RU2717066C1 - Powdered fire extinguishing compound for sodium and alkali metals quenching - Google Patents
Powdered fire extinguishing compound for sodium and alkali metals quenching Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717066C1 RU2717066C1 RU2019116259A RU2019116259A RU2717066C1 RU 2717066 C1 RU2717066 C1 RU 2717066C1 RU 2019116259 A RU2019116259 A RU 2019116259A RU 2019116259 A RU2019116259 A RU 2019116259A RU 2717066 C1 RU2717066 C1 RU 2717066C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium
- additive
- quenching
- composition
- fire
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковым средствам тушения щелочных металлов, в частности натрия.The invention relates to powder extinguishing agents for alkali metals, in particular sodium.
В атомной энергетике с реакторами на быстрых нейтронах (БН), в которых теплоносителем является расплавленный натрий, особое значение приобрели средства и способы пожаротушения натрия. При проливе натрия из системы его циркулирования на АЭС требуется принятие незамедлительных мер пожаротушения, т.к. натрий при контакте с водой и кислородом воздуха самовоспламеняется.In nuclear energy with fast neutron reactors (BN), in which molten sodium is the coolant, the means and methods of extinguishing sodium have gained particular importance. When spilling sodium from its circulation system at nuclear power plants, immediate firefighting measures are required, as sodium in contact with water and oxygen is self-igniting.
Крупномасштабные утечки натрия собираются в так называемых поддонах самотушения (Патент RU №2419472 МПК А62С 3/06 (2006.01), B65D 90/22 (2006.01) «Устройство для самотушения жидкостей, горящих при аварийном истечении при проливе», опубл. 27.05.2011 г.), где натрий находится в атмосфере азота или аргона. Небольшие по масштабам утечки натрия (50-200 кг) необходимо тушить огнетушащим порошковым составом специального назначения (ОПС СН) с применением ручных или автоматических средств пожаротушения в соответствии с действующими нормативными документами (ГОСТ Р 53280.5-2009, пожар класса Д2 (горение щелочных металлов).Large-scale sodium leaks are collected in the so-called self-extinguishing pallets (Patent RU No. 2419472 MPK А62С 3/06 (2006.01), B65D 90/22 (2006.01) “Device for self-extinguishing liquids burning during an accident during spill”, published on 05.27.2011 .), where sodium is in an atmosphere of nitrogen or argon. Small-scale sodium leaks (50-200 kg) must be extinguished with special-purpose fire-extinguishing powder composition (OPS SN) using manual or automatic fire extinguishing means in accordance with current regulatory documents (GOST R 53280.5-2009, class D2 fire (burning of alkali metals) .
В настоящее время известны ряд ОПС СН, заявленных как порошковые составы для тушения натрия и других щелочных металлов. В одном из изобретений (АС №698630 МПК A62D 1/00 «Порошок для тушения щелочных металлов», опубл. 26.11.1979 г.) предлагается состав ОПС на основе бикарбоната натрия с добавками битума, стеаратов металла, талька. При этом битум используется как компонент, повышающий огнетушащую эффективность за счет его расплавления на поверхности горящего натрия, смешиваясь с бикарбонатом натрия. Однако, такое смешивание не может быть равномерным и требует дополнительного механического перемешивания.Currently, a number of OPS SN are known as powder formulations for the extinguishing of sodium and other alkali metals. In one of the inventions (AS No. 698630 IPC A62D 1/00 "Powder for extinguishing alkali metals", published on November 26, 1979), an OPS composition based on sodium bicarbonate with the addition of bitumen, metal stearates, talc is proposed. At the same time, bitumen is used as a component that increases fire extinguishing efficiency due to its melting on the surface of burning sodium, mixing with sodium bicarbonate. However, such mixing cannot be uniform and requires additional mechanical mixing.
