Анализ нормативного регулирования порошковых составов и огнетушителей России и за рубежом

Порошковое пожаротушение является одном из самых распространенных способов локализации возгорания. Это обусловлено преимуществами порошковых огнетушителей по сравнению с другими средствами: универсальностью применения, широким температурным интервалом работы, способностью к тушению приборов под напряжением, низкой токсичностью.

Вместе с тем в последние годы участились претензии к качеству отечественных порошковых огнетушителей, низкий уровень которых, к сожалению, подтвердили и многочисленные огневые испытания. В связи с этим представляло интерес провести сравнительный анализ требований российских ГОСТов [1, 2] и европейских норм [3], на соотвествие которым проводится сертификация огнетушителей, являющаяся обязательным условием их обращения на рынке.

Производители порошковых огнетушителей в Европе систематически повышают огнетушащую способность порошковых составов на основе фосфатов аммония, что находит отражение в нормативах по тушению модельных очагов пожаров классов А и В. Так, был проведен анализ требований по минимальным модельным очагам классов А и В в нормах России и Европы. Сопоставление проводилось между массой огнетушащего вещества (ОТВ) и минимальной площадью горящей поверхности модельного очага, которая должна быть потушена порошком (табл. 1 и 2). Результаты анализа наглядно показывают отставание требований к отечественным порошковым огнетушителям по огнетушащей способности от европейских аналогов.

Таблица 1 - Требования по огнетушащей способности для минимального модельного очага класса А

По фактическим данным ряд иностранных производителей огнетушащих порошков и огнетушителей заявляют еще более высокую огнетушащую эффективность для своих продуктов. Так, например, огнетушитель немецкого прозводителя с ОТВ массой 6 кг должен тушить модельный очаг класса А площадью 51 м². В то же время отечественный рынок не заинтересован в появлении огнетушителей с показаниями по огнетушащей способности, превосходящей требованиям ГОСТов.

Таблица 2 - Требования по огнетушащей способности для минимального модельного очага класса В

В связи с этим необходимо акцентрировать внимание на различиях в уровне требований, которые предъявляются к огнетушащим порошкам, применяемым для тушения очагов классов А и В, в России и Европе (табл.3).

Таблица 3 - Минимальные требования к модельным очагам и огнетушителям для проверки огнетушащих порошков на способность к тушению очагов классов А и В

Считаем необходимым заострить внимание на серьезнейшем несоответствии между условиями тестирования огнетушащих порошков и огнетушителей при тушении модельного очага класса А.

Нами были проведены испытания, при которых в качестве ОТВ использовался кламмический (по мировой практике) огнетушащий порошок класса ВС (карбонатно-хлоридная основа). При профессиональной работе оператора из огнетушителя ОП-3 согласно данным ОТВ был потушен регламентируемый модельный очаг 1А (площадь 4,7 м²), т. е. огнетушащий порошок данного типа вследствие низких нормативных требований к условиям испытаний и при относительно большой массе ОТВ формально можно отнести к ОТВ для тушения класса А. При этом на практике при снаряжении им более крупных огнетушителей (ОП-4 и более) он не обеспечивает тушения на соответствующих модельных очагах класса А (тлеющая древесина).

При этом наиболее распространенной моделью порошкового огнетушителя на рынке РФ является ОП-4. В настоящее время ОП-4 согласно [1] должен проверяться на модельных очагах 2А (площадью 9,4 м²) и 55В (площадью 1,7 м²). Заряженные упомянутым выше порошком огнетушители не могут потушить нормативные минимальные модельные очаги класса 2А, что неоднократно демонстрировалось при огневых испытаниях порошковых огнетушителей.

Используя это слабое звено в нормативах, ряд производителей огнетушащих порошков поставвляет на рынок относительно низкокачественный порошок класса ВС (карбонатно-хлоридный) под видом высококачественного порошка класса АВС (фосфатный), чем вводит в заблуждение и производителей огнетушителей, и покупателей.

