫酸铝。化学灭火剂的外药是由碱性粉,如碳酸氢钠、碳酸氢钾等,最常用的是碳酸氢钠,加上少量经喷雾干燥成粉沫状的蛋白泡沫灭火剂组成。


YP型化学泡沫灭火剂出厂时,酸性粉和碱性粉分别装于两个不同标志的塑料袋中,配制时组成每付药剂的内药剂和含18mol结晶水的硫酸铝外药剂的重量比应在1.2:1~1.35:1的范围内效果最佳。


使用YP型化学泡沫剂灭火时,通常倒置灭火器,使酸性内药与碱性外药混合,发生化学反应,反应中产生的二氧化碳,一方面在溶液中形成大量微细的泡沫;同时使灭火器中的压力很快上升,在压力的作用下,将生成的泡沫从灭火器的喷嘴中喷出;反应生成胶状氢氧化钠则分布在泡膜上,使泡膜具有一定的粘性,易于粘附在燃烧物上,形成一个连续的泡沫层,并通过冷却、抑制燃烧蒸发和隔离氧气的作用灭火。


YPB型化学泡沫灭火剂是在YP型化学泡沫灭火剂基础上研制成功的一种新型化学泡沫灭火剂。它与YP型化学泡沫灭火剂相比,具有泡沫粘度小,流动性和自封性好,而且具有很好的疏油能力和抑制油品蒸发的能力,灭火效率高的特点,比同容量YP型化学泡沫灭火剂的灭火效率高2~3倍,而且全部采用合成原料,保存期长。


YPB型化学泡沫以硫酸铝、碳酸氢钠作为发泡剂,并以氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂为增效剂组成,它的泡沫产生原理、灭火原理与YP型相同,但由于在碱性药剂中含有一定量的泡沫增效剂、氟氢表面活性剂等,使灭火效率大大提高。


YPD型多功能金属皂化学泡沫灭火剂主要适用于极性液体火灾,当内药和外药的水溶液混合时发生反应,形成金属皂沉淀,沉淀的微粒分布在泡沫上,阻止了极性液体对泡沫的破坏,保证了泡沫层的形成和灭火。


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