התפתחות טכנולוגיות דיכוי האש בהנדסה ימית

אש נותרה אחד האיומים הקטסטרופליים ביותר על כלי שיט בים.בידוד הספינה, צפיפות החומרים הניתנים לשריפה, והטבע המוגבל של תאים העושים על שריפות מיוחדות מסוכנים במיוחד.במשך מאות השנים, הנדסה ימית הפכה את הגישה שלה לבטיחות אש - מחטיבת דלי דליים רדימנטרית ועד רשתות דיכוי משולבות מאוד.

שיטות דיכוי מוקדם של אש: מ Buckets to Steam Smothering

בעידן של אוניות עץ, האש הייתה גם נשק וגם סכנה אי פעם.שיטת הדיכוי המוקדמת ביותר הייתה רק קו של מלחים העוברים דלי מים מן הצד אל הלהבות. "חטיבות הבגרות" האלה היו איטיות, כוח העבודה, ותלויות לחלוטין בסיבולת האדם.אש בגליית או ניצוץ בשקיקה יכול להפוך במהירות בלתי נשלטת, ומן הרשומות ה -16 מכל אחת מ -17 כלי שיט.

הופעתם של מבול ברזל ופלדה במאה ה-19 הפחיתה את הסיכון של הספינה עצמה בוערת, אך סכנות חדשות הופיעו: בונקרים פחמיים יכולים להבעיר באופן ספונטני, ומנועי קיטור הציגו מערכות שמן בלחץ גבוה.מנועי אש שליד-מפואר, לעתים קרובות על עגלות גלגלים או נשאו מתחת לסיפון, הפכו לציוד סטנדרטי.

עליית מערכות דיכוי אש קבועות (1900–1960)

ווטרס ודלג מערכות

הקפיצה הגדולה הראשונה הגיעה עם רשתות מזרק מים קבועות. בהשראת פטנטים על הקרקע מ 1870, מערכות מזרק ימי הותקנו בהתאמות נוסעים ומרחבים ציבוריים.מערכות אלה השתמשו ברשת של צינורות עם נורות זכוכית רגישות חום שפורצו בטמפרטורה טרום-set, שחרור מים על האש מתחת.מערכות מוקדמות היו נוטה לקרוס והפעלה כוזבת, אבל שיפורים הדרגתיים בעיצוב ובמזרקת חומרים אמינים כמעט על ידי ספינות נוסעים.

מערכות דלוג, שבו כל ה- nozzles נפתחות בו זמנית כאשר לוח זיהוי מופעל, פותחו לאזורים עתירי שיער גבוהים כמו מנעולים צבע וחדרי אחסון נוזליים מחוספסים.הם סיפקו זרימת מים מסיבית לשליטה בשריפות שעלולות להתפשט מהר יותר מאשר ראשי מזרקים בודדים יכולים להגיב.

פחמן די-חמצני (CO2) Total Flooding

הצגת פחמן דו חמצני כסוכן מבולבל מוחלט באמצע המאה ה-20 הייתה פריצת דרך עבור חדרי מנוע ומטענים. CO2 הוא כבד יותר מאשר אוויר, לא מוליכים, ולא משאיר שום שאריות - אידיאלי עבור חללים עם ציוד חשמלי ומכונות עדינות. מערכות CO2 קבועות מורכבות הבנקים של גלילי לחץ גבוה המחוברים לרשת פיפיית ומדורגת.

עם זאת, מערכות CO2 נושאות סיכונים חמורים: הגז רעיל לבני אדם בריכוזים המשמשים לדיכוי אש, ושחרור מקרי או כישלון לפנות תא הוביל למוות. כתוצאה מכך, בידוד בטיחות קפדני - כגון אזעקה בלתי סבירה, עיכובים בזמן, ושסתום מנעולים - הם מצריכים על ידי תקנות בינלאומיות.

מערכות לשריפה נוזלית

מים לבדם אינו יעיל נגד שמן ודלק שריפות כי קצף פחמיון הקל יותר וממשיך לשרוף. מערכות Foam לטפל בזה על ידי הפקת שמיכה של קצף מפריד בין דלק לחמצן. קצף נמוך מוקדם היה מבוסס כימי ונדרש ערבוב עם מים באמצעות ציוד מנקה.על ידי 1960s, קצף מבוסס חלבון (מחלבונים טבעיים) ו (כמו צילום מהיר, מונעים את פני השטח).

