2019中級注冊安全工程師答疑:泡沫滅火劑的分類及常用種類?

問題：

泡沫滅火劑的分類及常用種類?

答疑：

泡沫滅火劑是撲救可燃易燃液體的有效滅火劑，它主要是在液體表面生成凝聚的泡沫漂浮層，起窒息和冷卻作用。

1.按混合比例分類點擊 免費預(yù)約短信提醒

按照泡沫液與水混合的比例，泡沫滅火劑可分為1.5%型、3%型、6%型等。

2.按發(fā)泡倍數(shù)分類

泡沫滅火劑按其發(fā)泡倍數(shù)可分為低倍數(shù)泡沫滅火劑、中倍數(shù)泡沫滅火劑和高倍數(shù)泡沫滅火劑三類。低倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)一般在20

倍以下，中倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)在20～200倍之間，高倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)一般在200～1000倍之間。

3.按使用特點分類

泡沫滅火劑按其使用場所和特點可分為A類泡沫滅火劑和B類泡沫滅火劑，B類泡沫滅火劑又可分為非水溶性泡沫滅火劑(如蛋白泡沫滅火劑、氟蛋白泡沫滅火劑、“輕水”泡沫滅火劑)和抗溶性泡沫滅火劑(凝膠型抗溶泡沫滅火劑、水成膜抗溶泡沫滅火劑、氟蛋白抗溶泡沫滅火劑、成膜蛋白抗溶泡沫滅火劑、成膜氟蛋白抗溶泡沫滅火劑、中倍數(shù)抗溶泡沫滅火劑)。

4.按合成泡沫的基質(zhì)分類

泡沫滅火劑可分為蛋白型泡沫滅火劑和合成泡沫滅火劑。蛋白型泡沫滅火劑主要有普通蛋白泡沫滅火劑，氟蛋白泡沫滅火劑，成膜氟蛋白泡沫滅火劑，抗溶和成膜蛋白抗溶泡沫滅火劑;合成泡沫滅火劑主要有高倍數(shù)泡沫滅火劑，高、中、低倍通用泡沫滅火劑，水成膜泡沫滅火劑，抗溶水成膜滅火劑，A類火泡沫。

常用泡沫滅火劑

一、化學(xué)泡沫滅火劑

1.組分和作用

主要仍以硫酸鋁、碳酸氫鈉兩種藥劑作為發(fā)泡劑，并添加了氟碳表面活性劑，碳氫表面活性劑為增效劑所組成.

2.性能

具有粘度小，流動性和自封能力好，滅火效率高等特點.其滅火效率為同量YP型化學(xué)泡沫滅火劑的2～3倍;而且全部采用合成原料，不易變質(zhì)，儲存期較長.

滅火原理

使用時，設(shè)法使酸性劑和堿性劑的水溶液混合，反應(yīng)中生成的二氧化碳，一方面在溶液中形成大量細小的泡沫;同時使滅火器中的壓力很快上升，將生成的泡沫從噴嘴噴出.反應(yīng)生成的膠狀氫氧化鋁則分布在泡膜上，使泡沫具有一定的粘性，且易于粘附在燃燒物上，并增強泡沫的熱穩(wěn)定性，藥劑中的氟碳表面活性劑可使滅火劑溶液的表面張力和臨界膠束濃度降低，易于成泡;同時可使溶液的擴散系數(shù)為正值，能在非水溶性可燃液體表面形成一層水膜;碳氫表面活性劑則可使泡沫穩(wěn)定，并對成膜具有一定的輔助作用。

5.保管方法

內(nèi)劑和外劑必須分開包裝，以每具滅火器所需的內(nèi)外劑量為一最小包裝單位，一律用聚乙烯或聚氯乙烯塑料袋包裝，然后再分別以紙箱或木箱包裝。在運輸過程中應(yīng)避免受潮和曝曬。

