سیستم اطفاء حریق فوم

زیرساخت های سیستم اطفاء حریق فوم

1- بلدر تانک یا مخزن فوم
2- Proportioner
3- Deluge valve
4- Foam sprinkler
5- Pump station
6- Piping
7- Foam liquid
8- Design, installation, test, PM

در این مقاله نگاهی اجمالی به تاریخچه سیستم فوم و خود ماده اطفایی فوم و مراحل اولیه طراحی خواهیم داشت
فوم اطفا حریق توسط مهندس و شیمی دان روسی الکساندر لوراند در سال 1902 اختراع شد.
آب همواره ابزاری برای مهار آتش بوده است، اما در همه موارد بهترین گزینه نیست. برای مثال، آب معمولا برای آتش سوزی نفت بی تاثیر است، و می تواند خطرساز باشد. فوم های اطفا حریق برای خاموش کردن آتش سوزی نفت ساخته شدند.
در سال 1902، روشی برای خاموش کردن مایعات آتش زا از طریق پوشاندن آن ها با فوم، توسط مهندس و شیمی دان روسی الکساندر لوران معرفی شد. لوران در باکو معلم مدرسه بود، شهری که در آن زمان مرکز صنعت نفت روسیه بود. لوران که در آنجا با دیدن آتش های نفتی بزرگی که به سختی مهار می شدند، تحت تاثیر قرار گرفته بود، تلاش کرد مایعی پیدا کند که چنین آتش هایی را مهار کند. او فوم آتش نشانی را اختراع کرد، که در 1902 و 1903 با موفقیت امتحان شد. در 1904 لوران اختراع خود را ثبت کرد، و اولین فوم خاموش کننده را در همان سال تولید کرد.
اولین فوم، مخلوطی از دو نوع پودر و آب بود که در دستگاه فوم ساز ساخته شد. این فوم، به دلیل عمل شیمایی انجام شده برای ساخت آن، فوم شیمیایی نام گرفت. عمدتاً، پودرهای استفاده شده، سدیم بی کربنات و آلومینیوم سولفات، همراه اندکی ساپونین یا لیکوریس (شیرین‌بیان) جهت پایدارسازی حباب ها، بودند. کپسول های خاموش کننده دستی نیز از همین دو ماده شیمیایی بصورت محلول استفاده می کردند. برای فعال سازی کپسول خاموش کننده، محافظ آن شکسته می شد و کپسول برعکس گرفته می شد، تا مواد مخلوط شوند و واکنش شیمیایی انجام شود. فوم شیمیایی، محلولی پایدار از حباب های ریز حاوی کربن دی اکسید با چگالی کمتر از نفت یا آب است، و در پوشش سطوح مسطح، از خود پیداری نشان می دهد. چون این ماده از مایع محترق سبک تر است، با آزادی روی سطح مایع حرکت می کند و آتش را با خفه سازی آن (جلوگیری و حذف اکسیژن) خاموش می کند. امروزه فوم شیمیایی منسوخ به حساب می آید زیرا حتی برای آتش های کوچک به محفظه های پودر زیادی نیاز دارد.
در دهه 1940، پِرسی لاوُن جولین فوم بهبود یافته ای به نام آئروفوم تولید کرد. او یک مایع غلیظ پروتئینی ساخته شده از پروتئین سُویا را، با کمک اثر مکانیکی، در یک مخلوط کن شیمیای یا در یک لوله تهویه، با آب مخلوط کرد تا حباب های هوایی با اثر جریان آزاد تشکیل شوند. سرعت گسترش این فوم و کنترل آسان آن، باعث محبوبیت آن شد. فوم پروتئینی توسط بعضی مایعات آتش زا آلوده می شود، لذا باید مراقب بود که این فوم تنها بالای مایع محترق مصرف شود. فوم پروتئینی سرعت کمی در اطفاء دارد، اما برای امنیت پس از اطفاء حریق مناسب است.
در اوایل دهه 1950، ایده فوم با گسترس وسیع توسط هربرت آینسر در انگلستان در "تاسیسات پژوهش امنیت معدن" (اکنون آزمایشگاه سلامتی و امنیت) جهت مهار آتش های معدن زغال سنگ مطرح شد. ویل بی. جمینسون، که یک مهندس معدن از پنسیلوانیا بود، مقاله ای درمورد فوم پیشنهادی در 1952 مطالعه کرد، و خواستار اطلاعات بیشتری درباره این ایده شد. او در مورد این ایده با اداره کل معادن امریکا همکاری کرد، و 400 فرمول را پیش از پیدا کردن ترکیبی مناسب آزمایش نمود. در 1964، کمپانی والتر کید (اکنون کید) حق ثبت فوم با گسترش زیاد را خریداری کرد.
در دهه 1960، کمپانی ملی فوم، فوم فلوئوروپروتئین را تولید کرد. عامل فعال این فوم، یک ماده فعال سطحیِ ترکیب شده با فلوئور است که با ایجاد خاصیت دفع روغن، از ناخالصی جلوگیری می کند. در کل، این فوم از فوم پروتئینی بهتر است زیرا اثر پوششی طولانی تر آن هنگامی که ورود به ساختمان برای نجات جان افراد لازم است، امنیت بیشتری را به وجود می آورد. فوم فلوئوروپروتئینی خاصیت اطفاء سریع دارد همچنین می توان آن را به همراه مواد شیمیایی خشکی که فوم پروتئینی را از بین می برند، ترکیب کرد.
در اواسط دهه 1960، نیروی دریای امریکا فوم مایع غشا ساز (AFFF) را تولید کرد. این فوم مصنوعی، ویسکوزیته پایینی دارد و با سرعت زیادی روی سطح بیشتر سوخت های هیدروکربنی پخش می شود. غشایی از آب زیر فوم تشکیل می-شود، که سوخت مایع را سرد می کند، و جلوی تولید بخارهای آتش زا را می گیرد. این موضوع، اطفاء حریق موثری به وجود می آورد؛ عاملی مهم در عملیات نجات و مهار آتش در تصادفات رانندگی.
در اوایل دهه 1970، کمپانی نشنال فوم، فناوری ضد الکل AFFF را ابداع کرد. AR-AFFF فومی مصنوعی است که هم برای مواد هیدروکربنی و هم برای حلال های قطبی تولید شد. حلال های قطبی مایعاتی احتراق پذیر هستند که فوم اطفا حریق معمولی را از بین می برند. این حلال ها آب موجود در فوم را خارج می کنند، که منجر به نابود شدن پوشش فومی می شود. لذا، این سوخت ها به یک فوم مقاوم در برابر حلال قطبی یا الکلی، نیاز دارند. در قیاس با AFFF معمولی که می توان آن را به سمت آتش افشانه کرد، فوم ضد الکل باید از سطح بجهد و بتواند روی مایع جاری شود تا غشای خود را تشکیل دهد،.
در 1933، باومس کاستورین در رم، نیویورک، عاملی تَرکننده با خواص سرد-کنندگی برتر و موثر روی آتش های نوی آ، نوع ب، نوع د، و نیز آتش تحت فشار و آتش سه بعدی حاوی سوخت های هیدروکربنی و حلال های قطبی از جمله الکل و اتانول، تولید کرد. این عامل ترکننده، که توسط UL (سازمان امنیت) به عنوان فوم اطفا حریق طبقه بندی شد، اولین باز تحت عنوان پیروکول به بازار عرضه شد. فرمول ثبت شده، به عنوان جانشینی زیست تجزیه پذیر برای AFFF و AR-AFFF و سایر فوم ها و عامل های ترکننده، در سال 1998 جایزه عالی شیمی سبز را دریافت کرد. این عامل اکنون تحت عنوان ناواکول UEF (فوم اطفاء حریق جهانی) عرضه می شود. ناواکول UEF به میزان 0.4% برای آتش های نوع آ و 0.5% برای آتش های نوع ب و نوع د استفاده می شود. ناواکول یو ای اف زیست-تجزیه پذیر است.
در سال 2010، ارکیده اینترنشنالِ فرانسه اولین FFHPF را تولید کرد، عالی ترین فوم بدون فلوئور. این فوم به تجزیه پذیری 97% رسیده است و در حال حاضر تحت نام "بلوفوم" (فوم آبی) توسط شرکت ارکیده اینترنشنال عرضه می شود. این فوم به میزان 3% برای آتش سوزی های هیدروکربنی و نیز حلال قطبی استفاده می شود.