על מיכלים וכלי שיט offshore, צגים קצף (תותחים גדולים) ושפכות קצף קבוע מותקנים על הסיפון ובחדרי משאבה. מערכות קצף קטנות יותר להגן על אזורים כמו חפיפות מסוקים ו- המנועים חדר bilges.מערכות מודרניות להשתמש בקצף "חופשיים לסביבה" כדי להפחית זיהום כימי מתמשך - מגמה שמעצבת תקנות ברחבי העולם.

טכנולוגיות דיכוי אש מודרניות (1970–Present)

סוכן נקי גזים: FM-200, נובאק 1230, ו-Inert Gases

החיפוש אחר חלופות ל- CO2 המשלב יעילות דיכוי גבוהה עם רעילות מינימלית וטביעת רגל סביבתית הובילה לפיתוח של סוכנים נקיים. FM-200 (heptafluoropropane) הפך פופולרי בשנות ה-90, כי הוא מכבה שריפות על ידי הסרת חום (קירור פיזי) ולא רק על ידי עקירת חמצן.הוא מאוחסן כנוזל ומשוחרר כגז, הדורש שטח אחסון נמוך בהרבה מ-CO2 לכיסוי סביבתי (Crelimate) הוא בטוח יותר עבור חללים, אך ורק עבור חללי תנועה ירוקה (R) הוא בטוח יותר.

נובאק 1230 (דוקהפלוורו-2-methylpentan-3-one) הוא קטונה מחוספסת שצמחה כתחליף נמוך-GWP. יש לו חיים אטמוספריים של רק כחמישה ימים ו- GWP של אחד בלבד (בהשוואה ל- 3,200 עבור FM ו-1 עבור CO2).

מערכות גז אינרציה (באמצעות חנקן, ארגון או תערובת כגון IG-541) גם גדלות באימוץ.הם מדכאים שריפות על ידי הורדת ריכוז החמצן תוך שמירה על סביבה נשימה לפרקי זמן קצרים, ומאפשרים פינוי בטוח יותר.

מערכות ערפל מים: יעילות גבוהה, נמוכה-Impact

טכנולוגיית ערפל מים מתייחסת למגרעות של מזרקים מסורתיים: נזק מים, יעילות מוגבלת בחללים חסומים, וצריכה גבוהה של משאב נדיר בים.מערכות אלה משחררות מים באמצעות נחירות מיוחדות בלחץ החל מ -10 עד 120 בר, ומייצרות טיפות עם קוטר ממוצע של פחות מ 1000 מיקרונים.הערפל הדק יוצר משטח גדול לקליטת חום, קירור אזור האש, במהירות, וגם מתפזר באמצעות החמצן.

מכיוון שערפל מים משתמש הרבה פחות מים מאשר מזרקים קונבנציונליים (לעתים קרובות על ידי גורם של 10 או יותר), הוא מפחית את הסיכון של הצבת יציבות הספינה בשל הצטברות מים.זה גם מקטין את הנזק לאלקטרוניקה ומטענים. ערפל מים מאושר כיום על ידי חברות סיווג להגנה על חללי מכונות, מסדרונות לינה, ומרחבי ציבור על אוניות ופריים.

זיהוי אוטומטי ורשתות בקרה משולבות

דיכוי אש ימי מודרני הוא בלתי נפרד מגילוי מתקדם.גלאי עשן (ההריון, פוטואלקטרי ו aspirating), גלאי חום (rate-of-rise andקבוע טמפרטורה), וגלאי הלהבה (ultrav) נטועים לתוך פאנל אזעקה מרכזי באש.פאנל זה יכול ליזום באופן אוטומטי שחרור, דלתות אש סגורות, לסגור את האוורור, ולעדכן את הגשר ומערכות רבות עכשיו משלבת כתובת מדויקת של צוות.

אינטגרציה משתרעת על מערכת הביטחון הכוללת של הספינה: אם אש מזוהה בחדר המנוע, מערכת הדיכוי יכולה להיות מלוכדת כדי לעצור מנועים, שסתום דלק קרוב, ולגרום אזעקה בלתי ניתנת לזיהוי.כמה פלטפורמות מתקדמות משתמשים בניתוח וידאו כדי לזהות להבות או עשן בזמן אמת, להפחית את האזעקות השקריות תוך מתן מזון חזותי למרכז הבקרה.

