Kimyasal & Malzeme Mühendisliği
Kimyasal Ateş Suppresantlarının arkasındaki kimyayı anlamak
Table of Contents
Kimyasal yangın baskıcıları modern yangın korumasında vazgeçilmezdir, suyun idare edemeyeceği yangınların hızlı ve güvenli bir şekilde yok edilmesine izin verir.Su, en yaygın tilki ajan, elektrik yangınları ile olan kısıtlamalar, flammable sıvılar ve hassas ekipman, her bir yanmanın çok moleküler makineleri üzerinde hareket eden kimyasal ajanların gelişimini kavraydır.
Kimyasal Yangın Suppresanlar Nedir?
Kimyasal yangın baskıcıları, özellikle de yangını koruyan kimyasal reaksiyonlara müdahale etmek için formüle edilmiştir.Su gibi soğutma ajanlarının aksine, bu ajanların su spreyi veya kum gibi saf fiziksel yöntemlerin altındaki sıcaklığın düşürülmesi, kimyasal reaksiyonlarını azaltmak için çalışabilirler.
Kimyasal baskıcıların tarihi 20. yüzyılın başlarında, sodyum biyokarbonat gibi kuru kimyasal tozlar ilk kez mutfak ve endüstriyel yangınlar için tanıtıldı. Daha sonra, yarıklar (halojenize hidrokarbonlar) aşırı etkili bir şekilde temizlenme ancak ozon tabakasının tükenmesi için kanıtlandı, küresel faza geçişleri bugün, çevresel olarak temiz ajanlar, gazlar için bir aile ve özelleştirilmiş köpükler, daha derin bir yanma kimya anlayışıyla gelişmeye devam ediyor.
Combustion'ın Kimyası
Kimyasal baskıcıların nasıl çalıştığını takdir etmek için, ilk önce yangının kimyasını anlamalıyız. Combustion, üç temel element içeren hızlı bir ekleyici reaksiyondur: yakıt, oksijen (havadan), ve ısı. Klasik yangın üçgeni - yakıt, oksijen, ısı - daha sonra dördüncü elementi içerecek şekilde genişletildi: serbest radikallerin kırılmamış zinciri reaksiyonu.
Sürekli bir alevde, uçucu yakıt molekülleri, hidrojen (H·), hidroxyl (OH·), ve oksijen atomları (O·) gibi yüksek reaktif serbest radikaller de dahil olmak üzere daha küçük parçalara ayrılırlar: Bu radikaller zincirleme adımlarına katılırlar:
- H· + O)2
- O· + H)2
- OH· + H)2 → H).
Her reaksiyon radikalleri yeniden üretir, alevin yakıt ve oksijenin mevcut olduğu sürece devam etmesine izin verir. Bu nedenle, tetrahedron'un bileşenlerinden birini veya daha fazlasını kesmeyi gerektirir: yakıtı ortadan kaldırır (yıldızı azaltır), oksijeni azaltır (başkanlığı), ısıyı azaltır veya radikal zincir reaksiyonunu bozar (kimyasal engelleyicileri son mekanizmada kazanır.
Kimyasal Suppresanlar Nasıl Çalışıyor
Kimyasal baskıcılar birçok farklı strateji kullanıyor, genellikle kombinasyonda:
- [FONT:0]Radical scavenshing[[DÜT:1) – Ajan dekomular veya reaktif radikalleri (H·, OH·, O·) bu alevleri itti.
- [FONT:0]Son diğer etkilerle ilgili varsayımlar[DÜDÜT:1) - Ajan, buharlı oksijeni serbest bırakmadan ısıyı tır.
- [FONT:0)Physical bariyer[[DÜT:1] – Köpükler ve ıslak kimyasallar, oksijenden fiziksel olarak yakıt ve vapour salıvermelerinden dolayı fiziksel olarak ayrı bir film veya battaniye oluşturur.
CO)2) veya argon öncelikle oksijeni atarak hareket ederler, birçok kuru kimyasal ve temiz ajan radikal kimya yoluyla baskıya ulaşır, genellikle basit bir diğerleme için gerekenden çok daha düşük konsantrasyonlarda.
Kimyasal Yangın Suppreants
Geniş baskıcılar, kimyasal kompozisyon ve mekanizmalarıyla kategorize edilebilirler. Aşağıda ticari, endüstriyel ve sabit-epresyon sistemlerinde kullanılan en belirgin sınıfları inceleyeceğiz.
