SE501874C2 - Material för brandbekämpning bestående huvudsakligen av krossade glaspartiklar med hydrofob beläggning, samt dess användning - Google Patents

Description

15 20 25 ._30 35 501 874 leda till bakning och kan göra det svårt att anbringa dem rätt vid brandrisk.

Användning av kol har föreslagits. Nyligen gjorda studier har antytt att ett lämpligt släckmedel för alkalimetallbränder är expanderad grafit eller grafitmikrosfärer, dyrbara material. dessa är mycket Vidare är verkligen användning av kol all- mänt ett förtvivlat råd: i verkligheten är idén som ligger ba- kom att förbränna kol för att beröva alkalimetallen syre. Det- ta bidrar föga till att minska möjligheten av att starta en sekundär brand. Andra pulversläckmedel för alkalimetallbränder som befunnits verksamma innefattar metallsalter, t ex en blandning i vikt-% av NaCl 20%. KC1 29% och BaCl2 51% Dessa material är ganska dyrbara men deras användning kan vara be- rättigat mot alkalíbränder som ej lätt kan kontrolleras på nå- got annat sätt. Deras användning för att bekämpa alkalijord- metallbränder är emellertid mindre lätt att rättfärdiga. ehuru de kan vara ganska effektiva för detta ändamål. För användning vid bekämpning av alkalijordmetallbränder. t ex för att bekäm- pa magnesiumbränder, har det föreslagits att använda kalium eller ammoniumsalter. t ex kaliumklorid (KCl) och surt ammo- niumfosfat (NH4P04H2). Det har även föreslagits. t ex för kontrollen av zirkonbränder att använda torrt pulver om- fattande malen oexpanderad eller delvis expanderad perlit eme- dan det materialet innehåller omkring 4% till 6% bundet vat- ten, som frigöres som ånga vid uppvärmning och verkar som ett skummande medel. så att perliten kan bilda en skumbarriär över den brinnande metallen. Det är ej önskvärt att använda mate- ríal. som frigör vatten för att kontrollera brandrisker bero- ende på alkalimetaller.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhanda- hålla ett effektivt och billigt material för bekämpning av bränder och särskilt ett sådant material som är användbart för att bekämpa klass D-bränder och som är lätt anpassningsbart att vara effektivt mot ett brett område av brinnande metaller.

Enligt uppfinningen avses ett material för kontroll av brand- 10 15 20 25 30 35 501 874 risk, som helt eller i huvudsak består av glasaktiga partiklar, och utmärkes av att sådana glasaktiga partiklar omfattar krossa- de glaspartiklar, vilka uppbär en hydrofob beläggning, bildad av silikon och/eller organosilangrupper eller fluorkolväten.

Vi har funnit att ett sådant material kan vara särskilt verk- samt att användas vid bekämpning av klass D och andra brand- risker och att det kan vara verksamt mot ett brett område av brinnande material. Användningen av krossade glasaktiga mate- prialpartiklar. som uppbär en hydrofob beläggning talar emot absorbtionen av atmosfäriskt vatten av de glasaktiga partik- larna. för att så befordra flytbarhet och partiklarna kan så- lunda användas lätt i kända tillämpningar såsom torrpulver- brandsläckare och även i sprinklersystem. Det sålunda tillhan- dahållna materialet för kontroll av brandrisk kan i verklighe- ten användas mot nästan varje slag av brandrisk. Individer som ej tränats i brandbekämpning kommer ofta då de ställs inför en brand att ta närmaste brandbekâmpningsanordníng och använda den för att försöka kontrollera branden utan att tänka på ver- kan av att använda just den särskilda typen av anordning mot den särskilda brandtypen. Farorna med att använda vattenbase- rade släckmedel på en alkalimetallbrand är väl dokumenterade. men kan ofta glömmas i ögonblickets stresspåkänning. Använd- ning av icke skummande vattenbaserade släckmedel tenderar även att sprida kolvätebränder. t ex beroende på brinnande brännol- ja, och sålunda öka brandrisken. brandrisk enligt uppfinningen kan användas. åtminstone i förs- för kontroll av kolväte och trä eller pappers- Materialet för kontroll av ta ögonblicket, bränder liksom även metallbränder. Det kan vara att en sär- skild sammansättning ej kommer att vara optimal för att bekäm- pa alla dessa brandklasser, men den kommer att ha visst nyt- tigt resultat och kommer ej att öka faran.

Optimala valet av material beror vanligen på brandriskens na- Icke desto mindre är det vanligen möjligt att sammansätta som kommer att tur. ett sådant material för kontroll av brandrisk. vara särskilt effektivt för att kontrollera alla klass D-brandriskerna, som sannolikt kan påträffas på någon given 15 20 25 .30 35 501 874 plats. Vid de temperaturer som vanligen påträffas med jordal- kalimetallbränder, mjuknar de glasaktiga partiklarna eller smälta och smälta samman och bildar om en tillräcklig mängd anbringas ett glastäcke, som berövar branden syre och sålunda kväver den. Ehuru något lägre temperaturer än vanligen påträf- fas när det gäller alkalimetallbränder. är temperaturer bero- ende på brinnande alkalimetaller ofta tillräckligt höga för att åtminstone mjuka det glasaktiga materialet och återigen kan ett kvävande täcke av glasaktígt material bildas. Detta mildrar den omedelbara brandrisken och innehåller eventuella giftiga produkter. som ej redan avgått. Materialet kan lämnas att svalna och platsen kan röjas. då den nått en mindre obe- kväm temperatur för brandbekämparna. Användningen av ett så- dant material för kontroll av brandrisk har även fördelen av låg relativ kostnad jämfört med användning av expanderad gra- fit och många andra pulversläckmedel som vanligen användes. En ytterligare fördel är att glasaktiga partiklar ej i sig själva är korrosiva som många av metallsalten och saltblandningarna är som användes för att bekämpa klass D-bränder.

