RU2403935C1 - Foam-generating composition of heat-resistant foam for fire extinguishing at subzero temperatures - Google Patents

Abstract

FIELD: fire-fighting means. ^ SUBSTANCE: invention can be used for extinguishing fires with heat-resistant foam in conditions of Far North at subzero temperatures and absence of meltwater, as well as in usual conditions and with application of cryogenic equipment. Composition contains magnesium chloride, basic aluminium chloride, surface active substance and water. ^ EFFECT: invention ensures foam-generating composition, which can be used at temperature minus 30C; foam-generating composition has high ecologic safety. ^ 1 tbl

Description

Одной из важнейших проблем разработки энергоресурсов Севера является проблема противопожарной защиты создающихся объектов нефтедобычи и средств ее транспортировки по Северному морскому пути, в условиях глубокого обледенения, низких температур окружающей среды и высокой степени минерализации морской воды.One of the most important problems in the development of energy resources in the North is the fire protection of oil production facilities and their transportation along the Northern Sea Route, in conditions of deep icing, low ambient temperatures and a high degree of mineralization of sea water.

Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, улучшающие качество пены.It is known that water and micelle-forming surfactants are the main components of fire extinguishing foaming compositions. To increase the effectiveness of fire fighting in the foaming compositions include various additives that improve the quality of the foam.

Известен пенообразующий состав (пат. США №3554912, кл. А62Д 1/00, 1971) для получения низкократной термостойкой пены, пригодной для тушения пожаров. Состав включает: от 2 до 40% высокоосновной соли алюминия Al₂(OH)₅Cl; от 0,02 до 4% поверхностно-активного вещества (ПАВ), содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу; и воду - остальное до 100%. Стабилизатор пены используют при раздельном хранении с пенообразователем.Known foaming composition (US Pat. US No. 3554912, class A62D 1/00, 1971) to obtain a low-temperature heat-resistant foam suitable for extinguishing fires. The composition includes: from 2 to 40% highly basic aluminum salt Al ₂ (OH) ₅ Cl; from 0.02 to 4% of a surfactant (SAS) containing from 6 to 18 carbon atoms per acid group; and water - the rest is up to 100%. The foam stabilizer is used for separate storage with a foaming agent.

Недостатком состава является необходимость использования значительных концентраций высокоосновного хлорида алюминия (ОХА), что экономически не выгодно.The disadvantage of the composition is the need to use significant concentrations of highly basic aluminum chloride (OXA), which is not economically viable.

Этого недостатка лишен пенообразующий состав для тушения пожаров (Авт. свид. СССР №1128963, кл. А62Д 1/00, 1984). Состав включает следующие компоненты, мас.%:The foaming composition for extinguishing fires is deprived of this drawback (Auth. Certificate. USSR No. 1128963, class A62D 1/00, 1984). The composition includes the following components, wt.%:

Поверхностно-активное веществоSurface-active substance 0,02-0,20.02-0.2 Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅ClBasic aluminum chloride Al ₂ (OH) ₅ Cl 0,5-2,00.5-2.0 Хлористый натрийSodium chloride 0,5-4,00.5-4.0 ВодаWater ОстальноеRest

Пенообразующий состав с морской водой значительно сокращает расходование основного хлорида алюминия.Foaming composition with sea water significantly reduces the consumption of basic aluminum chloride.

Недостатком состава, как и всех остальных, является невозможность его использования при минусовых температурах рабочего раствора.The disadvantage of the composition, like all others, is the inability to use it at subzero temperatures of the working solution.