Kuru Kimyasal Suppreants
Kuru kimyasal ajanlar yangına bulut olarak deşarj edilen tuzlar tozlanır. A Sınıfına hızlı bir şekilde müdahale edilir ve etkilidir (korunucu silebilir), B (muhtemelen sıvılar), ve C (enerjili elektrik) yangınlar.
- [FONT:0)Monoammonium fosfat (MAP)[Dönetici: 1) En yaygın kullanılan kuru kimyasal. ısıtıldığında, fobi ve dekompozisyonları serbest bırakmak, asit sıcak yüzeylerde bir çubuklu cam kaplama oluşturur ve geri çekilmeyi önler.
- [FONT:0)Sodium Bikarbonat[[Dönetici: 1) Mutfak ve endüstriyel kompresyonlarda ortak bir ajan 70 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, sodyum karbonat, karbon dioksit ve su buharı.
- [FONT:0)Pyumal biyokarbonat (Purple-K)[Dönetici:0))[Purple-K)[Düzücük B yangınları için sodyum biyokarbonatından daha etkili, özellikle de flammable sıvıları içerenler. Pyum bileşikler alev bölgesinde daha iyi radikal scavengers.
Temiz Ajanlar (Halokarbon modifikasyonları)
ozonun tükenmesi aşamasının ardından, modern temiz ajanlar, hassas elektronik, arşivler ve uçaklar için kapalı olarak depolanırlar. Anahtar örnekler şunları içerir:
- [FONT:0]HFC-227ea (FM-200TM)[Dönetici: 1 ) – ısıyı kaldıran ve radikal kimyayı bozan bir hidroflorokarbon. Ancak, yaklaşık 3220 küresel ısınma potansiyeli (GWP) vardır.
- [FONT:0)FK-5-1-12 (NovecTM 1230)[Dönetici: 1 ) - Hızlı bir şekilde tahliye edilen bir fluoroketone, ısıyı absorbe ediyor ve radikallerle müdahale ediyor.En yakın ozon depletion potansiyeli ve çok düşük bir GWP'si güvenli konsantrasyonlarda kullanım için onaylanmıştır.
- [FONT:0)Carbon dioksit (CO[DÜDÜT:2)[DÜDÜ:2)[Üye Olmayanlar İçindekiler: 1), CO)2[DÜye Olmayanlar İçindekiler Temiz Bir ajan olarak sınıflandırılmıştır, çünkü oksijeni atarak ve bazı soğutma sağlayarak sönürlenir.
Inert Gases
İnert gaz sistemleri, oksijen konsantrasyonunu azaltan gazlarla korumalı bir alanı, yanmayı sürdürmek için gerekli olan seviyeye düşüren gazlarla ısıtın (tipik olarak% 15'in altında hacim) Ortak karışımlar içerir:
- [FONT:0)Nitrogen (N)[Dönem:2)[Dönemli: 1) Yalnızca veya argon ve karbon dioksit ile karıştırılmış (örneğin, Inergen®: % 52 N).
- [Üye:0)Argon (Ar)[Dönetici: 1)[Dönetici) – Tamamen inert olan ve yanma ürünleri ile tepki vermeyen bir asil gaz.
İnert gazlar toksik değildir ve kalıntıları terk etmez, onları veri merkezleri ve müzeler için mükemmel hale getirir. ana dezavantajı, yüksek gaz hacminin gerektirdiğinden dolayı gerekli olan çok sayıda depolama silindiridir.
Köpük Suppressants
Köpük ajanlar oksijenden yakıtı ayıran bir battaniye yaratarak, flammable vapours'ı bastırır ve yakıt yüzeyi serinler.Slammable sıvı havuz yangınları için önemlidir.
- [FONT:0]Kırk Filmleri (AFFF)[Dönetici:0)[değiştir | kaynağı değiştir]; · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
- [FONT:0]Protein bazlı köpükler [Dönemli proteinden yapılmış, bunlar sert, ısıya dayanıklı battaniye yaratırlar. AFFF'den daha az sıvıdır, ancak kutup çözücüleri üzerinde daha stabildir.
- [FONT:0]Synant köpükler (örneğin yüksek çözünürlükte köpük)) - Depolar veya maden milileri gibi sınırlı alanlarda tam olarak kullanılan uygulamalar için kullanılır.
Kimyasal Suppresantları
Kimyasal ajanlar özellikle Sınıf K yangınları için tasarlanmıştır (ya da yağ ve yağlar) ticari mutfaklarda bulunurlar. Tipik olarak, asizyon acetate) veya [[Dörtücük yağlara ulaşmanın önlenmesi.
