انواع کف آتش نشانی

وقتی آتش سوزی رخ می‌دهد، اولین واکنش برای خاموش کردن آن معمولا استفاده از آب است. این موضوع از دیرباز اصلی ترین راه حل اطفا حریق محسوب می‌شده است. حال سوال اصلی اینجاست که آیا آب برای خاموش کردن تمامی آتش سوزی ها مناسب است؟

پاسخ این سوال قطعا خیر می‌باشد. به عنوان مثال برای آتش سوزی‌هایی که نوع سوخت آن‌ها روغنی است، آب نه تنها کمکی به اطفا آن نمی‌کند بلکه ممکن است خطراتی را هم به همراه داشته باشد. این موضوع برای آتش سوزی های الکتریکی هم صادق است. چون آب می‌تواند باعث برق گرفتگی شود. به همین دلیل در تکامل صنعت آتش نشانی و اطفا حریق، محصولی به نام فوم آتش نشانی تولید شده است.

اصطلاحات مهم در مورد فوم آتش نشانی 

فوم با غلظت بالا : فومی است که بسیار با غلظت بالا تولید شده و در بسته‌بندی‌هایی مثل بشکه و سطل های درپوش دار عرضه می‌شود.

محلول فوم : وقتی فوم غلیظ را با درصد مناسب آب و توصیه شده مخلوط کنیم قبل از آن که هوا را به آن اضافه کنیم یک ماده مایع شکل به دست می‌آید که به آن محلول فوم می‌گویند.

فوم نهایی : بعد از این که به محلول فوم، هوا را اضافه کنیم، فوم نهایی به دست می‌آید. اضافه کردن هوا از طریق همزن های مخصوص و یا تجهیزات هوا دهنده انجام می‌شوم. فوم نهایی همان ماده ای است که برای اطفا حریق استفاده می‌شود.

یکی از موارد بسیار مهمی که پرسنل آتش نشانی و یا افراد دیگر باید در مورد آن آموزش ببینید، چگونگی استفاده از فوم آتش نشانی است.

اجزای تشکیل دهنده‌ فوم آتش نشانی 

بیشتر از 50 سال است که فوم های مخصوص اطفا حریق ساخته شده اند و مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما چیزی که امروز از آن ها به عنوان فوم استفاده می‌کنیم هم دارای فرمولاسیون بهتر و اثر بخش تر بوده و هم از لحاظ محیط زیستی بسیار مناسب می‌باشند. البته لازم به ذکر است که فوم های امروزی در انواع مختلف برای مصارف مختلف تولید و عرضه می‌گردند.

مواد اولیه سازنده فوم ها 

البته به طور کلی فوم ها از آب، حلال های مختلف، مواد ضد خوردگی، رنگدانه و … ساخته می‌شوند. در ادامه به توضیح برخی از این موارد می‌پردازیم:

رقیق کننده ها: آب اصلی‌ترین عامل رقیق کننده‌ی فوم است.

حلال ها: شامل پروپانول، بوتوکسی اتانول، اتانول، تری اتانول آمین، اتیل گلیکول، تترا اتلین گلیکول دی متیل اتر، ایزو پروپانول، پروپان دی ال و… (البته برندهای مختلف از موارد مختلف با درصد های متفاوت استفاده می‌کنند)

مواد فعال سطحی: الکیل پلی گلیکو ساید، الکیل دی متیل آمید اسید، اکتیل فنوکسی پلی اتوکسی اتانول، سولفات منیزیم، فلور الکیل سورفکتنت و…

مواد دیگر: اسید استیک، سولفات آهن، سدیم کلرید، بیوساید (زیست کش ها)، رزین پلی ساکارید و…

انواع فوم آتش نشانی

فوم‌های آتش نشانی بر اساس فاکتورهای مختلف طبقه بندی می‌شوند. از جمله: روش تولید آن، کلاس حریقی که می‌توانند اطفا کنند، ساختار شیمیایی، درجه انبساط و غلظت و غیره. البته در یک تقسیم بندی کلی فوم ها به دو نوع اصلی مکانیکی و شیمیایی تقسیم می‌گردند. امروزه تولید فوم‌های شیمیایی تقریبا متوقف شده و در سطح بسیار محدودی تولید می‌گردند.