سيستم Foam Dosing

اين سيستم روشي بسيار اقتصادي و آساني است که در سيستم هاي توليد فوم به کار مي رود .
تجهيزات مختلفي جهت توزيع مناسب فوم وجود دارد که مي بايستي مطابق با نياز انتخاب و طراحي شود. اين تجهيزات عبارتند از:
۱- Foam Chamber و Foam pourer ها که در اطفای حریق مخازن اتمسفريک سقف ثابت و شناور مي روند. اين تجهيزات مطابق با استاندارد NFPA II طراحي و ساخته مي شود که مناسب براي توليد فوم هاي کم توسعه مي باشد.
۲- اسپرينکلرهاي فوم کاربرد بسيار وسيعي براي اطفای حریق فضاهايي مانند انبارها و محل تخليه وبارگيري مايعات اشتعال پذير دارد. اسپرينکلرها مناسب براي توليد فوم کم توسعه مي باشند.
۵- فوم مانيتورها براي کاربردهايي که نياز به برد نسبتا زيادي مي باشد ، بکار مي رود . انواع فوم مانييتورهاي قابل حمل وثابت در رنج وسيعي از دبي ارائه مي شوند. هم چنين اين مانيتورها قابليت کنترل از راه دور را نيز دارا مي باشند.
تناسب سازها:
تناسب سازها عملیات مخلوط کردن آب با کنسانتره کف را در درصدی مشخص انجام می دهند و به طور کلی دو روش تناسب سازی به شرح ذیل وجود دارد:
در روش اول از اصل ونچوری (Venturi) جهت کشیدن کنسانتره کف به داخل جریان آب استفاده می شود. ساده ترین تناسب سازها در این روش، ایداکتورها (Educators) می باشند که ارزان قیمت بوده ولی دارای محدوده عملکرد پایینمی باشند.
در روش دوم از پمپ و یا فشار آب جهت تزریق کنسانتره کف به داخل جریان آب استفاده می شود که متداول ترین آن Bladder Tank Systems می باشد. این مخازن یکی از اجزاء سیستم های تناسب سازی فشار متعادل(Balanced Pressure Proportioning Systems) می باشندکه در این سیستم ها یک مسیر انشعابی از جریان اصلی آب به کیسه محتوی کف فشار وارد نموده و باعث خروج کنسانتره کف از داخل مخزن و وارد شدن آن به تناسب ساز و سپس به جریان آبمی شود. در صورت استفاده از اسکیدهای پمپ)(Pump Skidsکنسانتره کف از یک مخزن که معمولا در محوطه باز قرار داشته و از جنس فایبر گلاس یا پلی اتیلن می باشد به طرف تناسب ساز، پمپ می شود. سپس یک شیر اتوماتیک فشار کنسانتره کف را متناسب با فشار جریان آب کرده و کنسانتره کف پس از عبور از تناسب ساز وارد جریان آب می شود.
Bladder tank