化學(xué)泡沫滅火劑應(yīng)儲存在陰涼。干燥的庫房中;內(nèi)劑和外劑應(yīng)分開堆放，堆垛不宜過高。

6.有效期

化學(xué)泡沫劑經(jīng)配制后充裝于滅火器內(nèi)，有效期為一年。

化學(xué)泡沫滅火劑的泡沫是通過兩種藥劑的水溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的，由于其滅火效果較差、腐蝕性強、保質(zhì)期短、對人體和環(huán)境有害，在我國已經(jīng)被停止使用多年了。

二、空氣泡沫滅火劑

空氣泡沫滅火劑的泡沫是通過攪拌而生成的。按其發(fā)泡倍數(shù)可分為低倍數(shù)泡沫、中倍數(shù)泡沫和高倍數(shù)泡沫三類。根據(jù)發(fā)泡劑的類型和用途，低倍數(shù)泡沫滅火劑又可分為蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、抗溶性泡沫和合成泡沫滅火劑五種類型。

1.蛋白泡沫滅火劑

蛋白泡沫滅火劑是泡沫中最基本的一種。分動物蛋白和植物蛋白兩種，它的主要成分是水和水解蛋白，再加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定、防凍、緩釋、防腐及粘度控制等添加劑制成，是一種黑褐色的粘稠液體，具有天然蛋白質(zhì)分解后的臭味。泡沫液中還含有一定量的無機鹽，如氯化鈉、硫酸亞鐵等。平時貯存在包裝桶或貯罐內(nèi)，滅火時通過比例混合器與壓力水流按6：94或3：97的比例混合，形成混合液，混合液在流經(jīng)泡沫管槍或泡沫產(chǎn)生器時吸入空氣，并經(jīng)機械攪拌后優(yōu)點產(chǎn)生泡沫，噴射到燃燒區(qū)實施滅火。

1922年，美國標(biāo)準(zhǔn)石油公司的詹寧斯把動物膠和硫酸亞鐵注射到汽油的表面，防止其蒸發(fā)起火，這是世界上最早把蛋白泡沫用于消防。后來德國的威森保魯和斯培瑪發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)加水分解物是最好的泡沫滅火劑。他們把蛋白質(zhì)加水分解物與硫酸亞水溶液作為兩種水溶液分別放置。使用時混合起來，吸入空氣攪拌發(fā)泡，以后他們又在蛋白質(zhì)加水分解物中添加硫酸亞鐵鹽，作為一種濃縮劑使用，開發(fā)了現(xiàn)在的蛋白泡沫。它們5%的濃度與淡水，海水組成混合液，發(fā)生8倍的泡沫，能穩(wěn)定地留在石油的表面。德國漢堡的斯塔瑪公司至今還在銷售這種泡沫液。

(1)滅火原理

它所產(chǎn)生的空氣泡沫比重輕(一般在0.1～0。5之間)，流動性能好,抗燒性強，又不易被沖散，能迅速在非水溶性液體表面形成覆蓋層迅速將火撲滅。由于蛋白泡沫還能粘附在垂直的表面上，因而也可以撲救一般固體物質(zhì)的火災(zāi)。目前，蛋白泡沫主要用于撲救油類火災(zāi)。

(2)特點

蛋白泡沫的優(yōu)點主要是原料易得，生產(chǎn)工藝簡單，成本低，泡沫穩(wěn)定性好，對水質(zhì)要求不高，儲存性能較好等。但與其它泡沫相比，泡沫的流動性能較差，抵抗油質(zhì)污染的能力較低，不能用于液下噴射滅火，也不能與干粉滅火劑聯(lián)用(其泡沫與干粉接觸時，很快就被破壞)，主要用于撲救油類火災(zāi)。

(3)應(yīng)用范圍

主要用于撲救一般非水溶性易燃和可燃液體火災(zāi)，也可用于撲救一般可燃固體物質(zhì)的火災(zāi)。由于它有良好的熱穩(wěn)定性和覆蓋性能，還被廣泛地應(yīng)用于石油儲罐的滅火或?qū)⑴菽瓏娙胛粗鸬挠凸蓿苑乐垢浇鹩凸掭椛錈嵋?。使用蛋白泡沫施救原油，重油儲罐火?zāi)時，要注意可能引起的油沫沸溢或噴濺。