فوم‌های آتش نشانی از نوع شیمیایی

فوم های شیمیایی، از واکنش مستقیم دو ماده شیمیایی تولید می‌شوند که معمولا از حل شدن یک محلول قلیایی که اغلب بیکربنات سدیم است با اسیدی که بیشتر سولفات آمونیم است بدست می‌آید که مقداری آب و مواد پایدار کننده نیز به این محلول اضافه می‌شود.

فوم‌های آتش نشانی از نوع مکانیکی

همانطور که در بالا اشاره کردیم، امروزه تقریبا تمامی فوم‌های آتش نشانی از نوع مکانیکی هستند. این نوع فوم‌ها از مخلوط شدن فوم با غلظت بالا با آب تولید می‌شوند که نسبت هر کدام مشخص است. بعد از این کار نیز هوادهی صورت می‌پذیرد تا فوم نهایی آماده گردد. کیفیت نهایی فوم‌های مکانیکی بسیار بستگی به درجه اختلاط دارد.

در مورد فوم‌های مکانیکی نیز دو نوع طبقه بندی وجود دارد:

1. نوع طبیعی
2. نوع ساختگی

همچنین بر اساس غلظت نیز فوم ها را می‌توان در گروه های زیر قرار داد:

1. انبساط پایین
2. انبساط متوسط
3. انبساط زیاد

فوم های آتش نشانی نوع طبیعی 

فوم های پروتئینی منظم (PF): فوم های پروتئینی منظم از اولین فوم های مکانیکی به شمار می‌روند که به طور قابل ملاحظه ای از زمان جنگ جهانی اول تولید و مورد استفاده قرار گرفته اند. عموما فوم هایی که پایه پروتئینی دارند از سرعت انتشار پایین تری نسبت به فوم های سنتزی برخوردارند اما مقاومت گرمایی و پوشش مستحکم تری را ارائه می‌دهند و از خواص زیست محیطی متوسطی بهره می‌برند یا به عبارت دیگر فوم های پروتئینی نسبت به فوم های سنتزی در طبیعت تجزیه پذیرتر هستند.

منشا فوم های پروتئینی، منبع طبیعی است که از نظر پروتئین و اسید آمینه هایی همچون کراتین غنی شده باشند که می توان از سم، شاخ حیوانات، پر پرندگان و گیاهان به عنوان منابع اصلی تامین کننده  این نوع از اسید آمینه ها نام برد. نمونه‌های تغلیظ شده  آن با درصد های 3 و 6 درصد در دسترس است. این مدل از فوم را می‌توان برای مایعات قابل اشتعال و احتراقی که در مخازن نگهداری می‌شوند یا در واحدهای فرآیندی مورد بهره برداری قرار می‌گیرند یا تحت فرآیند حمل و نقل قرار گرفته‌اند، مورد استفاده قرار داد.

فوم های فلوروپروتئین (FPF): فوم های فلوروپروتئین از مشتقات فوم های تغلیظ شده پروتئینی محسوب می‌شوند که مقادیر کمی از مواد فعال کننده سطحی فلوئوردار به آن اضافه می‌شود. مواد فعال سطحی فلوئوردار شیمیایی به کار گرفته در آن شبیه همان ترکیبی است که با غلظت کمتر در فوم های AFFF توسعه یافته مورد استفاده قرار می‌گیرند ولی همین مقدار کم عاملی می‌شود تا این نوع فوم نسبت به فوم پروتئینی منظم، آسان‌تر حرکت کند زیرا مواد فعال کننده سطح با کاهش دادن کشش سطحی، قدرت سیالیت آن‌ها را افزایش می‌دهد. در عمل به دلیل این که فوم های فلوروپروتئین از مزایای متعددی نسبت به فوم های پروتئین برخوردارند برای عملیات اطفا یا پیشگیری از حریق مخازن بزرگ نفتی، پالایشگاه ها، پتروشیمی ها، صنایع شیمیایی و همچنین برای تزریق فوم در زیر سطح مایعات نفتی کاربردهای گسترده و فراوانی را به خود اختصاص می‌دهند اما برای عملیات فرودگاهی کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

دو خواص بسیار مهمی که فوم های فلوروپروتئین را نسبت به فوم های پروتئین در اولویت قرار می‌دهد یکی از مقاومتی است که این نوع فوم در برابر ترکیب شدن با هیدروکربن ها از خود نشان می‌دهد و دیگری میزان سازگاری فوم است که نسبت به مواد شیمیایی خشک اطفا کننده در حد بالاتری قرار دارد.

