GORENJE I GAŠENJE

Što je gorenje ?

Gorenje je proces oksidacije gdje se goriva tvar burno spaja s kisikom (oksidans) iz zraka uz oslobađanje topline, svjetlosti i produkata gorenja. U širem smislu taj se proces može odvijati i u prisutnosti drugih oksidansa .

2

Osnovni uvjeti gorenja su:

Prisustvo gorive tvari. Prisustvo kisika iz zraka ili nekog drugog

oksidansa (tvar koja podržava gorenje). Dovoljna količina topline da se postigne

temperatura paljenja. Slobodno odvijanje kemijskih lančanih reakcija

gorenja.

4

Proces gorenja može se prikazati opdom jednadžbom:

5

Lančane reakcije gorenja

Procesi gorenja uz pojavu plamena odvijaju se posredstvom lančanih reakcije gorenja.

Pojavljuju se prilikom gorenja tvari iz A, B i C razreda požara.

Proces gorenja odvija se nizom vrlo kompleksnih i brzih međureakcija, te međureakcije nazivaju se lančane reakcija gorenja, a odvijaju se posredstvom tako zvanih slobodnih radikala.

Ključnu ulogu za njihovo odvijanje imaju slobodni radikali O**, OH* i H*.

To se odvija u plinovitoj fazi velikim brzinama i pri temperaturama preko 1200°C.

6

Smjerovi širenja oslobođene topline u okolinu

Q2T - povratna toplina s kojom se toplinskim zračenjem zagrijava goruda tvar (~10%).

Q2O - toplina koja odlazi u okolinu toplinskim zračenjem (~30%).

Q2P - toplina koja odlazi u okolinu konvekcijom, posredstvom zagrijanih plinovitih produkata gorenja (~60%).

7

Da bi tvar kontinuirano nastavila gorjeti treba biti Q2 vede od Q1, prilikom čega Q2T treba biti dovoljno velika da pirolizom krutine ili isparavanjem tekudine osigura potrebnu količinu zapaljivih plinova ili para za proces gorenja.

Ako je: Q2 > Q1 tvar je goriva, Q2 < Q1 tvar je teško goriva, što znači da može gorjeti uz dovođenje topline od nekog vanjskog izvora.

8

Podjela tvari prema gorivosti

Prvi osnovni uvjet za odvijanje procesa izgaranja odnosno za nastanak i razvitak požara ili eksplozije je postojanje gorive tvari koja može burno i eksplozivno izgarati. Sa stajališta gorivosti tvari dijelimo na:

Gorive tvari

Negorive tvari

G o r i v e t v a r i su one koje se pri normalnim (standardnim) uvjetima pripaljivanja mogu lakše ili teže zapaliti i dovesti do pojave požara ili u uvjetima požara potpomagati njegov nesmetani razvoj i širenje (zapaljivi plinovi, zapaljive tekudine, zapaljive krutine).

N e g o r i v e t v a r i su one koje se ne mogu zapaliti pri normalnim uvjetima pripaljivanja

(815,6° C u vremenu od 5 minuta), a mnoge ni kada su izložene djelovanju ekstremno povišene temperature (primjerice: beton, staklo, azbest, kamen).

Glede brzine vezivanja tvari sa kisikom te množine i brzine nagomilavanja topline u pripaljivanom dijelu tvari, sve gorive tvari možemo podijeliti na :

Lakozapaljive (lako gorive) tvari

Teškozapaljive (teško gorive) tvari

Lakozapaljive tvari – su one tvari koje se pod normalnim uvjetima ili na određenoj povišenoj temperaturi pod utjecajem inicijalnog plamena zapale i gore (primjerice: neke zapaljive krute tvari, zapaljive tekudine ili zapaljivi plinovi).

Teškozapaljive tvari – koje se pod utjecajem inicijalnog plamena zapale, ali gore samo dok na njih izravno djeluje plamen (primjerice: sve vrste životinjskih vlakana, polimerne sintetičke tvari, inpregnirano drvo ili tekstil i dr.).

13

Razredi požara

A razred - požari krutina organskog porijekla koje gore pirolitičkim raspadom (drvo, tekstil,...). Gorenje se odvija plamenom uz stvaranje žara.

B razred - požari tekudina (benzin, etanol,…) i nekih krutina koje se u požaru rastale u tekudinu (parafin, neke vrste plastika,…). Gorenje se odvija samo plamenom.

C razred - požari plinova (metan, acetilen,.…). Gorenje se odvija samo plamenom.

D razred - požari metala (magnezij, cink, aluminij…). Gorenje se odvija samo žarom.

F razred - požari masti i ulja

14

Oksidansi

U vatrogastvu se pod oksidansima smatraju tvari (kemikalije) koje mogu upaliti gorivu tvar ili podržavati njeno gorenje. U kemijskom smislu razlikujemo anorganske i organske oksidanse.

• Anorganski: kisik, klor, peroksidi (natrijev,vodikov...), nitrati (kalijev, amonijev..)

perklorati i sl. • Organski: razni organski peroksidi.

15

21% kisika (O2 ) 78% dušika (N2 ) 1% plemeniti plinovi, ugljikov dioksid i

vodena para Vedina tvari prestaje gorjeti ako je u zraku

manje od 15% kisika. Granica izdržljivosti čovjeka je oko 15% kisika u zraku, a ispod 10% nastupa smrt.