В другом изобретении (АС №919684 МПК A62D 1/00 «Средство для тушения легких металлов», опубл. 15.04.1982 г.) предложен состав для тушения металлов на основе порошка цинка. Показатели тушения металлов (расход порошка кг/м2 горящей поверхности) сравнивались с результатами тушения металлов с помощью глинозема. Порошок мелкодисперсного цинка как средство тушения оказался значительно эффективнее, чем глинозем, что вероятно связано с тем, что порошок мелкодисперсного цинка отводит тепло с покрытой им поверхности горящего металла, охлаждая ее до полного прекращения горения. Подобный способ ускорения тушения горящего металла за счет интенсивного удаления тепла с горящей поверхности металла представляет значительный интерес с точки зрения повышения эффективности пожаротушения, который нами использован при разработке нового огнетушащего состава. Вместе с тем, данный состав при использовании в типовой пожарной технике (огнетушители и др.) требует разработки огнетушителя специальной конструкции.In another invention (AC No. 919684 IPC A62D 1/00 "Means for extinguishing light metals", publ. 04/15/1982) proposed composition for extinguishing metals based on zinc powder. The rate of metal quenching (powder consumption kg / m 2 of the burning surface) was compared with the results of metal quenching using alumina. Fine zinc powder as a quenching agent turned out to be much more effective than alumina, which is probably due to the fact that fine zinc powder removes heat from the burning metal surface coated with it, cooling it to a complete cessation of combustion. A similar method of accelerating the extinguishing of a burning metal due to the intensive removal of heat from the burning surface of the metal is of considerable interest from the point of view of increasing the efficiency of fire extinguishing, which we used to develop a new fire extinguishing composition. At the same time, this composition, when used in standard fire fighting equipment (fire extinguishers, etc.), requires the development of a special design fire extinguisher.
В изобретении (АС №724146 МПК A62D 1/00 «Состав для тушения металлов», опубл. 30.03.1980 г.) предлагается состав на основе жидкого эфира борной кислоты. Состав содержит смесь борных эфиров этиленбромгидрина и β-дибромгидрина. В данном составе содержащиеся в углеводородных радикалах атомы брома обладают способностью ингибировать процесс горения и не могут испаряться из жидкости при хранении. Ингибирование пламени происходит при помощи брома, выделяемого из эфиров при их термическом разложении в пламени. Однако, входящие в состав вещества дороги при производстве.The invention (AC No. 724146 IPC A62D 1/00 "Composition for the extinguishing of metals", publ. March 30, 1980) proposes a composition based on a liquid ester of boric acid. The composition contains a mixture of boron esters of ethylene bromohydrin and β-dibromohydrin. In this composition, bromine atoms contained in hydrocarbon radicals have the ability to inhibit the combustion process and cannot evaporate from the liquid during storage. Inhibition of flame occurs with the help of bromine released from ethers during their thermal decomposition in a flame. However, the constituent substances are expensive in production.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является состав для тушения пожара (Патент RU №2108126 С1 МПК A62D 1/00 (1995.01) «Состав для тушения пожаров», опубл. 10.04.1998 г.). Данный состав содержит хлорид калия, графит, антислеживающую добавку и аминопласт (добавка для текучести). Этот порошковый состав в настоящее время производится и используется для тушения щелочных металлов, в т.ч. натрия. Данный состав принят в качестве прототипа.Closest to the claimed invention is a composition for extinguishing a fire (Patent RU No. 2108126 C1 IPC A62D 1/00 (1995.01) "Composition for extinguishing fires", published on 04/10/1998). This composition contains potassium chloride, graphite, an anti-caking additive and an aminoplast (additive for fluidity). This powder composition is currently produced and used to extinguish alkali metals, including sodium. This composition is adopted as a prototype.
