فوم یا کف های آتش نشانی

فوم یا کف های آتش نشانی
نکات عمومی

 اطفاء حریق توسط  فو م اولین پیشرفت حاصله در مورد آتشهای حیران کننده مایعات  بود. بکار گیری آب در اطفاء حریق مایعات قابل اشتعال بدلیل داشتن دانسیته بزرگترآب نسبت به سایر مایعات قابل اشتعال بی تاثیر می باشد. هنگامی که مقداری مایع قابل اشتعال مانند سوختهای سنگین نفتی می سوزد گرمای فوق العاده ایی تولید می کند. حال اگر در این حالـت مقـداری آب به آن افزوده شـود بسـرعت آب شروع به جـوشیدن می نماید که منجربه تبخیر وافزایش حجمی سریع آب می شود دراین حالت ممکن است پدیده overflow در سطح مایع در حال اشتعال رخ دهد و موجب گسترش آتش گردد. این پدیده سبب پاشش مایعات قابل اشتعال ازسطح می شود ، قابل ذکر است که آب بدلیل داشتن دانسیتــــــه بیشتر در قسمت پایین تر از سطح  مایع قابل اشتعال قرار گرفته و سبب لبریز شدن سوخت از درون ظــــرف   می گـردد.
 یکی دیگر از عوامل موثر در اطفاء حریق با فوم بستگی به حبابهای تولید شده ایی دارد که نتیجه مخلــــوط شدن ( کنسانتره فوم+ آب + هوا ) است. این حبابهای پر شده از هوا بر روی سطح مایع مشتعل شناور شده وبه همین دلیل بین سوخت مشتعل و اکسیژن ایجاد فاصله نموده و موجب خفه شدن شعله می شود که نهایتـــــاً اطفاء حریق را در پی خواهد داشت .

فومها به دلیل داشتن دانسیته کمتر از سوختها مایع در اطفاء حریقهای مایعات مورد استفاده قرار می گیرنــــد این خاصیت شناور ماندن فومها سبب می شود تا سطح مایع را پوشش دهد وسبب خفه شدن  بخارات مایعات در حـــــــــال سوختن گردد, وهمچنین در صورت ایجاد بخارات سمی توسط مایعات شیمیایی آنها را محبوس کرده و از گسترش وانتشار آنها در هوا جلوگیری بعمل می آورد.

 حلالیت آب با بعضی از مایعات سوختی همچون حلالهای قطبی مشکلات فراوان وحیران کنندهایی را برای آتش نشانان میتواند داشته باشد  این خاصیت موجب می شود هنگامی که فوم روی سطح مایع شناور میشود آب موجود در فوم باانحلال در داخل حلالهای قطبی ازداخل فوم تولیدی خارج شده و موجب تخریب سریع پوشش فـــوم می شود . سرانجام این اتفاقات موجب شده تا فومهای اطفاء حریقی ساخته شود که در مقابل سوختهای حلال آب مقاوم باشد که معروف به (‌ فومهای مقاوم الکلی ) می باشد.توسعه یافتن صنعت ساخت فوم موجب گشت تا فومهایی ساخته شود که در  مقابل آتشهای نوعA  نیز بکار رود.

                                               خصوصیات اصلی فومهای اطفاء حریق

• Expansion: مجموع فوم تولیدی از محلول فوم زمانی که از داخل ابزار تولید فوم عبور کرده باشد.
• :Stability توانائی فوم ایجاد شده پایانی در نگهداشتن مایع درون آن و همچنین حفظ تعداد، اندازه، و شکــل حبابهای موجود در فوم و به معنای دیگر توانائی سالم باقیماندن فوم می باشد.
• Fluidity: توانای جریان یافتن و پیشروی فوم بر روی سطح مایعات قابل اشتعال.
• Contamination resistance: توانائی فوم تولید شده در برابر آلودگیهای ناشی از مایعی که  برای آن به کار برده می شود.
• Sealing and resealing : توانائی فوم در مسدود کردن و جلوگیری از پیشرفت حوادث و همچنین توانائی پوشش آن در مقابل سطوح داغ و بی شکل    ( اشکال نا متعارف ) .
• Knock down and extinction : توانائی فوم تولید شده در کنترل و اطفاء حریق .
• Burn – back resistance : توانائی فوم در بدون تغییر باقی ماندن روی سطح سوخت وقتی که در مقابل گرما و شعله قرار می گیرد . عملکرد فومهای آتش نشانی می تواند تا حد زیادی تحت تاثیر عوامل زیر باشد:

