Огнетушитель

<час />

Фон

Ручной огнетушитель - это просто сосуд под давлением, из которого вытесняется материал (или агент) для тушения пожара. Агент воздействует на химический состав огня, удаляя один или несколько из трех элементов, необходимых для поддержания огня, обычно называемых огненным треугольником . Три стороны огненного треугольника - это топливо, тепло и кислород. Агент действует для отвода тепла путем охлаждения топлива или создания барьера между топливом и кислородом в окружающем воздухе. Как только огненный треугольник сломан, огонь гаснет. Большинство агентов имеют длительное воздействие на топливо, уменьшая возможность повторного возгорания. Обычно применяемые агенты представляют собой воду, химическую пену, сухой порошок, галон или диоксид углерода (CO ₂ ). К сожалению, ни один агент не эффективен в борьбе со всеми типами (классами) пожаров. Тип и среда, в которой находится горючий материал, определяют тип огнетушителя, который следует держать поблизости.

История

Огнетушители, в той или иной форме, вероятно, отстают от пожара лишь на короткое время. Более практичный и унифицированный огнетушитель, ставший теперь обычным явлением, начинался как сосуд под давлением, извергавший воду, а позже - комбинацию жидких элементов. Старые огнетушители состояли из баллонов с раствором пищевой соды . (бикарбонат натрия) и вода. Внутри наверху тела находился сосуд с серной кислотой. Эту конструкцию нужно было перевернуть, чтобы активировать, чтобы кислота пролилась на раствор бикарбоната натрия и вступила в химическую реакцию с образованием углекислого газа, достаточного для создания давления в цилиндре тела и вытеснения воды по напорной трубе. Это летучее устройство было улучшено путем помещения кислоты в стеклянную бутылку, предназначенную для разрушения поршнем, установленным на верхней части корпуса цилиндра, или ударом молотка по кольцевому устройству сбоку, чтобы высвободить кислоту. Громоздкая, а иногда и неэффективная конструкция также требовала доработки.

Дизайн

Помимо использования различных агентов, производители огнетушителей обычно используют какой-либо тип сосудов под давлением для хранения и слива огнетушащего вещества. Способы разгрузки каждого агента различаются. В водяных огнетушителях давление воздуха составляет примерно 150 фунтов на квадратный дюйм (psi) - в пять раз больше, чем в автомобильной шине. давление - от компрессора. Ручка с нажимной рукояткой управляет подпружиненным клапаном, ввинчиваемым в цилиндр давления. Внутри труба или «погружная трубка» проходит до дна резервуара, так что в вертикальном положении отверстие трубки находится под водой. Вода выпускается устойчивой струей через шланг или сопло, выталкиваемая сохраняющимся давлением над ней.

Гидравлические огнетушители типа «газовый баллончик» работают примерно так же, но источником давления является небольшой баллончик с газообразным диоксидом углерода (CO ₂ ) при 2000 фунтов на квадратный дюйм, а не в воздухе. Для срабатывания газового баллончика конец огнетушителя ударяется об пол, в результате чего заостренный штырь протыкает картридж, высвобождая газ в сосуд высокого давления. Выпущенный CO ₂ расширяется в несколько сотен раз по сравнению с первоначальным объемом, заполняя газовое пространство над водой. Это создает давление в цилиндре и заставляет воду подниматься по погружной трубе и выходить через шланг или сопло, чтобы направить ее на огонь. Эта конструкция оказалась менее подверженной утечке . (потеря давления с течением времени), чем просто нагнетание давления во всем цилиндре.

В пенных огнетушителях химический агент обычно находится под постоянным давлением. В порошковых огнетушителях химикаты можно либо поместить под сохраняющееся давление, либо использовать экспеллер с газовым баллончиком; тип с сохраненным давлением более широко используется. В углекислотных огнетушителях CO ₂ удерживается в жидкой форме под давлением от 800 до 900 фунтов на квадратный дюйм и является «самовыдвижным», что означает, что никакой другой элемент не требуется для принудительного выброса CO ₂ из огнетушителя. В установках с галоном химическое вещество также сохраняется в жидкой форме под давлением, но обычно в емкость добавляется газовый ускоритель (обычно азот).