En annan fördel tillkommer. om det föreligger någon risk att platsen för en klass D-brand kommer att exponeras för vatten.

En sådan risk är ganska vanlig, emedan den värme som alstras vid en metallbrand kommer att tendera att tända varje bränn- bart material i närheten och därmed starta en sekundär brand; en sådan sekundär brand kommer ofta att behandlas med ett vat- tenbaserat släckmedel.

Vi har lagt märke till att pulver som löpande användes för att kontrollera klass D-bränder tenderas att tvättas bort från me- tallen genom vatten, så att därmed kontakt mellan vatten och metallen medges. Detta har ej någon stor betydelse när det gäller vissa metaller, under förutsättning att de ha fått tillfälle att svalna tillräckligt. men det kommer nästan ound- vikligen att leda till återtändning av en alkalimetallbrand.

Denna fara undvikes genom bildning av ett kontinuerligt vat- tentätt täcke av glasaktígt material över metallen utsatt för risken. 10 15 20 25 :so 35 'so1"s74i Det finns även en ytterligare brandrisk. som kan påträffas i industriell praktik och denna är såsom följer. I metallurgiska och andra industrier händer det ibland att i ett kärl som in- nehåller smält metall en läcka uppstår. med resultatet. ett en Det aktuella slaget av resulterande brandrisk beror givetvis på arten och temperaturen på den smälta metallen. Som exempel smältes en del natrium-kaliumlegeringar vid vanliga rumstemperaturer. men de reagerar ganska häftigt med betong och kommer att spontant ström av smält metall rinner ned från detsamma. tändas. Alldeles oavsett varje tendens hos metallen att själv brinna, smälter mindre aktiva metaller. t ex koppar eller stål vid höga temperaturer och tack vare temperaturen kommer de i allmänhet ha en tendens att tända varje brännbart material med vilket de kommer i beröring. En svamp av smält metall som sprider sig över golvet på något okontrollerat sätt kommer även att ej medge att katastrofpersonalen kan närma sig läckan och det kommer att vara utomordentligt svårt att röja upp ef- ter det att den har svalnat och stelnat.

För att mildra denna typ av brandrisk. kan kontrollmateria- lets. enligt föreliggande uppfinning skjutas ut på lämpligt sätt för att bilda en damm på ytan mot vilken den smälta me- tallen droppar. Beroende på läckans allvar, kan det vara möj- ligt att innesluta den smälta metallen eller det kan vara möj- ligt att blott reglera dess flödesriktning, t ex mot ett stäl- le där den kommer att göra minsta märkbara skada. Även när det gäller en utomordentligt allvarlig läcka av metall. som är tillräckligt varm för att smälta det glasaktiga materialet. kommer partiklarna att ha en tendens att bilda en smält gräns mot den utrunna smälta metallen. som har mycket högre viskosi- tet än själva smälta metallen och sålunda kommer den smälta metallens flöde att hindras i en eller flera valda riktningar. så att den kan ledas till önskat ställe. Detta ger ökad tid för andra åtgärder att vidtagas och för icke väsentlig perso- nal att undkomma. Vidare kommer glaset att absorbera strålning från den smälta metallen och därmed göra det lättare för ka- tastrofpersonal att komma närmare. 10 15 20 25 ¿30 35 501 874 Vid vissa utföringsformer av uppfinningen innehåller sådant material för kontroll av brandrisk partiklar av åtminstone ett hjälpmedel. som uppbär en hydrofob beläggning. Sådana hjälpme- del kan väljas vad beträffar sammansättning och/eller vad be- träffar relativ mängd för att bibringa materialet egenskaper. som gör det särskilt lämpligt för bekämpning av olika typer av brandrisk, och sålunda göra materialet. ningen, mera användbart i användning. föremål för uppfin- Vid vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen omfattar sådant hjälpmedel åtminstone ett salt. Användningen av ett så- dant salthjälpmedel synes öka materialets verkan vid kontroll av brandrisker och vid vissa tillämpningar gör det detta i så- dan utsträckning så att materialets ökade kostnad kompenseras beroende på närvaro av saltet och eventuell tendens hos saltet att förorsaka korrosion kompenseras.

Ytorna på saltpartiklarna är med fördel belagda med ett stea- rat eller en silikon. Stearater och silikoner bildar effektiva hydrofoba beläggningar på saltpartiklar.

Bland salter som ha befunnits vara särskilt verksamma är sal- ter valda från: alkalimetallsalter. ammoniumsalter. och jord- alkalimetallsalter. och deras användning föredrages därmed. Av liknande skäl föredrages det att använda ett salt valt från: klorider, karbonater. bikarbonater och fosfater. Ett möjligt skäl till sådana salters verksamhet är att de tenderar att smälta vid lägre temperaturer än de flesta glasaktiga material med resultatet att vid materialets anbringande på platsen för en brandrisk kan saltet smälta så att det lätt flyter in i mellanrummen mellan de krossade glasaktiga materialpartiklarna och så bildar en ogenomtränglig barriär snabbare.