• نوع وسیله تولید فوم بکار و روش تولید و نگهداری فوم .
• نوع کنستانتره فوم بکار رفته شده .
• نوع آتش و سوخت موجود.
• تاکتیکهای بکار گیری فوم .
• میزان فوم بکار رفته چه اندازه می باشد .
• کیفیت آب بکار رفته در فوم به چه صورت می باشد .
• زمان مجاورت در مقابل شعله چه اندازه می باشد .
تاثیرات وبازده بالای فومهای اطفاء حریق اغلب بعد از بررسی دقیق وکامل فاکتورهای بالا امکان پذیر است .


                                                   تاریخچه پیشرفت فومهای اطفاء حریق

• در سال 1877 فوم شیمیائی برای اولین بار توسط دانشمندان انگلیسی اختراع گردید .
• در سال 1904 اولین موفقیت استفاده از فوم شیمیائی  در اطفاء حریق یک مخزن نفت با قطر یازده متردر کشور روسیه بود. این فوم از مخلوط کردن مقدار زیادی از دو ماده شیمیائی به وجود آمده بود .
• در سال 1914 دانشمندان اتریشی فومی تولید کردند که از مخلوط پودر در داخل آب وبا سرعت بالا بوجود می آمد .
• درسال 1920 کنستانتره فوم پروتئینی برای اولین بار تولید گردید همراه با طراحی وسیله ای برای تولید وارائه دادن اولین فوم مکانیکی .
• درسال 1930 پیشرفت سریع فومهای شیمیائی با مشخصه الکلی همراه بود .معنی کــلی از مــکش وتنـاسب مـیزان توسعه برای سیستمهای فومهای مـکانیکی همان اندازه ای است که ما از آنها اطلاع داریم . در همان زمان کار تجربی بر روی انواع ترکیبات کنستانتره فوم آغاز گردید .
• در سال 1940 توسعه کنستانتره فومهای پروتئینه %3 که فضا و وزن کمتری را با توجه به میزان کارائی آن نسبت به کنستانتره های فوم %6 دارند .
• در سال 1950 می توانستند فومهای ، کم، متوسط و پرتوسعه تولید نمایند و همچنین موفق به تولید سنتزهای جداگانه کنسانتره فـوم ونیز اولین تـوسعه کنستانتره های فوم مکانیکی مقاوم در برابر مایعات قابل امتزاج با آب.
• در سال  1960توسعه بیشتر کنسانتره فومهای فلورو پروتئین و   AFFF (فوم به فوم فیلم آبدار ), همچنین توسعه بهتر فومهای مقاوم الکلی صورت گرفت.
• در سال 1970 توسعه بیشتر کنسانتره فومهای مقاوم الکلی برای تولید فومهای چند منظوره کــــه استفاده آن بصورت %3 جهت مایعات هیدروکربنی و %6 روی مایعات قابل امتـــــــــــزاج  با آب است ."Hazmat" پیشرفت فومها برای سرکوب کردن بخارات ناشی از مواد خطرناک صورت گرفت.
• در سال 1980 پیشرفت کنستانتره های فوم مقاوم الکلی در تولید AFFF ـ AR (AFFF مقاوم الکلی ).پیشرفت فومهای فلور پروتئین FFFP (فوم فیلمی فلور پروتئین )وکنستانتره های فوم چند منظوره FFFP-AR (FFFP مقاوم الکلی )
• در سال 1990 پیشرفت نمونه ای از کنستانره های فوم مقاوم الکلی که بتوان از آن بصورت3% روی مایعات هیدروکربنی ومایعات قابل امتزاج با آب استفاده نمود. معرفی کنستاره فوم جهت اطفاء مواد قابل اشتعال کلاس A .