Задачей предлагаемого изобретения является создание огнетушащего порошкового состава специального назначения с высокой огнетушащей эффективностью для пожаров классов Д1 и Д2 в соответствии с ГОСТ Р 53280.5-2009, обладающего низкими показателями слеживаемости и гигроскопичности при хранении в мешках и другой таре. Также для улучшения эксплуатационных свойств ОПС в их составе должны присутствовать добавки для улучшения текучести при его применении.The objective of the invention is to provide a fire extinguishing powder composition for special purposes with high fire extinguishing efficiency for fires of classes D1 and D2 in accordance with GOST R 53280.5-2009, which has low caking and hygroscopicity when stored in bags and other containers. Also, to improve the operational properties of the OPS, additives should be present in their composition to improve the fluidity during its use.
Решение вопроса достигается тем, что в состав входят компоненты, позволяющие объединить данные условия, включая мелкодисперсный порошок алюминия, который, обладая высокой теплоемкостью, с одной стороны обеспечивает забор тепла из очага горения, а с другой - является дополнительным источником отвода тепла в окружающую среду, при следующем соотношении компонентов состава, % (масс.):The solution to the problem is achieved by the fact that the composition includes components that allow combining these conditions, including finely divided aluminum powder, which, having a high heat capacity, on the one hand provides heat intake from the combustion zone, and on the other hand, is an additional source of heat removal to the environment, in the following ratio of components of the composition,% (mass.):
- антислеживающая добавка: мелкодисперсный диоксид кремния: 2-4;- anti-caking additive: finely divided silica: 2-4;
- графит 2-7;- graphite 2-7;
- добавка для текучести: аминопласт: 4-6;- additive for fluidity: aminoplast: 4-6;
- порошок алюминия ПА-4: 10-15;- aluminum powder PA-4: 10-15;
- хлорид калия: 68-82- potassium chloride: 68-82
В процессе разработки заявляемого состава были проведены расчетные и экспериментальные исследования. В результате теплофизического расчета выявлена следующая зависимость расхода ОПС на тушение от доли металлической добавки в его составе:In the process of developing the inventive composition, computational and experimental studies were carried out. As a result of thermophysical calculation, the following dependence of the consumption of OPS on quenching on the proportion of the metal additive in its composition was revealed:
jСМ - расход ОПС с металлической добавкой, кг/м2;j SM - consumption of OPS with a metal additive, kg / m 2 ;
jП - расход ОПС на тушение без металлической добавки, кг/м2;j P - consumption of OPS for extinguishing without metal additives, kg / m 2 ;
сМ - теплоемкость металла в составе смеси, Дж/кг К;with M is the heat capacity of the metal in the mixture, J / kg K;
сП - теплоемкость огнетушащего порошка, Дж/кг К;with P - the heat capacity of the extinguishing powder, J / kg K;
β - относительная доля металлической добавки в составе.β is the relative proportion of the metal additive in the composition.
Выводы из теплофизического расчета следующие:The conclusions from the thermophysical calculation are as follows:
- чем больше доля металлической добавки в порошке, тем меньше расход смеси на тушение, по сравнению с чистым порошком;- the larger the proportion of the metal additive in the powder, the lower the rate of extinguishing the mixture, compared with pure powder;
- расход на тушение смесью порошка с металлом уменьшается при увеличении теплоемкости металла.- the rate of quenching with a mixture of powder with metal decreases with increasing heat capacity of the metal.
Испытания по тушению щелочных металлов проводились в 2 этапа. На первом этапе испытания осуществлялись в лабораторных условиях, на втором - на полигонной базе. В качестве металлической добавки в состав ОПС использовался порошок алюминия ПА-4 (ГОСТ 6058-73) и порошок медный электролитический (ГОСТ 4960-2009).The quenching tests of alkali metals were carried out in 2 stages. At the first stage, the tests were carried out in laboratory conditions, at the second - at the test site. Aluminum metal powder PA-4 (GOST 6058-73) and copper electrolytic powder (GOST 4960-2009) were used as a metal additive in the composition of OPS.
