RU2566913C1 - Method of prevention of ignition of combustible materials during gas cutting of metal products and structures - Google Patents

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: in the method of prevention of ignition of combustible materials during carrying out gas cutting operations by the high temperature source on structures of metal, the non-combustible water-absorbing screen is mounted, to which liquid is supplied in the form of 26-28% solution of potassium chloride in water. Potassium chloride particles retain water on the screen in a bound state.

EFFECT: increased efficiency of fire protection of combustible materials.

1 tbl

Description

Изобретение относится к способам предотвращения загораний горючих материалов при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций на особо важных объектах, например в отсеках атомных подводных лодок и других кораблей.The invention relates to methods for preventing the ignition of combustible materials during high-temperature gas cutting operations of metal products and structures at especially important facilities, for example, in the compartments of nuclear submarines and other ships.

Известны устройства (М.Я. Ройтман. Пожарная профилактика в строительстве. М.: Стройиздат, 1978, стр. 168-172), которые выполнены в виде экранов, предназначенных для отражения или поглощения лучистой энергии при пожаре. В работе отмечены способы применения экранов с тепловым сопротивлением и без него, а также приведены примеры применения теплоотводящих экранов, в том числе, с охлаждаемой водой поверхностью.Known devices (M.Ya. Roitman. Fire prevention in construction. M .: Stroyizdat, 1978, p. 168-172), which are made in the form of screens designed to reflect or absorb radiant energy in a fire. The paper describes the methods of using screens with and without thermal resistance, as well as examples of the use of heat-shielding screens, including those with a surface cooled by water.

Известно устройство для локализации пожара (Патент Франции №2204973, кл. A62C 2/00, 1974), в котором вдоль фронта распространения огня устанавливают вертикально гибкое негорючее заграждение. Однако применение данного устройства при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций весьма проблематично.A device for localizing a fire is known (French Patent No. 2204973, class A62C 2/00, 1974), in which a vertically flexible non-combustible barrier is installed along the front of the fire propagation. However, the use of this device when conducting high-temperature gas cutting works of metal products and structures is very problematic.

Известно ограждение для ограничения распространения пожара (авторское свидетельство СССР №860770, кл. A62C 3/02, 1981), которое состоит из ленты, выполненной из несгораемого материала, намотанной на катушку, и стойки с утяжеленным основанием, причем один конец ленты прикреплен к стойке, а другой - к катушке. В верхней части катушки и стойки имеются кольца для транспортировки, соединенные серьгой, а на верхней кромке ленты размещены флажки для визуального контроля окончательного разворачивания ленты.Known fencing to limit the spread of fire (USSR author's certificate No. 860770, class A62C 3/02, 1981), which consists of a tape made of fireproof material wound on a reel and a rack with a weighted base, with one end of the tape attached to the rack and the other to the coil. In the upper part of the reel and rack, there are transportation rings connected by an earring, and flags are placed on the upper edge of the tape to visually control the final deployment of the tape.

Ограждение работает следующим образом.The fence works as follows.

Рядом с пожароопасным местом устанавливают стойку с утяжеленным для ее устойчивости основанием и фронтально по отношению к возможному очагу пожара, разворачивают из катушки ленту, изготовленную из негорючего материала. По количеству появившихся флажков, размещенных на верхней кромке ленты, определяют степень разворачивания ленты.Near the fire hazardous place, a stand is installed with a base heavier for its stability and frontally in relation to a possible fire source, a tape made of non-combustible material is deployed from the coil. By the number of flags that appear, placed on the upper edge of the tape, determine the degree of deployment of the tape.

К недостаткам этого устройства можно отнести его громоздкость и невозможность установки этого устройства в узких и неудобных для работы проемах и отсеках помещений и проходах кораблей.The disadvantages of this device include its bulkiness and the inability to install this device in narrow and inconvenient for work openings and compartments of rooms and passages of ships.

Известно устройство для локализации пожара (Авторское свидетельство СССР №772555, кл. A62C 3/02, 1980), принятое за прототип заявляемого технического решения. Принцип действия указанного устройства заключается в том, что вдоль фронта распространения огня устанавливают вертикально гибкое негорючее заграждение, затем создают уплотнение нижней части заграждения с помощью перфорированного рукава путем подачи в него огнетушащей жидкости и истечения этой жидкости под давлением через его перфорации. Таким образом, преграждается распространение пламени под заграждением, а также распространение пламени в вертикальной плоскости по всей ее высоте и длине.A device for localizing a fire is known (USSR Author's Certificate No. 772555, class A62C 3/02, 1980), adopted as a prototype of the claimed technical solution. The principle of operation of this device is that a vertically flexible non-combustible barrier is installed along the front of the fire propagation, then a seal is formed on the lower part of the barrier using a perforated sleeve by supplying a fire-extinguishing liquid into it and expiration of this liquid under pressure through its perforations. Thus, flame propagation under the barrier is blocked, as well as flame propagation in a vertical plane along its entire height and length.