لطفا ادامه مطلب را نیز مطالعه کنید....

  

                                                چگونه فومها عمل اطفاء حریق انجام می دهند

فومهای اطفاء حریق از سوختهای مایع سبک تر هستند وروی آنها شناور می مانند .حبابهای فـوم کـه شکل گرفته اند کمک می کنند به خواباندن و اطفاء حریق به روش های زیر :
• بوسیله جلوگیری از رسیدن هوا (اکسیژن ) به سوخت .
• بوسیله جدا کردن شعله از سطح سوخت .
• بوسیله محدود کردن بخارات قابل اشتعال.
• پوشش گرمای تشعشعی که می تواند به کاهش گرمای برگشت خورده از شعله به سطح سوخت کمک کند وبه این ترتیب کاهش تولــید بخارات قــابل اشــتعال را خواهیم داشت .
• بوسیله خنک کردن سطح سوخت وسطوح فلزی,همچنان که محلول فوم از فرم کف خارج می شود .این عمل باعث تولید بخارات رقیق و کاهش اکسیژن اطراف سوخت می گردد .

                                                                         تولید فوم نهایی

 از ترکیب سه عنصر اصلی کنستانتره فوم ,هوا وآب فوم نهائی تولید می شود که معمولاشامل دومرحله است.در اولین مرحله کنستانتره فوم با آب مخلوط شده وتولید محلول فوم را می نماید .کنستانتره فوم باید در تناسب صحیح با آب مخلوط گردد (معمولا به صورت درصد بیان می شود ) تا بهترین فوم وعملکرد اطفاء حــریق را داشته باشیم تناسب صحیح مـعمولا بـه وسیلـه ابزار مناسب (متناسب کننده یا ابزار مشابه ) بدست می آید. نتیجه آن تولید محلول فوم Premix می باشد به معنای دیگر کنسانتره فوم و آب مخلوط می شوند پیش از رسیدن به وسیله تولید فوم بعضی اوقات محلول Premix تولید می شوند به وسیله مخلوط صحیح و متناسب آب وکنسانتره فوم در داخل محفظه هایی مانند تانک که درنظر گرفته شده است قبل از پمپ کردن به وسائل تولید فوم. و سایل تولید فومی وجود دارند که کنسانتره فوم به اندازه مورد نیاز در خود وسیله برداشته می شود و با نام Self inducing (مخلوط شدن در خود وسیلــــه) معروف می باشد ودر دومین مرحله هوا اضافه می شود به محلول فوم جهت ساخت حباب ( Aspiration ) برای تولید فوم نهایی. میزان هوا اضافه شده بستگی به نوع وسیله مورد استفاده دارد نگهدارنده شاخـــــــــــه سازنــده فــوم  عموما فقط میزان کمی از هوا را با محلول فوم مخلوط می نماید بنا بر این محصول فوم نهائـی با توسعه کم می باشد(LX ) که  نسبت حجم فوم نهائی تولید شده به محلول  فوم استفـــــاده شـده جهت تولید  1 به 20 یا کمتر میباشد و همچنین وسائل دیگروجود دارد که می تواند فوم میان توسعه(MX ) با نسبت توسعه بیشتر از1به  20 ولی کمتر از 1 به  200وفوم پر توسعه ( (HXبا نسبت توسعه بیشتر از  1به 200 و ممکن است که حتی از  1به 1000نیز بیشتر باشد تولید نماید.
قسمت ذیل توضیحات بیشتری در رابطه با جزئیات بعضی از فاکتورهای مهم که در تولید فوم بکار می روند می دهد.
در صد کنسانتره: تمام فومهایی که معمولا تهیه میشوند به صورت کنستانتره مایع هستند این کنستانتره باید قبل از رسیدن به آتش با آب مخلوط شــودتا محلول فوم ساخته شود معمولا فوم تهیه میشود در ساختارهایی که به صورت %6 ،%3 ویا1% کنستانره فوم می باشند. این کنستانتره ها طراحی می شوند که مخلوط گردد با آبی که جریــــان دارد.
6% کنستانتره  به معنی 6 قسمت کنستانتره فوم در 94 قسمت آب.
3% یعنی  3قمت کنستانتره فوم در 97 قسمت آب.
1% ، 1 قسمت کنستانتره آ‘‌در 99 قسمت آب.
کنستانتره  1%اساسا 6 برابر قویتر از کنستانتره 6% می باشد و کنستانتره 3% دو برابر قویتر از کنستانتره 6% میباشد به هر صورت توانائی اطفاء حریق فوم تولیدی برای یک نوع خاص از کنستانترههای فوم در  1% ،3% و  6%کنستانتره بایدتقریبا یکسان  باشند.
پائین ترین در صد کنستانتره ,کمترین کنستانتره فوم مورد نیاز جهت ساختن فوم نهایی         می باشد نتیجه استفاده کنستانتره فوم 3% بجای کنستانتره فوم 6% نصف شدن مقدار فضای ذخیره سازی فوم مور نیاز می باشــــد با کاهشهای مشابهی در وزن و هزینه انتقال در حالی که همان قدرت اطفاء حریق را حفظ می نماید ,کنستانتره فوم 1% در دسترس همیشه خوب نیستند مانند کنستانتره فوم مقاوم الکلی وکنستانتره فوم با پایه پروتئینی زیرامحدوده فنی جهت ماکزیمم استفاده از بعضی از اجزاء تشکیل دهنده فوم درون مایع وجود دارد.
بسیار مهم است که ابزار  انتقال فوم مورد استفاده بر روی درصد صحیح خود قرار داشته باشد اگر کنستانتره 3% به وسیله سیستم انتقال کنستانتره 6% انتقال یابد دو برابر مقدار صحیح از کنستانتره فوم مصرف می شود و محلول غلیظ فوم به وسیله کنستانتره 3% بوجود می آید, نه تنها منبع کنستانتره فوم خیلی زود خالی میشود بلکه فوم گران نیز قیمت به هدر خواهد رفت وهمچنین باعث خواهد شد که فوم نهائی تولید شده دارای کیفیت لازم برای اطفاء حریق نباشد.وهمچنین موجب می شود فوم غلیظ شده به سختی جریان پیدا کند. روش دیگر استفاده از کنستانتره 3% فوم درجائی است که در دستگاه جهت استفاده از کنستانتره فوم 1% تنظیم شده است نتیجتا محلول فوم با درصد کمتری از کنستانتره لازم که باید جهت اطفاء حریق بکار رود ساخته می شود.کنستانتره فوم بسیار مهم است که با وسائل سازنده فوم و وسائل هدایت فوم سازگاری داشته باشد و به همان اندازه نیز این مسئله اهمیت دارد که وسائل هدایت فوم باید مراتبا چک شوند ودقت شود که بصورت صحیــح عمل نموده و مقدار لازم را هدایت نمایند.