Då ett salthjälpmedel användes i förening med det krossade glasaktiga materialet, avser vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen att sådant hjälpmedel vidare omfattar grafit- partiklar. Ehuru grafit är dyrbar och ehuru den ej kan vara särskilt effektiv för att förhindra sekundära bränder. kan det 10 15 20 25 530 ,35 501 814." vara till fördel som ett hjälpmedel under omständigheterna vid vissa klass D-bränder.

Som ett alternativ eller förutom användning av ett salthjälp- medel. avser vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen att sådant hjälpmedel omfattar partiklar av sfäroidiserat glasaktigt material. Användningen av ett sådant sfäroidiserat glasaktigt hjälpmedel ökar även materialets effektivitet för kontroll av brandrisker. Användningen av en blandning av kros- sade glasaktiga partiklar verksam emedan de rundade och glasaktiga pärlor är särskilt pärlorna befordrar goda flytegenska- per hos blandningen under det att de krossade partiklarnas skarpa kanter ofta snabbt mjukas vid exponering för tillräck- att ett glasaktigt täcke snabbt kan bildas. består sådant sfäroidiserat glasaktigt material lig värme. så Företrädesvis i huvudsak av massiva glasaktiga pärlor.

De sfäroidiserade glasaktiga pärlornas granulometri kan ha en viktig inverkan på ett materials för kontroll av brandfara effektivitet i vilka de ingå. Åtminstone 50 antal % av de sfäroidiserade glasaktiga partiklarna som är närvarande ha med fördel en kornstorlek under 50 um och företrädesvis under 30 um. En möjlig förklaring till den ökade effektiviteten på sådana små sfäroidiserade glasaktiga partiklar är att de är lätt sammansmältbara för att fylla mellanrummen mellan krossa- de glaspartiklar och så befordra bildning av en ogenomtränglig barriär över stället för en brand. Användningen av sådana små sfäroidiserade glasaktiga partiklar som hjälpmedel i stället för ett hjälpmedel av salttyp har den ytterligare fördelen att det föreligger ingen tendens för den resulterande glasaktiga massan att upplösas i något vatten som anbringas för att be- kämpa en sekundär brand vid samma riskställe.

Den totala andelen av hjälpmedlet i ett material för kontroll av brandfara enligt uppfinningen har också en inverkan på ef- fektiviteten och kostnaden för det materialet. Ganska överras- kande synes optimala andelar totalt hjälpmedel vara oberoende av huruvida hjälpmedlet är ett salt eller sfäroidiserande glasaktiga partiklar eller en blandning av sådana substanser. 10 15 20 25 äw .'35 501 874 I föredragna utföringsformer innehåller material enligt upp- finningen för kontroll av brandrisk en eller flera av de nämn- da hjälpmedlen i en total hjälpmedelsandel ej överskridande 80 mass-% av de krossade glasaktiga partiklarna. Denna övre gräns när det gäller mängden hjälpmedel hjälper till att hålla kost- naden nere under det att det möjliggör att använda tillräck- ligt med hjälpmedel för goda resultat.

Vid vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen innehål- ler sådant material en eller flera av hjälpmedlen i en total hjälpmedelandel av mellan 50% och 80 mass-t av de krossade glasaktiga partiklarna. Material för kontroll av brandrisk som har detta föredragna särdrag enligt uppfinningen är särskilt verksamma då de användes mot kolvätebränder. vid andra föredragna utföringsformer av uppfinningen innehål- ler sådant material ett eller flera av hjälpmedlen i en total hjälpmedelandel av mellan 5% och 50 mass-t av de krossade glasaktiga partiklarna. Material för kontroll av brandrísk. som har detta föredragna särdrag enligt uppfinningen är sär- skilt verksamma då de användes mot klass D-bränder.

I vilket fall som helst har vi funnit att användningen av sto- ra andelar hjälpmedel är disproportionellt dyrbart i förhål- lande till de fördelar som vinnes och det föredrages därmed att de krossade glasaktiga partiklarna utgör åtminstone 65 mass-% av materialet för kontroll av brandrisk. De krossade glasaktiga partiklarna utgör med fördel åtminstone 75 mass-% och optimalt åtminstone 90 mass-% av materialet för kontroll av brandrisk.

Vi har även funnit att storleken på de glasaktiga partiklarna är viktig för deras verksamhet som material i enlighet med uppfinningen för kontroll av brandrisk. Vi trodde från början att det skulle vara nödvändigt att använda glasaktiga partik- lar som hade en mediankornstorlek (i antal hellre än i massa) något överskridande 300 um så att partiklarna skulle ha 10 15 20 25 35 'S01 s74;' tillräcklig massa så att de lätt skulle kunna skjutas ut ige- nom den höggradigt turbulenta gasen ovanför en klass D-brand och komma till vila på ytan av metallen utan att blåsas iväg.