מסגרת SOLAS, IMO ו- Classification אגודות

האבולוציה של דיכוי אש ימי עוצבה על ידי רגולציה בינלאומית, בעיקר באמצעות האמנה הבינלאומית לבטיחות החיים בים (SOLAS) פרק 2-2 של SOLAS, המכונה בדרך כלל פרק "הגנת אש", קובע דרישות להגנה על אש מבנית, זיהוי ומערכות דיכוי על כל כלי המסחרי של 500 מ"ח גבוה או יותר.תקנות אלה מעודכנים באופן קבוע על ידי ארגון הימי הבינלאומי (IMO) כדי לשלב סיכונים חדשים ומערכתיים.

קודים ספציפיים, כגון ה-FLT (Fire Test נוהלי מבחן) מגדירים כיצד הביצועים והעמידות של מערכות דיכוי נבדקים.ה-FLT של IMO:0Fire Safety GroupFLT:1 התמקדו לאחרונה בצמצום האזעקות השקריות, שיפור האמינות מערכת עבור מערכות אחסון אנרגיה סוללות (BE) על ספינות היברידיות וחשמליות, ו-phasgates out-WP גבוה, בנוסף לקריטריונים ספציפיים של ההתקנה שלהם, ו-I.

הרשויות הלאומיות ממלאות תפקיד.לדוגמה, משמר החופים של ארה"ב (USCG) מחזיקות ברשימת ציוד וסוכני דיכוי האש שאושרו על ידי כלי שיט הפועלים במים של ארה"ב, ותקנותיהן לעתים קרובות עולה על מינימום SOLAS.עבור מיכלים נושאי גזים מחוסנים, קוד ה-IGC (International Gas Carrier) מטיל דרישות דיכוי מיוחדות כולל אבקה כימית יבשה עבור דליפות גז וכיסוי גזים.

אתגרים בדיכוי אש ימי

שריפות סוללות על אוניות היברידיות וחשמליות

אחד האתגרים המודרניים הדוחקים ביותר הוא דיכוי שריפות בחפיסות סוללות ליתיום-יון, אשר משמשים יותר ויותר למניעה וכוח עזר.שריפות סוללות קשה לשמצה לכבות כי האנרגיה הדחוסה ממשיכה להאכיל את תהליך הריצה התרמית, והאש יכולה לייצר חמצן עצמי מחומר קאטו.

  • מים בעלי ערך גבוה ערפל שמיים ישירות לתאי סוללה
  • המונחים: tunerhos
  • ציפויים אינפומונים המדכאים את ההתפשטות
  • גילוי גז מתקדם (למשל, עבור מימן פלואוריד) להזהיר מפני אירועים תרמיים בלתי פוסקים לפני שריפה מתחילה

חברות מסווגות (FLT:0הנחיית התקנת סוללות ובטיחות אש 1., ו- IMO צפוי לנקוט בצעדים דיכוי ספציפיים עבור BESS כחלק מהעדכון הבא ל-SOLAS פרק II-2-2-2-2

השפעה סביבתית

סוכנים רבים של דיכוי נחשבו לאידיאל נמצאים כעת בשל חששות סביבתיים. הליאון (ברומפודורמורמורמאטן), אשר שימש נרחב בחדרי מנוע ומכבאים אוויריים, נאסר תחת פרוטוקול מונטריאול עבור תכונות טיהור האוזון (כלי טיס) של חברת החשמל ה-125 (FVol-of-F) שלה, כולל חומרים אולטרה-Fcupic) הפולשים (Focic) ומוגבלים ל-Fcrecreto-Fcreto-Fcreto-F-F-Fcreto) מפני חומרים אולטרה-Focic) המוגבלים (מפרקטיים (מגבילים (מגבילים) כי הם חומרים מסוכנים (מגבילים (מגבילים) ו-Fociclecrecreto-Fociclefine) ו-Fociclecreto-Focine) (מספקטיים (מגבילים) (מגבילים את הסביבה).

גורמי אנוש ואימון

לא משנה כמה מתוחכמת הטכנולוגיה, האלמנט האנושי נשאר קריטי.התרגילים, תחזוקה של ציוד דיכוי, ותהליכי ההרחבה ידנית נכונים הם חובה, אך הם לעתים קרובות נקודות חלשות בציים קטנים או נמוכים יותר.פעלת שווא, אחסון לא תקין של גלילים, וכישלון לשנות חיישנים לזיהוי calibrate הם בעיות רב שנתיות.