Aspiration :
 پس از انکه محلول فوم بصورت صحیح مخلوط گردید و به آخرین رشته هوز رسید به شکلهای مختلفی می توان از آن استفاده نمود. عموما فومها بصورت  non-Aspirated ویا Aspirated استفاده می گردد, که ترجیحا بصورت Aspirated استفاده می شود.
Aspirated: فوم زمانی ساخته میشود که محلول فوم از میان وسیله ساخت فوم عبور می نماید مانند یک Foam-makingbranch) ) شاخه سازنده فوم. محلول فوم مخلوط در هوا شده ( Aspirate ) وسپس مخلوط مغشوش می شـــود بــه انـــدازه لازم تا در نهایت بصورت حبابهای یک اندازه تبدیل می شوند. ( Finished foam )

 لازم بذکر است که بدون مخلوط شدن محلول فوم با هوا امکان گسترش محلول فوم نمی باشد. بنابراین عبارت ( non-aspirated foam ) اغلب به صورت نا صحیح استفاده می شود برای شرح محصولی از محلول فوم که از میان ابزار مخصوص طراحی شده جهت تولید فوم عبور نکـــرده باشد مانند ( Water branch ). به هر حال استفاده از این نوع وسائل  مقدارکمی اختلاط محلول فوم را با هوا می دهد زیرا در جریان  حرکت محلول فوم هوا به درون آن کشیده می شود که ممکن است به شکل جت یا اسپری باشد.

