Возгорание металлов происходит в редких случаях. Для этого требуется наличие сразу двух факторов: нужное физическое состояние и высокая температура. Явление воспламенения металлов характерно лишь для «нестабильных» веществ, способных выпустить энергию.
Золото, например, плавится, а при высоких температурах улетучивается. Титан, точнее, его стружка, самопроизвольно воспламеняется даже при отсутствии кислорода. По причине различия металлов пожары с их горением выделяют в отдельную категорию – класс D.
Если разобраться в вопросе, из-за чего горят металлы, становится ясно, что реакция, вызывающая огонь, химического происхождения. Допускается ли тушение металлов водой – зависит от обстоятельств горения.
Большинство строительных металлических конструкций тушат при помощи обычного водного гидранта. Но когда речь заходит о металлосодержащих соединениях, применяют порошковые составы со специальной маркировкой «D».
Опасность воспламенения металлов
На предприятиях по переработке металлов и их соединений не понаслышке знают о взрывоопасности этих соединений. Персонал учитывает особенности окисления, воспламенения, горения веществ, а также применяет «правильные» огнетушители при пожаре.
Причин, по которым нагретый металл становится опасным, несколько.
Факторы риска:
- Выделение ядовитых паров.
- «Ошпаривание» брызгами, вспенивание.
- Взрывы, в т. ч. в состоянии аэровзвеси.
- Самовозгорание (пирофорность).
- Искрообразование.
- Реакция при тушении водой и некоторыми огнетушащими составами (хладон, азот и др.).
- Высокая горючесть.
- Безрезультатность тушения.
Пожары класса D подразделяются на несколько подгрупп. В первую относят горение легких и условно тяжелых металлов (D1). Это самая взрывоопасная категория соединений. Находясь в состоянии стружки или порошка, они легко самовоспламеняются. Если металл оформлен в лист (профиль) или слиток, то пожары возникают только в результате несоблюдения нужного теплообмена. То есть физическое трение не может привести к возгоранию.
Вторая категория (D2) – горение щелочных металлов, которые характеризуются в большей массе как способные к самовоспламенению. На своей поверхности они имеют неокисленную пленку. Чтобы добиться протекания реакции, этот слой должен истончиться до минимума.
Третья категория (D3) – горение металлосодержащих веществ, например, органические соединения или гидриды, связывающиеся с металлами. Образуют обширный класс материалов, различающихся как по природе горения (тление, активное пламя), так и по способности взрываться. Некоторые пожары сопровождаются выделением взрывного водорода, другие же – наполняют помещение пылевой взвесью, реакция ее предсказуема.
На заметку. Для тушения пожаров класса D выбирают ОПСН «D 1, 2, 3» (огнетушители порошковые специального назначения класса D). В качестве основного их свойства называют способность поглощать тепло без вступления в реакцию с металлом. Вещество создает на поверхности очага пожара слой, полностью покрывающий металл. Плотность и толщина реагентного состава регулируется с учетом рекомендованного расхода на 1 кв. м. в кг.
Особенности тушения пожаров класса D
Воспламенения с горением металлов происходят при высоких температурах и с выраженным искрообразованием. Чтобы потушить огонь, необходимо сбить температуру по всему периметру металла (стружки, порошка, опилок), а не только с поверхности.
Гашение пламени водой или песком почти всегда усугубляет ситуацию, так как вещества вступают в реакцию – происходит либо ошпаривание расположенных вблизи поверхностей, либо разрастание пламени.
Некоторые металлы огнетушащие средства не в состоянии погасить, так как порошки, в отличие от воды, не охлаждают поверхности. Процесс пожаротушения занимает много времени – пожарные удерживают горение до тех пор, пока температура не опустится ниже температуры самовоспламенения металла.
По результатам исследования пирофорности веществ этот недостаток ставит под сомнение эффективность некоторых порошковых составов и огнетушителей. К тому же тушение по современным меркам производят в помещениях объемом всего 300–600 куб. м. ввиду технических возможностей пожарных автомобилей. Высота струи – 10–25 м, под углом – не более 40–60 м, что также ограничивает подведение порошка к очагу.