Следует подчеркнуть, что разработанные в мировой практике морозоустойчивые пенообразователи решают лишь проблему их транспортировки и хранения, тогда как условия применения пенообразователей ограничиваются температурой воды от плюс 4°С до плюс 40°С.It should be emphasized that the frost-resistant blowing agents developed in world practice only solve the problem of their transportation and storage, while the conditions for the use of blowing agents are limited by the water temperature from + 4 ° С to + 40 ° С.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату при использовании высокоминерализованной воды является - Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров (Патент Р.Ф. №2328325, МПК А62D 1/04, 2006), принятый нами за прототип. Состав включает следующие компоненты, мас.%:The closest to the invention in terms of composition and achieved result when using highly saline water is the Concentrated stabilizer of heat-resistant foam for extinguishing fires (RF Patent No. 2238325, IPC A62D 1/04, 2006), adopted by us for the prototype. The composition includes the following components, wt.%:

Основной хлорид алюминия, Al₂(OH)₅ClBasic aluminum chloride, Al ₂ (OH) ₅ Cl 20,420,4 Сульфат аммония, (NH₄)₂SO₄ Ammonium Sulphate, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ 7,27.2 Уксусная кислота, СН₃СООНAcetic acid, CH ₃ COOH 9,09.0 ВодаWater ОстальноеRest

В сочетании с пенообразователями для тушения пожаров образует термостойкую пену.In combination with foaming agents to extinguish fires, it forms a heat-resistant foam.

Недостатком состава является его относительно высокая температура замерзания The disadvantage of the composition is its relatively high freezing point

(-10°С) и невозможность использования в рабочих растворах при минусовых температурах.(-10 ° C) and the inability to use in working solutions at subzero temperatures.

Для преодоления этого недостатка в предлагаемый состав включают магний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.%:To overcome this disadvantage, the proposed composition includes magnesium chloride in the following ratio of components, wt.%:

Основной хлорид алюминия, Al₂(OH)₅ClBasic aluminum chloride, Al ₂ (OH) ₅ Cl 1,01,0 Магний хлористый, MgCl₂ Magnesium chloride, MgCl ₂ 20,620.6 ПАВSurfactant 0,40.4 ВодаWater ОстальноеRest

Для получения и испытания состава согласно изобретению используют следующие вещества:To obtain and test the composition according to the invention, the following substances are used:

Основной хлорид алюминия - Al₂(OH)₅Cl, ТУ 216-350-002-39928758-02;The main aluminum chloride is Al ₂ (OH) ₅ Cl, TU 216-350-002-39928758-02;

Магний хлористый (6-водный), ГОСТ 4209-77;Magnesium chloride (6-water), GOST 4209-77;

вода питьевая.drinking water.

В примерах прототипа использованы анионактивные ПАВ - на основе первичных алкилсульфатов - ТЭАС, ТУ 0258-002-01013393-96 или ПО-6 ТС(А), ТУ 0258-147-05744685-95, свойства которых совпадают.In the examples of the prototype used anionic surfactants based on primary alkyl sulfates - TEAS, TU 0258-002-01013393-96 or PO-6 TS (A), TU 0258-147-05744685-95, whose properties are the same.

В работе с предлагаемым составом использован морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 3% (-40°С) ORCHIDEE GERMANY с добавлением 3% NH₃.In work with the proposed composition used frost-resistant foaming agent based on nonionic surfactants - AFFF 3% (-40 ° C) ORCHIDEE GERMANY with the addition of 3% NH ₃ .

Все испытания составов проводят по стандартным методикам, рекомендованным при разработке новых пенообразующих составов ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. /Общие технические требования и методы испытаний/.All testing of the compositions is carried out according to standard methods recommended in the development of new foaming compositions GOST R 50588-93. Foaming agents for extinguishing fires. /General technical requirements and test methods/.

Примеры приготовления и испытания пенообразующих растворовExamples of the preparation and testing of foaming solutions

Пример. 44 г MgCl₂·6Н₂О растворяют в воде, прибавляют 3 мл основного хлорида алюминия и доводят водой до 98,5 мл. Раствор помещают в морозильник с температурой минус 30°С до полного охлаждения. При этой же температуре в морозильнике выдерживают морозоустойчивый пенообразователь с содержанием 3% аммиака.Example. 44 g of MgCl ₂ · 6H ₂ O are dissolved in water, 3 ml of basic aluminum chloride are added and the mixture is made up to 98.5 ml with water. The solution is placed in a freezer with a temperature of minus 30 ° C until completely cooled. At the same temperature, a frost-resistant foaming agent with a content of 3% ammonia is maintained in the freezer.