Sastav zraka

Oksidacija i vrste oksidacija

Oksidacija je kemijska reakcija neke tvari s oksidansom, tj.u vatrogastvu proces vezivanja gorive tvari s kisikom iz zraka

Prema brzini kemijske reakcije razlikujemo:

tiha oksidacija (korozija, truljenje ...)

burna oksidacija (gorenje)

eksplozija (deflagracija i detonacija)

17

Gorenje ili burna oksidacija prema načinu gorenja se dijeli na tri podskupine

Gorenje plamenom - požari razreda B i C (prisutne lančane reakcije gorenja)

Gorenje plamenom i žarom - požari razreda A (prisutne lančane reakcije gorenja)

Gorenje žarom - požari razreda D (nema lančanih reakcija gorenja)

19

Podjela oksidacijskih procesa

Područje zapaljivosti/eksplozivnosti gorivih tvari

Zapaljivi plinovi i pare tekudina u smjesi sa zrakom mogu gorjeti ili eksplodirati samo u određenom području koncentracije. Nisu sve smjese zapaljivih plinova i para tekudina sa zrakom eksplozivne.

• PE (područje eksplozivnosti) – sve koncentracije između DGE i GGE

Donja granica eksplozivnosti DGE – je najniža koncentracija plina ili para u smjesi sa zrakom koja može gorjeti

ako je koncentracija zapaljivog plina ili pare u eksplozivnoj smjesi niža od te granice – ne dolazi do sagorijevanja i eksplozije

Gornja granica eksplozivnosti GGE – je najveda koncentracija plina ili para u smjesi sa zrakom koja može gorjeti

iznad te granice eksplozivna smjesa se ne može zapaliti jer je premalo kisika u odnosu na zapaljivi plin ili paru da bi moglo dodi do sagorijevanja

• Treba napomenuti da pored zapaljivih plinova i para zapaljivih tekudina eksplodirati mogu još i prašine organskog porijekla (brašno, šeder, piljevina, plastične mase, žitarice) kao i prašine lakih metala Al, Mg.

• Opasnije su tvari čije je DGE niža, a PE šire.

SK (stehiometrijska koncentracija) – idealni omjer zapaljivih plinova i para tekudina sa zrakom gdje je eksplozija najjača.

Karakteristične vrijednosti nekih tvari

Zapaljivi plin ili

para Donja vol% Gornja vol%

Stehiometrijska

smjesa vol%

Metan 5,3 14,9 9,5

Etan 5,3 12,5 5,66

Ugljični monoksid 12,5 75,0 29,6

Vodik 4,0 75,0 29,6

Sumporvodik 4,3 46,0 12,3

Laki benzin 1,2 7,0 2,2

Teški benzin 0,7 5,0 1,35

Benzen 1,4 7,45 2,72

Acetilen 2,3 80,5 7,75

Gradski rasvjetni

plin (prema sastavu)

6,5-8 19-53,8 16-23

24

Goriva tvar se može upaliti na:

Temperaturi plamišta: to je najniža temperatura na koju treba zagrijati neku tvar, da se iznad njene površine stvori takva koncentracija zapaljivih para (kod tekudina) ili plinova (kod krutina), u smjesi sa zrakom, da se mogu upaliti vanjskim izvorom pripaljivanja.

Temperaturi samopaljenja: to je najniža temperatura na koju treba zagrijati neku tvar u prisustvu zraka, da se ona upali bez vanjskog izvora pripaljivanja.

26

Temperatura plamišta Temperatura samopaljenja

27

Potpuno gorenje: odvija se uz prisustvo dovoljne količine zraka (u

kontroliranim procesima gorenja ložišta, plamenici, motori). Dobiveni plinoviti produkti i kruti ostatak nisu više zapaljivi. Osnovni plinoviti produkti potpunog gorenja su: CO2 i H2O, i male količine SO2, NO2, HCl i sl., ovisno o gorivoj tvari.

Nepotpuno gorenje: odvija se uz nedovoljno prisustvo zraka (nekontrolirani

procesi gorenja-požari). Dobiveni produkti gorenja zapaljivi su. Osnovni plinoviti produkti nepotpunog gorenja su: CO, čađa i razni organski i anorganski plinoviti spojevi.

Potpuno i nepotpuno gorenje

28

Dim

Dim je rezultat nepotpunog gorenja, a definira se kao aerosol koji se sastoji od disperzije krutih i tekudih čestica (disperzna faza) u plinovitim produktima gorenja (disperzno sredstvo).

Disperzna faza-čađa, čestice pepela, kapljice raznih tekudina visokog vrelišta (smole, dioksini i sl., sve izuzetno otrovno)

Disperzno sredstvo-plinovi potpunog i nepotpunog gorenja (CO, CO2, H2O, HCl...)

29

Neka disperzna sredstva dima (plinoviti produkti gorenja)

CO2 - ugljikov dioksid, nezapaljiv plin bez boje i mirisa, teži od zraka, kod koncentracija od 25-30% smrtonosan.