Результаты лабораторных испытаний показали, что в случае введения в состав ОПС порошка металла в качестве добавки удельный расход порошка на тушение уменьшается. Состав с добавкой порошка алюминия ПА-4 показал большую эффективность по сравнению с добавкой медного порошка, как и было выявлено в результате теплофизического расчета. В качестве образца для сравнения использовался состав для тушения пожара [5], взятый нами за прототип. Результаты лабораторных исследований были подтверждены при проведении полигонных испытаний.The results of laboratory tests showed that in the case of the introduction of metal powder as an additive into the composition of the OPS, the specific extinguishing powder consumption decreases. The composition with the addition of aluminum powder PA-4 showed greater efficiency compared to the addition of copper powder, as was revealed as a result of thermophysical calculation. As a sample for comparison, we used a fire extinguishing composition [5], which we took as a prototype. The results of laboratory tests were confirmed during field tests.
Результаты испытаний огнетушащего состава с добавками металлических порошков меди и алюминия при тушении натрия приведены в таблице.The test results of the fire extinguishing composition with the addition of metal powders of copper and aluminum during sodium quenching are shown in the table.
Полученные данные обобщены в статье: «Повышение огнетушащей эффективности порошков специального назначения»// ISSN 2411-3778. Журнал «Пожарная безопасность», М.: ВНИИПО, 2018, №3, с. 78-81.The data obtained are summarized in the article: "Improving the fire extinguishing efficiency of special-purpose powders" // ISSN 2411-3778. Fire Safety Magazine, Moscow: VNIIPO, 2018, No. 3, p. 78-81.
Состав с добавкой порошка меди 10% (масс.) показал схожие с прототипом результаты, с незначительным улучшением. Более низкая эффективность состава порошка с добавкой меди, по сравнению с добавкой алюминия, по-видимому, связана с тем, что, несмотря на увеличенный теплоотвод, за счет более тяжелого веса добавка меди «проваливалась» в натрий, имеющий низкую плотность и образовывала «относительно крупные» агломераты, что повлияло на расходную характеристику.The composition with the addition of copper powder of 10% (mass.) Showed similar results with the prototype, with a slight improvement. The lower efficiency of the composition of the powder with the addition of copper, compared with the addition of aluminum, is apparently due to the fact that, despite the increased heat dissipation, due to the heavier weight, the addition of copper “fell” into sodium having a low density and formed “relatively large "agglomerates, which influenced the flow characteristic.
Огнетушащий состав с добавкой мелкодисперсного порошка алюминия ПА-4 показал наилучший результат из испытанных составов. Полученная в испытаниях расходная характеристика составила ~15 кг/м2, что примерно на 25% эффективнее порошка, который был выбран за прототип. Более высокая эффективность тушения, по-видимому, связана с более высоким показателем теплоемкости алюминия, обеспечивающему забор тепла из очага горения и одновременно более интенсивному теплоотводу за счет физико-химических свойств металла.A fire extinguishing composition with the addition of fine aluminum powder PA-4 showed the best result from the tested compositions. Obtained in the tests, the flow rate characteristic was ~ 15 kg / m 2 , which is approximately 25% more effective than the powder that was chosen for the prototype. The higher extinguishing efficiency, apparently, is associated with a higher rate of heat capacity of aluminum, which provides heat intake from the combustion zone and at the same time more intense heat removal due to the physicochemical properties of the metal.
