13- بدائل الهالون Halon Alternatives

سلامة المواد المستخدمة بديلًا للهالون في الإطفاء

مقدمة:

1- (3M) NOVEC 1230 FK-6-1-14 (C7 Fluoroketone) (C6-perfluoroketone) 

سائل في درجة الحرارة الاعتيادية, ويتميَّز بدرجة الصفر (ODP) في مقياس استنفاد طبقة الأوزون، وليس له تأثيرات على الإحماء الحراري, أمَّا فترة بقائه في محيط الغلاف الجوي، فلا تُذكَر مقارنةً بالمواد النظيفة الأخرى.

ويعتبر من مجموعة الجيل الأول لبدائل الهالونات؛ حيث إنَّه من المواد المُصادَق عليها كبدائل للهالونات – يستخدم بالنظامين (الغمر والتدفق) – يستخدم وَفقًا لمعيار NFPA 2001 Standard for Clean Agent Fire Extinguishing Systems. 

رقم التسجيل/ 756-13-8

الاسم الكيميائي/ dodecafluoro-2-methylpentan-3-one

 1,1,1,2,2,4,5,5,5-NONAFLUORO-4-(TRIFLUOROMETHYL)-3-PENTANONE  العناصر

مجالات الاستخدام: الوقاية من الحرائق في أنظمة الاتصالات ومراكز البيانات والمعلومات – في المعامل والسفن البحرية – في مراكز التحكُّم والسيطرة – في المنشآت الغازية والنفطية – في أنظمة الطيران ومنظومات الطائرات – وعلى سيارات السباق. 

2- (IG-55) ARGONITE– غاز نظيف مخلوط غاز خامل (Inert Gas)

 أرقونايت ( 50% أرجون+50% نتروجين):

Nitrogen – CAS NO 7727-37-9 (50-52%)

Argon – CAS NO 7440-37-1 (48-50%)

معظم الغازات الخاملة تعتبر غازات نظيفة، وتتكوَّن من نتروجين (N2)، وأرجون (Ar)، وغاز ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) بنِسَبٍ متفاوتة، وتعمل بنظام الغمر الكلي – تعتبر من المواد صديقة البيئة، وليس لها أي تأثيرات أو مخلفات بعد المكافحة.

 IG-01 (Argon), IG-55 (Blend Of 50 % Nitrogen And 50% Argon), IG-100 (Nitrogen), And IG-541 (Blend Of 52% Nitrogen, 40% Argon, And 8% CO2) 

يستخدم في أنظمة الإطفاء، وشبكات مكافحة الحرائق الآليَّة، والمرتبطة بنظام الإنذار من الحرائق لمكافحة حرائق شبكات الحاسب الآلي، وتأمين أماكن الإلكترونيات، وشبكات الاتصال.

3- ANERGEN– (IG-541) INERGEN  إنرجن –  غاز خامل مخلوط ومزيج، مُكوَّن من (52 % نتروجين + 40% أرجون + 8 % غاز ثاني أكسيد الكربون)، وتمَّ تطوير Inergen  كعامل لإخماد الحرائق, ويستخدم لإزاحة الأكسجين، وبالتالي إخماد الحريق بخفض محتوى الأكسجين إلى مستوًى لن يدعم عملية الاحتراق عادةً، حوالي (14٪)، ويستخدم لمكافحة حرائق الأصناف A-B-C – ويتم تخزين خليط Inergen  تحت ضغطٍ كغازٍ، وبالتالي فإنَّ متطلبات حجم الغاز يستلزم أسطوانات كبيرة مضغوطة، ومرافق تخزين كبيرة؛ لكي لا يزيد من محتوى ثاني أكسيد الكربون في خليط Inergen  عن معدل التنفُّس البشري المسموح به للجسم بامتصاص الأكسجين عند مستويات الأكسجين المنخفضة، والتي تصل إلى (12 ٪) ضمن أو احتواء ثاني أكسيد الكربون إلى المُثبِّط يزيد من سلامة الموظفين في حالات تفريغ إنرجن، وهو مناسب للمناطق المشغولة، لكنه سيزيد من مستوى ثاني أكسيد الكربون المتولد من جرَّاء نواتج الحريق، وهناك أربع وسائل تستخدم لإخماد الحريق طبقًا لمادة الإطفاء ونوعيَّتها: 