מגמות עתידיות בדיכוי אש ימי

NAטכנולוגיה מבוססת Extinguishing Agents

חוקרים מפתחים סוכנים של הדור הבא באמצעות nanoטכנולוגיה. ננו-חלקיקים - כגון nano-silica או חלקיקים תחמוצת מתכת - ניתן השעתה בגזים או נוזלים כדי לשפר את ספיגת החום ועכבות הבעירה ברמה המולקולרית. כמה סוכנים ניסיוניים יכולים לכבות להבה עם שבריר זעירה של נפח הדרוש על ידי סוכנים קונבנציונליים.

אינטליגנציה מלאכותית וזיהוי מכונות

זיהוי אש מופעל על ידי AI מתפתח הן ביישומים יבשתיים והן ימיים.מודלים למידת מכונה יכולים להיות מאומן על תמונות מצלמה תרמיות, ערכות גז, וחתימות אקוסטיות כדי לזהות אש בשלבים המוקדמים ביותר שלה - לעתים קרובות לפני עשן גלוי או בלהבות להופיע. על כלי רכב אוטונומיים או מופעל מרחוק, מערכות AI יכול להחליט לשחרר סוכנים דיכוי ללא אישור אנושי, בהתבסס על מודל הערכת סיכונים.

מערכות היברידיות ועיצוב מודולרי

המגמה באוניות לבנות חדשות היא כלפי מערכות היברידיות המשלבות שתי שיטות דיכוי או יותר.לדוגמה, חדר מנוע עשוי להיות מוגן על ידי שני ערפל מים (ללהבה מיידית דפוקה) ו- CO2 או גז לארט (לשיטפונות מוחלטים לאחר פינוי אנשי צוות) מערכות היברידיות אלה נשלטות על ידי פאנל בטיחות משולב יחיד, אשר מרצף את השחרור על בסיס משוב.

מערכות הסתגלות סביבתית עבור שיעורי קרח

בעוד שמשלוח מתרחב לאזורים הקוטביים, מערכות דיכוי אש חייבות לפעול בהצטננות קיצונית.מערכות מבוססות מים יכולות להקפיא; סוכני קצף עשויים להיות מולקווס; CO2 cylinders לאבד לחץ.נוסחאות חדשות עבור ערפל מים קר וקצף זמני נמוך מרוכז בפיתוח.הקוד הבינלאומי של IMO עבור אוניות הפעלה במים Polars (קוד מפואר) כולל הוראות להורדת ציוד פונקציונלי לטמפרטורות פונקציונליות בטמפרטורות C-30.

מסקנה

האבולוציה של טכנולוגיות דיכוי אש בהנדסה ימית מראה את הנרטיב הרחב יותר של בטיחות ימית: משיטות עתיקות, מאולתרות למערכת אקולוגית רב-שכבתית, מוסדרת של זיהוי, כיליון וטכנולוגיות הכחדה.ההסתמכות המוקדמת על שרירי האדם נכנעה למערכות קבועות כגון מזרקים, CO2, וקצף.העידן המודרני הציג סוכנים נקיים, ערפל מים ורשתות אוטומטיות משולבות לחלוטין, כיום, מתמודדות עם אתגרים חדשים – ננו-חומרים סביבתיים, והגבלות, והגבלות, ופעולות אוטומטיות, ופתרונות היברידיות, ופעולות סביבתיות.

(ב) לבעלי אוניות, מעצבים ורגולטורים, הטבלה המשותפת נותרה זהה: הטכנולוגיה חייבת להיות אמינה, אחראית לסביבה, ונתמכת על ידי הכשרה קפדנית.הההנושא לא יכול להיות גבוה יותר – בסביבה המבודדת של ספינה בים, דיכוי אש אינו עניין של רכוש בלבד, אלא של הישרדות, בעוד תעשיית הים ממשיכה לדחוף גבולות, טכנולוגיית דיכוי תישאר משמעת קריטית בתוך הנדסה ימית, כל הזמן מתפתחת כדי לעמוד במכונות הגנה ירוקה יותר, ומאובטחות יותר: