Osnovni uvjeti gorenja su:

Transcript

1 GORENJE I GAŠENJE

2 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

3 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: 4

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. 5

6 Smjerovi širenja oslobođene topline u okolinu Q 2T - povratna toplina s kojom se toplinskim zračenjem zagrijava goruda tvar (~10%). Q 2O - toplina koja odlazi u okolinu toplinskim zračenjem (~30%). Q 2P - toplina koja odlazi u okolinu konvekcijom, posredstvom zagrijanih plinovitih produkata gorenja (~60%). 6

7 Ako je: Q 2 > Q 1 tvar je goriva, Q 2 < Q 1 tvar je teško goriva, što znači da može gorjeti uz dovođenje topline od nekog vanjskog izvora. Da bi tvar kontinuirano nastavila gorjeti treba biti Q 2 vede od Q 1, prilikom čega Q 2T treba biti dovoljno velika da pirolizom krutine ili isparavanjem tekudine osigura potrebnu količinu zapaljivih plinova ili para za proces gorenja. 7

8 Podjela tvari prema gorivosti 8

9 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

10 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).

11 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

12 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 13

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. 14

15 Sastav zraka 21% kisika (O 2 ) 78% dušika (N 2 ) 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. 15

16 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 17

18 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 19

20 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

21 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

22 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.

23 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, ,

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. 24

25

26 Temperatura plamišta Temperatura samopaljenja 26

27 Potpuno i nepotpuno gorenje 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: CO 2 i H 2 O, i male količine SO 2, NO 2, 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. 27

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, CO 2, H 2 O, HCl...) 28

29 Neka disperzna sredstva dima (plinoviti produkti gorenja) CO 2 - 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). 29

30 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.

31 ugljični monoksid mjeri u ppm, eng. (parts per million) (1 vol % = ppm) ppm u vol% vol% = ppm x 10-4 = ppm/ MDK 50 ppm = vol% vol% u ppm ppm = vol% x vol% = 100 ppm (prvi simptomi trovanja kod CO)

32 Klasifikacija štetnih tvari KLASIFIKACIJA PREMA UČINKU NA ORGANIZAM : Zagušljivci inertni (inertni plinovi, dušik, CO 2 ) 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 33

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) 34

35 Razvoj požara

36 Tok požara u zatvorenom prostoru A-rast požara B-razvijen požar C-gašenje F-flashover 36

37 Plameni udari Flashover - ventiliran zatvoren prostor, 600 o C, 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. 37

38 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 Načini gorenja plinova Difuzno gorenja Gorenje s predmiješanjem 39

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...) 40

41 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. 42

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. 43

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. 44

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 CO 2, CFC-ima i vodom jer: u atmosferi CO 2 i CFC-a nastavljaju gorjeti. sa vodom snažno reagiraju oslobađajudi vodik (kisik se veže s metalom u oksid). 45

46 Gorenje prašina Granice zapaljivosti u g/m 3. DGZ oko g/m 3. Pripaljivanje prisilno ili termički ( o C). 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. 46

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). 47

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). 48

49 GAŠENJE Proces u kojemu se pomodu sredstva za gašenje iz požara oduzima jedan ili više uvjeta potrebnih za gorenje. 49

50 Podjela sredstava za gašenje 50

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)), 51

52 Učinci gašenja Uvjeti gorenja: goriva tvar izvor topline prisustvo oksidansa (zrak) nesmetano odvijanje lančanih reakcija gorenja Učinci gašenja: uklanjanje gorive tvari (fizikalni učinak) ohlađivanje (fizikalni učinak) ugušivanje (fizikalni učinak) inhibiranje (kemijski učinak) Sredstvo s kojim se ostvaruje učinak: mehanički pribor voda, CO 2 kao suhi led inertni plinovi, pjena, priručna sredstva haloni, prahovi, retardanti 52

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. 53

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) 54

55 Podučinci gašenja ugušivanjem su: istiskivanje: istiskivanje zraka ubacivanjem CO 2, 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 55

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 H 2 O = 2250 kj/kg (latentna toplina). 56

57 Podučinci gašenja hlađenjem su: isparavanje sublimacija (CO 2 ) izjednačavanje (miješanje tekudina) razlaganje (piroliza) termičko izoliranje (uvođenje sredstva za gašenje u struju zapaljenog plina). 57

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. 58

59 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, CO 2,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