Kuru Kimyasal Suppreants'deki Kimyanın Rolü
Kuru kimyasal tozlar, özellikle endüstriyel ve flammable-liquid tehlikeleri için en yaygın kullanılan baskılardan biri olarak kalır.
Radikal Scaven
Monoammonium fosfat (NH[[DÜDÜ:0)4)H)[DÜye Olmayanlar: 4[DÜye Olmayanlar) Bir alev içinde ısınıyor, ilk adım metafobik asit ve amonyakınlığa son verir:
- [FONT[FONT:0)4[DÜDÜDÜDÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜ TÜSİAD → HPO[DÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜyetim: 6) [FLT: 9)
Amonyak (NH)3[Dönetici:0) daha da kompresler NH[D:2)[Dönemli ve NH radikalleri, hangi hidroxyl (OHT) ve hidrojen (H) gibi tepkileri ile dönüştürür, onları stabil moleküllere dönüştürür.
- H[DÜDÜ:0)3[DÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜ TÜSİADÜ İLİŞKLER[Üye Olmayanlar İçin SİADİ: 4)
- H[DÜDÜ:0)2[DÜDÜDÜDÜDÜDÜ:2)[Üye: 4)[Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye)[Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye)
Bu reaksiyonlar, yanma bölgesinden zincirli radikalleri etkili bir şekilde ortadan kaldırır, reaksiyon döngüsünü kırınır. radikal geri çekilme oranı, kuru kimyasalların küçük konsantrasyonlarının neredeyse anında alevlenebilmesi çok verimlidir.
Termal ve Fiziksel Etkileri
Radikal scavening ötesinde, kuru kimyasallar ek baskı sağlar:
- [FONT:0]Heat absorpsiyonu[[DÜT:1) - Parazma reaksiyonları çok ender, yangından uzak durmaktır. Örneğin, sodyum bikarbonat dekompozisyon yaklaşık 1.1 kJ/g.
- [FONT:0)Inert gaz dilution[[DÜT:1) – Hem MAP hem de biyokarbonat CO[D:2)2[DDÜ:3) ve su buharı, alevin etrafındaki oksijen konsantrasyonuna karşı çıkıyor.
- [FONT:0)Physical battaniye[[DÜT:1) - MAP ceket sıcak yüzeylerden molten camlı kalıntıları, sıcak noktalardan tekrar ateş etmeyi önler.
Reaksiyon Mechanisms in Clean Agents and Inert Gases
HFC-227ea gibi temiz ajanlar öncelikle ısının (sıcak) ve kimyasal (radic kesinti) mekanizmalarının bir kombinasyonunu bastırır; sonra, alev içinde, onları zincirden etkin bir şekilde uzaklaştırır:
- CF)3; + H· → CF).3).
- CF)3; + OH· → CF).
Bu kimyasal engel hesabı, ısı absorpsiyonu nedeniyle diğer yarısı ile.FK-5-1-12 (Novec 1230) farklı bir ayrıştırma yolu vardır, çünkü buharlaşma ve daha düşük bir kimyasal madde etkisi nedeniyle ısıyı kaldırır, ancak hala düşük konsantrasyonlarda hızlı bir şekilde gerçekleştirilir.
İnert gazlar, aksine, alev radikalleri ile kimyasal etkileşim yoktur. baskı mekanizması tamamen fizikseldir: oksijeni sürdürülebilirlik seviyesinin altına atlar. Çünkü normalde işgal edilen alanlarda kullanılmak üzere güvenlidirler (muhtemelen oksijen 10-12'den fazla kalır ve yolcuları şarj edebilir).
Kimyasal Suppressants'in avantajları ve sınırları
Her tür baskıcı, eşsiz bir verimlilik dengesi, güvenlik ve çevresel etki sunar. Doğru ajan seçmek yangın tehlikesi, korunan çevre ve uygulanabilir kodların dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
Kuru Kimyasal Kimyasal
[FONT=0]Advantages:[Dönetici: Çok hızlı bir şekilde söndürücü; ucuz; çok sınıf sıralamaları; derinleştirilmiş Sınıf A ve B yangınları üzerinde etkili.]Ücretleri:[Döntmeler:[Döneticiler:[Dönetici, kororatif kalıntıları, elektronik, toz makineleri ve gıda ürünleri.
Temiz Ajanlar (Halokarbon modifikasyonları)
[FONT:0]Advantages:[Dönetici: [Dönetici: 1] Zero kalıntıları; elektronik, arşivler ve miras malzemeleri için güvenli; konsantrasyonlar güvenli sınırlar içinde kalırsa, (yönetici 1230 gibi bazı ajanlar olumlu güvenlik marjları ile temasa geçebilir).