2.氟蛋白泡沫滅火劑

美國的國民泡沫公司于1965年開發(fā)了商品為AER-O-FOAMXL的氟蛋白泡沫。氟蛋白泡沫流動性好，并且在受油品污染的情況下也不輕易消泡，能以液下噴射的形式使用。緊接著國民泡沫公司，英國的安格斯公司、ICI公司也制成了氟蛋白泡沫液，以FP-70的商品在市場上銷售。在歐美，氟蛋白泡沫問世后，很快就替代了蛋白泡沫成為保護大型油罐的主流滅火劑。

(1)組分

在蛋白泡沫中加入“6201”預(yù)制液，即可成為氟蛋白泡沫滅火劑。“

6201”預(yù)制液，又稱FCS溶液，是由“6201”氟碳表面活性劑、異丙醇和水按3：3：4的質(zhì)量比配制成的水溶液。

“6201氟碳表面活性劑在6%型和3%型氟蛋白泡沫液中的重量百分數(shù)分別為0.33%和0.66%。因此，這兩種類型的氟蛋白泡沫液，按規(guī)定混合比產(chǎn)生的氟蛋白泡沫，其6201氟碳表面活性劑的含量均為0.0196%(重量%)

(2)滅火原理和泡沫特點

滅火原理與蛋白泡沫基本相同。但由于氟碳表面活性劑的作用，使它的水溶液和泡沫性能發(fā)生了顯著的變化，從而提高了滅火效率。

①水溶液的表面張力和界面張力明顯降低：實驗證明，蛋白泡沫溶液與水按規(guī)定混合比配制的水溶液，其表面張力為46×10-5N/cm左右，而按規(guī)定混合比配制的氟蛋白泡沫滅火劑的水溶液，在“6201’’和OBS含量為0.015%時的表面張力僅為21×10-5N/cm左右。而且，“6201”和OBS還能降低滅火劑水溶液與油類之間的界面張力。表面張力和界面張力的降低，都意味著產(chǎn)生泡沫所需的能量相對減小。

②泡沫易于流動：泡沫的臨界切應(yīng)力大小與泡抹的流動性有直接的關(guān)系，切應(yīng)力越小，泡沫的流動性越好。實驗測定，蛋白泡沫的臨界切應(yīng)力為200×10-5N/cm左右;而氟蛋白泡沫的臨界切應(yīng)力僅為100

×10-5N/cm左右。因而，氟蛋白泡沫的流動性比蛋白泡沫好得多。氟蛋白泡沫滅火時以較薄的泡沫層，即能迅速地將油面覆蓋，且泡沫比較牢固，不易被破壞;即使被沖破，由于它有良好的流動性和自愈性，也能快速自行愈合。

③泡沫疏油能力強：滅火時，往往由于泡沫噴射與油面發(fā)生沖擊作用，而使部分泡沫潛入油中，并夾帶一定量的油再浮到油面上來。當(dāng)?shù)鞍着菽?定油量時，即能自由燃燒，因而不能用于液下噴射。而氟蛋白泡沫滅火時，由于氟碳表面活性劑分子中的氟碳鏈既有疏水性又有很強的疏油性，可以在泡沫與油的交界面上形成水膜，又能把油滴包于泡沫之中，阻止了油的蒸發(fā)，降低含油泡沫的燃燒性。實驗證明，蛋白泡沫中含汽油量達到2%以上時，即有可燃性，達到8.5%時即可自由燃燒;而氟蛋白泡沫中的汽油含量需高達23%以上時才能自由燃燒。

④與干粉聯(lián)用性好：蛋白泡沫不能與一般干粉聯(lián)用。

因為干粉中所用的防潮劑(如硬脂酸鎂)對泡沫有很大的破壞作用，兩者一經(jīng)接觸，泡沫就會很快被破壞而消失，所以蛋白泡沫只能與經(jīng)過特制的于粉聯(lián)用。而氟蛋白泡沫則由于氟碳表面活性劑的作用，具有抵抗干粉破壞的能力。蛋白泡沫中含有0.01%的6201或OBS時，即有明顯的抗干粉破壞的能力;當(dāng)“6201’或 OBS的含量達到0.015～0.02%時。與