Для повышения качества российских огнетушащих порошков и, как следствие, огнетушителей, предлагаем для проверки огнетушащего порошка на способность к тушению очагов классов А и В использовать огнетушитель ОП-4, как наиболее широко используемый в России, и модельные очаги 3А (площадью 13,9 м²) и 70В (площадью 2,2 м²). Кроме стимулирования роста качества средств первичного пожаротушения, данное решение позволит устранить нормативную лаазейку для поставки низкокачественных огнетушащих порошков.

При анализе нормативов Европы и Северной Америки выявлено, что развитие зарубежных порошковых составов и огнетушителей напрямую связано с повышением требований, предъявляемых к ним нормативной документацией, и их детализацией. Одним из важнейших факторов при проведении огневых испытаний порошков по тушению модельных очагов класса А следует признать влажность древесины (таблица 4).

Таблица 4 - Требования по типу древесины и ее влажности для модельного очага пожара класса А

В работах [8, 9] подробно описан механизм горения древесины и различия в этом процессе. Так, справедливо отмечается, что показатель низшей теплоты сгорания является объективной характеристикой горения, в частности, древесины. Для модельных очагов класса А характерна практически неконтролируемая вариабельность в процессе горения. Основной причиной различий в скорости горения казалось бы одинаковых моедльных очагов на практике является влажность древесины. Многочисленные опыты показывают, что при одном и том же времени горения (8 мин) модельных очагов класса А с влажностью древесины 9 и 15% скорость возгорания и мощность горения их существенно различаются.

Для сопоставления различных модельных очагов и снижения вариантивности условий проведения огневых экспериментов считаем разумным установить диапазон влажности древесины от 10 до 14% и обязательность его контроля при подготовке и проведении испытаний с помощью портативных влагомеров.

Не менее важным фактором, влияющим на повторяемость и объективность огневых испытаний, следует признать скорость ветра. Ветровой поток (скорость, порывистость, смена направления) напрямую влияет на равномерность горения очага класса А и форму пламени при горении очага класса В.

Для модельного очага класса А при скорости ветра более 3 м/с наблюдается неравномерность горения модельного очага и, как следствие, уменьшение площади горящей древесины и снижение ранга очага. В случае горения очага класса В ветер, прижимая пламя к земле, облегчает оператору выполнения задачи по "отрыву" пламени. В каждом из приведенных примеров фактический ранг модельного очага оказывается ниже заявляемого изготовителем. Мы уверены, что для повторяемости условий огневых испытаний крайне важно стабилизировать данный фактор. Решить эту задачу можно двумя способами:

• снижение максимальной скорости ветра (в нормативах) до 3 м/с;
• дополнением нормативных условй проведения испытаний обязательным требованием по наличию испытательной камеры, которую следует сооружать по предложенным в европейских или канадских нормах размерам, но без крыши, что позволит снизить ее высоту до 7 м и исключить тепловое воздействие на конструкции крыши (таблица 5). Воспроизводимость огневых испытаний в подобной камере возрастает на порядок.

Немаловажно и требование зарубежных номр по скреплению брусков для модельного очага класса А: бруски достаточно жестко фиксируются, чтобы при горении очага, ветровой нагрузке или давлении струи огнетушащего порошка не происходило их сдвига относительно друг друга с целью исключения дополнительной площади поверхности горения, как правило, достаточно труднодоступной для тушения. Таким образом, это позволяет сохранить заявленный ранг модельного очага в течение всего эксперимента.

Таблица 5 - Рекомендуемые геометрические параметры камеры для огневых испытаний

По влиянию на процесс горения временной фактор столь же важен, как и описанная выше влажность материала. Действительно, время горения очага в отечественных нормах описано диапазоном, и зачастую конкретная величина выбирается организаторами по минимуму. Очень интересны в связи с этим рекомендации канадского стандарта. Поскольку процесс горения - это многофакторный процесс, оценивать скорость горения целесообразно через величины тепловых мощностей (проблематичен вопрос с выбором точки контроля) или уменьшение массы горящего очага как обратную зависимость от мощности выделяющегося теплового потока (таблица 6).