فوم فلوروپروتئین تشکیل دهنده لایه ی نازک (FFFP): این نوع فوم، تری اف پی تلفظ می شود. پایه ی اصلی فوم  FFF، فوم های پروتئین به اضافه مقدار مشخصی مواد فعال سطحی فلوئوردار شیمیایی است. این نوع فوم در مقایسه با فوم های FPF و AFFF از فرمولاسیون پیچیده تر و پیشرفته تری برخوردار است و همین دلیل آن را نسبت به دیگر فوم ها تبدیل به عاملی اثر بخش تر برای اطفاء حریق های مایعات قابل اشتعال و احتراق کرده است. فوم تغلیظ شده FFFP در غلظت های 3 و 6 درصد در دسترس است.

فوم فلوروپروتئین با تشکیل لایه ی نازک مقاوم الکلی (AR- FFFP): این نوع فوم که آ آر- تری اف پی تلفظ می‌شود و از ترکیب فوم پروتئین، مواد فعال در سطح فلوئوردار شیمیایی به همراه نوعی از پلیمرهای پلی ساکارید ویژه ساخته می‌شود. زمانی که این نوع فوم برای حلال های قطبی، الکل ها و یا هیدروکربن هایی که قابل حل در آب هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد، پلیمر پلی ساکاریدی موجود در آن با تشکیل غشاء محکمی سبب می‌شود که فوم از سوخت جدا شود و با این روش تا حد ممکن از تخریب پوشش های تولید شده خود جلوگیری به عمل می‌آورد. فوم های AR-FFFP در غلظت 3 و 6 درصد در دسترس هستند که غلظت 3 درصد آن برای سوخت های هیدروکربنی غیرقابل حل در آب و غلظت 6 درصد آن برای حلال های فوم ها همانند 3% AR-AFFF  است به صورتی که می توان آن را برای هر دو نوع سوخت (الکلی و غیر الکلی) مورد استفاده قرار داد.

فوم های آتش نشانی ساختگی

به فوم های آتش نشانی که اساسا از مخلوط کردن مواد فعال سطحی مختلف (دترجنت ها)، عوامل فوم ساز به همراه مقادیر مشخص از دیگر مواد افزودنی برای اجرای عملیات مناسب اطفائی تولید می شوند فوم های سنتزی گویند. در ساختار فوم های سنتزی مقادیر قابل ملاحظه‌ای مواد شیمیایی از جمله مواد فعال سطحی مختلف (دترجنت ها) مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل نسبت به فوم‌های طبیعی از درجه سمیت و خواص مخرب زیست محیطی بالاتری برخوردارند.

انواع فوم های ساختگی 

فوم کلاس A: فرمولاسیون فوم کلاسA  شامل ترکیباتی از جمله مواد فعال سطحی هیدروکربنی (سورفکتنت ها)، پایدارکننده ها، بازدارنده های و حلال‌ها است تا آنکه کشش سطحی آب را کاهش دهد و خواص نفوذپذیری و مرطوب کنندگی آن را نیز بهبود بخشد و از این طریق پوشش فوم چسبنده ای را ایجاد کند تا علاوه بر فرونشاندن بخارات قابل احتراق مواد، شرایط را برای عملیات خنک کنندگی آن ها فراهم کند.

عموما فوم کلاس A با غلظت خیلی کمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. درصد حجمی فومی که نسبت به آب بکار گرفته می‌شود ممکن است از دامنه ی 1/0 تا 1 درصد متغیر باشد. فوم های کلاسA  را می توان علاوه بر اطفا حریق برای کنترل و محصور کردن حریق نیز مورد استقاده قرار داد زیرا همانند عوامل مرطوب کننده کشش سطحی آب را کاهش می دهند. این فوم را می‌توان برای انبارهای کاغذ، زغال سنگ، ساختمان های چوبی و… که نشیمنگاه حریق عمیقی دارند مورد استفاده قرار داد.

فوم های پر توسعه: فوم های تغلیظ شده پر توسعه از دیگر فوم های کلاسA  محسوب می‌شوند که از ترکیبات دقیق دترجنت ها یا عوامل فعال کننده سطح (مخلوطی از مواد فعال سطحی مختلف با کیفیت عالی را دترجنت ها گویند) ساخته شده‌اند. فوم تغلیظ شده پرتوسعه با نسبت 5/1 تا 5/2 درصد با آب ترکیب می‌شود و سپس محلول ساخته شده با هوا مخلوط می‌شود تا به شکل فوم پر توسعه در آید.

