Температура и пенообразователи для пожаротушения типа S (продолжение)

garavintretyakov
  В.Ю.Гаравин, А.В.Третьяков

ЗАО «ЭГИДА ПТВ»


В первой части статьи «Температура и пенообразователи для пожаротушения» было исследовано влияние температуры на кинематическую вязкость фторсинтетических пенообразователи известных отечественных производителей, предназначенных для получения только пены низкой кратности (ПО-НК) или для получения пены низкой, средней и высокой кратности (ПО-НСВК) c рабочей концентрацией 6% и 3%, имеющие температуру застывания -5˚С, -10˚С, -20˚С, -30˚С и -40˚С.

Было установлено, что существуют три температурных области изменения кинематической вязкости: в интервале температур (40-0)˚С идет сравнительно медленный линейный рост вязкости. На втором участке в интервале температур (0 ÷ минус 20)˚С происходит изменение хода зависимости вязкости от температуры от медленного увеличения до очень быстрого. Третий участок (температура ниже минус 20)˚С характеризуется резким набором вязкости при небольших изменениях температуры. На этом участке кинематическая вязкость пенообразователей возрастает в несколько раз.

Показано, что для всех фторсинтетических пенообразователей, имеющих температуру застывания -30˚С, значения минимальной температуры применения лежат в интервале от -24˚С до -31˚С. При снижении температуры застывания пенообразователей до -40˚С значение минимальной температуры применения повышается на (1-3)˚С по сравнению с величиной минимальной температуры применения для пенообразователей с температурой застывания -30˚С

Было отмечено, что для углеводородных пенообразователей минимальная температура применения будет еще выше, поскольку максимальная величина их кинематической вязкости в ГОСТ Р 50588-2012 [1] ограничивается значением 100 мм2·с-1.

В данном исследовании были определены величины кинематической вязкости синтетических углеводородных пенообразователей, предназначенных для получения пены низкой, средней и высокой кратности с использованием питьевой, жесткой и морской воды c рабочей концентрацией 6% , 3% и 1%, имеющих температуру застывания -10˚С, -15˚С и -35˚С по методике, изложенной в первой части статьи.

Результаты измерений и расчетов приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Физико-химические характеристики синтетических углеводородных пенообразователей (Ср.р.=6%, 3% и 1%) с температурой застывания -10˚С, -15˚С и -35˚С.

Наименование показателей

Численное значение показателя

 

Ср.р.=6%

Ср.р.=3%

Ср.р.=1%

1. Внешний вид

Однородные прозрачные жидкости без осадка и расслоения

2. Плотность при 20˚С, кг/м3

1052

1069

1058

1070

1078

3. рН

8,0

8,2

8,3

7,9

7,7

4. Тз, ˚С

-20,2

-39,0

-20.9

-40,1

-14,3

5. Кинематическая вязкость, мм2∙с-1, при различных температурах:

 

20˚С

4,7

6,2

12

14

65

10˚С

7,7

12

22

27

100

0˚С

11,9

20

37

51

144

-5˚С

15,5

27

51

71

178

-10˚С

20,9

38

72

105

228

-15˚С

29,8

56

106

162

застыл

-20˚С

застыл

100

187

306

-

Рисунок. Зависимость изменения кинематической вязкости углеводородных синтетических пенообразователей ПО-НСВ от температуры.

На рисунке представлены графики зависимости кинематической вязкости синтетических углеводородных пенообразователей с рабочей концентрацией 6% , 3% и 1% и значениями температуры застывания -10˚С, -15˚С и -35˚С. Видно, что вязкость пенообразователей также увеличивается с уменьшением рабочей концентрации и снижением температуры застывания, как это наблюдалось и при определении зависимости вязкости от температуры для фторсинтетических пенообразователей.

Характер изменения вязкости от температуры для синтетических углеводородных пенообразователей такой же, как и для фторсинтетических пенообразователей. Чем выше содержание поверхностно-активных веществ в составе пенообразователя (т.е. чем ниже рабочая концентрация рабочего раствора) и антифризных добавок (т.е. чем ниже температура застывания), тем выше их минимальная температура применения.