干粉就有良好的聯(lián)用性。因此，氟蛋白泡沫滅火劑可與各種干粉聯(lián)用，且均能取得良好的滅火效果。干粉滅火劑滅火速度快，可以迅速壓住火勢;泡沫則覆蓋在油面上，能防止復(fù)燃。兩者聯(lián)用時，充分發(fā)揮各自的長處。即可把火迅速撲滅。

(4)應(yīng)用方范圍

它與蛋白泡沫滅火劑一樣，主要用于撲救各種非水溶性可燃、易燃液體和-些可燃固體火災(zāi)。廣泛用于撲救大型儲罐(液下噴射)、散裝倉庫、輸送中轉(zhuǎn)裝置，生產(chǎn)加工裝置、油碼頭及飛機火災(zāi)等。其使用方法、儲存要求與蛋白泡沫同。

3.水成膜泡沫滅火劑

水成膜泡沫是美國發(fā)明的。1946年-1952年，美國海軍技術(shù)研究所的特威斯曼在研究團體的濕潤性發(fā)現(xiàn)，氟表面活性劑既具有斥水性，又具有斥油性。該研究所的查布研究把氟表面活性劑作為滅火劑應(yīng)用，并開發(fā)了把它與干粉滅火劑一起使用的聯(lián)用系統(tǒng)。這種泡沫析出的氟表面活性劑水溶液在油表面形成薄膜，浮在上面，在滅火后抑止蒸汽發(fā)生并防止復(fù)燃。由于它在油的表面形成輕的水性薄膜，美國海軍就稱其為輕水泡沫，并于1964年獲得專利。

(1)組分

由氟碳表面活性劑、碳氫表面活性劑和添加劑(泡沫穩(wěn)定劑，抗凍劑，助溶劑、增稠劑等)及水組成。氟碳表面活性劑是其中的主要成分，所占比例為1～5%;它可以是一種，也可以是多種表面活性劑的混合物。其親水基團可為陽離子型或陰離子型，也可為兩性或非離子型的，使用最多的是陰離子型。水成膜泡沫滅火劑還含有0.1～0.5的聚氧化乙烯，用以改善泡沫的抗復(fù)燃能力和自封能力。

水成膜泡沫滅火劑中使用的非氟表面活性劑的含量為0.01～0.5%。它不僅能增強泡沫的發(fā)泡倍數(shù)和穩(wěn)定性，而且能降低水成膜泡沫水溶液與油類之間的界面張力，增強與油料之間的親和力，有助于水膜的形成和擴散，使一部分不能形成擴散膜的一些氟碳表面活性劑也能更好地成膜，形成堅固的含水膜。

水成膜泡沫中的溶劑為乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚等，用量為為5～40%。它們對各個組分具有助溶作用，并可以增強泡沫性能、適當(dāng)降低泡沫液的凝固點，有助于泡沫的形成。

(2)滅火原理

在撲救石油產(chǎn)品火災(zāi)時，依靠泡沫和水膜的雙重作用，而泡沫起主導(dǎo)作用。

①泡沫的滅火作用：由于水成膜泡沫中氟碳表面活性劑和其他添加劑的作用，使其具有比氟蛋白泡沫更低的臨界切應(yīng)力(其臨界切應(yīng)力僅為60×10-5N/cm左右)，當(dāng)泡沫噴射到油面上時，由于流動性非常好，很快地在油面上展開，并結(jié)合水膜的作用把火迅速撲滅。