محلول فوم  non-aspirated  به اشکال زیر با هوا ترکیب می شود :

• موقعی که شاخه را ترک می کند.
• موقعی که از میان هوا بصورت آشفته حرکت می کند ( stream )
• وقتی که محلول فوم با شئی برخورد می کند. این موضوع باعث اختلاط بیشتر مخلوط شدن با هوا میگردد, این عملیات کافی است تا هوا به اندازه کافی در محلول فوم کشیده شود وفوم(low expansin)کم توسعه تولید شود, میزان توسعه کمتر از 4 به 1 است.
• فوم با مکش اولیه : فوم نهائی که تولید می شود به وسیله وسائل تولید فومی که به این منظورطراحی شده اند می باشد .
• فوم با مکش ثانویه : فوم نهائی که تولید می شود به وسیله وسائل تولید فومی که به این منظور طراحی شده اند.
 فومهای تولیدی به وسیله مکش ثانویه دارای کیفیت پائین می باشد به جهت اختلاط ناکافی محلول فوم و هوا ومخلوط شدن نا مناسب می باشد .این عبارت بیان میکند که عموما توسعه این فومها بسیار کم است و زمان بازگشت کوتاهی را نیز دارا می باشند, شایان ذکر است که پوشش فومها با زمان بازگشت کوتاه می تواند سودمند باشد وبه صورت لایه فیلم روی سطح سوخت را بپوشاند. خیلی بعید به نظر میرسد که در محلول فوم در موقع عملیات کاربردی روی آتش به روش مذکور هیچگونه مکش هوائی رخ ندهد.
بعضی از افزودنیهای آب مانند (wetting agents ) ممکن است تولید فرمولهائی کنند که مانع از تولید کف شود استفاده از این نوع افزودنی ها فومهای بدون هوا را نتیجه می دهد . حتی اگر از وسائل مخصوص تولیدفوم نیز استفاده شود .

میزان توسعه فوم

در قسمتهای گذشته فومهای تولیدی به سه دسته کم توسعه ــ میان توسعه و پر توسعه تقسیم بندی شده اند.توسعه یا به عبارت دیگر میزان توسعه برای فوم مقدار فوم تولیدی به مقدر محلول فوم استفاده شده می باشد .برای مثال اگر 100 لیتر محلول از میان شاخه تولید فوم عبور داده شود و 800 لیتر فوم تولید شود ,بنابر این میزان توسعه برای فوم به صورت زیر محاسبه می شود .
میزان توسعه = مقدار محلول فوم/ مقدار فوم     8 = 100/ 800

این فوم میزان توسعه 8 را دارد. انواع محدوده میزان توسعه فوم های اطفاء حریق عبارتند از:
• کم توسعه :کمتر یا مساوی 20
• میان توسعه : بزرگتر از 20 اما کمتر یا مساوی 200
• پرتوسعه: بزرگتر از 200
فوم های تولید یا مکش ثانویه عموما میزان توسعه کمتر از 4 را دارامی باشند.

                                         وسائل مورد استفاده برای تولید فومهای توسعه مختلف

 برای تولید فوم کم توسعه به روش (primary aspirated) معمولا از مسیرهای تولید فوم که به این منظور طراحی شده ویا مولدهای مکانیکی (mechanical generators) استفاده می شود.

 برای تولید فوم کم توسعه به روش (secondary aspirated)معمولا از اسباب استاندارد توزیع آب (نازل مخصوص آب) استفاده می شود اگر چه طراحی وتولید بعضی از مانیتورهای با ظرفیت بالا نیز بکار می رود برای این نوع خاص از فوم.
 فومهای میان توسعه یا پر توسعه معمولا با مکش اولیه وبه وسیله وسائل مخصوص تولید فوم بدست می آید ,این وسائل به وسیله اسپری کردن محلول فوم روی دیواره مشبک ویا توری وسپس هوا دمیده می شود از میان تور وشبکه .هوا به وسیله یک فن هیدرولیکی یا الکتریکی یا بنزینی به گردش در می آید .