Недостатком этого устройства является то, что при высокотемпературной газовой резке листовых металлических конструкций возникает поток разлетающихся от резака во все стороны капель и частиц горящего металла. Попадание этого потока на перфорированный рукав приводит к прогару участков рукава в зоне контакта капель и частиц горящего металла с горючим материалом, из которого изготовлен рукав, что приводит к выходу из строя устройства локализации пожара.The disadvantage of this device is that during high-temperature gas cutting of sheet metal structures, a stream of droplets and particles of burning metal flying from the torch in all directions arises. The ingress of this stream onto the perforated sleeve leads to burnout of the sleeve sections in the zone of contact of the droplets and particles of the burning metal with the combustible material from which the sleeve is made, which leads to failure of the fire localization device.

Задача настоящего изобретения заключается в предотвращении загораний горючих материалов при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций.The objective of the present invention is to prevent ignition of combustible materials during high-temperature gas cutting operations of metal products and structures.

Для этого в способе предотвращения загораний горючих материалов при проведении газорезательных работ высокотемпературным источником на конструкциях из металла, заключающемся в установке негорючего экрана и смачивании его водой, экран смачивают 26-28% масс. раствором хлорида калия в воде.To do this, in a method of preventing ignition of combustible materials during gas cutting operations with a high-temperature source on metal structures, which consists in installing a non-combustible screen and wetting it with water, the screen is moistened with 26-28% of the mass. a solution of potassium chloride in water.

Технический эффект заявляемого технического решения заключается в том, что при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций применяют негорючий, например асбестовый, экран, смоченный в растворе воды с содержанием в ней 26-28% масс. хлорида калия, что позволяет повысить пожарную безопасность проведения операции резки металла.The technical effect of the claimed technical solution lies in the fact that when carrying out high-temperature gas-cutting operations of metal products and structures, a non-combustible, for example asbestos, screen is used, moistened with a solution of water with a content of 26-28% of the mass. potassium chloride, which improves fire safety of the metal cutting operation.

Известно, что при проведении высокотемпературной (до 2600°C) газовой резки листовых металлических конструкций возникает поток разлетающихся от резака во все стороны капель и частиц горящего металла. При попадании этих капель и частиц на материалы органического происхождения, расположенных вблизи от места реза металла, происходит их воспламенение, приводящее к быстрому распространению пожара в проемах, отсеках помещений и проходах судна.It is known that during high-temperature (up to 2600 ° C) gas cutting of sheet metal structures, a stream of droplets and particles of burning metal flying from the torch in all directions arises. If these droplets and particles get on materials of organic origin located close to the place of metal cutting, they ignite, leading to the rapid spread of fire in the openings, compartments of the premises and passages of the vessel.

Например, к загораниям по этой причине в период ремонта и утилизации привели работы на атомных подводных лодках (АПЛ) «Екатеринбург», «Краснодар» и «Томск».For example, because of this reason, work on nuclear submarines (nuclear submarines) Yekaterinburg, Krasnodar, and Tomsk led to sunburns during the period of repair and disposal.

При производстве сварочных работ для предотвращения загораний горючих материалов широко используются в настоящее время асбестовые материалы, смоченные водой. Такие экраны улавливают частицы нагретого до высоких температур металла, охлаждают их и тем самым предотвращают возможность загорания горючих материалов. Так, например, в конструкции АПЛ широко применяется пенополиуретан, пенопласт, резина и другие горючие материалы. Смачивание водой асбестовых листов приходится выполнять неоднократно, поскольку вода быстро испаряется при повышенных температурах. Это приводит к прерыванию работ, зачастую к демонтажу асбестовых экранов, а затем к их повторной установке, иногда в узких и неудобных для работы проемах и отсеках помещений и проходов.In the production of welding to prevent the ignition of combustible materials, asbestos materials moistened with water are currently widely used. Such screens capture particles of metal heated to high temperatures, cool them and thereby prevent the possibility of ignition of combustible materials. So, for example, polyurethane foam, polystyrene foam, rubber and other combustible materials are widely used in the design of nuclear submarines. Water has to be wetted with asbestos sheets repeatedly, since water quickly evaporates at elevated temperatures. This leads to interruption of work, often to the dismantling of asbestos screens, and then to their re-installation, sometimes in narrow and inconvenient for work openings and compartments of rooms and walkways.