Сырье

Огнетушители можно разделить на четыре классификации:класс A, класс B, класс C и класс D. Каждый класс соответствует типу пожара, для которого предназначен огнетушитель, и, следовательно, типу используемых средств тушения. Огнетушители класса А предназначены для тушения лесных и бумажных пожаров; Бой подразделений класса B содержал возгорание легковоспламеняющихся жидкостей; Огнетушители класса C предназначены для борьбы с живыми электрическими пожарами; и подразделения класса D борются с горящими металлическими огнями.

Вода доказала свою эффективность в огнетушителях, используемых при тушении деревянных или бумажных пожаров (класс A). Однако вода - это электрический проводник. Естественно, по этой причине в качестве средства борьбы с возгоранием электрического тока в цепях под напряжением (класс C) небезопасно. Кроме того, огнетушители класса A не следует использовать в случае возгорания легковоспламеняющихся жидкостей (класс B), особенно в резервуарах или сосудах. Вода может вызвать взрыв из-за горючих жидкостей, плавающих на воде и продолжающих гореть. Кроме того, сильный поток воды может разбрызгивать горящую жидкость на другие горючие вещества. Одним из недостатков водяных огнетушителей является то, что вода часто замерзает внутри огнетушителя при более низких температурах. По этим причинам пена, сухой химикат, CO ₂ , и были разработаны типы галонов.

Пена, хотя и на водной основе, эффективна при борьбе с пожарами, связанными с воспламеняющимися жидкостями (класс B). Огнетушитель на два галлона (7,5 литров) произведет около 16 галлонов (60 литров) густой липкой пены, которая охлаждает и тушит огонь. Сам агент представляет собой запатентованный состав, разработанный различными производителями, и содержит небольшое количество пропиленгликоля для предотвращения замерзания. Он содержится в виде смеси в цилиндре под давлением, аналогичном водяному. Большинство самолетов имеют этот тип огнетушителя. Пену также можно использовать при пожарах класса А.

Сухой порошковый агент был разработан для снижения опасности поражения электрическим током воды и, таким образом, эффективен при пожарах класса C. (Его также можно использовать при пожарах класса B.) Порошок представляет собой мелкодисперсный бикарбонат натрия, который очень сыпучий. Этот огнетушитель, также оборудованный погружной трубкой и содержащий сжатый газ, может работать либо от картриджа, либо от типа с сохраненным давлением, как описано выше. Многие специализированные сухие химические огнетушители также подходят для тушения металлических пожаров или класса D.

Двуокись углерода (CO ₂ ) в огнетушителях, эффективных против многих воспламеняющихся жидкостей и электрических пожаров (Класс B и C), используется CO ₂ и как агент, и как сжатый газ. Сжиженный углекислый газ под давлением, которое может превышать 800 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от размера и использования, вытесняется через раструб. При нажатии на ручку сжимаемой рукоятки CO ₂ высвобождается. в воздух, где сразу образует белый пушистый «снег». Снег вместе с газом существенно снижает количество кислорода на небольшом участке вокруг костра. Это задушит огонь, а снег прилипнет к топливу, охлаждая его ниже точки возгорания. Наибольшее преимущество CO ₂ огнетушитель - отсутствие постоянного остатка. Тогда с большей вероятностью удастся отремонтировать электрический прибор, который загорелся. В отличие от CO ₂ «снег», вода, пена и сухие химикаты могут испортить неповрежденные компоненты.

В качестве средств пожаротушения галоны в десять раз более эффективны при тушении пожаров, чем другие химические вещества. Большинство галонов нетоксичны, чрезвычайно быстры и эффективны. Химически инертны, они безвредны для хрупкого оборудования, включая компьютерные схемы, и не оставляют следов. Преимущество галона перед CO ₂ Огнетушитель в том, что он вообще меньше и легче. Галон является жидкостью, когда он находится под давлением, поэтому он использует погружную трубку вместе с азотом в качестве газа под давлением.

Галон, по крайней мере, в огнетушителях, вскоре может стать примечанием к истории. В 1992 году 87 стран мира согласились прекратить Алюминиевый сосуд высокого давления изготовлен методом ударной экструзии. В этом процессе алюминиевый блок помещается в матрицу и забивается с высокой скоростью с помощью инструмента для литья металла. Сила разжижает алюминий и заставляет его течь в полость вокруг инструмента, образуя цилиндр с открытым концом.
Этот цилиндр затем обрабатывается в процессах сужения и прядения, которые образуют открытый конец цилиндра. производство галоновых огнетушителей к 1 января 1994 года. Это устранит потенциальную угрозу защитному озоновому слою Земли, с которым молекулы галона, обладающие высокой устойчивостью к разложению, взаимодействуют и разрушают.