Vi var överraskade att notera att detta är ej fallet och att verkan mycket befordras om. såsom föredrages. åtminstone 50 mass-% av de krossade glasaktiga partiklarna ha en kornstorlek under 200um. Vi har funnit att detta har en ytterligare för- del genom att det befordrar flytbarhet hos partiklarna och det har även en gynnsam effekt på det sätt de uppför sig på en brandplats. Vi har också funnit att sådana små partiklar ej nödvändigtvis sjunker till och med i smält natrium och natrium-kaliumlegeringar då de glasaktiga partiklarna kan vara tätare än den smälta metallen. under förutsättning att en tillräcklig mängd anbringas för snabb släckning av elden. Det är ej heller klart varför detta skulle vara så. Det kan vara att partiklarna hålles uppe genom ytspänningseffekter. eller det kan bero på något annat skäl. Om partiklarna verkligen sjunker. kan släckning erhållas genom att ytterligare anbringa materialet för kontroll av brandrisk. En ytterligare fördel med att använda sådana små partiklar är att de sintras lättare samman för att bilda ett kontinuerligt täcke över den brinnan- de metallen och därmed ledande till en snabbare och effekti- vare kvävning av elden.

Vi har funnit att dessa fördelar befordras då åtminstone 50 mass-t av de krossade glasaktiga partiklarna som är närvarande har en kornstorlek under 120 um såsom föredrages. I många av de mest föredragna utföringsformerna av uppfinningen är verk- ligen mediankornstorleken hos de krossade glasaktiga partik- larna under 60um. t ex i området 25 till 35 um.

De glasaktiga materialpartiklarna enligt uppfinningen. anting- en det är de krossade partiklarna eller det valfria sfäroidi- serade hjälpmedlet. uppbär en hydrofob beläggning för att ver- ka emot absorbtionen av atmosfärisk fuktighet av de glasaktiga partiklarna och sålunda befordra flytbarhet. Olika hydrofoba men bland de mest verksamma är orga- Silikon DC 1107 från Dow Corning är substanser kan användas, nosilaner och sílikoner. 10 15 20 25 ,w 35 501 874 10 en mycket lämplig silikon. Sådana substanser kan bilda kraf- tigt vidhäftande beläggningar på glasaktigt material och där- med förlänga tiden under vilken de är effektiva och det före- drages därmed att ytorna på de glasaktiga partiklarna inbegri- per silikon och/eller organosilangrupper. Fluorkolväten kan även användas som hydrofob substans.

För att ytterligare befordra flytbarheten hos materialet för kontroll av brandrisk, föredrages det att de glasaktiga par- tiklarna är belagda eller blandade med ett antíbakningsmedel.

Detta befordrar flöde genom ett brandsläckarmunstycke och har även en gynnsam inverkan på det sätt med vilket materialet för kontroll av brandrisk fördelar sig självt på platsen för bran- den.

Vid vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen omfattar antibakningsmedlet en fint uppdelad substans som är hydrofob, oorganisk och i huvudsak kemiskt inert med avseende på sådana glasaktiga partiklar och har en specifik yta av åtminstone 50m2/g. Som en följd av dess verkan för att befordra de glasaktiga partiklarnas flöde, tenderar tillsatsen av en sådan fint uppdelad substans även att ge anledning till en ökning i skrymdensiteten hos materialet för kontroll av brandrisk och sålunda medge en större mängd av det brandkontrollmaterialet att innehållas i en eldsläckare av en given storlek.

Verkan av den fint uppdelade substansen befordras då den har en specifik yta av åtminstone 100m2/g såsom föredrages.

Olika fint uppdelade substanser kan användas, men det föredra- ges särskilt att sådan fint uppdelad substans huvudsakligen helt består av kiseldioxid.

Fint uppdelad kiseldioxid med de erforderliga egenskaperna är kommersiellt tillgänglig från Degussa (Frankfurt) under deras varumärke AEROSIL och från Cabot Corporation (Tuscola.

Illinois) under deras varumärke CAB-0-SIL. En fint uppdelad kiseldíoxid härkommande från diatomacejord och tillgänglig un- der varumärket CELLITE kan även användas. 10 15 20 25 ;30 35 'sm 874,' 11 Den fint uppdelade substansen är företrädesvis närvarande i kompositionen i en mängd av åtminstone 0.02 vikt-1 av de kros- sade glasaktiga partiklarna. Det är i allmänhet ej nödvändigt att använda mer än 0,5% fint uppdelad substans räknat på vik- ten av sådana glasaktiga partiklar och för ekonomi föredrages det att den fint uppdelade substansen är närvarande i en mängd ej högre än 0,2 vikt-2 av de krossade glasaktiga partiklarna. vid vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen omfattar de glasaktiga partiklarna ett glasaktigt material. som har en flytpunkt under 600°C. Glasaktigt materials flytpunkt defini- eras som temperaturen vid vilken det glasaktiga materialet har en viskositet av l0kPas (105 poise). Sådana glasaktiga par- tiklar koalescerar lätt för att bilda i huvudsak ett ogenom- trängligt täcke över en massa av brinnande metall. Det bör no- teras att många sådana glasaktiga material är rika på alkali- metalljoner. Som resultat är de mycket känsliga för fuktighet och det är särskilt fördelaktigt att partiklar av sådana mate- rial bör behandlas med en hydrofob substans efter behov.

Alternativt eller dessutom föredrages det att de glasaktiga partiklarna omfattar partiklar av ett glasaktigt material som har en hög halt av bly. Många högblyade glasaktiga material har en relativt låg flytpunkt och de kan ha en ganska låg halt så att de är relativt okänsliga för fuk- tighet. Användningen av högblyade glasaktiga material är även av alkalimetalljoner. till fördel. där det föreligger någon som helst risk att den brinnande metallen kan uppvisa radioaktivitet. Brinnande me- tallkylmedel från en atomreaktor kan t ex faktiskt ej vara be- tydande förorenad av radioaktivt material men det är lämpligt att iaktta försiktigheten att använda ett släckmedel med hög blyhalt för att ge viss grad av skärmning mot kärnstrålning.