CO - ugljikov monoksid HCN-cijanovodik, zapaljivi plin, bez boje, mirisa

badema, gustode kao zrak, nastaje gorenjem organskog materijala koji sadrži dušik (vuna i neke vrste plastičnih masa)

HCl-klorovodik, nezapaljivi plin, bez boje, 0,008% jako iritira, 0,1% kroz 20 min. trajno uništava pluda, nastaje u velikim količinama prilikom gorenja polivinil klorida (PVC).

CO – ugljikov monoksid Redovito prisutan u produktima nepotpunog izgaranja

ugljika ili organske tvari.

Plin bez boje i mirisa, vrlo je otrovan. Zapaljiv je i ima svojstvo da u smjesi sa zrakom stvara eksplozivne smjese.

DGE 12,5 – GGE 74,2 vol%

Otrovnost se očituje u njegovoj velikoj aktivnosti vezanja na hemoglobin crvenih krvnih zrnaca i na taj način sprječava vezanje kisika na hemoglobin, čime je onemoguden prijenos kisika u organizmu.

Koncentracija CO ved preko 0,1% u zraku predstavlja ozbiljnu opasnost od trovanja.

ugljični monoksid mjeri u ppm, eng. (parts per million)

(1 vol % = 10 000 ppm)

ppm u vol% vol% = ppm x 10-4 = ppm/10 000

MDK 50 ppm = 0.005 vol%

__________________________________________________________

vol% u ppm ppm = vol% x 10 000 0.01 vol% = 100 ppm

(prvi simptomi trovanja kod CO)

Klasifikacija štetnih tvari

KLASIFIKACIJA PREMA UČINKU NA ORGANIZAM :

Zagušljivci – inertni (inertni plinovi, dušik, CO2 )

– kemijski (CO, cijanovodik, sumporovodik)

Nadražljivci – gornjih dišnih puteva (amonijak)

– doljnjih dišnih puteva (fozgen)

Korozivi – korozivno dijeluju na tkivo (kemijske opekline, jake kiseline i lužine)

Anastetici i narkotici

Sistemski otrovi

33

Toplina i temperatura

Toplina je energija koja uzrokuje nesređeno gibanje čestica (atoma ili molekula) od kojih je neka tvar sačinjena. Označava se simbolom "Q", a izražava jedinicom za energiju Joule (đul) oznake "J".

Temperatura je mjera za prosječnu kinetičku energiju gibanja čestica, a označava toplinsko stanje nekog sustava ili tvari. a izražava se u stupnjevima CELZIJEVIM ili KELVINIMA

34

Toplina se u okolinu može prenositi:

kondukcijom (kroz krutine)

konvekcijom (sa krutine na plinove i tekudine i obratno)

toplinskim zračenjem (toplinskim zrakama na tvari koje ih apsorbiraju)

Razvoj požara

36

Tok požara u zatvorenom prostoru

A-rast požara B-razvijen požar C-gašenje F-flashover

37

Plameni udari

Flashover - ventiliran zatvoren prostor, 600oC, toplinsko zračenje zagrijava do samopaljenja, zapaljenje dima a zatim ostalih predmeta u prostoriji.

Backdraft - neventiliran zatvoren prostor, požar gotovo ugašen, plinovi iznad GGZ, ulaskom u prostoriju dolazi zrak, plinovi u PZ, eksplozija.

Gorenje prema agregatnom stanju gorive tvari

Gorenje plinova (požari razreda C)

Zapaljivi plinovi – to su tvari koje nemaju ni stalan oblik ni volumen

Plinovi se mogu upaliti prisilno (iskra, plamen) ili termički (zagrijavanje cijele mase plina). Koncentracije moraju biti u području zapaljivosti.

Plamena fronta može biti putujuda ili stacionarna.

Gorjeti mogu difuzno ili s predmješanjem

39

Difuzno gorenja

Gorenje s predmiješanjem

Načini gorenja plinova

40

Razlike difuznog i predmješajudeg plamena

Difuzni plamen svjetledi, predmješanje nesvjetledi.

Difuzni čađav niže temperature ali jače toplinski zrači.

Difuzno gore sve tekudine, krutine i opdenito svi požari.

Predmješanje samo u kontroliranim procesima (ložišta, motori....)

Gorenje tekudina

Tekudine su tvari koje imaju svoj obujam, ali poprimaju oblik posude u kojoj se nalaze.

Zapaljive tekudine – ne gore; nego gore pare zapaljivih tekudina

Mogu se upaliti na temperaturi plamišta ili samopaljenja

42

Temperature plamišta i samopaljenja tekudina

Temperatura plamišta tekućine je najniža temperatura na koju treba zagrijati zapaljivu tekudinu da bi se iznad njene površine stvorila takva koncentracija para u smjesi sa zrakom da se one mogu upaliti vanjskim izvorom pripaljivanja. Ta koncentracija odgovara DGZ. Temperatura samopaljenja tekućine je najniža temperatura na koju treba zagrijati pare tekudine da bi se one upalile bez vanjskog izvora pripaljivanja. Ona je znatno viša od plamišta.

43

Gorenje krutina

Zapaljive krutine – za razliku od plinovitog i tekudeg stanja, krute tvari imaju određen oblik i opseg.

Gorenje krutina može biti:

Gorenje uz pirolizu, odnosi se na krutine koje gore plamenom i žarom (razni organski materijal kao drvo, plastika, papir….). Svrstava se u A razred požara.

