泡沫滅火劑性能及應用探析

王偉軒，羅振海

(1.廣東省消防總隊，廣東 廣州 510640； 2.廣東產品質量監督檢驗研究院，廣東 廣州 510330)

泡沫滅火劑性能及應用探析

王偉軒1，羅振海2

(1.廣東省消防總隊，廣東 廣州 510640； 2.廣東產品質量監督檢驗研究院，廣東 廣州 510330)

以常見的空氣泡沫滅火劑為例，介紹了泡沫滅火劑的滅火機理，并結合產品性能的主要參數，分析影響泡沫滅火劑滅火性能的因素，提出了在實際使用中易出現的問題。倡導加強消防員培訓，合理選用滅火劑，避免因使用不當而導致降低泡沫滅火劑的滅火效能。

泡沫滅火劑；滅火性能；影響因素

近年來，我國泡沫滅火劑種類、生產技術和產品質量均有很大提高。根據產生方式，泡沫滅火劑可分為化學泡沫滅火劑和空氣泡沫滅火劑，空氣泡沫滅火劑又分為蛋白泡沫、水成膜泡沫、合成泡沫、抗溶性泡沫。按泡沫的發泡倍數，可分為高倍數泡沫、中倍數泡沫和低倍數泡沫。高倍數泡沫滅火劑適用于密閉空間，如船艙、隧道等，可快速充滿著火空間進行滅火；中倍數泡沫滅火劑因其發泡倍數在20～200倍，射程低于低倍數泡沫滅火劑，適用固定滅火系統，靠近火源的地方；低倍數泡沫滅火劑具有射程遠、流動快等特點，常用于消防車、石化煉油廠、油庫等。因此，應根據著火物質不同，選擇相適應的泡沫滅火劑，避免因使用不當而導致降低滅火效能，延誤火災撲救進程。

1 泡沫滅火劑的性能

1.1 產品標準

目前我國空氣泡沫滅火劑的產品標準為《泡沫滅火劑》(GB 15308—2006)和《A類泡沫滅火劑》(GB 27897—2011)，標準中規定了泡沫滅火劑的凝固點、發泡倍數、析液時間、滅火性能等多項指標要求[1-2]。其中A類泡沫滅火劑適用于建筑火災，擴散速度快，能滲透并粘附在可燃物表面上。與普通泡沫滅火劑比較，無需考察界面張力和擴散系數，但增加了潤浸性要求。而國外泡沫滅火劑有水溶性液體表面、非水溶性液體表面和A類火災之分，相關標準為ISO 7203、BSEN 1568、NFS 60-211～214和NFPA 1150等。

1.2 滅火機理

泡沫滅火劑具有密度小、流動性、黏附性、持久性和抗燒性等特點，產生的泡沫將迅速漂浮、附著于燃燒物質表面，隔絕空氣來達到滅火的目的[3]。其滅火作用主要包括：(1)隔絕燃燒物的液相與助燃物的氣相；(2)泡沫及水分氣化吸熱，起到冷卻作用；(3)蒸汽稀釋燃燒區氧氣濃度。

1.3 產品性能分析

《泡沫滅火劑》和《A類泡沫滅火劑》規定了泡沫滅火劑滅火性能的試驗方法及對應級別指標要求。普通泡沫滅非水溶性液體燃料火試驗有緩釋放滅火試驗和強釋放滅火試驗，區別在于泡沫射流著落位置，分別為擋板中間和油盆中間。抗溶性泡沫滅火劑應進行滅水溶性液體燃料火試驗，燃料為丙酮。A類泡沫液應進行滅A類火試驗，火災模型為GB 4351.1—2005中2A型木垛火。滅火性能的級別根據滅火成功所用的時間進行劃分，時間越短，滅火性能越好[4]。泡沫滅火劑的抗燒水平是指覆蓋于油盤面上的一定厚度的泡沫層，在規定的火焰輻射作用下，泡沫被全部破壞，整個油盤內布滿火焰，并達到自由燃燒所需的時間。抗燒水平是衡量泡沫的熱穩定性和抵抗火焰輻射能力的一個指標。滅火及抗燒試驗如圖1所示。而泡沫的隔絕能力是泡沫滅火劑滅火性能的重要指標，與之相關的參數主要為不透氣性、動力黏度系數、剪切力等，具體表現為表面張力、發泡倍數、析液時間。

圖1 滅火及抗燒試驗

2 滅火性能及影響因素

泡沫滅火劑的性能包含多方面，但發泡倍數、析液時間、表面張力等指標的好壞，直接影響滅火性能。其中表面張力衡量了泡沫的流動性，表面張力越大，泡沫流動性越慢，在滅火過程中易造成泡沫析液，非成膜型泡沫滅火劑用比流動性體現。此項差別在《泡沫滅火劑》滅火試驗中較難體現，大面積火災中(如油庫火災)效果明顯。而發泡倍數和析液時間是泡沫好壞的關鍵指標。發泡倍數與滅火劑中表面活性劑的成分和計量有關，體現滅火劑的發泡能力。不同發泡倍數的泡沫滅火劑，滅火能力不同，使用中應根據實際需要選擇合適的滅火劑。同類泡沫滅火劑，發泡倍數不同對滅火性能的影響微小。

2.1 析液時間對滅火效果的影響

析液時間是衡量泡沫成型后的穩定性能。滅火劑如需取得更好的滅火效果，應保證泡沫滅火劑的成型時間更長，提高抗析液能力。表1列舉了同一批次、同一型號規格不同析液時間泡沫滅火劑的試驗結果(儲罐不同，儲存時間均為1年)。從表1的結果可以看出，相同泡沫滅火劑在不同儲存條件下，可能出現不同的變化。產生滅火劑性能變化的原因可能為儲存溫度或容器的密封性。1號樣品可能發生了老化變質現象，導致析液時間嚴重偏低，對泡沫滅火劑滅火性能的影響也是顯著的。分析原因可能為泡沫抗析液能力降低，滅火劑泡沫成型后受火焰、高溫影響，極易析液變成泡沫混合液，與燃燒物質混合，導致滅火失敗。

表1 不同析液時間泡沫滅火劑的試驗結果

2.2 環境對滅火效果的影響

滅火試驗是一項大型滅火劑質量檢驗工作，標準規定試驗環境溫度10～30 ℃、風速3 m·s-1(接近油盤處)。而在滅火救援實戰中，泡沫滅火劑使用的環境條件更是不可選擇的。但根據實際檢驗經驗，試驗溫度對滅火劑的滅火效果有一定的影響。因此，分析環境條件(溫度、風速)對滅火劑滅火效果的影響，有助于提高滅火救援工作中泡沫滅火劑的使用效能。

2.2.1 溫度

選取同一3%AFFF泡沫滅火劑，分別在不同的環境溫度下進行滅火試驗，風速穩定在0.5 m·s-1左右。圖2的試驗結果反映出隨著試驗溫度的升高，滅火時間延長，抗燒時間縮短。分析原因可能為溫度升高，泡沫表面張力降低，發泡成型的泡沫易流動析液，可穩定覆蓋著火燃料表面的泡沫變少，滅火效果降低。

圖2 不同溫度下的滅火試驗對比

2.2.2 風速

風速對滅火劑滅火性能的影響主要體現在室外火災，由于風向的不確定性，風速過大會導致火焰接觸泡沫層表面，加快泡沫析液，縮短了抗燒時間。在油盆火試驗中，風速的影響主要體現在抗燒時間的縮短，分析原因為：(1)中心火焰隨風壓低，接觸泡沫表面，加快泡沫析液或蒸發；(2)風也會把已成型的泡沫層分開，導致泡沫層不穩定，燃料揮發，易復燃。在滅火救援實戰中，風速的影響也較大，主要表現為泡沫在著火表面的覆蓋率及穩定性受到影響。

3 泡沫滅火劑在使用中易出現的問題

根據目前消防泡沫使用情況，發現在使用過程中易出現以下幾方面的問題：(1)泡沫液與水混合比例不一致，如3%型的泡沫滅火劑當成6%的滅火劑使用，表面張力提高，降低了泡沫流動性，導致泡沫滅火劑到達指定位置需要更長時間，影響滅火救援工作。(2)發泡壓力過大或過小，壓力過低產生的負壓不足，發泡效果不好；壓力過高會導致發泡倍數降低。(3)泡沫滅火劑的混合使用，為使泡沫滅火劑能有效保存和使用，均添加了不同的穩定劑等多種組分。在泡沫滅火劑的混合配比中，由于添加劑可能有陽離子型或陰離子型，極易相互作用，破壞原有泡沫液的作用[5]。因此，在實際使用中應加強消防員培訓，合理選用滅火劑，避免因使用不當而導致降低泡沫滅火劑的滅火效能，延誤火災撲救的最佳時機。如存有化工原料的倉庫內著火，使用高倍數泡沫滅火劑可快速發泡并充滿倉庫，達到滅火目的。另外，高倍數泡沫中含有大量的空氣，對受困在倉庫的傷員有補給氧氣的作用。

4 結論

4.1 泡沫滅火劑的性能包含多方面，但發泡倍數、析液時間、表面張力等指標的好壞，直接影響滅火性能。發泡倍數衡量泡沫液的發泡能力，析液時間衡量泡沫在常溫下的穩定性，表面張力衡量泡沫的流動性，表面張力越大，泡沫流動性越慢，在滅火過程中易造成泡沫析液(大面積火災中效果明顯)。滅火環境(溫度、風速)也會造成一定的影響，溫度高、滅火時間長，抗燒時間短；而風速過大會導致火焰接觸泡沫層表面，加快泡沫析液，縮短抗燒時間。

4.2 泡沫滅火劑的使用不僅與產品性能有關，還與發泡設備、消防人員技術水平等有關。如在使用中有設備堵塞、泡沫液混合比、陰/陽離子型泡沫液混合等錯誤操作，會降低泡沫滅火劑的滅火效能。因此，我們應加強消防員培訓，合理選用滅火劑，對發泡設備進行定期維護保養，避免延誤火災撲救的最佳時機。

[1] 公安部天津消防研究所,美國安素公司.泡沫滅火劑:GB 15308—2006[S].北京:中國標準出版社,2007.

[2] 公安部天津消防研究所,昆山寧華消防系統有限公司.A類泡沫滅火劑:GB 27897—2011[S].北京:中國標準出版社,2012.

[3] 徐曉楠.滅火劑與應用[M].北京：化學工業出版社，2006.

[4] 陸強,包志明，陳濤，等.A類泡沫滅火劑滅火性能試驗研究[J].滅火劑與阻燃材料，2013，32(2)：177-179.

[5] 劉洪強，熊偉.泡沫滅火劑在滅火應用中的問題分析[J].滅火劑與阻燃材料，2013，32(12)：1397-1399.

(責任編輯 馬 龍)

Analysis on the Performance and Application of Foam Extinguishing Agent

WANG Weixuan1, LUO Zhenhai2

(1. Fire Corps of Guangdong Province, Guangzhou 510640, China; 2. Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision, Guangzhou, Guangdong Province 510330, China)

This paper introduces the fire suppression mechanism of air foam extinguishing agent, analyzes the factors affecting fire extinguishing performance based the main parameters of foam extinguishing products, and points out the problems of its use in practice. In order to avoid decreasing air foam’s extinguishing capability due to improper operation and delaying the best time of firefighting, measures like strengthening firefighter’s training and reasonable selection of extinguishing agent are proposed.

foam extinguishing agent; fire extinguishing performance; influence factor

2017-04-06

王偉軒(1974— )，男，寧夏中寧人，高級工程師； 羅振海(1985— )，男，江西九江人，工程師。

TQ569

A

1008-2077(2017)08-0023-03