Många lämpliga kompositioner för glasaktigt material med hög blyhalt är kända i och för sig som glasaktiga emaljer.

Andra föredragna utföringsformer av uppfinningen avser att partiklarna omfattar partiklar av ett glasaktigt material med hög absorbtionskoefficient för infraröd strålning. Det är väl 10 15 20 25 .3Û 35 501 874 12 känt att närvaron av järnoxid i glasaktigt material befordrar absorbtion av infraröd strålning. särskilt då det glasaktiga materialet bildas under reducerande förhållanden. Användningen av sådant glasaktigt material medger att katastrofpersonal kan komma närmare efter det ett begynnelseskikt därav anbringats på en klass D-brand eller att reglera flödet av varm smält metall.

Användningen av partiklar av glasaktigt material med olika sammansättningar kan även ha fördelar under vissa omständig- heter. När det t ex gäller fallet med en natriumbrand. kan ett glasaktigt material med en låg flytpunkt ganska snabbt bilda ett smält skikt ovanpå metallen, och därmed tendera att kväva elden. Men om det smälta glasaktiga materialet har en högre densitet än smält natrium. är det troligt att delar av det skiktet kommer att sjunka och de kan då exponera färsk natri- umyta. som sedan kan återtända. Om partiklar av ett glasaktigt material, som har en högre flytpunkt användes i kombination med lättare smältbara glasaktigt material kan emellertid dessa partiklar ej komma att smälta. De partiklarna under förutsätt- ning att de ej har alltför stor densitet. tillsammans med nå- gon gas innesluten mellan dem, kan bilda en isolerande barri- är, som vilar på metallens yta och som har minskad temperatur och sålunda mera viskoös. P 9 8 värmeabsorbtionen från metal- len som latent smältvärme hos partiklarna av det lättsmälta glaset. Detta kan ge snabbare kontroll av branden med använd- ning av mindre mängd släckmedel än som skulle vara möjligt ge- nom att enbart använda något av de glasaktiga materialen. Upp- finníngen innefattar utrustning för kontroll av brandrisk in- nehållande material för kontroll av brandrisk såsom defini- erats i något av patentkraven l-l7.

Sådan utrustning kan vara mycket verksam att användas mot klass D-bränder och andra bränder. Utrustningen kan t ex ta formen av en eldsläckare för ett torrt pulver. Pulverbrand- släckare är väl kända i och för sig och det är ej nödvändigt att ge en detaljerad beskrivning av deras kontruktion eller användning. En sådan släckare kan allmänt laddas med koldioxid 10 15 20 25 _30 35 'so1is74Ü 13 eller kväve. Det är emellertid känt att under vissa omständig- heter, kan koldioxid bringas att dissociera och att kväve kan ge anledning till bildning av ammoniak. vilka båda fenomen kan vara icke önskvärda. Därmed om den ökade kostnaden kan vara berättigad p g a sådana risker eller av annat skäl. kan helium eller argon användas för att ladda släckaren. Det är särskilt önskvärt att en sådan släckare bör vara utrustad med ett ko- nande munstycke för att medge expansion av laddgasen efter att ha lämnat behållaren. medger kompositionen att riktas mot brandplatsen utan risk att så att gasströmmen saktas ned. Detta alltför många glasaktiga partiklar redan kommer att blåsas bort. Det minskar även risken att en kraftig luftström kommer att medbringas släckarens laddningsgas och så kanske uppmuntra elden att brinna mer intensivt.

Uppfinningen innefattar även ett sätt att kontrollera en brandrisk. vilket sätt omfattar att på platsen av en brand an- bringa ett material för kontroll av brandrisk, vilket material helt eller i huvudsak består av glasaktiga partiklar, och ut- märkes av att sådana glasaktiga partiklar omfattar partiklar av krossat glasaktigt material. som uppbär en hydrofob belägg- ning. Detta är ett mycket effektivt sätt att bekämpa en brand- risk och är särskilt lämplig för kontroll av en klass D-brand-risk. Sådant sätt omfattar företrädesvis att på plat- sen för brandrisken anbringa ett material för kontroll av brand enligt något av patentkraven 1-17.

För den effektivaste kontrollen av en brandrisk föredrages det att materialet anbringas för att bilda ett ogenomträngligt täcke över platsen för branden.

Olika föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas endast som exempel.

Exempel Massiva glasaktiga partiklar tillverkades genom att krossa glasskärv. Skärven krossades för att ge glasaktiga partiklar med en mediankornstorlek (G50) mellan 25 och 35 um. 10 15 20 25 _w 35 '5Û1 874 14 De glasaktiga partiklarna gjordes hydrofoba genom att belägga dem med silikon DC 1107 från Dow Corning. vid en variant belades de glasaktiga partiklarna med ett annat hydrofobt medel, fluorkolväte “FC 129" (frân 3M) i en mängd av 0.5g/kg glasaktiga partiklar.

Vid en andra variant blandades de glasaktiga partiklarna in- timt med 0,4 vikt-% fint uppdelat antibakningsmedel, som ut- gjordes av hydrofob kiseldioxid med en specifik yta av 2 120m /g kommersiellt tillgänglig som AEROSIL (varumärke) R 972.