Gorenje uz promjenu agregatnog stanja, odnosi se na krutine koje se u požaru rastale i gore plamenom kao tekudine (parafin, neke vrste plastičnih masa). Svrstava se u B razred požara.

Direktno gorenje, odnosi se na krutine koje gore samo žarom (metali). Svrstava se u D razred požara.

44

Gorenje uz pirolizu - požari razreda A

U procesu gorenja, pod pirolizom smatramo kemijsku razgradnju tvari pri povišenim temperaturama na jednostavnije plinovite i krute gorive sastojke. Da bi se gorenje kontinuirano odvijalo, povratna toplina zračenjem na gorivu tvar mora biti dovoljna za kontinuirano odvijanje pirolize. To iznosi oko 10% od ukupno oslobođene topline. Ako je manja, plamen se gasi.

45

Gorenje metala - požari razreda D

Značajke takvog gorenja su: nema lančanih reakcija gorenja (nema

plinovitih produkata gorenja) visoke temperature, jer nema plinova koji bi

toplinu odvodili s mjesta gorenja. gašenje mogude samo suhim sredstvima

(prahovi, pijesak, plemeniti plinovi ..) ne smiju se gasiti sa CO2, CFC-ima i vodom jer: u atmosferi CO2 i CFC-a nastavljaju gorjeti. sa vodom snažno reagiraju oslobađajudi

vodik (kisik se veže s metalom u oksid).

46

Gorenje prašina

Granice zapaljivosti u g/m3.

DGZ oko 20 - 100 g/m3.

Pripaljivanje prisilno ili termički (300 - 600oC).

Teže upaljive od plinova.

Nastaju urušavanjem, u procesima mljevenja, gašenja nataložene prašine punim mlazom i sl.

Temperatura tinjanja prašine je najniža temperatura podloge na kojoj počinje tinjati 5 mm debeo sloj prašine.

47

Eksplozijsko gorenje

Eksplozija je trenutno povedanje volumena, pradeno snažnim zvukom i mehaničkim učinkom kao i nekim drugim učincima, ovisno o vrsti eksplozije (kemijska, fizikalna, nuklearna...).

Kemijsku eksploziju (plinovi, eksplozivi) prema linearnoj brzini gorenja dijelimo na deflagraciju (podzvučne brzine), i detonaciju (nadzvučne brzine).

48

Deflagracija i detonacija

Kod deflagracije plamena fronta zagrijava zapaljivu smjesu do temperature samopaljenja. Ona se tada upali i takav se mehanizam dalje nastavlja. Najsporiji oblik je gorenje plinova u plamenicima (otvoren prostor-normalna linearna brzina gorenja). U zatvorenom prostoru brzina se povedava i kad dosegne brzinu zvuka (340 m/s), mehanizam paljenja plina se mijenja prelazedi u detonacijsko gorenje. Kod detonacije udarni val ispred plamene fronte uslijed porasta tlaka zagrijava smjesu na temperaturu samopaljenja, ona se pali uzrokujudi daljnji porast tlaka ispred fronte i takav se mehanizam dalje nastavlja nadzvučnim brzinama (>340 m/s).

49

GAŠENJE

Proces u kojemu se pomodu sredstva za gašenje iz požara oduzima jedan ili više uvjeta potrebnih za gorenje.

50

Podjela sredstava za gašenje

51

Svako sredstvo ima efekte i podefekte koji pridonose njegovoj sposobnosti gašenja.

GLAVNI UČINCI (EFEKTI) GAŠENJA:

- Prekidanje ili oduzimanje gorive tvari,

- Ugušivanje požara tj. izoliranjem gorive tvari od okolnog zraka,

- Ohlađivanjem ispod temperature gorenja,

- Inhibicija (zaustavljanje) lančanih reakcija gorenja ((Antikatalitički efekt)),

52

Učinci gašenja

Uvjeti gorenja: Učinci gašenja: Sredstvo s kojim se

ostvaruje učinak:

goriva tvar

uklanjanje gorive

tvari

(fizikalni učinak)

mehanički pribor

izvor topline ohlađivanje

(fizikalni učinak)

voda, CO2 kao suhi

led

prisustvo oksidansa

(zrak)

ugušivanje

(fizikalni učinak)

inertni plinovi, pjena,

priručna sredstva

nesmetano odvijanje

lančanih reakcija

gorenja

inhibiranje

(kemijski učinak) haloni, prahovi,

retardanti

53

Prekidanje ili oduzimanje gorive tvari Požar se može ugasiti tako da spriječimo dotok gorive

tvari ili oduzmemo gorivu tvar zoni izgaranja. Ovaj način gašenja u praksi se rijetko rabi jer je za to

potrebno mnogo vremena i gasitelj se izlaže velikom riziku.

Na primjer, gašenje požara naftne bušotine kada se udarom zračnog vala nastalog od aktiviranja eksploziva otpuhuje plamen, odnosno prekida dotok plina i nafte u zonu gorenja.

Također, gašenje požara zatvaranjem ventila na cjevovodu gorivih plinova ili tekudina, ili uklanjanje pokudstva iz zgrade u kojoj je požar.

