Электрические сети энергосистем Турбины тепловых и атомных электростанций Развитие атомной энергетики Анализ мирового энергетического рынка Воздействие радиации на человека Машиностроение для энергетики

Огнегасящие полимерные материалы в качестве автоматических безинерционных систем подавления возгораний

Возгорания, пожары и их предотвращение остаются постоянно актуальными проблемами современной цивилизации. Чем выше энергонасыщенность производств и транспорта, тем вероятнее возникновение чрезвычайных ситуаций, связанных с возгораниями. Пожары, как известно, приводят к большим человеческим жертвам и огромным материальным потерям. Поэтому имеется очень большое число научно-технических разработок по системам пожаротушения и созданию негорючих и трудносгораемых материалов [Баратов А. Н., Корольченко А.Я., Кравчук Г.Н. и др. Пожаровзывобезопасность веществ и материалов и средства их тушения/ Справ. изд. - М.: Химия, 1990. - Кн. 1, 496 с.; Кн. 2, 384 с., Моисеенко В.М., Мальков В.В., Агафонов В.В. и др. Современные средства пожаротушения/ Пожаровзрывобезопасность. - 1996. - №2.- С. 24-28.].

Результатами настоящей многолетней разработки являются новые реактивные огнегасящие полимерные композиционные материалы (ОГПКМ), сочетающие в своих функциях автономную безинерционную автоматическую систему подавления возгораний, с одной стороны, и свойства негорючего (трудносгораемого) материала, с другой.

Возможность активного подавления источника возгорания (как на поверхности, так и в объеме) и автоматическая безинерционная ликвидация пожара на самой начальной его стадии является основным преимуществом предлагаемых систем. Кроме того, эти материалы могут защищать от сгорания объекты и изделия, помещенные в контейнеры с защитой из ОГПКМ. Понятно, что для тушения развившегося пожара применения только ОГПКМ может быть недостаточно из-за недостаточности его массы. ОГПКМ имеет, как показано выше, целевое назначение не допустить развития пожара, подавляя его в самом начале возгорания.

Механизм действия: ОГПКМ представляет собой композиционный полимерный материал, содержащий наполнитель, который при повышении температуры до определенного предела и возникновении пламени взрывообразно выбрасывает в окружающее пространство химически активный газообразный огнегаситель, который подавляет источник возгорания. Регулированием состава полимерной матрицы и выбором химической природы огнегасителя можно управлять температурой активной реакции ОГПКМ на внешнее воздействие.

Обычно, используемый интервал температур воздействия ОГПКМ лежит в пределах 130-2200С, поскольку нижний предел связан с температурой эксплуатации материала и, соответственно, его долговечностью, а верхний - с необходимостью его эффективной своевременной реакции.

ОГПКМ, в зависимости от требований Заказчика может выпускаться в следующих вариантах:

пасты холодного отверждения для нанесения в виде покрытий;

пластины различных размеров и толщины для футеровки;

активные экраны;

пленки;

фасонные изделия;

жидкий отверждаемый заполнитель.

Основные характеристики ОГПКМ:

Плотность, кг/м3 - 1600-1800;

Температура срабатывания, 0С - 130-220 (регулируется в пределах);

Температура хранения и эксплуатации, 0С - (-50) – (+50);

Срок хранения, годы – 5.

Были проведены следующие испытания на стендах и макетах изделий:

1. В деревянные ящики, футерованные изнутри ОГПКМ были заложены бумажные документы. Ящики помещены на поддон с бензином, который поджигался. Через 30 минут бензин выгорал, ящик оставался целым, бумажные документы сохранялись. Температура в ящике в период горения не превышала 1600С. Контрольный ящик без ОГПКМ сгорел полностью.

2. Рядом испытаний было показано, что футерованные пластинами ОГПКМ (изнутри) ящики для пиротехнических изделий, оказывают существенное защитное действие. При попытках поджига ящиков изнутри, подавление очага воспламенения (горящего бензина) происходило через 20-30 сек. с момента зажигания. При действии внешнего пламени (горящего костра), интенсивное выделение огнетушащего агента не только предотвращало прогорание стенок ящика, но и приводило к тушению внешнего пожара. Срабатывания изделий не наблюдалось ни в первом, ни во втором случаях. Ящики, не защищенные ОГПКМ, при испытаниях в тех же условиях, сгорали полностью, имело место срабатывание изделий.

3. Был проведен ряд экспериментов, моделирующих попадание горящего авиационного топлива в негерметичные соседние отсеки летательных аппаратов. В контрольных экспериментах (без применения ОГПКМ) самопроизвольное горение не прекращалось и приводило к развитию полномасштабного пожара. При наличии на внутренней поверхности отсеков покрытия ОГПКМ (1-1,5 кг/м3) подавление горения происходило в течение 30-60 сек., без применения каких-либо дополнительных средств пожаротушения, даже при продолжающемся поступлении топлива.

4. Стандартный кабель покрывался на определенном отрезке ОГПКМ (отвержденной пастой). Оболочка кабеля поджигалась снаружи газовой горелкой или изнутри за счет экспериментального перегрева. В обоих случаях при достижении пламени зоны, покрытой ОГПКМ, горение прекращалось.

По нашему мнению, наиболее перспективными областями применения ОГПКМ могут быть:

защита наиболее уязвимых узлов и агрегатов летательных аппаратов, водных, наземных и подземных транспортных средств;

защита пожаро-взрывоопасных и особо ценных грузов, таких как документы, банкноты, произведения искусства и т.п., при их хранении и транспортировании (футеровка контейнеров);

локальная автоматическая защита наиболее уязвимых узлов силовых установок;

защита от аварийного возгорания электронных приборов и электрических машин, кабельных трасс.

Для применения новых материалов ОГПКМ в различных областях техники необходимо выполнение следующего этапа работ - проведение целенаправленных конструкторских разработок и опытно-конструкторских испытаний по отдельным отраслям техники.


На главную