Известно (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Глава XVI. М.: изд. «Химия», 1971. - 784 с.; Краткий справочник химика глава IX. М.: изд. «Химия», 1964. - 619 с.), что хлорид калия растворяется в воде, образуя насыщенные и пересыщенные растворы. В насыщенных растворах между кристаллами и раствором возникает подвижное равновесие, при котором количество растворяющихся из кристалла частиц и вновь кристаллизующихся частиц одинаково в единицу времени. При комнатной температуре (20°C) на 100 г воды содержится ~36 г KCl, что соответствует ~27% масс. растворенного вещества.It is known (Kasatkin A.G. The main processes and apparatuses of chemical technology. Chapter XVI. M: publishing house "Chemistry", 1971. - 784 p .; Quick reference chemist chapter IX. M: publishing house "Chemistry", 1964. - 619 p.) That potassium chloride dissolves in water, forming saturated and supersaturated solutions. In saturated solutions, a mobile equilibrium arises between the crystals and the solution, in which the number of particles dissolving from the crystal and newly crystallizing particles is the same per unit time. At room temperature (20 ° C) per 100 g of water contains ~ 36 g of KCl, which corresponds to ~ 27% of the mass. solute.

На основании этих данных в заявляемом техническом решении был выбран оптимальный насыщенный раствор в воде хлористого калия, равный 26-28% масс. раствору хлорида калия в воде.Based on these data, in the claimed technical solution, the optimal saturated solution in potassium chloride water was selected, equal to 26-28% of the mass. a solution of potassium chloride in water.

Поэтому повысить надежность и эффективность способа предотвращения загораний горючих материалов при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций на особо важных объектах, например в отсеках атомных подводных лодок и других кораблей, можно с помощью асбестовых листов, смоченных водой, горючих материалов при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций можно, если смачивать асбестовые листы 26-28% масс. раствором хлорида калия (KCl) в воде. При этом за счет снижения испарения воды происходит ее удержание в асбестовом листе, а благодаря KCL осуществляется огнетушащий эффект.Therefore, it is possible to increase the reliability and efficiency of the method for preventing ignition of combustible materials during high-temperature gas cutting operations of metal products and structures at especially important facilities, for example, in compartments of nuclear submarines and other ships, using asbestos sheets moistened with water and combustible materials during high temperature gas cutting operations metal products and structures can be, if wet asbestos sheets 26-28% of the mass. a solution of potassium chloride (KCl) in water. At the same time, due to the reduction of water evaporation, it is retained in the asbestos sheet, and thanks to KCL, a fire extinguishing effect is carried out.

Известно применение порошка марки ПХК в технических средствах пожаротушения (Инструкция / Чибисов и др. М.: ВНИИПО, 1997. - 27 с.), в котором KCl составляет основу огнетушащего порошка для тушения пожаров класса Д (Д1, Д2, Д3) в соответствии ГОСТ Ρ 53280.5-2009 Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Часть 5. Порошки специального назначения. Общие технические требования. Методы испытаний, а также в соответствии с ГОСТ 27331-87 Пожарная техника. Классификация пожаров.It is known to use the PHC brand powder in fire fighting equipment (Instruction / Chibisov et al. M .: VNIIPO, 1997. - 27 p.), In which KCl is the basis of fire extinguishing powder for extinguishing fires of class D (D1, D2, D3) in accordance GOST Ρ 53280.5-2009 Automatic fire extinguishing installations. Extinguishing agents. Part 5. Powders for special purposes. General technical requirements. Test methods, as well as in accordance with GOST 27331-87 Fire fighting equipment. Fire classification.

Испытания на фрагментах асбестового полотна, смоченного водой, а также 26-28% масс. водным раствором KCl, подтвердили преимущество предлагаемого способа.Tests on fragments of asbestos cloth moistened with water, as well as 26-28% of the mass. an aqueous solution of KCl, confirmed the advantage of the proposed method.

Испытания проводились следующим образом.The tests were carried out as follows.