Добавление в состав больше 15% (масс.) мелкодисперсного металлического компонента нецелесообразно по причине ухудшения эксплуатационных характеристик состава, таких как увеличение показателей слеживаемости, за счет появления агломераций более тяжелого компонента в нижней части тары при транспортировке и эксплуатации.Adding more than 15% (mass.) Of a finely dispersed metal component to the composition is impractical due to the deterioration of the performance characteristics of the composition, such as an increase in caking properties, due to the appearance of agglomerations of the heavier component in the lower part of the container during transportation and operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116259A RU2717066C1 (en) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | Powdered fire extinguishing compound for sodium and alkali metals quenching |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116259A RU2717066C1 (en) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | Powdered fire extinguishing compound for sodium and alkali metals quenching |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2717066C1 true RU2717066C1 (en) | 2020-03-17 |
Family
ID=69898351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019116259A RU2717066C1 (en) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | Powdered fire extinguishing compound for sodium and alkali metals quenching |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717066C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2724727B2 (en) * | 1987-09-07 | 1998-03-09 | グラヴルベル | Fire hazard control material, apparatus and method |
RU2108126C1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-04-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экохиммаш" | Fire-extinguishing formulation |
RU2108125C1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-04-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экохиммаш" | Powdered fire extinguishing formulation |
CN101376049A (en) * | 2008-09-26 | 2009-03-04 | 陕西坚瑞消防股份有限公司 | Extinguishment combination with hot gas sol |
-
2019
- 2019-05-27 RU RU2019116259A patent/RU2717066C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2724727B2 (en) * | 1987-09-07 | 1998-03-09 | グラヴルベル | Fire hazard control material, apparatus and method |
RU2108126C1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-04-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экохиммаш" | Fire-extinguishing formulation |
RU2108125C1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-04-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экохиммаш" | Powdered fire extinguishing formulation |
CN101376049A (en) * | 2008-09-26 | 2009-03-04 | 陕西坚瑞消防股份有限公司 | Extinguishment combination with hot gas sol |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2587177C9 (en) | Ferrocene based fire extinguishing composition | |
WO2012034494A1 (en) | Fire extinguishing composition generating fire extinguishing substance through high-temperature decomposition | |
RU2580915C2 (en) | Flame retardant composition containing organic acid | |
RU2554580C2 (en) | Fire-extinguishing composition forming fire-extinguishing agent at high temperature sublimation | |
US6045637A (en) | Solid-solid hybrid gas generator compositions for fire suppression | |
MX2015003639A (en) | Phosphate fire-extinguishing composition. | |
Lv et al. | Gasoline fire extinguishing by 0.7 MPa water mist with multicomponent additives driven by CO2 | |
RU2717066C1 (en) | Powdered fire extinguishing compound for sodium and alkali metals quenching | |
CN111840879A (en) | Non-conductive superfine water mist fire extinguishing agent for inhibiting lithium ion battery fire and preparation method thereof | |
RU2610120C2 (en) | Flame-extinguishing composition based on copper salts | |
Zhao et al. | Effect of N2 inerting on the inhibition of methane explosions by a multicomponent powder | |
EP0323350A1 (en) | Method for fire extinguishment of hardly extinguishable dangerous material | |
CN111617428A (en) | Chlorine-free aqueous film-forming foam extinguishing agent and preparation method thereof | |
Lee et al. | Elucidating the effects of particle sizes on the fire extinguishing performance of core-shell dry water | |
Ni et al. | A new type of BTP/zeolites nanocomposites as mixed-phase fire suppressant: preparation, characterization, and extinguishing mechanism discussion | |
US3985658A (en) | Extinguishing agent for combustible metal fires | |
Jin et al. | Synthesis and fire-extinguishing properties of monobromotrifluoropropene | |
Rhein et al. | Extinction of lithium fires: Thermodynamic computations and experimental data from literature | |
RU2675863C1 (en) | Fire extinguishing powder compound | |
CN111135521A (en) | Cold-resistant water-based extinguishing agent suitable for being used at-30 ℃ and preparation method thereof | |
RU2225735C2 (en) | Method of production of a combined homogeneous- heterogeneous fir-extinguishing composition | |
RU2699752C1 (en) | Liquid fire-extinguishing composition for fire extinguishing of class d1 | |
RU2583365C1 (en) | Thermally activated chemical powder | |
Robinet et al. | A Review of Additives for Water Mist Fire Suppression Systems | |
RU2236880C2 (en) | Fire extinguishing composition |