Vid en tredje variant blandades de glasaktiga partiklarna in- timt med fint fördelad hydrofob kiseldioxid kommersiellt till- gänglig som CAB-O-SIL (varumärke) N70-TS i en mängd av 0.5 vikt-2 av pärlorna. Kiseldioxiden hade en specifik yta av 70m2/g.

Vid en fjärde variant blandades de glasaktiga partiklarna in- timt med 0.2 vikt-% fint fördelad kiseldioxid kommersiellt tillgänglig som CELLITE (varumärke).

Vid ytterligare varianter blandades de glasaktiga partiklarna först med en eller annan av de fint fördelade kiseldioxiderna som omnämnts och belades sedan med silikon. Man fann att detta resulterade i en mer jämn beläggning på de glasaktiga partik- larna än beläggningen före blandning med den fint fördelade kiseldioxiden.

Olika prov har gjorts för att ta reda på effektiviteten hos släckmedlen föreslagna enligt föreliggande uppfinning.

Exempel l En serie prov utfördes på magnesiumbränder. Ett utkast till internationell standard (ISO/TC2l/SC2) daterad 5 mars 1987 föreslår för detta ändamål att placera 40 pounds (l8.l2 kg) 10 15 20 25 _30 35 so1”s74} 15 skurna magnesiumband i en stålpanna 2 fot i kvadrat (610 x 610 mm) och 4 1/2 tum (115 mm) djup. Metallen tändes med en syre- acetylengasbrännare och försök göres att släcka elden då flam- man täcker hälften av den exponerade ytan på magnesiumet.

I en första provjämförelse laddades en torrpulversläckare av känd typ med 9 kg krossade glaspartiklar med följande granulo- metri: kornstorlek vid den nedre decilen (G10) 6.5 um, mediankornstorlek (G50) 26 um och kornstorleken vid den övre decilen (G90) 81,6 um.

Kornstorleken vid den nedre decilen är den storlek som väljes så att 10 antals-2 av partiklarna har en lägre kornstorlek och 90 antals-t av kornen en högre kornstorlek. Kornstorleken vid den övre decilen är den storlek som väljes så att 90 antals-% av partiklarna har en lägre kornstorlek och 10 antals-2 en högre kornstorlek. Mediankornstorleken är den storlek som väl- jes så att 50 antals-% av partiklarna ha en lägre kornstorlek och 50 antals-% en högre kornstorlek.

Följande antibakningsmedel användes: AEROSIL (varumärke) R 972 fint uppdelad kiseldioxid och silikon DC 1107 hydrofobt be- läggningsmaterial. Släckaren sattes under tryck med användning av en koldioxidtub. Släckarens munstyckskonstruktion var sådan att den lämnade de krossade glasaktiga partiklarna i en gas- ström, som hade tillräcklig låg hastighet för att ej förorsaka spridning av branden. Sådana konstruktioner är väl kända i och för sig för klassiska torrpulversläckare. Den släckare som an- vändes var typ GIPl0ABC från Sicli. Man fann att fullständig släckning av branden kunde uppnås med den enda släckaren. Ef- ter det att provpannan hade fått svalna under 24 timmar kunde 5.82 kg glaspulver blåsas bort från massans yta och den mängd metalliskt magnesium som kunde återvinnas vägde omkring 15 kg.

Som jämförelse laddades två släckare av liknande typ var och en med ett pulver som löpande marknadsförs för att släcka klass D-bränder under handelsnamnet Sicli HPJ10. Ehuru det förelåg synlig utsläckning av branden genom att inga flammor syntes. befanns det att temperaturen på provpannan fortsatte 10 15 20 25 _w 35 501 874 16 att stiga. Det fanns icke något obränt magnesium efter 24 tim- mar.

Exempel 2 Då brand anlades på samma vikt magnesium som upptog samma yta men placerades på en plåt utan sidoväggar. var det möjligt att uppnå synlig släckning av elden under omkring 30 minuter med användning av 9 kg glaspartikelsläckaren. men sedan återantän- des branden. Detta ger emellertid tid för andra åtgärder att vidtagas under den upprepades och det tid då branden är slumrande. Detta prov var möjligt att uppnå en fullständig ut- släckning av branden med användning av två släckare var och en laddad med 9 kg pulver enligt föreliggande uppfinning. Pulvret som användes var samma som beskrivits ovan med undantag av att 10 vikt-% av de krossade glaspartiklarna var ersatta av sili- konbelagda glaspärlor med följande granulometriegenskaper: kornstorlek vid nedre decilen (G10) 25 um, mediankorn- storlek (G50) 65 um och kornstorlek vid den övre decilen (G99) 125 um. Efter kylning av brandplatsen, kunde 14 kg av pulversläckmedlet blåsas bort från brandplatsen och mängden återvinningsbart metalliskt magnesium som återstod var 13.6 kg.