Большинство остальных элементов огнетушителя изготовлено из металла. Сосуд высокого давления обычно изготавливается из алюминиевого сплава, а клапан может быть стальным или пластиковым. Другие компоненты, такие как исполнительная рукоятка, предохранительные штифты и монтажный кронштейн, обычно изготавливаются из стали.

Производственный
процесс

Изготовление огнетушителя резервуарного типа или цилиндрического огнетушителя требует нескольких производственных операций, чтобы сформировать сосуд высокого давления, загрузить химический агент, обработать клапан и добавить оборудование, шланг или сопло.

Создание сосуда высокого давления

• 1 Сосуды под давлением изготавливаются из шайбовидных (дисковых) блоков из специального алюминиевого сплава. Шайба сначала подвергается ударному прессованию на большом прессе под большим давлением. При ударной экструзии алюминиевый блок помещают в матрицу и с очень высокой скоростью забивают металлическим инструментом. Эта огромная энергия разжижает алюминий и заставляет его течь в полость вокруг инструмента. Таким образом, алюминий принимает форму цилиндра с открытым концом, который имеет значительно больший объем, чем исходная шайба.

Сгибание и вращение

• 2 В процессе образования шейки на открытый конец цилиндра образуется купол за счет сужения В типичном огнетушителе с газовым баллончиком игла протыкает баллончик с газом. Выпускаемый газ быстро расширяется, заполняя пространство над водой и создавая давление в сосуде. Затем воду можно откачать из огнетушителя с необходимой силой. открытый конец с другой операцией, называемой прядением. Прядение аккуратно скатывает металл, увеличивая толщину стенки и уменьшая диаметр. После отжима добавляются нити.
• 3 Емкость подвергается гидростатическим испытаниям, очищается и покрывается порошковой краской. Затем сосуд запекают в духовке, где краска застывает.

Добавление огнетушащего вещества

• 4 Затем добавляется огнегасящий состав. Если сосуд относится к типу «сохраненного давления», тогда в сосуде соответственно повышается давление. Если для удаления огнетушащего вещества необходим газовый баллончик, он также вставляется в это время.
• 5 После добавления элемента пожаротушения сосуд герметично закрывается и добавляется клапан. Клапан состоит из обработанного корпуса из металлической прутковой заготовки на токарном станке или литой детали из пластмассы в экономичных версиях. Он должен быть герметичным и иметь приспособления для ввинчивания в цилиндр.

Окончательная сборка

• 6 Заключительной производственной операцией является сборка исполнительной рукоятки, предохранительных штифтов и монтажного кронштейна. Эти детали обычно изготавливаются методом холодной штамповки - формуются при низких температурах - из стали или листового металла, которые производитель закупает у внешнего поставщика. На баллоне также размещаются идентификационные таблички, указывающие на соответствующий класс пожарной безопасности, а также на пригодность для перезарядки. Многие из эконом-версий предназначены только для одноразового использования и не подлежат пополнению.

Контроль качества

Все огнетушители в Соединенных Штатах подпадают под юрисдикцию Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), Under-Writer's Laboratories, береговой охраны и других организаций, таких как Управление пожарной охраны Нью-Йорка. Производители должны зарегистрировать свою конструкцию и предоставить образцы для оценки, прежде чем продавать одобренный огнетушитель.

Одна из наиболее важных контрольных точек во время производственного процесса происходит после добавления огнетушащего вещества и герметизации емкости. Чрезвычайно важно, чтобы из баллона не протекал сжатый газ, потому что это сделало бы огнетушитель бесполезным. Для проверки герметичности над цилиндром надевается чехол, который служит аккумулятором. Внутри выделяется следовой газ, и в течение двух минут любую неприемлемую скорость утечки можно зафиксировать с помощью сложного оборудования для определения давления и обнаружения газа. Все огнетушители проходят испытания на герметичность.

Будущее

С постепенным отказом от галона новый, не повреждающий агент, скорее всего, заменит опасное химическое вещество в течение следующих нескольких лет. Кроме того, появляются новые применения старых конструкций; Наиболее распространены автоматические датчики тепла и огня, которые разряжают огнетушитель без участия оператора.