Огнетушащие порошковые составы
На вопрос, какими огнетушащими порошковыми составами (ОПС) можно потушить горящие металлы, специалисты отвечают: порошком спецназначения типа D, за неимением используют универсальные (условно). Согласно ППБ, в частности, ГОСТ Р 53280.5 и НПБ174-98, металлы и их сплавы тушат ОПС с определенным набором характеристик – влажностью, плотностью, огнетушащей способностью, текучестью.
Состав порошка (реагент) подбирается производителем самостоятельно: это хлорид калия, окись магния, графит, фосфорно-калийные соли, карбонаты, сульфаты, силикагель. При этом ОПС обозначаются маркировкой «D», что говорит о невозможности использовать состав при тушении высоковольтных установок свыше 1000 В.
Реагенты подбираются с учетом рекомендаций по конкретному горючему металлу и общему своду правил для огнетушителей. Например, чтобы определить, какой порошок подействует на литий, требуется определить, к какой группе этот металл будет относиться – d1, d2 или d3. Так как литий – щелочное соединение, ОПС должен быть промаркирован отметкой «D2». В эксплуатационных документах к составу обычно указывается весь спектр применения.
Кстати. Плотность ОПС по сравнению с плотностью взрывоопасных (измельченных) металлов выше, благодаря чему он тонет в сплаве, увеличивается общая поверхность «очага». В результате расход огнетушащего вещества увеличивается в кратном размере. Подсчитано, что при разрастании площади металла (толщины) на 6 см потребуется в 5 раз больше порошка, чем за первый подход. Поэтому часто металлы предлагают не тушить. Если пространство ограничено (защищено), соединения со временем выгорают самостоятельно.
Вода
Ни один из способов тушения металлов не считается результативным. Однако, воду использовать не рекомендуется и вовсе. Металлы хорошо с ней контактируют, образуя оксиды и простые газы. Это чревато образованием плотного газового облака, которое вызывает взрыв. Посему из помещения первоначально откачивают кислород, разбавляя воздух инертными газами.
Использование воды допускается при внешнем источнике зажигания металла, например, когда горит железная конструкция в результате разлива ГСМ. Для предупреждения распространения пожара водонапорная струя – лучшее решение. Однако, данный метод подходит лишь для тяжелых и благородных металлов, удаленных на достаточное расстояние от человека.
Меры безопасности при пожаротушении
Порошковые составы допускаются для эксплуатации в любых помещениях: производственных, складских, лабораторных. Вещества невредны для здоровья, но имеют целый ряд недостатков, ограничивающих их применение. Поэтому важно знать, как правильно пользоваться порошковыми средствами защиты.
Меры безопасности приводятся в таблице.
| Категория | Правила пожаротушения специальными порошковыми огнетушителями |
| D1 | Отключение вентиляции и установок с водой. Запрещается механическое воздействие на металл. Тушение производится на максимальном расстоянии по причине высвобождения водорода и других газов. Рекомендуется дополнительно использовать порошки ПХК, азот, аргон. |
| D2 | Разрешается применять только огнетушители с маркировкой «D». В зависимости от горящих веществ допускается гашение пламени графитом, песком, газами. Тушение осуществляется в СИЗОД на расстоянии от 3 м. |
| D3 | Тушение органических растворов и гидридов производится на удалении. Возможен взрыв. В зависимости от типа производства подбираются дополнительные средства пожаротушения. |
Внимание. В помещениях до 40 кв. м порошковые огнетушители использовать не рекомендуется. Вещества образуют густую завесу (белую), усложняющую эвакуацию. Состав повреждает микродетали, выводит из строя аппаратуру, забивает поверхности минеральной пылью. После тушения человек должен показаться врачу.
Специалисты на предприятиях знают о возможных реакциях имеющихся сплавов при пожарах класса D. Чтобы потушить конкретный металл, недостаточно использовать огнетушитель целевого назначения. Операция проводится с подводом замещающих газов, которые предупреждают быстрый взрыв. За это время сотрудники МЧС имеют возможность спасти персонал и имущество.
Самостоятельно с горением не справляются. На подмогу вызывают пожарных, которые владеют техникой и приемами пожаротушения.
