Giới thiệu chất chữa cháy của bọt hòa không khí

KHÁI NIỆM CHẤT CHỮA CHÁY BỌT HÒA KHÔNG KHÍ

Bọt hòa không khí là chất chữa cháy dạng bọt được tạo ra từ quá trình kết hợp giữa dung dịch chất tạo bọt (gồm chất tạo bọt và nước) và không khí (hoặc khí nén) thông qua hệ thống tạo bọt.

Bọt hòa không khí bao gồm các bong bóng, bên trong chứa không khí và được phân cách bằng màng mỏng chất lỏng.

PHÂN LOẠI CHẤT CHỮA CHÁY BỌT HÒA KHÔNG KHÍ

Dựa vào độ nở để chia bọt hòa không khí làm 03 loại: Bọt có bội số nở thấp, bọt có bội sổ nở trung bình và bọt có bội số nở cao.

Tùy thuộc vào thực tế đám cháy, loại chất cháy mà có thể  sử dụng loại bọt phù hợp. Để dập tắt đám cháy theo phương pháp cách ly chất cháy và chất oxy hóa hoặc phương pháp làm ngạt (chữa cháy theo thể tích), có thể sử dụng bọt có bội số nở trung bình hoặc cao.

TÍNH CHẤT CỦA BỌT HÒA KHÔNG KHÍ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG TÁC CHỮA CHÁY

Tính chất của bọt hòa không khí có liên quan với tính chất lý, hóa học của chất tạo bọt. Hiện nay, chất tạo bọt được sản xuất chủ yếu từ các chất thấm ướt, sapônin và các chất tương tự. Ví dụ: Spelin Emugton – E30 (Đức); POi1, POi1D (Liên Xô cũ).

Tính chất hóa học của chất tạo bọt

Tạo thành kết tủa khi bảo quản lâu, có tính ăn mòn kim loại (phụ thuộc vào thành phần các muối của chất tạo bọt).

Thông số của một số loại bọt chữa cháy

Bọt chữa cháy của Cộng hòa dân chủ Đức (SPR-15)

Bọt chữa cháy của Liên Xô cũ (PO-1)

Yêu cầu quan trọng nhất đối với bọt để chữa cháy là độ bền. Độ bền của bọt phụ thuộc bởi nhiều yếu tố: Nhiệt độ môi trường, độ phân tán của bọt, độ dày của lớp màng chất lỏng…

Ngoài ra, độ bền của bọt còn phụ thuộc vào độ dày của lớp bọt. Khi chiều dày lớp bọt tăng lên thì tốc độ thoát chất lỏng của bọt giảm đi, độ bền của bọt tăng.

TÁC DỤNG CHỮA CHÁY CỦA BỌT HÒA KHÔNG KHÍ

Tác dụng chữa cháy của bọt hòa không khí

Tác dụng chữa cháy của bọt hòa không khí gồm: Tác đụng cách ly và tác dụng làm lạnh. Tùy thuộc vào từng loại bọt có độ nở khác nhau, mà một trong hai tác đụng chữa cháy nói trên được coi là tác dụng chữa cháy chủ yếu. Ví dụ: Bọt có bội số nở cao và bọt có bội số nở trung bình thì tác dụng cách ly là chủ yếu; còn đối với bọt có bội số nở thắp thì tác đụng chữa cháy làm lạnh là chủ yếu.

Tác dụng cách ly

Khi bọt được phun vào đám cháy, lớp bọt tạo thành trên bề mặt chất cháy đạt đến độ dày nhất định sẽ có tác dụng cách ly chất cháy với chất oxy hóa và ngăn cản sự thoát ra từ bề mặt chất cháy các hơi, khí cháy. Ngược lại, oxy cần thiết cho sự cháy từ môi trường không thể xâm nhập được vào vùng cháy. Do vậy hỗn hợp nguy hiểm cháy nổ sẽ không được hình thành và sự cháy sẽ không được duy trì, đám cháy sẽ được dập tắt .

Mặt khác, sự tạo thành lớp bọt có tác dụng ngăn cản nhiều bức xạ từ ngọn lửa tới bề mặt chất cháy. Khi tạo thành lớp bọt 1 cục bộ, nó có tác dụng che chắn một phần chất cháy khỏi tác tác động nhiệt bức xạ từ ngọn lửa. Bề mặt chất cháy không bị đốt 1 nóng sẽ không có sự thoát ra của hơi khí cháy. Như vậy, hỗn hợp nguy hiềm cháy nổ sẽ không được hình thành và sự cháy sẽ được dập tắt.

Tác dụng làm lạnh

Do bản thân bọt được tạo thành có nước và nước được tách 1 ra từ các bong bóng bọt. Nước có tác dụng làm lạnh vùng cháy và chất cháy, dẫn đến đám cháy được dập tất.

Tác dụng làm loãng

Ngoài các tác dụng chính nói trên, bọt chữa cháy còn có tác dụng làm loãng. Khi phun bọt vào bề mặt chất cháy; dưới tác dụng của nhiệt độ cao bọt bị phá hủy. Nước sẽ hóa hơi và trộn lẫn cùng với hơi; khí cháy đi vào vùng cháy. Như vậy; trong vùng cháy không chỉ có hơi; khí cháy và chất oxy hóa mà còn có thêm hơi nước. Do đó; nồng độ các thành phần tham gia phản ứng cháy giảm.

Phương pháp tạo bọt hòa không khí

Bọt hòa không khí được tạo thành bằng hai phương pháp: Phương pháp tạo bọt hòa không khí đơn giản và phương pháp tạo bọt hòa không khí bằng khí nén.