• تخفيض أو عزل الوقود (الحد من كمية الوقود) – لا يوجد مواد تستخدم لذلك. 
• تخفيض وامتصاص الحرارة – تستخدم المواد FS 49 C2 (NAF S 227 ، MH227 ، FM-200® ، NovecTM 1230 ، خماسي فلورو إيثان (NAF S125 ، ECARO-25)..
• تخفيض أو عزل الأكسجين. العوامل: Argonite / IG-55 – ProInert ، وثاني أكسيد الكربون CO2 ، و IG–541 INERGEN® ، و IG-100 -NN100.
• تثبيط سلسلة التفاعل- FE-13 ،Haloalkanes ، Bromotrifluoromethane ، Trifluoroiodomethane ، NAF P-IV ، NAF S-III ، NAF S125 ، NAF S227 ، 1،1،1،2،3،3-Heptafluoropropane and Triodide.

يمكن استخدام نظام مكافحة الحرائق (إنرجن)؛ إما عن طريق أنظمة الفيضان الكلي، والتي تعمل وَفقًا لحماية مساحة مغلقة من أجل تحقيق تركيز المادة الكافية لإطفاء الحريق (حجم النسبة المئوية للمادة في الهواء)، ويتم تشغيل هذه الأنواع من الأنظمة تلقائيًّا عن طريق شبكة إطفاء، أو يدويًّا عن طريق تشغيل مباشر عند الاحتياج, ويمكن تشغيل (الإنرجن) عَبْر شبكة موضعية محلية تعمل على حماية مناطق أو آلات وأجهزة محدودة بهذا النظام المُوجَّه إليها مباشرةً, والفرق الرئيس في طريقة الاستخدام بين النظام الموضعي والحماية الكلية هو حسَب تصميمات أماكن الحماية، وعدم وجود حواجز مادية تحيط بالأماكن المراد تأمينها وحول الحريق – ويعمل نظام تشغيل (الإنرجن) بإحدى الطرق التالية: 

ميكانيكي، أو بضغط الهواء، أو كهربائي (Pneumatic, Mechanical – Electrical) 

4-  غاز الأرجون (الأرقون) ARGON – غاز (مضغوط) أرجون (100%).

5- تسميات أخرى: Argon Compressed Shielding Gas, Argon 40

Argon-40; Argon, isotope of mass 40; 40Ar; ARGON; Argon,Welding Quality;

 ARGON,COMPRESSED, Cryogenic Liquid Argon,

رقم التسجيل/ 7440-37-1))

يُطلَق عليه غاز الأرقون أو (الأرجون)، أو الغاز الواقي, وهو غاز خامل غير قابل للاشتعال، وليس له لون، أو رائحة، أو طعم, وهو عنصر كيميائي في الجدول الدوري، وعدده الذري (18), ويرمز له AR, ، والأرجون الغازي عديم اللون، عديم الرائحة، ولا يسبب تآكلًا، وغير قابل للاشتعال، وينتمي الأرجون إلى عائلة الغازات الخاملة النادرة. ويستخدم لحماية المساحات الفارغة من الدفع الشديد للضغط الجوي كونه عنصرًا غير نشطٍ كيميائيًّا، ولا يتفاعل مع الحرارة. ويتواجد غاز الأرقون في الغلاف الجوي بنسبة 0.934% حجم (1.29% كتلة)، ومن الممكن الحصول عليه كناتج ثانوي من خلال صناعة الهواء السائل عن طريق التقطير التجزيئي للهواء وفصله.