فوم تشکیل دهنده ی لایه ی نازک آبی (AFFF): این فوم کاملا مصنوعی (سنتزی) است و فوم تغلیظ شده آن در غلظت 1، 3 و 6 درصد قابل دسترس مصرف کنندگان است. هدف اصلی از طراحی این نوع فوم به نحوی است که بتوان با فدا کردن خاصیت پایداری طولانی مدت و مقاومت گرمایی فوم به بالاترین سرعت گسترش حباب های فوم روی سطوح در حال سوختن دسترسی پیدا کرد.

فوم تغلیظ شده  AFFF از ترکیب مواد سنتزی مختلفی تولید می‌شود؛ مواد فعال کننده سطحی غیر یونی حدود 1 تا 5 درصد و مواد فعال کننده سطحی فلوئورو کربنی تقریبا 5 تا 10 درصد حجم این مواد را تشکیل می‌دهند. حدود 20 تا 30 درصد حجم فوم را حلال هایی تشکیل می‌دهند که از نقطه جوش بالایی برخوردارند و می‌توانند شامل ترکیباتی از جمله کاهش دهنده های نقطه ی انجماد مانند اتر گلیکول، عوامل تنظیم کننده ویسکوزیته و تقویت کنندگان فوم باشد.

مقدار کمتر از یک درصد حجمی از این نوع فوم را نمک ها و ترکیبات فلزی تشکیل می‌دهند. درصد باقیمانده ترکیبات فوم را آب تشکیل می‌دهد. فوم تغلیظ شده شامل مواد فعال کننده فلورو کربنی سطح است که ضریب انتشاری برزگ تر از صفر دارند و به همین دلیل خاصیت توانایی تشکیل فومی را دارا هستند تا بتواند لایه نازکی را جهت فرونشاندن بخارات برخواسته از سطح مواد هیدرو کربنی ایجاد کنند، به این فرآیند، تشکیل لایه نازک گویند.

مقدار توصیه شده محلول فوم 3 و 6 درصد AFFF برای حریق هیدروکربن هایی که حلالیت کمی با آب دارند حدود lit/s.m 2  1/0 است در صورتی که مقدار به کارگیری محول فوم پروتئینی و فلوروپروتئینی مورد نیاز برای همان حریق lit/s.m2 16/0 است.

فوم تشکیل دهنده لایه ی نازک آبی مقاوم در برابر الکل (AR-AFFF): این نوع فوم ها برای هیدروکربن ها، حلال های قطبی و دیگر مواد سوختنی و محلول در آب مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا بر خلاف حریق‌های هیدروکربنی استاندارد، این گونه مایعات قابل اشتعال و احتراق، آمادگی آن را دارند که سریعا با آب ترکیب شوند و به همین علت نیاز به عملیات اطفا حریق مشکل‌تر و ویژه‌تری دارند.

مایعات آتش زایی همچون حلال های قطبی، الکل ها و دیگر هیدروکربن هایی که از قابلیت انحلال پذیری مناسبی با آب برخوردارند به دلیل خواص آب دوستی که دارند، قادر خواهند بود که هرگونه پوشش فوم تولید شده ای از فوم های تغلیظ شده ای همچون AFFF و یا فلوئورپروتئین را که به منظور اطفا حریق یا فرونشاندن بخارات ساطع شده از آن ها بکار گرفته می‌شود، تخریب کنند زیرا آب موجود در پوشش نهایی این گونه فوم ها تمایل کشیده شدن و جذب به سمت قسمت آب دوست آن ها (مانندOH)  دارند.

بنابراین، در صورت تماس و یا ترکیب با همدیگر سبب تخریب، فروکش کردن و سپس ناپدید شدن حباب های فوم می‌شوند که در این صورت کل سطح ماده سوختنی از پوشش فوم بی نصیب شده و مجددا کلیه شرایط ایجاد عوامل اشتعال زا در آن محل احیا می‌شود. برای مقابله با مشکل فوق فوم های تغلیظ شده مقاوم در برابر الکل طراحی و تولید شده‌اند که مبنای ساخت و تولید آن‌ها همان اصول به کار گرفته شده در فوم AFFF است، به علاوه تغییراتی که در نسبت و درصد مواد شیمیایی مصنوعی و مواد فلوئوردار موجود در آن داده می شود؛ اما یکی از مهم ترین تغییرات و ترکیباتی که به آن اضافه شده تا خاصیت مقاوم بودنش در برابر الکل را تقویت کند، وجود ترکیبی به صورت پلیمر است که جرم مولکولی نسبتا بالایی دارد و بنا به دلایل متعددی اغلب از پلیمرهای پلیساکار بدی انتخاب می شود.