54

Ugušivanje požara tj. izoliranjem gorive tvari od okolnog zraka

Glavni učinak gašenja požara ugušivanjem djeluje na način da sredstvo za gašenje u obliku lebdedeg ili plutajudeg oblaka plina, pare, pjene, magle ili prašine omotava i prodire u gorivu tvar ili je prekriva. Na taj način u potpunosti ili djelomično sprječava (reducira) dolazak kisika gorivoj tvari.

Ugušivanjem se na mogu gasiti požari onih tvari koje u svom sastavu imaju kisik potreban za gorenje (npr. barut, eksplozivi, organski peroksidi)

55

Podučinci gašenja ugušivanjem su: istiskivanje: istiskivanje zraka ubacivanjem CO2, dušika,

vodene pare odvajanje: odvajanje parne faze od tekude faze ta plinske i

parne faze od krute faze prekrivanje: kompaktni sloj sredstva za gašenje (pjena)

prekriva gorivu tvar i sprječava ekspanziju para i plinova gorive tvari koje se još neko vrijeme stvaraju pod utjecajem topline,

emulgiranje: nastaje kada sredstvo za gašenje s gorivim tvarima stvara emulziju, npr. pri gašenju ulja s vodom uz turbulentno miješanje voda preuzima funkciju emulgatora. Negorivi sloj emulzije je pjenušav

56

Hlađenje Gorenje tvari de prestati kada joj se

temperatura snizi ispod temperature gorenja (samopaljenja).

Učinak gašenja požara ohlađivanjem rabi se kod gašenja požara krutih tvari, kod sprječavanja širenja požara i hlađenja posuda koje su zahvadene vatrom.

Npr. hlađenje vodom (dolazi do isparavanja) ΔH H2O = 2250 kJ/kg (latentna toplina).

57

Podučinci gašenja hlađenjem su:

isparavanje

sublimacija (CO2)

izjednačavanje (miješanje tekudina)

razlaganje (piroliza)

termičko izoliranje (uvođenje sredstva za gašenje u struju zapaljenog plina).

58

Antikatalički učinak Nastaje kada sredstvo za gašenje ili njegovi produkti

termičkog razlaganja unutar plamena djeluju kao negativni katalizatori (antikatalizatori).

Na taj način smanjuje se afinitet aktivnih čestica

(radikala - produkta razlaganja gorivih tvari) plinova i para ka kisiku.

Haloni odnosno prah u požaru stvaraju aktivne radikale koji se brže od kisikovih radikala vežu na radikalske reakcijske lance gorive tvari kao završni (blokirajudi) dijelovi.

59

Sredstva za gašenje Sredstva za gašenje su kemijske tvari, koje gase požar jednim

od nabrojanih efekata. Ona mogu biti u sva tri agregatna stanja (plinovita, tekuda ili kruta).

Prema vrsti tvari koje su obuhvadene požarom napravljena je klasifikacija požara odnosno navedena su sredstva za gašenje požara klase: A (požar krutih tvari – drvo, papir, slama plastika, tekstil, ugljen): voda,

prah, pjena, haloni, pijesak; B (požari zapaljivih tekudina – benzin, ulja, masti, lakovi, vosak, smole,

katran): pjena, prah, haloni, CO2,voda; C (požari zapaljivih plinova – metan, acetilen, propan, butan): prah,

haloni; D (požari zapaljivih metala – aluminij, magnezij, natrij, kalij): specijalne

vrste praha, pijesak. F (požari ulja i masti) – specijalno sredstvo

Voda

Učinak gašenja vodom ovisi o obliku u kojem se ona primjenjuje.

Voda ima visoke vrijednosti specifičnog toplinskog kapaciteta i specifične topline isparavanja - rezultat toga je ohlađujudi efekt.

Specifični toplinski kapacitet 4,2 J/g

Specifična toplina isparavanja 2255,9 J/g

61

Prema obliku u kojem se nalazi, voda može gasiti:

Ohlađivanjem gorive tvari (puni i raspršeni mlaz vedih kapi, iz mlaznica, otvoreni prostor)

Ohlađivanjem plamena i vrlo slabo ohlađivanjem gorive tvari (vodena magla, zatvoreni prostor)

Inertizacijom plamena (vodena magla, zatvoreni prostor)

62

63

Dobre i loše osobine vode kao sredstva za gašenje

Neke dobre osobine:

Veliki resursi.

Jeftina.

Jednostavna primjena.

Neškodljiva.

Brz učinak gašenja.

Kao raspršena apsorbira toplinu i opasne plinove.

Neke loše osobine:

Ledi se.

Provodi struju.

Opasnost uslijed naglog isparavanja.

Ne gasi tekudine s d<1.

Slabo močenje.

Opasne kemijske reakcije s nekim tvarima.

Neracionalna primjena nanosi štetu okolnom materijalu.

64

Retardanti Primjenjuju se za gašenje požara razreda A.