استخدامات غاز الأرجون:

• يستخدم في ملء مصابيح فتيل التنجستين، وأنابيب الفلورسنت (السلك المعدني المتوهج).
• يستخدم في ملء فراغات ألواح الزجاج المزدوج لتقليل توصيل الحرارة بينهما، فغاز الأرجون أسوأ من الهواء في توصيل الحرارة.
• يعتبر غاز الأرجون غازًا ناقلًا مثاليًّا, أي إنه مادة دافعة ليس لها ميل للتفاعل مع الغازات التي يدفعها أثناء صناعة الفولاذ بدفعه الأكسجين، ومَزْجه مع الحديد.
• يستخدم الأرجون في عمليات اللحام كغاز عازل لمنطقة اللحام عن الجو المحيط، ومنع الأكسدة.
• يستخدم في شبكات الإطفاء، ووسائل مكافحة الحرائق.
• يستخدم في الغُرف والفراغات المُتأيِّنة لبعض الأجهزة الحساسة، ويستخدم لملء الوسائد الهوائية للسيارات. سلبياته: غاز الأرجون خانق إذا استنشق بكميات كبيرة، فهو يزيح غاز الأكسجين من محيط الانتشار، وخصوصًا عندما يستخدم في مناطق محصورة, كما أنَّ سائل الأرجون يُسبِّب صقيعًا وتأثيرات سلبية عند ملامسة الجلد. 

مميزاته: يمتاز بقوة تبريدية هائلة – غير موصل للكهرباء – لا يترك أثرًا بعد المكافحة.

6- PHOSTREX (PBr3) ( فوستريكس): مُركَّب كيميائي سائل عديم اللون – رقم التسجيل/ 7789-60-8 .

صفر في مقياس استنفاد طبقة الأوزون – Phosphorous Tribromide, Or Pbr3..

الصيغة والاسم الكيميائي: 

 (ODP)، ولم يسجل أي أرقام في ظاهرة الإحماء الحراري – يعمل بنظام الغمر, يُعدُّ (ثلاثي بروميد الفوسفور) من المواد النظيفة، والتي ليس لها تأثيرات سلبية على البيئة، وليس هناك أي تأثيرات خطيرة وسامَّة على الإنسان مقارنةً بالهالونات, كما أنَّه مُصادَق عليه من قِبَلِ FAA)) و EPA)) بموجب متطلبات اتفاقية مونتريال للحدِّ من استخدام المواد المستنفدة لطبقة الأوزون، وإيجاد بدائل غير مضرَّة بالبيئة – يستخدم نظام مكافحة الحرائق (فوستريكس) في بعض الطائرات لحماية المُحرِّكات، وإطفاء الحرائق، كما أنَّ له استخدامات كثيرة في المختبرات الكيميائية لتكوين تفاعلات – معتمد من قِبَلِ

Environmental Protection Agency (“EPA”) and has passed all Federal Aviation Administration (“FAA”) certification fire testing.

7- FS 49 C2 – HFC 3-4-9 C2/(R866) 

غاز نظيف – كثيف عند اندفاعه – يتمُّ تخزينه وضغطه على شكل سائل, ويستخدم في أنظمة شبكات الإطفاء التلقائية على السفن العملاقة، وهناجر الطائرات, كما يعمل بنظام الغمر الكلي- وليس له أي تأثير على طبقة الأوزون – صفر (ODP) في مقياس استنفاد طبقة الأوزون (صديق للبيئة) – تمَّ تطويره وإحلاله كبديل لهالون (1301)، وله نفس الكفاءة، بل وأفضل.

8-  FE 25 – HFC 125 (FE-25) Hydroflourocarbon (HFC) 

Pentafluoroethane in a pressurized container – HFC-125 Pentafluoroethane – FE-25 (HFC-125)

غاز سائل مضغوط، وهو من المواد النظيفة، وليس له تأثيرات على البيئة أو طبقة الأوزون، وقدرة مادةٍ ما على إتلاف الأوزون ترجع إلى عدة عوامل، وبصفة خاصة إلى الكلوريد والبروميد المتواجدين في الهالونات، وكذا فترة البقاء Atmospheric Lifetime (Yrs) في أجواء طبقة الستراتوسفير التي تضم طبقة الأوزون؛ لذا تمَّ وَضْع قياس دلالي على استنفاد طبقة الأوزون يسمى: (ODP)، أي: القدرة على إتلاف الأوزون وتغيير المناخ. 