②水膜的滅火作用;水成膜泡沫的特點是能在油類的表面上形成一層很薄的水膜，這是由于氟碳表面活性劑和非氟表面活性劑共同作用的結(jié)果。

這層水膜可使油品與空氣隔絕，阻止油氣蒸發(fā)，更有利于泡沫流動，加速滅火。但僅靠水膜的作用還不能有效地滅火。實際上，水成膜泡沫的滅火作用是：當(dāng)把泡沫噴射到燃燒的油面時，泡沫一面在油面上散開，一面在油面上形成一層水膜，抑制油品的蒸發(fā)，使其與空氣隔絕，并使泡沫迅速流向尚未直接噴射到的區(qū)域，進一步滅火。

4.抗溶性泡沫滅火劑

水溶性可燃液體，例如醇、酯、醚、醛、有機酸、和胺等，由于它們的分子極性較強，能大量吸收泡沫中的水分，使泡沫很快破壞而不起滅火作用，所以不能用蛋白泡沫、氟蛋白泡沫和“輕水”泡沫來撲救此類液體火災(zāi)，而必須用抗溶性泡沫來撲救。

抗溶性泡沫滅火劑主要類型有：①以水解蛋白為基料，添加脂肪酸的鋅、鎘、鋁等有機金屬鹽制成的金屬皂型抗溶性滅火劑,目前已淘汰;②以水解蛋白或合成表面活性劑為發(fā)泡劑，添加海藻酸鹽一類天然高分子化合物而制成的高分子型抗溶性泡沫滅火劑;③由氟碳表面活性劑和多糖制成的觸變型抗溶性泡沫滅火劑;④以蛋白泡沫液添加特制的氟碳表面活性劑和多種金屬鹽制成的氟蛋白型抗溶性泡沫滅火劑;⑤以硅酮表面活性劑為基料制成的抗溶性泡沫滅火劑等。

滅火原理：原液用水稀釋時，不產(chǎn)生沉淀物，其混合液為一種透明、均相的液體。泡沫一接觸水溶性溶劑的表面，立即發(fā)生反應(yīng)，奪取泡沫層中的水分，同時形成一種既不溶于水，又不溶于溶劑的均勻而粘稠的薄膜。從而有效地防止水溶性溶劑對泡沫的破壞，提高泡沫的穩(wěn)定性和持久性.滅火時泡沫迅速覆蓋液面，或粘附于燃燒物固體表面，形成嚴(yán)密的覆蓋層，從而隔絕空氣使火熄滅。

應(yīng)用范圍：抗溶性泡沫主要用于撲救乙醇，甲醇，丙酮。醋酸乙酯等一般水溶性可燃、易燃液體的火災(zāi)。不宜用于撲救低沸點的醛、醚、有機酸和胺等有機液體的火災(zāi)。雖然也可以撲救一般油類和固體火災(zāi)，但由于價格較高，一般不予采用。

使用特點;這種滅火劑的原料來源豐富，制造工藝簡單，價格便宜，泡沫腐蝕性小，有效期長，可與水預(yù)先混合，混合液輸送距離不受限制?？捎糜谄胀ㄅ菽瓬缁鹪O(shè)備，也可用于固定式，半固定或移動式滅火系統(tǒng)。使用時仍需要安裝泡沫緩沖裝置。

滅火原理：滅火時，泡沫能在極性溶劑表面形成一層含氣泡的凝膠層，這種膜能有效的防止極性溶劑的破壞，從而達到覆蓋滅火的目的。

使用方法：可采用通用的滅火設(shè)備，可以進行預(yù)混;如采用U型施放器，在離液面40cm處，使泡沫沿容器壁流入，則效果最好。在實際使用中采用9%和6%的混合比，均可獲得較好的滅火效果。

應(yīng)用范圍：這種抗溶性泡沫滅火劑主要用于撲救極性溶劑如甲醇，乙醇，乙醚和丙酮等液體火災(zāi)。

5.高倍數(shù)泡沫滅火劑

20世紀(jì)60年代，高倍數(shù)泡沫及其應(yīng)用技術(shù)在英、美、瑞典、日本等國得到了迅速發(fā)展。它以合成表面活性劑為基料，通過高倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器可發(fā)出500～1000倍的泡沫，通過大量泡沫迅速充滿被保護的區(qū)域和空間。