Таблица 6 - Оценка скорости горения модельного очага класса А через время горения и уменьшения его массы

Полагаем, что при уменьшении диапазона влажности древесины и снижение нормативной ветровой нагрузки достаточно принять общее время горения очага класса А равным 8 мин (с учетом горения бензина 2 мин). Для исключения прочих факторов (метеоусловия, химический состав древесины и пр.) и повышения воспроизводимости огневых испытаний имеет смысл исследовать кинетику горения очага через кинетику изменения массы очага и в дальнейшем подготовить доклад по данной тематике с разработкой рекомендации по изменению отечественных стандартов.

Следует отдельно отметиь ряд показателей отнетушащих порошков, регламентируемых нормами. Так, европейские нормы отличаются от отечественных, с одной стороны, более узкими диапазонами характеристик (например, влажности), а с другой - большими объемом информации о порошке и приближением характеристик огнетушащего порошка к рыночным реалиям. Например, в настоящее время огнетушащие порошки общего класса АВСЕ имеют насыпную плотность неуплотненного порошка (870±70) кг/м³. Плотность менее 800 кг/м³ не устраивает потребителей, так как влечет за собой увеличение затрат на производство огнетушителей. Реалии отечественного рынка таковы, что первичной на рынке порошковых огнетушителей остается себестоимость огнетушителя, а не его эффективность.

Полагаем, что для уменьшения противоречий следует оставить в ГОСТ Р 53280.4-2009 только одно определение, касающееся соответствия огнетушащего порошка по показателю водоотталкивания, а именно:  Порошки не должны полностью впитывать капли воды в течение не менее 120 мин.

В таблице 7 и 8 представлены сравнительные данные по способам и условиям тушения модельных очагов классов А и В, а также требованиям к количеству экспериментов.

Таблица 7 - Способы и условия тушения модельного очага класса А

Таблица 8 - Способы и условия тушения модельного очага класса В

По тушению очага класса А полагаем целесообразным требование о наблюдении за затушенным очагом в течение 3 мин. Исходя из нашего опыта именно такое время показательно при огневых испытаниях.

По тушению очага класса В полагаем существующие нормы справедливыми. По нашему мнению, следует лишь в ГОСТ Р 53280.4-2009 более четко прописать требования к бензину, тем более что регламентируемый в настоящее время бензин "Нормаль-80" купить на заправках практически невозможно. Кроме того, предлагаем исключить из документа нормативное требование, регламентируюшее расход ОТВ на 1 м² поверхности горения при тушении модельного очага класса В.

Отдельно рассматривалось влияние сечения насадка-распылителя на тактику оператора при проведении огневых испытаний. В результате многочисленных натурных экспериментовв было выявлено два важных факта.

Во-первых, при проведении огневых испытаний по тушению пожара класса А сечение насадка-распылителя напрямую влияет лишь на тактику тушения оператора. Результативность тушения, кроме тактики оператора, во многом определяется экономичностью расхода ОТВ и точностью регулировки этого расхода через запорно-пусковое устройство (ЗПУ). Считаем, что именно площадь сечения начадка-распылителя определяет расход ОТВ, а соответственно, и результативность испытаний.

Во-вторых, при проведении огневых испытаний по тушению очага класса В сечение насадка-распылителя напрямую влияет на форму и концентрацию струи ОТВ. При этом предпочтительнее так называемые "щелевые" насадки-распылители. Эти насадки формируют плоский факел ОТВ, который, с одной стороны, перекрывают по ширине модельный очаг (с кругло насадкой это сделать намного сложнее), с другой - позволяет оператору эффективно осуществить "отрыв" пламени и тушения очага.

Полагаем данные наблюдения важными при обсуждении требований, предъявляемых нормами к норме и сечению насадка-распылителя порошкового огнетушителя.

На основании результатов анализа были сформулированы предложения по совершенствованию отечественной нормативной документации в области порошкового пожаротушения с целью повышения огнетушащей способности отечественных порошковых огнетущителей.

Авторы:

Е.В. Краснов, канд. техн. наук, генеральный директор ЗАО "Экохиммаш"

М.Н. Вайсман, канд. техн. наук, независимый эксперт

А.С. Смирнов, канд. техн. наук, генеральный директор ООО "ТЗК Экохиммаш"

С.А. Смирнов, канд. техн. наук, менеджер по продажам ООО "ТЗК Экохиммаш"