Zračna primjena-crveno obojani, šumski požari,

Zemaljska primjena- bezbojni, ostali A požari,

Kao vodena otopina (oko 20%), nabacuju se na

područja nezahvaćena požarom. Glavni sastojci su:

crvena boja - da se vidi gdje je ved bačen (samo za šume)

aromatske soli - djeluju inhibirajude na gorenje

uguščivadi - povedavaju viskozitet pa se stvaraju debeli slojevi nanosa

detergent - pospješuje bolje močenje.

antikorozivna sredstva

65

Primjenjuju se za gašenje požara razreda A. Bacaju se direktno u požar. Pod supresantima se smatraju svi dodaci vodi koji joj omogudavaju: da se bolje širi po površini gorive tvari, da bolje prodire u strukturu gorive tvari, da se što dulje zadržava u što debljim slojevima na površini gorive tvari, sve u svrhu kako bi ohlađujudim učinkom pogasila požar. Dodaci koji vodi omogudavaju navedena svojstva su pjenila za požare razreda A i uguščivači.

Supresanti

66

Pjena Pjena se dobiva miješanjem vode i pjenila i

upuhivanjem zraka. To je nestabilna masa sastavljena od bezbroj veoma sitnih mjehurida koji su ispunjeni zrakom ili ugličnim dioksidom.

Postoji dvije vrste pjena i to:

Kemijska

Zračna ili mehanička pjena

Kemijska pjena - dobiva se oslobađanjem CO2 u vodenoj otopini deterdženta putem kemijske reakcije

Zračna pjena - za dobivanje zračne pjene potrebno je u vodu dodati propisanu količinu pjenila, a zatim umiješati zrak

Kemijska pjena

Oslobađanje CO2 postiže se reakcijom sode bikarbone s aluminijevim sulfatom

Reakcija se odigrava u aparatu za gašenje nakon aktiviranja

Oslobođeni CO2 u aparatu stvara povišen tlak koji izbacuje pjenu kroz mlaznicu van

69

PJENILO + Voda + Zrak = PJENA

Ovisno o vrsti pjenila, upotrebljenoj opremi i dobivenoj ekspanziji pjene, zračna pjena se može koristiti za gašenje požara A i B razreda, ili ispunjavanje zatvorenog prostora u kojima su požari A i B razreda.

Volumen pjene

Ekspanzija pjene =

Volumen otopine pjenila

Zračna pjena

70

Ekspanzija – stupanj opjenjenja (odnos volumena pjene i volumena otopine)

Teška pjena – do 20

Srednje teška – od 21-200

Laka – od 201 na više

otopine

pjene

V

VE

71

Ekspanzija = 1000L pjene/100L otopine=10

72

Podjela i primjena pjene prema ekspanziji

Teška pjena - ekspanzija do 20. Upotrebljavaju se fluorosintetska i proteinska pjenila gašenje velikih požara razreda B i obična sintetska za A i manje požare B.

Srednja pjena - ekspanzija od 21-200. Upotrebljavaju se uglavnom sintetska pjenila. Služi za gašenje zatvorenog prostora s požarima A i B razreda (ispunjavanje prostora), bez vjetra i na otvorenom.

Laka pjena - ekspanzija od 201 na više. Upotrebljavaju se uglavnom sintetska pjenila. Služi za gašenje isključivo zatvorenog prostora s požarima A i B razreda (ispunjavanje prostora).

73

Teška pjena

Osnovno djelovanje teške pjene na zapaljive tekudine je ugušujude i ohlađujude

Ovisno o vrsti pjenila, teška pjena se koristi za gašenje požara razreda B i razreda A

Kad se radi o velikim požarima zapaljivih tekudina, teška pjena je jedini izbor

Otporna je na uzgon i vjetar, pa je pogodnija za gašenje na otvorenom prostoru, domet mlaza od 30-50m

75

Pet bitnih kriterija za uspješno gašenje zapaljivih tekudina teškom pjenom

1. Vrelište tekudine treba biti znatno iznad ambijentalne temperature

2. Vrelište tekudine treba biti niže od 100oC

3. Za polarne tekudine upotrijebiti AR pjene

4. Tekudina nesmije kemijski reagirati s vodom odnosno pjenom

5. Požar mora biti horizontalan

76

Pjena koja stvara vodeni film Stvaraju ga pjenila koja u oznaci imaju "...FFF..." (AFFF, FFFP, AR-

AFFF,…).

Vodeni film ima dvostruko djelovanje:

putuje ispred pjene omogudavajudi njeno uspješnije gašenje

ostaje na površini sprječavajudi naknadno pripaljivanje.

Radi se o tankom sloju vode kojeg pjena stvara samo na površini nepolarne tekućine ( npr. benzin).

On ublažava isparavanje i mehaničkim putem povisuje plamište (benzinu sa ~ -30°C na ~ 30°C ). Na taj način se otežava naknadno pripaljivanje.

Nastaje ako je površinska napetost vodene otopine pjenila manja od nepolarne tekudine (to mogu postidi samo fluortenzidi u pjenilu).

77

σ otopine pjenila < σ benzina → vodeni film

Pjena koja stvara vodeni film

78

Nastale su oko 1950-tih godina.

Stvaraju ga pjene namijenjene gašenju tekućina miješljivih sa vodom, tzv. polarne tekudine (etanol, aceton, eter i sl.).

U oznaci imaju "AR...." (AR-AFFF, AR-FP,.....) što označava alkoholno otporno pjenilo.

Radi se o polimernom sloju kojeg pjena stvara samo na površini polarne tekućine.

Takav sloj sprječava kontakt pjene sa polarnom tekudinom a time i njen raspad.