Квадратный кусок асбестовой ткани толщиной 2 мм размером 0,3×0,3 м располагался на металлической подложке горизонтально. Над ним на расстоянии 0,2 м также горизонтально устанавливался лист с такими же размерами из нержавеющей стали толщиной 2 мм марки Х18Н10Т, который должен был разрезаться с помощью резака с применением высокотемпературной газовой резки. Лист асбеста в течение 20-30 с окунался в воду или в раствор воды с 27% масс. хлорида калия. Масса асбестовой ткани, пропитанной водой, до экспериментов составляла 560-540 г, а масса асбестовой ткани, пропитанной 27% масс. водным раствором KCl, была равна 630-610 г. Излишки воды (раствора) стекали до момента прекращения падения капель. Готовые к эксперименту образцы влажной асбестовой ткани взвешивались с погрешностью 0,01 г и закреплялись на металлическом основании. Затем с помощью газового резака (температура резки регистрировалась с помощью пирометра и составила ~ в измерениях от 1800 до 2000°C) производилась резка стали со скоростью 0,5 см/с. Частицы расплавленного металла падали на пропитанную водой или раствором хлорида калия в воде асбестовую ткань. Измерялась потеря массы асбестовой ткани до и после опыта.A square piece of asbestos fabric with a thickness of 2 mm and a size of 0.3 × 0.3 m was placed horizontally on a metal substrate. Above it, at a distance of 0.2 m, a sheet with the same dimensions of stainless steel 2 mm thick X18N10T grade was also horizontally installed, which was to be cut using a torch using high-temperature gas cutting. A sheet of asbestos was dipped in water or in a solution of water with 27% of the mass for 20-30 s. potassium chloride. The mass of asbestos fabric soaked in water, before the experiments was 560-540 g, and the mass of asbestos fabric soaked in 27% of the mass. aqueous solution of KCl, was equal to 630-610 g. Excess water (solution) flowed down until the drop stopped stopping. Samples of wet asbestos fabric ready for the experiment were weighed with an error of 0.01 g and fixed on a metal base. Then, using a gas cutter (the cutting temperature was recorded using a pyrometer and amounted to ~ in measurements from 1800 to 2000 ° C), steel was cut at a speed of 0.5 cm / s. Particles of molten metal fell onto asbestos cloth soaked in water or a solution of potassium chloride in water. The weight loss of asbestos tissue was measured before and after the experiment.

Результаты опытов приведены в табл.The results of the experiments are given in table.

Как видно из результатов опытов потеря массы асбестовой ткани, пропитанной раствором хлорида калия, по сравнению с той же тканью, но пропитанной водой, в среднем на 16-20% масс. меньше. Следовательно, частицы хлорида калия, находящиеся на асбестовом экране, удерживают воду в связанном состоянии дольше, чем просто вода. Это дает возможность снизить вероятность загораний горючих материалов при проведении высокотемпературной газовой резки и тем самым повысить надежность и эффективность пожарной защиты горючих материалов от потока раскаленных металлических частиц.As can be seen from the results of the experiments, the weight loss of asbestos tissue impregnated with a solution of potassium chloride, in comparison with the same tissue, but saturated with water, an average of 16-20% of the mass. smaller. Therefore, the particles of potassium chloride located on the asbestos screen keep the water in a bound state for longer than just water. This makes it possible to reduce the likelihood of ignition of combustible materials during high-temperature gas cutting and thereby increase the reliability and efficiency of fire protection of combustible materials from the flow of hot metal particles.

Предлагаемое техническое решение может широко применяться для предотвращения загораний материалов теплозвукоизоляции при проведении газовой резки, например, в отсеках АПЛ при выполнении технологических процессов ремонта и утилизации.The proposed technical solution can be widely used to prevent ignition of heat and sound insulation materials during gas cutting, for example, in nuclear submarine compartments when performing technological processes of repair and disposal.

Claims (1)

Способ предотвращения загораний горючих полимерных материалов при проведении газорезательных работ высокотемпературным источником на конструкциях из металла, заключающийся в установке негорючего экрана и подаче на него жидкости, отличающийся тем, что экран изготавливают влагопоглощающим для улавливания горящих частиц металла, а жидкость подают на поверхность экрана для его смачивания в виде 26-28%-ного раствора хлорида калия в воде. A method of preventing the ignition of combustible polymer materials during gas cutting operations by a high-temperature source on metal structures, which consists in installing a non-combustible screen and supplying liquid to it, characterized in that the screen is made moisture-absorbing to trap burning metal particles, and the liquid is supplied to the surface of the screen to wet it in the form of a 26-28% solution of potassium chloride in water.