9- كولد فاير Cold Fire Surfactants Blend A)) FlameOut- Fire Strike

(كولد فاير)، مادة من مواد الإطفاء من ضمن مجموعة بدائل الهالونات (الغازية، أو السائل، ومواد الترطيب/التبليل)، ويضاف إلى الماء، وإلى الرغوة بنِسَبٍ متفاوتة حسَب نوعية الحرائق. مادة تبليل أو ترطيب مُدرَجة في قوائم UL للحرائق من الفئة A و B في كلٍّ من الولايات المتحدة وكندا, وتمَّ اختبار Cold Fire وَفقًا لـ UL 162 و UL 71 و NFPA 18.

المكونات: يتكوَّن من مواد خافضة للسطحMinerels & +wetting agent + organic plant-sap + organic compounds

الخصائص والمميزات: من بدائل الهالونات, ويُعتَبر من مواد الإطفاء النظيفة، وصديقة للبيئة، والتي ليس لها أي تأثير على طبقه الأوزون, غير سامٍّ، لا يُسبِّب صدأً، وغير قابل للتآكل، ويُوفِّر تأثير تبريد غير مسبوقٍ.

الاستخدامات: يستخدم لتقليل شدة الحرارة في سيارات السباق والدراجات النارية, كما أنَّه يستخدم في أنظمة شبكات الإطفاء التلقائية، ووسائل الإطفاء اليدوية – ويستخدم في أنظمة مكافحة حرائق الطائرات – ويستخدم في مكافحة حرائق الإطارات – ويستخدم في مكافحة حرائق الغابات –

ويستخدم بنسبة (3%-15%) في إطفاء حرائق الصنف (أ) – ويستخدم بنسبة (1,5% – 6%) في إطفاء حرائق الصنف (ب) – ويستخدم بنسبة (6%-10%) في إطفاء حرائق الصنف (د) 

ويستخدم كمادة مخفضة لدرجة حرارة السطح الساخنة – ويستخدم كمادة حماية وتبريد من جرَّاء الشرر المتطاير من عمليات اللحام.

يُعدُّ من ضمن المواد المُدرَجة في UL underwriters Laboratories وَفقًا لشروط NFPA 18 ، ومسجل في وكالة حماية البيئة الأمريكية باعتباره من ضمن مواد الإطفاء البديلة للهالونات – طريقة عمل (الكولد فاير) له القدرة على امتصاص الحرارة من النار إلى ما دون نقطة الوميض للمواد المشتعلة، وفي نفس الوقت يقوم بتغليف أبخرة حرارة الوقود، وحجبها عن مصدر الوقود، وهذا ما يُسمَّى: (Capsulate)، وبعملية التبريد والتغليف هذه يكون استخدام مبدأ الإطفاء قد أوقف انتشار سلسلة تفاعل الجذور الحرة للنار، أي: إيقاف التسلسل التفاعلي للمواد المشتعلة، وعدم استمراريَّة الحريق، ومنع إمكانيَّة إعادة الاشتعال.

مقارنة بين الماء و (Cold Fire)

تصنيفات بدائل الهالونات

Classes Of Halon Replacements

( (HFC مُركَّبات الكربون الفلورية الهيدروجينية مُركَّبات كيميائيّة عضويَّة.

((PFC البيروفلوروكربونات. 

((HCFCs مُركَّبات الهيدرو كلورو فلورو الكربون.

((HEF مُركَّبات الإيثرات الفلورية الهيدروجينية.

( Fluid Flouroketone (FK) مواد ومُركَّبات كيميائية.

(IG) Inert Gas الغازات الخاملة.

(Hydrofluoroalkane (HFA.

(Greenhouse Gas (GHG.

جميعها بدائل للمواد المستنفدة للأوزون (ODS) برغم تفاوت درجة سُميَّتها وخاصية استقرارها. 