فوم هایAR-AFFF  طوری طراحی می شوند که وضعیت 3 درصد آن‌ها برای سوخت های هیدروکربنی و وضعیت 6 درصد آن‌ها برای حلال های قطبی و الکلی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین علت به صورت 6 درصد / 3 درصد نمایش داده می‌شوند.

در فرمولاسیون های جدید امروزی این گونه فوم ها طوری طراحی می‌شوند که غلظت 3درصد آن را بتوان برای هر دو نوع سوخت های هیدروکربنی و حلال های قطبی و الکلی مورد استفاده قرار داد. این نوع از فوم را به صورت 3 به 3 نشان می دهند.

خصوصیات فوم

در حال حاضر هیچ کدام از فوم های تولید شده به تنهایی توانایی تامین عملکرد یکسانی برای کلیه رده های حریق را در پی نخواهد داشت. برای آن که فومی از اثربخشی مناسبی برای نوع حریقی که برای آن طراحی و تولید شده است، برخوردار باشد برای آمیزه‌ای از ویژگی‌های مهم فیزیکی را پشتیبانی کند تا با ایجاد تعادلی مناسب در این خصیصه‌ها، حداکثر رضایتمندی را برای کاربران جهت دستیابی به هدف مورد نظر به ارمغان آورد. حال بدین منظور به شرح ویژگی های مهمی از فوم می‌پردازیم تا بر اساس این خواص مقایسه نسبی بین آن‌ها امکان پذیر باشد.

قطعه قطعه شدن فوم: توانایی پوشش فوم برای گسترش و انتشار روی سطوح سوختنی که ممکن است در حین عبور از اطراف آن با موانعی که بر سر راهش قرار گیرد همراه شود، قطعه قطعه شدن فوم می‌نامند. قطعه قطعه شدن پوشش فوم در هنگام برخورد با موانع سر راه باید در حالی انجام پذیرد که به ساختار یکپارچه آن آسیبی وارد نشود. فوم باید دارای خواص هم چسبی خوبی باشد تا بتواند تاثیرات پوششی اثر بخشی را ایجاد کند اما بر عکس نباید ویسکوزیته بسیار بالایی داشته باشد زیرا گرانروی بالای فوم، میزان توانایی آن را در هنگام عبور از روی سطح مواد کاهش می‌دهد.

مقاومت گرمایی فوم: توانایی حباب های فوم را برای تامین استحکام و مقاومت لازم در برابر شعله‌های مستقیم و با تماس با سطوحی که دمای آن‌ها افزایش یافته است به طوری که کمترین تخریب در حباب ها ایجاد شده آن به وجود آید، میزان مقاومت گرمایی فوم می‌گویند.

مقاومت یا قدرت تحمل فوم در برابر مواد سوختنی: به میزان توانایی که فوم برای مقاومت در برابر ورود مواد سوختنی به داخل ترکیباتش از خود نشان می دهد و یا به میزان قابلیت ترمیم سطحی آن که برای به حداقل رساندن ورود مواد سوختنی به ساختار حباب های تشکیل شده از خود عرضه می‌کند، قدرت تحمل فوم در برابر مواد سوختنی یا مقاومت در برابر ورود مواد سوختنی گویند.

فرونشاندن بخارات: توانایی پوشش فوم برای فرونشاندن بخارات قابل اشتعال و جلوگیری از آزاد شدن آن‌ها از سطح مایعات را فرونشاندن بخارات گویند. میزان توانایی که فوم برای فرونشاندن بخارات تامین می‌کند برای اطفا حریق مایعات قابل اشتعال، پارامتری بسیار ضروری و حیاتی محسوب می‌شود. همچنین این ویژگی فوم باعث می‌شود تا اشتعال بخارات مایعاتی که هنوز گرفتار اشتعال نشده‌اند به شدت جلوگیری به عمل آید.