Exempel 3 Vid en andra provjämförelse blandades två satser av 18 kg mag- 95 % vatten och 5 2 av en skärolja som säljes under handelsnamnet JIDAC 20 Z. Tre nesium med 1,8 kg vätska. Vätskan var torrpulversläckare av känd typ laddades, två med 6 kg krossade glaspartiklar och en med 9 kg krossade glaspartiklar. De an- vända glaspartiklarna hade samma granulometrí som i den första provjämförelsen och samma antibakningsmedel användes. Släckar- na sattes under tryck med användning av koldioxid. Fullständig utsläckning av branden kunde uppnås med två släckare. men ef- ter flera minuter framträdde en skorsten i täcket av glasak- tigt material som täckte provpannan och mer och mer vattenånga började avgå. Branden återtändes efter 23 minuter och den tredje släckaren användes för att släcka elden snabbt och 10 15 20 25 ;30 35 501 s74 j' 17 framgångsrikt. Efter det att provpannan hade fått svalna under 24 timmar kunde 11,77 kg glaspulver blåsas bort från massan och det återvinningsbara obrända magnesiumet som återstod väg- de omkring 10 kg.

För jämförelse laddades var och en av två släckare av liknande typ med 6 kg av Sicli's HPJl0 pulver och en tredje släckare laddades med 9 kg av det pulvret. Partiell utslâckning ägde rum med två släckare, men en stor spricka uppträdde omedelbart i pulvermassan över provpannan och det var nödvändigt att an- bringa den tredje släckaren. Efter det att provpannan fått svalna 24 timmar, kunde 4.12 kg pulver blåsas bort från massan och den återvinningsbara mängden magnesium vägde omkring 5 kg.

Exempel 4 40 pounds (l8,12 kg) mycket fint aluminiumpulver med en genom- snittlig kornstorlek under 20 um och en specifik yta av om- kring 3000 cmz/g tändes enligt ISO. Släckmedlet glasskärv graderad till under angivna provningsförhållanden som användes var baserat på krossad följande granulometri: kornstorlek vid 10) °'5 um' so) 26 um och kornstorlek vid den övre decilen (G90) 81.6 den nedre decilen (G mediankornstorlek (G um. De glasaktiga partiklarna gjordes hydrofoba genom att belägga dem med silikon DC ll07 från Dow Corning och de blan- dades med 0,4 vikt-2 AEROSIL (varumärke) R 972 fint uppdelad hydrofob kiseldioxid antibakningsmedel och 5 vikt-% kalium- klorid belagd med stearat. Elden släcktes med användning av två släckare var och en innehållande 9 kg av pulvret. Två kg pulver återstod oanvänt i den andra släckaren. Efter det att platsen svalnat fann man att omkring 14 kg aluminiumpulver återstod obränt.

Exempel 5 Partiklar av krossat glasaktigt material användes för att upp- dämma flödet av smält stål. som hade släppts ut från ett be- hållarkärl. Glaset som användes var ett sodakalkglas innehål- 10 15 20 25 ~ 30 35 501 874 18 lande i vikt-% omkring 0.6 2 Fe203.0.l5%SO3.0.04%TiO2 och 0 till 3 delar per miljon kobolt. i ett redoxtillstånd "tvâvärt järn som en andel av totalt järn" av omkring 25 t.

Vid en skivtjocklek av 4 mm har detta glas en infraröd energi- genomsläppning av omkring 50 %. Glaspartiklarna hade en hydro- fob silikonbeläggning och en medialkornstorlek under 120 um.

Exempel 6 20 liter tung brännolja antändes och släcktes sedan med an- vändning av en släckare innehållande 6 kg pulver. Det använda pulvret omfattade i vikt-2 59,6 % silikonbelagd krossad glas- skärv med följande granulometriz kornstorlek vid den nedre de- cilen (G10) 6,5 um. mediankornstorlek (G50) 26 um och kornstorlek vid den övre decilen (G90) 81,6 um, 20 % stea- ratbelagt natriumbikarbonat, 20 2 stearatbelagd kaliumklorid och 0.4 % AEROSIL (varumärke). Ett liknande resultat uppnåddes vid släckníng av en brand i 20 l metanol.

Exempel 7 35 pounds (15,9 kg) natrium tändes under förhållanden enligt ISO-förslaget. Fullständig släckning av branden uppnåddes med användning av omkring 15 kg pulver. Pulvret som användes var det som anges i exempel 6 med undantag av att natrium- och kaliumkloridhalterna var och en minskades till 15 2. varvid den krossade glasskärven ökades till 69,6 % av pulvret. Vid en variant ersattes natriumbíkarbonatet och kaliumkloriden av en ekvivalent mängd stearatbelagd natriumklorid.

En särskilt användbar sammansättning för glaspartiklar att an- vändas för att reglera brandrisk (brinnande och flytande) smält natrium, som något förorenats av radioaktiva element är följande: 72% Pb0, 1428102. l4%B2O3. mjukningspunkt av 477°C. Mjukníngspunkten för glasaktigt mate- Detta glas har en rial definieras som temperaturen vid vilken det materialet har I en viskositet av 10 poíse. 10 15 20 25 501 874; 19 Exempel 8 Vid ett annat prov tändes 1,77 kg natrium. En argonladdad släckare innehållande 9 kg pulver användes för att släcka elden. Pulvret omfattade 70 vikt-% av den krossade glasskärven angiven i exempel 6. 22.5 2 stearatbelagt natríumkarbonat och 7.5 % grafit. Detta pulver gav en snabb minskning av gasfasen i branden följd av en stabil släckning. Faktiskt behövdes en- dast 4 kg av pulvret för fullständig utsläckning och det skul- le vara möjligt att uppnå samma resultat med användning av även mindre pulver om släckaren skulle vara utrustad med ett lämpligt tryckreducerande munstycke.

Vid en variant ersattes natriumkarbonetet av stearatbelagd kaliumklorid. Viktandelarna av beståndsdelarna i pulvret var: 70 % skärv. 25 % KCl och 5 2 grafit.