При минус 30°С 1,5 мл морозоустойчивого пенообразователя смешивают с 98,5 мл приготовленного раствора и помещают в стакан стандартного смесителя РТ-1. Включают смеситель со скоростью 4000 об/мин на 30 секунд и отмечают текущее время. Состав содержит: 20,6% MgCl₂; 1,0% Аl₂(OH)₅Сl; 0,4 ПАВ; остальное вода до 100. В конкретном случае кратность пены составила 4,5; устойчивость - 12 часов.At minus 30 ° C, 1.5 ml of frost-resistant foaming agent is mixed with 98.5 ml of the prepared solution and placed in a glass of a standard RT-1 mixer. Turn on the mixer at a speed of 4000 rpm for 30 seconds and mark the current time. The composition contains: 20.6% MgCl ₂ ; 1.0% Al ₂ (OH) ₅ Cl; 0.4 surfactant; the rest of the water is up to 100. In a particular case, the foam multiplicity was 4.5; stability - 12 hours.

Аналогичные данные получают при более высоких температурах.Similar data are obtained at higher temperatures.

В таблице приведены сопоставительные показатели оптимальных составов пенообразующих растворов.The table shows the comparative indicators of the optimal compositions of the foaming solutions.

Данные таблицы показывают, что в отличие от состава прототипа предлагаемый состав может быть использован при тушении пожаров при температуре рабочего раствора минус 30°С, при этом устойчивость пены повышается в 4 раза.The data in the table show that, in contrast to the composition of the prototype, the proposed composition can be used to extinguish fires at a temperature of the working solution minus 30 ° C, while the foam stability is increased by 4 times.

Дополнительным преимуществом состава является сокращение расходования ПАВ - AFFF в рабочем растворе в 2 раза по сравнению с применением стандартного пенообразователя.An additional advantage of the composition is to reduce the consumption of surfactants - AFFF in the working solution by 2 times compared with the use of a standard foaming agent.

Данные таблицы также показывают, что предлагаемый состав удовлетворяет требованиям поставленной задачи.These tables also show that the proposed composition meets the requirements of the task.

Состав, % ^х) Composition,% ^x) Компоненты, вес.% в рабочем раствореComponents, wt.% In the working solution ПАВSurfactant Устойчивость ¹/₂ пены, часStability _^half foam hour ОХАOKHA MgCl₂ MgCl ₂ (NH₄)₂SO₄ (NH ₄ ) ₂ SO ₄ СН₃СООНCH ₃ COOH ПрототипPrototype 0,60.6   0,20.2 0,270.27 0,40.4 33 используют при плюсовой
температуре раствораuse with positive
solution temperature             ПредлагаемыйProposed 1,01,0 20,620.6     0,40.4 1212 используют при температуре
раствора минус 30°Сuse at temperature
solution minus 30 ° С             ^х) Остальное вода ^x) The rest is water            

Claims (1)

Пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров при минусовых температурах, включающий магний хлористый, основной хлорид алюминия, поверхностно-активное вещество и воду, отличающийся тем, что он содержит, мас.%:
Магний хлористый 20,6 Основной хлорид алюминия 1,0 Поверхностно-активное вещество 0,4 Вода Остальное Foaming composition of heat-resistant foam to extinguish fires at subzero temperatures, including magnesium chloride, basic aluminum chloride, a surfactant and water, characterized in that it contains, wt.%:
Magnesium chloride 20.6 Basic aluminum chloride 1,0 Surface-active substance 0.4 Water Rest