60 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) 61

62 62

63 Dobre i loše osobine vode kao sredstva za Neke dobre osobine: Veliki resursi. Jeftina. Jednostavna primjena. Neškodljiva. Brz učinak gašenja. Kao raspršena apsorbira toplinu i opasne plinove. gašenje 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. 63

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 64

65 Supresanti 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. 65

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 66

67 Kemijska pjena - dobiva se oslobađanjem CO 2 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

68 Kemijska pjena Oslobađanje CO 2 postiže se reakcijom sode bikarbone s aluminijevim sulfatom Reakcija se odigrava u aparatu za gašenje nakon aktiviranja Oslobođeni CO 2 u aparatu stvara povišen tlak koji izbacuje pjenu kroz mlaznicu van

69 Zračna pjena 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. Ekspanzija pjene = Volumen pjene Volumen otopine pjenila 69

70 Ekspanzija stupanj opjenjenja (odnos volumena pjene i volumena otopine) Teška pjena do 20 Srednje teška od Laka od 201 na više E V V pjene otopine 70

71 Ekspanzija = 1000L pjene/100l otopine=10 71

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 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). 72

73 73

74 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 100 o C 3. Za polarne tekudine upotrijebiti AR pjene 4. Tekudina nesmije kemijski reagirati s vodom odnosno pjenom 5. Požar mora biti horizontalan 75

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). 76

77 Pjena koja stvara vodeni film σ otopine pjenila < σ benzina vodeni film 77

78 Pjene koje stvaraju polimerni sloj 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. 78

79 Pjene koje stvaraju polimerni sloj 79

80 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.

81 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 82

83 83

84 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. 85

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. 86

87 Ugljikov dioksid (CO 2 ) 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 21 o C. Naglim ispuštanjem iz boce stvara se suhi led (-79 o C) što neopreznim rukovanjem može izazvati opasne ozljede. Primjenjuje se lokalno, ili u stabilnim sustavima (potapanjem cijelog prostora). Boca se ne smije zagrijati preko 31 o C (krit. temperatura). Ne može gasiti požare metala. 87

88 Mehanizam inhibirajudeg učinka 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 1800 o C, što je osnovna razlika u odnosu na CO 2 koji gasi na 1200 o C. 88

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. 89

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. 90

91 Nesmije se: Nesmiju se BC prah (lužnat) i ABC (kiseo) pomiješati zajedno jer kemijski reagiraju (oslobađa se CO 2 - boca može eksplodirati). Boce s prahovima ne izlagati temp. preko 50 o C 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

92 Vrste prahova BC ABC (izuzetno i ABCD) D Gase: plamen plamen i žar žar inhibirajuće na plamen ugušujuće Djelovanje: inhibirajuće na plamen i ugušujuće na žar na žar Namjena prema A, B i C razred, razredu požara: B i C razred (izuzetno i D) D razred NaHCO 3, KHCO 3 NH 4 H 2 PO 4 NaCl, natrijev Osnovni kemijski natrijev i kalijev monoamonijev klorid ili sastav: hidrogenkarbonat dihidrogenfosfat, grafit skraćeno MAP

93 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 ideja, CH 3 Br i u II sv. ratu, novih 60 spojeva, ostaje halon 1301, znaci uzbune zbog ozon. sloja, do prepucavanja, usaglašena krivnja, 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. 94

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 CF 3 Br 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

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 CO 2 ). 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. 96

97 Zamjenska sredstva za halone Prijedlozi prema standardu NFPA Vodena magla Praškasti aerosoli 97

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. 98

99 Zamjenska sredstva za halone prema standardu NFPA Sredstva prirodnog porijekla Gase ugušujude kao i CO 2, ali nisu opasni po čovjeka u gasivoj koncentraciji. Po sastavu su smjese dušika, argona i CO 2 (plinovi iz zraka). Najčešde se koristi Inergent kao zamjena za halon Skladišti se u čeličnim bocama pod tlakom od 150 bara. Gasiva koncentracija mu je oko 30%, pri kojoj nije otrovan za ljude. 99

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 CO 2 ). Velika učinkovitost gašenja. Nedostaci: ne može gasiti tinjajude požare. problem začepljenja dizna. 100

101 Praškasti aerosoli kao zamjenska sredstva za halon 1301 Primjenjuju se u zatvorenim prostorima. Osnovni sastav su krute čestice K 2 CO 3 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. 101

102 102

103