Phương pháp tạo bọt hòa không khí đơn giản

Chất tạo bọt đậm đặc (ở thể lỏng); được hòa trộn vào dòng nước theo tỉ lệ nhất định (có thể là 3% hoặc 6%); tạo thành dung dịch chất tạo bọt (nước – chất tạo bọt); cháy trong đường vòi và đi tới lăng tạo bọt (lăng phun bọt). Không khí cần thiết để tạo bọt được lấy từ môi trường xung quanh và được hút vào qua lăng phun bọt. Ở đây dung dịch chất tạo bọt và không khí bị va đập cơ học vào lưới thép của lăng phun bọt và tạo thành bọt hòa không khí phun ra ngoài.

Độ bền, độ nở của bọt được tạo theo phương pháp này tùy thuộc vào áp suất đường nước; cấu tạo của lăng phun và chất lượng chất tạo bọt.

Phương pháp tạo bọt hòa không khí đơn giản hiện nay được lực lượng PCCC trong cả nước sử dụng rộng rãi.

Phương pháp tạo bọt hòa không khí bằng khí nén

Trong trường hợp không khí cần thiết được hút vào lăng để tạo bọt không có; người ta sử dụng bình khí nén. Bọt được tạo thành bằng phương pháp này được gọi là bọt hòa không khí tạo bằng khí nén.

Nguyên tắc: Dùng các bình khí nén có sẵn (có chứa khí CO₂, N₂, Ar); qua hệ thống ống dẫn khí; khí nén này được đưa vào lăng tạo bọt và hỗn hợp với dung dịch chất tạo bọt. Khi hỗn hợp này phun ra khỏi đầu lăng thì khí nén giãn nở ra và tạo nên bọt.

Bọt được tạo ra theo phương pháp này có ưu điểm hơn so với phương pháp tạo bọt đơn giản; là bọt được tạo ra có bong bóng mịn; đồng đều. Do vậy; lớp bọt khi chữa cháy phủ đều trên bề mặt các chất cháy. Mặt khác; khi bọt bị phá hủy trong vùng cháy; sẽ sinh ra khí trơ – khí trơ có tác dụng làm giảm nồng độ các thành phần tham gia phản ứng cháy; hấp thụ nhiệt của vùng cháy. Độ nở của bọt tạo bằng khí nén trung bình từ 8 – 12 lần.

ỨNG DỤNG CHỮA CHÁY CỦA BỌT HÒA KHÔNG KHÍ

Tùy vào từng loại bọt (bọt có bội số nở thấp, bọt có bội số nở thấp, bọt có bội số nờ thấp) mà hiệu quả chữa cháỵ đối với các loại đám cháy khác cũng khác nhau (xem cụ thể tại phụ lục).

Hiệu quả chữa cháy của bọt có thể được nâng cao bằng cách lựa chọn biện pháp phun bọt và điều chỉnh các thông số của bọt. Ở giai đoạn đầu của quá trình chữa cháy cần phải phun loại bọt có bội số nở thấp; để có thể làm lạnh bề mặt của chất lỏng cháy nhanh nhất. Đến giai đoạn tiếp theo cần phun bọt có bội số nở cao hơn để nhanh chóng tạo ra lớp bọt đủ dày phủ kín bề mặt chất lỏng để ngăn cản hơi khí cháy thoát ra.

Đối với tất cả các chất tạo bọt ở thể lỏng hay dạng bột đều phải được bảo quản trong các bể, thùng kín sạch sẽ; nhiệt độ không vượt quá 40°c, nên bảo quản trong thùng chứa có cấu tạo từ polyetylen.

– Nếu chất tạo bọt bị đặc lại do nước bay hơi thì phải lấy nước sạch cho thêm vào bằng thể tích ban đầu. Sau đó phải kiểm tra lại chất lượng tạo bọt trước khi đem vào sử dụng.

– Chất tạo bọt trong kho ít nhất phải được kiểm tra chất lượng trong phòng thí nghiệm một năm một lần. Các chât tạo bọt kém phẩm chất (độ nở không đảm bảo); có thể giữ lại làm chất thấm ướt khi dùng nước để chữạ cháy.

Ứng dụng của chất chữa chãy bọt hòa không khí tại Việt Nam

Hiện nay, ở Việt Nam đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh có sử dụng một công nghệ tạo bọt mới của hãng Gimaex. Công nghệ này có tên Một – Bảy. Công nghệ Một – Bảy là công nghệ sử dụng hệ thống phun bọt có thành phần tạo bọt là: nước; chất tạo bọt và không khí được nén tự động với với lưu lượng từ: 15 – 1230gal/ phút (galông/ phút); tạo nên bọt bội số nở thấp có chất lượng cao.

Công nghệ này sử dụng ít nước và chất tạo bọt (foam) nhưng tạo ra được một thể tích bọt gấp 8 lần so với thể tích nước. Những hạt bọt này với kích thước đồng đêu nhau tạo lên một màng bọt phủ lên bề mật chất cháy. Bọt đựợc tạo thành có một số ưu điểm sau: kết dính tốt; diện tích bề mặt lớn; khả năng và tốc độ thấm ướt tốt; hạ nhiệt độ nhiệt độ chất cháy nhanh.

Quản lý quá trình pha trộn là một thiết bị đặc biệt – bộ điều khiển; được thiết lập và duy trì tự động bằng cách cảm biến áp; lực bơm; nồng độ của chất tạo bọt và bội số nở của bọt.