Из графиков зависимости кинематической вязкости синтетических углеводородных пенообразователей с рабочей концентрацией 6% , 3% и 1% и значениями температуры застывания -10˚С, -15˚С и -35˚С следует, что минимальная температура применения этих пенообразователей значительно выше значения температуры застывания. В табл. 2 представлены данные о величинах температуры застывания синтетических углеводородных пенообразователей и минимальных температурах применения, полученных графическим путем (см. рисунок).

Таблица 2.

Значения температур застывания и минимальных температур применения синтетических углеводородных пенообразователей с рабочей концентрацией 6% , 3% и 1% и значениями температуры застывания -10˚С, -15˚С и -35˚С.

Наименование пенообразователя и концентрация рабочего раствора

Температура застывания, ˚С

Минимальная температура применения, ˚С

ПО (6%)

- 20,2

- 15

ПО (6%)

- 39,0

- 20 (-23,0)*

ПО (3%)

- 20,9

- 14 (-20,3)*

ПО (3%)

- 40,1

- 9 (-17,5)*

ПО (1%)

-14,3

+10 (-7,5)*

* - в скобках приведены значения минимальной температуры применения пенообразователей при условии, что предельное значение кинематической вязкости составляет 200 мм2∙с-1.


Из данных табл. 2 видно, что реальная минимальная температура применения синтетических углеводородных пенообразователей типа S сопоставима с величиной температуры застывания только для пенообразователей ПО-6НСВ и ПО-3НСВ (Тз=­15˚С). Для пенообразователей, имеющих температуру застывания ниже -35˚С, минимальная температура применения выше значения Тз на 15˚С (ПО-6НСВ) и даже на 26˚С (ПО-3НСВ). Для пенообразователя ПО-1НСВ (Тз=-14,3˚С) минимальная температура применения вообще составила +10˚С. И только при допущении того, что максимальное значение вязкости может быть таким же, как и для фторсинтетических пенообразователей (200 мм2∙с-1) минимальная температура применения пенообразователя ПО-1НСВ (Тмин.пр.=-7,5˚С) становится хотя бы приблизительно сравнимой с величиной температуры застывания (Тз=-14,3˚С).

Специфика изменения кинематической вязкости углеводородных пенообразователей по сравнению с изменением кинематической вязкости для фторсинтетических пенообразователей заключается в том, что резкое увеличение вязкости (в 2-3 раза) для первых происходит в интервале температур (-10÷-20)˚С, тогда как для фторсинтетических пенообразователей этот феномен наблюдался при температурах от -20˚С до -30˚С.

Выводы:

1. В данном исследовании были определены величины кинематической вязкости синтетических углеводородных пенообразователей, предназначенных для получения пены низкой, средней и высокой кратности с использованием питьевой, жесткой и морской воды c рабочей концентрацией 6% , 3% и 1%, имеющих температуру застывания -10˚С, -15˚С и -35˚С

2. Специфика изменения кинематической вязкости углеводородных пенообразователей по сравнению с изменением кинематической вязкости для фторсинтетических пенообразователей заключается в том, что резкое увеличение вязкости (в 2-3 раза) для первых происходит в интервале температур (-10÷-20)˚С, тогда как для фторсинтетических пенообразователей этот феномен наблюдался при температурах от -20˚С до -30˚С.

3. Показано, что температура минимального применения синтетических углеводородных пенообразователей типа S сопоставима с величиной температуры застывания только для пенообразователей с концентрацией рабочего раствора 3% и 6% (об.), имеющих температуру застывания Тз=­15˚С. Для пенообразователей, имеющих температуру застывания ниже -35˚С, минимальная температура применения выше значения Тз на (15÷ 26)˚С.

4. Для пенообразователя ПО-1НСВ (Тз=-14,3˚С) минимальная температура применения составила всего +10˚С.

5. Таким образом для синтетических углеводородных пенообразователей, имеющих температуру застывания ниже -30˚С, необходимо в обязательном порядке указывать значение минимальной температуры применения. Для пенообразователей типа S это еще более актуально, чем для пенообразователей типа AFFF, т.к. резкое увеличение кинематической вязкости для них происходит при более высоких (на 10-15°С) значениях температуры.

Список цитированной литературы:

1. ГОСТ Р 50588-2012. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний.