W jaki sposób gaśnica CO2 gasi pożar? Wyjaśnienie fizyki duszenia

Wyobraź sobie małą serwerownię o drugiej w nocy. Szafa bateryjna UPS zaczyna dymić, po czym w szczelinach wentylacyjnych pojawiają się płomienie. Ktoś podnosi ze wspornika gaśnicę CO2 o masie 5 kg, celuje klaksonem w podstawę płomienia i naciska uchwyt. Dwanaście sekund później płomieni już nie ma, regały nadal stoją, a jedyne sprzątanie to wycierane drzwi szafki.

Krótka odpowiedź jest następująca: gaśnica uwalnia dwutlenek węgla pod wysokim ciśnieniem i tworzy nad płonącym materiałem gęstą chmurę gazu i mikroskopijnych cząstek suchego lodu. Wewnątrz tej chmury poziom tlenu w miejscu pożaru spada poniżej poziomu potrzebnego płomieniowi i spalanie ustaje. Po drodze następuje ochłodzenie, ale prawdziwą pracę wykonuje wypieranie tlenu.

Gaśnica CO2 nie ugasi pożaru ani nie zleje paliwa. Tworzy tymczasową atmosferę, w której płomień nie może oddychać, a następnie ta atmosfera znika.

Najpierw wypieranie tlenu, potem chłodzenie

Ogień potrzebuje jednocześnie paliwa, tlenu i ciepła, a CO2 atakuje tlenową stronę tego trójkąta. Robi to lokalnie, a nie w całym pomieszczeniu. Dwutlenek węgla jest około 1,5 razy gęstszy od powietrza, więc chmura opada i rozprzestrzenia się nisko, zamiast wznosić się prosto do sufitu. Przykrywając paliwo, rozcieńcza tlen w strefie płomienia. Spalanie płomieniowe wymaga zazwyczaj około 15 procent lub więcej tlenu, a strumień skoncentrowanego CO2 znacznie obniża wartość lokalną. W przypadku pożaru rozpuszczalnika lub farby wypycha również palne opary, które faktycznie się palą; ciecz nie pali się, lecz para nad nią.

Chłodzenie: prawdziwe, ale rzadko decydujące

Róg emituje cząstki gazu i suchego lodu o temperaturze około minus 78 stopni Celsjusza, które pochłaniają ciepło podczas sublimacji. Pomaga to na płytkim ogniu i niewiele daje na głębokim. Woda zamieniając się w parę pochłania około 2260 kilodżuli na kilogram; CO2 podczas sublimacji przyjmuje około 570. Woda wsiąka także w papier, tkaninę czy drewno i schładza materiał od wewnątrz. CO2 dotyka tylko powierzchni, dlatego też kosz pełen makulatury może zostać przewrócony w ciągu kilku sekund, a po kilku minutach ponownie wybuchnie.

Od cieczy do chmury: wnętrze cylindra, zaworu i klaksonu

Gaśnica CO2 to zbiornik ciśnieniowy, a nie pompa. Dwutlenek węgla występuje jako ciecz w równowadze z własną parą pod ciśnieniem około 55 do 60 barów w temperaturze 20 stopni Celsjusza, około 800 psi. Rurka zanurzeniowa przenosi ciecz z dna cylindra do zaworu, dzięki czemu wypływ nie zanika po pierwszej lub dwóch sekundach.

Z zaworu ładunek przepływa krótkim wężem do króćca wylotowego zakończonego rozszerzonym stożkiem. Stożek jest wystarczająco zimny, aby spowodować odmrożenia, dlatego należy trzymać izolowany uchwyt, a nie metal. W rogu ciecz zamienia się w cząstki gazu i suchego lodu, po czym zwiększa swoją objętość około 450–500 razy.

Ciśnienie również ustawia zegar. Gaśnica CO2 jest zbudowana tak, aby opróżnić się w ciągu kilku sekund, a nie minut to zgromadzone ciśnienie jest tym, co sprawia, że liczy się każda sekunda podczas gdy pożar jest jeszcze na tyle mały, że można go zatrzymać.

Dobrze zbudowana przenośna jednostka o masie 5 kg, wielkości zwykle wybieranej do serwerowni i małych magazynów rozpuszczalników, zapewnia około 12 do 15 sekund użytecznego rozładowania z butli CK45 i zespół zaworu z oznakowaniem CE, który utrzymuje strumień stały, a nie ostry.

Które wyzwalają uchwyty CO2, a których nie można naprawić

CO2 nie jest środkiem ogólnego przeznaczenia. Jego ograniczenia są tak samo ważne, jak mocne strony:

• Pożary cieczy i gazu klasy B: najsilniejsze połączenie, od benzyny i rozpuszczalników po farby i parafinę.
• Sprzęt elektryczny pod napięciem: gaz nie przewodzi i nie pozostawia śladów, dzięki czemu panele, kable i serwery są odporne na uszkodzenia spowodowane przez wodę lub proszek.
• Materiały stałe klasy A, takie jak papier, drewno i tekstylia: płomienie powierzchniowe gaśnie, głęboko zakorzenione ciepło nie, a ponowny zapłon jest powszechny.
• Metale palne klasy D: nie używaj. Metale takie jak magnez palą się na tyle gorąco, że reagują z dwutlenkiem węgla, co może spowodować, że ogień będzie bardziej gwałtowny.
• Oleje i tłuszcze spożywcze klasy F: nieodpowiedni. Olej znajdujący się powyżej temperatury samozapłonu zapala się ponownie, gdy gaz się rozproszy, a strumień może wytrysnąć płonący olej z miski.

Czytanie etykiety przed zakupem

Dwie cyfry powiedzą Ci większość tego, czego potrzebujesz: wagę ładunku w kilogramach i klasę B. Liczba przed literą oznacza wielkość standardowego pożaru testowego, który jednostka musiała ugasić podczas certyfikacji, więc ocena 89B obejmuje znacznie większy pożar niż ocena 34B.

Cięższy cylinder kupuje czas i zasięg, a nie tylko objętość. Połowa ładunku małego przenośnego urządzenia zajmuje pierwsze dwa metry, więc wózek zajmuje miejsce na podłodze tam, gdzie zagrożenie znajduje się za sprzętem lub głęboko w pomieszczeniu. Tam, gdzie zagrożeniem jest pojedyncza szafka, dodatkowa pojemność zwykle zwiększa ciężar do przenoszenia.

Niezależnie od wybranego rozmiaru upewnij się, że urządzenie posiada certyfikat, jakiego oczekuje ubezpieczyciel lub władze lokalne oraz że zamienne zawory, węże i klaksony są dostępne u tego samego dostawcy.

Używanie jednego bez pogarszania sytuacji

1. Przenieś butlę pionowo i odłóż ją przed rozpoczęciem; Trzymanie jednostki o masie 15 kg jedną ręką i wyciąganie zawleczki to sposób, w jaki ludzie ją upuszczają.
2. Złamać plombę antysabotażową, wyciągnąć zawleczkę zabezpieczającą i trzymać wyłącznie za izolowany uchwyt.
3. Stań 1-2 metry dalej i skieruj róg na podstawę płomieni, a nie na dym.
4. Przesuwaj się na boki wzdłuż najbliższej krawędzi ognia, a następnie przesuwaj się do tyłu.
5. Kontynuuj rozładowywanie przez sekundę lub dwie po zgaszeniu płomieni, aby chmura mogła się uspokoić.
6. Obserwuj przez kilka minut, czy nie doszło do ponownego zapłonu, a jeśli jedna gaśnica nie wystarczy, ewakuuj się.

Wybór i konserwacja jednostki, która będzie działać

Trzy rzeczy decydują o tym, czy a Gaśnica CO2 sprawdza się w sytuacji awaryjnej: integralność butli i zaworu, rzeczywista masa ładunku i zapis konserwacji. Ponieważ gaz jest utrzymywany pod ciśnieniem, a nie w wyniku reakcji chemicznej, w praktyce sprawdzana jest waga, a nie manometr, a wiele jednostek CO2 w ogóle nie ma manometru. Utrata więcej niż 10 procent masy ładunku oznacza ponowne naładowanie, podczas gdy sam cylinder poddawany jest zwykle próbie ciśnienia hydraulicznego w cyklu dziesięcioletnim, zgodnie z wieloma normami.

Zespół zaworu utrzymuje to ciśnienie między urządzeniami i uwalnia je na żądanie, dlatego zasługuje na taką samą kontrolę, jak wydajność wydrukowana na etykiecie. Utrzymanie zapasowe zawory, węże i zaślepki uchwytów dopasowany do modelu gaśnicy, przyspiesza coroczne serwisowanie i pozwala uniknąć niesprawnej butli przestojowej z powodu braku małej części.

Gaśnica CO2 gasi pożar, zmieniając otaczającą atmosferę. Ciekły dwutlenek węgla zamienia się w zimną, gęstą chmurę gazu i cząstek suchego lodu, pokrywa płonące paliwo i obniża lokalne stężenie tlenu poniżej poziomu, który może przetrwać płomień. Ciepło jest pochłaniane po drodze, ale ogień gaśnie, ponieważ jest głodny, a nie dlatego, że jest zamarznięty.

Mechanizm ten wyjaśnia zarówno mocne strony, jak i ograniczenia. CO2 jest szybki, czysty i bezpieczny w przypadku urządzeń elektrycznych pod napięciem i jest złym wyborem w przypadku głęboko osadzonych ciał stałych, płonących metali i oleju kuchennego. Dopasuj środek do rzeczywistego zagrożenia, dostosuj ładunek do pomieszczenia i odległości, jaką musisz pokonać, a także zapisuj wagę w kalendarzu. Gaśnica, która działa, to ta, która została przeznaczona do pożaru przed tobą.