Följande tabell ger en antydan om möjligheten med vilken olika beståndsdelar i pulver och pulver enligt uppfinningen kan skjutas ut och deras relativa verkan vid släckning av bränder i aluminium eller magnesium å ena sidan och av natrium ä andra sidan. Det kriterium som används för att bedöma pulvrens ef- fektivitet var mängden återvinningsbar metall som lämnats på brandplatsen efter kylning. Liknande mängder material användes för olika aluminium och magnesiumprover och för de olika nat- riumproven. 10 15 20 25 330 35 Pulver Krossat glas (G) Stora pärlor (AH) Små KC1 00000 +++++ Det pärlor (AQ) KCI AH AQ AQ + KC1 KCl + grafit 20 Utskjutnings 'förmåga dålig god mycket god utomordentlig mycket god relativ god mycket god utomordentlig Verkan A1 mg relativt god mycket dålig mycket dålig relativt god mycket god utomordentlig utomordentlig mycket god mycket god relativt god mycket dålig mycket dålig god utomordentlig relativt god relativt god god utomordentlig krossade glaset G hade den granulometri som anges i exemp- len 4 och 6 och var belagt med silikon.

Glaspärlorna var även belagda med silikon. De stora pärlorna AH hade en median kornstorlek av 65 um och de små pärlorna AQ hade följande granulometri: kornstorlek vid den nedre deci- len (G10) ll um, median kornstorlek (G50) 26 um och kornstorleken vid den övre decilen (G90) 58 um.

Kalíumkloríden KCl var belagd med stearat.

Vid alla fallen blandades en liten mängd AEROSIL (varumärke) i pulvret.

Resultaten för pulvret "G + KCI" är tillämpbara på pulver in- nehållande mellan 60 och 80 vikt-% krossade glaspartiklar och mellan 40 och 20 t kaliumkloríd.

Resultaten för pulvren "G + AH" och "G + AQ" är tillämpbara på pulver innehållande mellan 90 och 95 vikt-% krossade glaspar- tíklar och mellan 10 och 5 % glaspärlor. *so1 874.4 21 Resultaten för pulvret “G + AQ + KCl” är tíllämpbara på pulver innehållande mellan 80 och 90 Vikt-1 krossade glaspartíklar. mellan 10 och S t kalíumkloríd och mellan 10 och 5 t små glas- pärlor.

Resultaten för pulvret "G + KCl + grafít” är tíllämpbara på pulver innehållande mellan 53 och 70 vikt-% krossade glaspar- tíklar. mellan 25 och 35 t kaliumkloríd och mellan 12 och 5 \ grafít.

Claims (16)

10 15 20 25 30 'so1 874 22 Patentkrav

1. Material för kontroll av brandrisk helt eller i huvudsak bestående av glasaktiga partiklar, kännetecknat av att sådana glasaktiga partiklar omfattar krossade glaspartiklar, vilka uppbär en hydrofob beläggning bildad av silikon och/eller organosilangrupper eller fluorkolväten.

2. Material enligt krav 1, kännetecknat av att sådant mate- rial innehåller partiklar av åtminstone ett hjälpmedel som uppbär en hydrofob beläggning.

3. Material enligt krav 2, kännetecknat av att sådant hjälpmedel omfattar åtminstone ett salt.

4. Material enligt krav 3, kännetecknat av att salt- partiklarnas ytor är belagda med ett stearat eller en silikon.

5. Material enligt något av krav 3-4, kännetecknat av att sådant hjälpmedel vidare imfattar grafitpartiklar.

6. Material enligt något av kraven 2-5, kännetecknat av att hjälpmedlet omfattar partiklar av sfärolitiskt glasaktigt material.

7. Material enligt krav 6, kännetecknat av att åtminstone 50 antals-% av de sfärolitiska glasaktiga partiklarna som är närvarande, har en kornstorlek under 50 um, företrädesvis under 30 pm.

8. Material enligt något av föregående krav, kännetecknat av att de krossade glaspartiklarna utgör åtminstone 65 mass-% av materialet för kontroll av brandrisk. 10 15 20 25 30 23

9. Material enligt något av föregående krav, kännetecknat av att åtminstone 50 antals-% av de krossade glaspartiklarna som är närvarande, har en kornstorlek under 200 pm, företrädesvis under 120 um.

10. Material enligt något av föregående krav, kännetecknat av att de glasaktiga partiklarna är blandade med ett anti- bakningsmedel.

11. Material enligt krav 10, kännetecknat av att anti- bakningsmedelsubstansen huvudsakligen helt består av fint uppdelad kiseldioxid.

12. Material enligt något av föregående krav, kännetecknat av att de glasaktiga partiklarna omfattar partiklar av glasaktigt material, som har en flytpunkt under 600°C.

13. Material enligt något av föregående krav, kännetecknat av att de glasaktiga partiklarna omfattar partiklar av ett glasaktigt material som har en hög blyhalt.

14. Material enligt något av föregående krav, kännetecknat av att de glasaktiga partiklarna omfattar partiklar av ett glasaktigt material som har en hög absorbtionskoefficient för infraröd strålning.

15. Utrustning för kontroll av brandrisk innehållande material enligt något av kraven 1-14.

16. Sätt vid kontroll av en brandrisk, vilket sätt innefattar att på brandplatsen anbringa ett material enligt något av kraven 1-14.