Pjene koje stvaraju polimerni sloj

79

Pjene koje stvaraju polimerni sloj

Srednja i laka pjena

Koriste se za gašenje požara razreda A i B u zatvorenim prostorima.

Ne primjenjuju se na otvorenom, jer ih vjetar i uzgon požara lako raznosi.

Praksa je pokazala da se za dobivanje srednje i lake pjene treba upotrijebiti zrak izvan zone požara.

Djelovanje srednje i lake pjene u zatvorenom prostoru

Ispunjavanjem prostora pjenom onemogudava se pristup zraku i time se gasi požar

U kontaktu s plamenom ili usijanim gorudim tvarima pjena se raspada oslobađajudi vodenu otopinu pjenila koja hladi gorudu tvar, stvorena vodena para djeluje ugušujude

Oslobođena vodena otopina pjenila, uslijed niske površinske napetosti, dobro moči krutu tvar i prodire u njenu strukturu

Pjena predstavlja dobru toplinsku barijeru koja sprječava daljnje širenje požara

82

Podjela pjenila

83

84

85

Prednosti i nedostaci nevodenih sredstava za gašenje

Prednosti:

Osim praha, ne uništavaju okolne tvari u požaru.

Neracionalna primjena ne uzrokuje štetu (osim financijske).

Efikasno gase požare plinova.

Nedostaci:

Ne ohlađuju gorivu tvar.

Nedovoljno učinkovita za gašenje podpovršinskih požara.

Neprimjenjiva za uznapredovale požare na otvorenom prostoru.

Ne mogu se iz mlaznica bacati na velike udaljenosti.

86

Mehanizam ugušujudeg učinka inertnih plinova

Svojom masom sudjeluju u plinovitim produktima gorenja preuzimajudi jedan dio topline na sebe i na taj način smanjuju temperaturu plamena. Kada ona padne ispod 1200°C, zaustavljaju se lančane reakcije gorenja i plamen se gasi.

Gasive koncentracije različitih inertnih plinova nisu iste jer ovise o toplinskom kapacitetu pojedinog plina. Što je on vedi, plin veže više topline na sebe, bolje ohlađuje plamen i gasive koncentracije su niže.

87

Ugljikov dioksid (CO2)

Plin, 1,5 teži od zraka, gasi ugušujude.

Gasiva koncentracija za vedinu gorivih tvari je oko 30%.

Pri gasivoj koncentraciji je smrtonosan za ljude.

Pohranjuje se u čeličnim bocama kao ukapljeni plin (u tekudem je stanju). Tlak je 58 bara pri temperaturi od 21oC.

Naglim ispuštanjem iz boce stvara se suhi led (-79oC) što neopreznim rukovanjem može izazvati opasne ozljede.

Primjenjuje se lokalno, ili u stabilnim sustavima (potapanjem cijelog prostora).

Boca se ne smije zagrijati preko 31oC (krit. temperatura).

Ne može gasiti požare metala.

88

Inhibiranje se bazira na prekidanju lančanih reakcija gorenja uklanjanjem slobodnih radikala O**, OH* i H* iz procesa gorenja (plamena). To se postiže njihovim vezanjem na neku tvar koja ne sudjeluje u procesu gorenja. Kod prahova oni se adsorbiraju na površinu čestica praha a kod halona reagiraju sa HBr i HCl kao produktom raspada halona. Gašenje se ostvaruje na temperaturi plamena oko 1800oC, što je osnovna razlika u odnosu na CO2 koji gasi na 1200oC.

Mehanizam inhibirajudeg učinka

89

Prahovi za gašenje

Prahovi su fino mljevene čestice kemijski inertnih i neotrovnih anorganskih soli.

Plamen gase inhibirajudim učinkom a žar ugušujude.

Što su čestice sitnije, efikasnost gašenja je bolja, ali je domet mlaza manji i prijeti opasnost od zgrušavanja. Optimum 0,010 do 0,075 mm, vedinski udio 0,040 mm.

Čestice su presvučene silikonima radi bolje tečljivosti, hidrofobnosti i aditivima protiv razaranja pjene.

Vrlo su učinkoviti za gašenje plinova i tekudina.

90

Podijeljeni su prema razredima požara za koje su namijenjeni na BC, ABC i D prahove.

BC prahovi gase inhibirajudim učinkom, što znači da u plamenu trenutno prekidaju lančane reakcije gorenja.

ABC prah gasi inhibirajudim učinkom, na površini žara se rastali i uguši ga. Talina kao i sam ABC prah su jako korozivni tako da štete materijalu s kojim dođu u kontakt.

D prahovi gase tako da se na površini metala rastale i ugušuju žar.

Svi prahovi zagađuju okolne tvari pa se ne preporučuju za prehrambenu i elektroničku industriju.

Najšira im je primjena u prenosivim aparatima za gašenje.

Nesmije se:

Nesmiju se BC prah (lužnat) i ABC (kiseo) pomiješati zajedno jer kemijski reagiraju (oslobađa se CO2 - boca može eksplodirati).

Boce s prahovima ne izlagati temp. preko 50oC jer se premazi na česticama rastale i slijepe ih u kompaktnu masu.

Boce sa prahom ne držati na zidovima koji vibriraju uslijed rada pogona jer se čestice nabiju u kompaktnu masu.