Inert Gases
[FONT:0)Advantages:[Dönetici:[Dönetici: 0) Çevrede iyi bir yangın ayak izi (doğal atmosferik gazlar); hiçbir kalıntılar; uygun şekilde tasarlanmış olan yerlerde güvenli; sıfır ozon kesinti veya GWP.ETHFLT:2Limitler:[DDDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜDÜŞÜNÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
Köpük
[FONT:0)Advantages:[DÜDÜDÜT:0) AFFF'de PFAS ile ilgili çevresel endişeler; deşarjdan sonra temizlenme; su kirliliğini önlemek için boş baskılar; su su su su su su su su suları ile uyumlu alternatifler kabul edilir, ancak AFFF performansıyla henüz eşleşmez.
Biz Kimyasal Değil
[FONT=0]Advantages:[Dönemli yüksek sıcaklık yemek yağı için özel olarak formüle edilmiştir; fizbinasyon reaksiyonları dayanıklı bir battaniye oluşturur; ticari mutfaklarda kullanım için güvenli bir çözüm oluşturabilir.]Ücretler:[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN
Çevre ve Düzenlemeler
1990'larda yarı yarıya düşen bir devrime yol açtı. Bugün ABD Çevre Koruma Ajansının Önemli Yeni Alternatifleri Politikası (SNAP) ve Avrupa Birliği F-Gas Yönetmeliği, düşük küresel ısınma potansiyeli ve sıfır ozon kesintisi ile ajanların benimsenmesini sağlıyor.ForFC227ea) FK5-1-1-
Kuru kimyasal sistemler aynı çevresel kısıtlamalara tabi değildir, ancak terk ettikleri kalıntıların gıda işleme veya farmasötik tesislerde temizlenmeyi zorlaştırabilir. AFFF üreticileri, perfluoroalkyl maddelerini ortadan kaldırmak için daha fazla baskı altındadır (PFAS), çünkü bu kalıcı kimyasallar ⁇ ve vahşi yaşamlarda bir araya gelir.
Ulusal Yangın Koruma Derneği (NFPA) standartları, sistem tasarımı, kurulum ve bakım konusunda ayrıntılı rehberlik sağlar. Örneğin, NFPA 12 (karbon dioksit sistemleri), NFPA 2001 (temiz ajan yangın söndürme sistemleri), ve NFPA 10 (önlenebilir söndürücüler) tüm baskıcıların güvenli ve etkili performans sağlamak için referans verir.
Kimyasal Yangın Suppreants'daki Future Trends in Chemical Fire Suppressants
Devam eden araştırmalar, insan ccupancy için daha hızlı, daha çevresel bir iyilik olan baskıcılar geliştirmeyi amaçlamaktadır. Innovations şunları içerir:
- [FONT:0]Fluorine-free Clean agents[DÜT:1) – perfluoro-3-til-1-butene ve diğerleriyle birlikte, düşük GWP'yi etkili radikal bir şekilde birleştirir ve sıfır kalıntıları ile birleştirir.
- [FONT:0]Hybrid sistemleri[[Dönetici: 1)) [Dönetici: 2) – Hızlı soğutma ve oksijen yerinden daha az silindirle elde etmek için suyla birlikte inert gazı birleştirin.
- [FONT:0) Solid-propellant gaz jeneratörleri) - Kimyasallar, ne zaman ateşlenmiş gaz hacmi (nitrogen, CO2) hızlı bir şekilde bir alana ihtiyaç duymadan, büyük miktarda depolama silindirleri üretmeleri için.
- [FONT:0]Nanoparticle baskıcılar[DÜT:1) – radikal scavengers olarak hareket eden metal oksitlerin Ultrafine partikülleri ve yüksek konsantrasyonlar ve minimum kalıntıları sunan iyi bir aerosol olarak teslim edilebilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Kimyasal yangın baskıcılarının arkasındaki kimya, yanma zinciri reaksiyonunu kesmek için olağanüstü bir karışımdır. Bu anlayış, mühendislerin tehlikeye karşı baskı yapmasına izin verir - bir petrol depolama tankı veya bir restoran mutfağı - her iki etkili söndürücü ve en az collateral hasar.
Mevcut standartlar ve onaylanmış ajanlar üzerinde yazarlık detayları için, [[DüzgÜyetim Sistemine İlişkin [DÜDÜT:1) ve [[Dönetici:2 Ulusal Yangın Koruma Birliği).