隔熱燃燒所需的氧(空氣)而實施滅火。此外高倍數(shù)還有冷卻和阻止火場中熱傳導(dǎo)的功能。我國自70年代先后開發(fā)出淡水型、海水型、耐煙耐溫型高倍泡沫系列產(chǎn)品，并研制出相應(yīng)的地上和地下建筑火災(zāi)的固定式滅火系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)了應(yīng)用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。

(1)組分

一般由發(fā)泡劑、艷定劑，溶劑、抗凍劑、硬水軟化劑、助劑等組成。

(2)主要性能指標(biāo)

其外觀應(yīng)是均相液體，無明顯毒性，具有生物降解性;其使用溫度范圍：普通型為-5～-40℃，耐寒型為-10～40℃，超耐寒型為-20～40℃。

(3)滅火原理

高倍數(shù)泡沫滅火劑水溶液通過高倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器而生成的，它的發(fā)泡倍數(shù)高達200～1000倍。氣泡直徑一般在10mm以上。由于它的體積膨脹大，再加上高倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器的發(fā)泡量大(大型的可在1min內(nèi)產(chǎn)生1000m3以上泡沫)，泡沫可以迅速充滿著火空間，覆蓋燃燒物，使燃燒物與空氣隔絕;泡沫受熱后產(chǎn)生的大量水蒸汽大量吸熱，使燃燒區(qū)溫度急驟下降，并稀釋空氣中的含氧量，阻止火場的熱傳導(dǎo)，對流和熱輻射，防止火勢蔓延。因此，高倍數(shù)泡沫滅火技術(shù)具有混合液供給強度小，泡沫供給量大，滅火迅速，安全可靠，水漬損失少，滅火后現(xiàn)場處理簡單等特點。

(4)應(yīng)用范圍

主要適于撲救非水溶性可燃、易燃液體火災(zāi)和一般固體物質(zhì)火災(zāi)(如從油罐流淌到防火堤以內(nèi)的火災(zāi)或從旋轉(zhuǎn)機械中漏出的可燃液體的火災(zāi)等)，以及倉庫，飛機庫、地下室、地下道、礦井，船舶等有限空間的火災(zāi)。液化天然氣等深冷液體的儲罐有泄漏時，也可施用高倍數(shù)泡沫，以起到防止蒸氣揮發(fā)和著火的作用。

由于它比重小，又具有較好的流動性，所以在產(chǎn)生泡沫的氣流作用下，通過適當(dāng)?shù)墓艿?，可以輸送到一定的高度或較遠的地方去滅火。

由于油罐著火時，油罐上空的上升氣流升力很大，而泡沫的比重卻很小，不能覆蓋到油面上，所以不能用高倍數(shù)泡沫滅火劑撲救油罐火災(zāi)：但對室內(nèi)儲存的少量水溶性可燃液體火災(zāi)，有時也可用全淹沒的方法來撲滅。

在使用高倍數(shù)泡沫滅火時，要注意防止進入高倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器的氣體不得含有燃燒過的氣體，煙塵和酸性氣體，以免破壞泡沫。

(5)儲存

在運輸和儲存期間，不得混入其他類型的滅火劑，應(yīng)放置于陰涼、干燥的地方，防止陽光曝曬;儲存環(huán)境溫度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，儲存二年后應(yīng)進行全面的質(zhì)量檢查，其各項性能指標(biāo)不得低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的要求。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)：GB15308-2006《泡沫滅火劑》規(guī)定：蛋白泡沫滅火劑、氟蛋白泡沫滅火劑，國家規(guī)定有效期2年，但在保存條件良好時，有效期最大可達3年。水成膜泡沫滅火劑國家規(guī)定有效期8年，但在保存條件良好時，有效期最大可達10-15年?？谷苄耘菽瓬缁饎﹪乙?guī)定有效期為2年，但在保存條件良好時，有效期最大可達3年。高倍數(shù)泡沫滅火劑國家規(guī)定的有效期為3年;

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