                                                                        کنستانتره های فوم

مقدار مکش محلول فوم نه تنها بستگی به وسیله مورد استفاده دارد بلکه به کنستانتره مورد استفاده نیز مربوط می شود .برای نمونه کنستانترههای فوم مصنوعی بکار میروند(SYNDET) جهت تولید فومهای کم توسعه ـ میان توسعه وپر توسعه , کنستانتره های فوم پروتئینی بکار می روند فقط برای تولید فومهای کم توسعه و دیگر کنستانتره های فوم (i.e;AFFF;AFFFAR;FR;FFFP and FFFP-AR) بیشتر برای تولید فومهای کم توسعه کاربرد دارند ,اگر چه آنها را نیز می توان برای تولید فومهای میان توسعه بکار برد.
برای آتشهای مایعات قابل اشتعال فوم با مکش ثانویه موثر است زیرا فقط تولید فرم فیلمی می نماید.

فومهای تولیدی کم توسعه را می توان به مسافتهای نسبتا زیادی در ارتفاع پرتاب نمود وهمچنین می توان آن را به خوبی در بسیاری از مکانها برای استفاده بر علیه آتشهای تانکهای ذخیره بزرگ بکارگرفت.
فومهای نهائی میان توسعه را می توان پرتاب نمود فقط مقداری بالاتر از مسافتهای کوتاه .به هر صورت با توسعه بین 20الی 200 مقدار زیادی فوم تولید می شود نسبت به مصرف مقدار کمی از محلول فوم .توانائی جریان پیدا کردن راحت فومهای میان توسعه تلفیق شده است با پوشش ایده ال وسرعت بالا برای مناطق بزرگ .
فومهای تولیدی پر توسعه جریان پیدا می کنند بلا فاصله بعد از خروج از دستگاه سازنده فوم,آنها هیچ گونه پرتاب قابل اندازه گیری را ندارند . آنها می توانند پوشش دهند سطح بسیار زیادی را به آهستگی به وسیله مقدار زیادی از فوم (مقدار توسعه گاهی اوقات بزرگتر از 1000 مرتبه می باشد ) که می تواند به سرعت  محلهای سرپوشیده بزرگ راپر کند, فومهای پر توسعه نسبت به فومهای کم توسعه ومیان توسعه  به خاطر حجم زیاد وسبکی در مقابل بادهای قوی مقاومت کمتری را دارا می باشند .


انواع استفاده

کم توسعه:

             ـ آتشهای مایعات قابل اشتعال بزرگ (i.e.storage tanks,tank bunds).
             ـ حوادث ترافیک جاده ائی.
             ـ آتش های مایعات قابل اشتعال ریزان.
             ـ سرکوب کردن بخارات.
             ـ نجات برخوردهای هواپیما.
             ـ خاموش کننده های قابل حمل.


میان توسعه:
             ـ سرکوب کردن بخارات.
             ـ محدوده تانکهای ذخیره سازی مایعات قابل اشتعال.
             ـ گذر ها یا کانال های اصلی کوچک
             ـ آتشهای کوچک مربوط به مایعات قابل اشتعال از قبیل حوادث ترافیک جاده ائی.
             ـ ایمن نگهداشتن مبدلها (ترانسفورمرها).

  پرتوسعه:
      ـ سرکوب کردن واطفاءوحمایت از مقادیر زیاد مانند انبارها ,آشیانه های فرودگاه,
              ـ انبارهای کشتی,دالان معادن و غیره.
              ـ کانالها یا گذر های اصلی.
      ـ سرکوب بخارات (شامل مایعات سرد مانندLPG/LNG  ).
• فومهای تولیدی با مکش ثانویه (secondary aspirated):
              ـ آتشهای مایعات قابل اشتعال بزرگ (i.e.storage tanks,tank bunds).
              ـ نجات برخوردهای هواپیما.
              ـ خاموش کننده های قابل حمل.