91

Vrste prahova

BC

ABC D

(izuzetno i ABCD)

Gase: plamen plamen i žar žar

Djelovanje: inhibirajuće na plamen

inhibirajuće na plamen

i ugušujuće na žar

ugušujuće

na žar

Namjena prema

B i C razred

A, B i C razred, D razred

razredu požara: (izuzetno i D)

Osnovni kemijski

sastav:

NaHCO3, KHCO3 NH4H2PO4 NaCl,

natrijev i kalijev

hidrogenkarbonat

monoamonijev

dihidrogenfosfat,

natrijev

klorid ili

grafit

skraćeno MAP

Kompatibilnost praha sa pjenom

Prilikom gašenja požara tekudina pojavljuju se slučajevi kada treba primijeniti paralelno pjenu i prah.

Kod gašenja avionskih požara ili zapaljivih tekudina u velikim metalnim rezervoarima.

94

Haloni Nastali su kao težnja za takovim plinovitim sredstvom za

gašenje koje u gasivim koncentracijama nede biti štetno po ljude.

1900. ideja, 1920. CH3Br i u II sv. ratu, 1947. novih 60 spojeva, 1960. ostaje halon 1301, 1970. znaci uzbune zbog ozon. sloja, do 1985. prepucavanja, 1985. usaglašena krivnja, 1987. dokaz i Montrealski sporazum o prekidu proizvodnje.

Haloni su sintetski dobiveni plinovi, halogen derivati metana ili etana, gase inhibirajude, oko 5 puta teži od zraka.

95

Od halogenih elemenata koriste se F, Cl i Br.

Učinkovitost gašenja i otrovnost opada u nizu Br-Cl-F.

Prva znamenka označava broj ugljikovih atoma u molekuli, druga broj fluora, treda broj klora, a četvrta broj bromovih atoma u molekuli halona. (npr. halon formule CF3Br ima oznaku 1301.)

U toku gašenja, prijeti opasnost od otrovnih produkata raspada halona.

Nesmiju se gasiti požari metala (još se jače razbuktavaju).

Uslijed uništavanja ozonskog sloja, zamjenjuju se drugim sredstvima, ali za specijalne svrhe (vojna industrija, zrakoplovi) vjerojatno de ostati u upotrebi samo halon 1301.

96

Halon 1301

Skladišti se u čeličnim bocama kao ukapljeni plin.

Koristi se u stabilnim sustavima.

Gasiva koncentracija za vedinu tvari je 4-6%. U tim koncentracijama nije opasan za ljude (bitna razlika u odnosu na CO2).

Halon 1211

Skladišti se u čeličnim bocama kao ukapljeni plin. Otrovniji od 1301, gasive koncentracije 4-6%.

Koristio se u prenosivim aparatima za gašenje.

Do sada se praktički izbacio iz upotrebe.

97

Zamjenska sredstva za halone

Prijedlozi prema standardu NFPA

Vodena magla

Praškasti aerosoli

98

Zamjenska sredstva za halone prema standardu NFPA

Sredstva sintetskog porijekla

Po fizikalno kemijskim svojstvima slična su halonima, ali nisu tako učinkovita (ne sadrže Br).

Po sastavu su uglavnom plinoviti fluorirani derivati ugljikovodika koji ne djeluju štetno na ozonski sloj.

Od desetak sintetiziranih, najviše se primjenjuje

FM-200 (heptafluorpropan) umjesto 1301, a heksafluorpropan i Halotron I (diklortrifluoretan) umjesto1211.

FM-200 skladišti se kao i 1301, gasiva koncentracija mu je oko 9%, pri kojoj nije otrovan za ljude.

99

Sredstva prirodnog porijekla

Gase ugušujude kao i CO2, ali nisu opasni po čovjeka u gasivoj koncentraciji.

Po sastavu su smjese dušika, argona i CO2 (plinovi iz zraka).

Najčešde se koristi Inergent kao zamjena za halon 1301.

Skladišti se u čeličnim bocama pod tlakom od 150 bara.

Gasiva koncentracija mu je oko 30%, pri kojoj nije otrovan za ljude.

Zamjenska sredstva za halone prema standardu NFPA

100

Vodena magla kao zamjensko sredstvo za halon 1301

Primjenjuje se samo u stabilnim sustavima.

Specijalnim diznama voda je raspršena u sitne kapljice koje lebde u zraku.

Ne gasi ohlađujude ved ugušujude jer stvara inertnu atmosferu vodene pare oko plamena (kao CO2).

Velika učinkovitost gašenja.

Nedostaci:

ne može gasiti tinjajude požare.

problem začepljenja dizna.

101

Praškasti aerosoli kao zamjenska sredstva za halon 1301

Primjenjuju se u zatvorenim prostorima.

Osnovni sastav su krute čestice K2CO3 mnogo sitnije od vatrogasnih prahova (BC i ABC).

Dobivaju se izgaranjem specijalnih patrona. Nakon ispuštanja u atmosferu ne sedimentiraju ved lebde u zraku poput dima.

Gase inhibirajude i višestruko su učinkovitiji od halona.

Nedostatak: stvaraju neprozirnu barijeru što izaziva paniku kod ljudi u zatvorenom prostoru.

102