FE-227 FE-241 Firefox Firepak Firescope Fire-X-Plus FlameOut FS 0140 Halonyzer IAI Watermist -Inergen Iodoguard KD-A 96 MicroDrop – Aero-K – AquaMist -AquaSafe – Firescope 2000 – Fire-X Plus – FlameOut –-Micro-k -Mistex NN100 PyroGen Pyrozone Sem-Safe S.F.E. Soyus Pyrozone-Vortex- ATK OS-10 –-Ecolog -FS 0140 –Iodoguard-KD-A 96 -Life Mist -NN100 – Halocarbon 14 CF4- Halocarbon 41 CH3F -Halocarbon 116 C2F6-Halocarbon 32 CH2F2 – Halocarbon 125 C2HF5-Halocarbon 134a CH2FCF3-Halocarbon C1418 C5F8-Halocarbon 2316 C4F6- perfluorinated ketones. C6 F-ketone or 1,1,1,2,2,4,5,5,5 nonafluoro-4-trifluoromethyl -pentan-3-one, The physical properties of C6 F-ketone allow applications in both streaming and localized flooding .

جميع المواد الحديثة أعلاه تستخدم بنظام التدفق والفيضان.

المواد والصناعات المُسبِّبة لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، والتي تمَّ تحليلها في بروتوكول (مونتريال)، وبروتوكول (كيوتو)، هي المواد المستخدمة في عمليات التبريد وتكييف الهواء (بما في ذلك تكييف الهواء للسيارات)، وتصنيع الرغاوي والمُذيبات ومواد الحماية من الحرائق وإطفائها، ومواد دفع الهباء الجوي، وأجهزة الاستنشاق الطبيَّة بالجرعات المقننة.

المواد التي تمَّ مناقشتها وتطويرها، وجدولة التخلص منها تدريجيًّا، وإيجاد بدائل لها، هي:

• مُركَّبات الكربون الكلورية فلورية ومُركَّبات الكربون الهيدروكلورية فلورية.
• الهالونات والفريونات.
• كلوروفورم ميثيل، ورابع كلوريد الكربون.
• مُركَّبات الكربون الهيدروفلورية، ومُركَّبات الكربون المشبعة بالفلور.

أكثر المواد الهيدرو كربونية الهالوجينية استخدامًا كهالونات في مكافحة الحرائق.

أنظمة بدائل هالون (1211) Halon Replacements

 Streaming Applications –Halon Replacements – المواد المعنونة بحرف  (a) تعمل بنظام التدفق

جدول يبين المواد والوسائل النظيفة حسب NFPA-2001

جدول بمواد الاطفاء التي تستخدم بنظام الغمر الكلي 

مواد إطفاء بديلة بتقنية حديثة New Alternative Technology

1.  الضباب المائي + إضافات ومساحيق Misting +Wetting Agent +Water Additives 
2.  جسيمات وجزيئات رذاذية خفيفة Particulate Aerosols 
3.  غازات خاملة ومكونات مخلوطة Inert Gas Blends

المواد الهيدروفلوروكربونية ((HFCs Hydrofluorocarbons

المواد الهيدرو فلورو كربونية تعتبر من المواد غير المستنفدة لطبقة الأوزون، ولو إنها من ضمن الغازات والمواد المُسبِّبة لظاهرة الاحتباس الحراري نسبيًّا؛ لهذا ما زالت تستخدم في وسائل إطفاء الحرائق، وفي نفس الوقت تخفيض الإنتاج والاستهلاك تدريجيًّا، والتحوُّل لاستخدام بدائل صديقة للبيئة، ولا تؤثر على طبقة الأوزون .

خاتمة:

عملية تقنين وجدولة بدائل الهالونات والمواد المستنفدة لطبقة الأوزون والمواد الضارة بالبيئة  لم تكن بالأمر البسيط، فقد استغرقت فترة كبيرة، مشاورات ومناقشات ودراسات وبعدها عقد اتفاقيات دولية ملزمة لجميع الأعضاء بالتخلص من بعض المواد وتنفيذ التوصيات والمقترحات عبر مراحل مجدولة زمنياً وحسب خطورة  المادة، فقد تم التخلص الفوري من جميع المواد السامة والضارة، وتم جدولة بعض المواد قليلة الخطر للتخلص منها وتقليل طرق استخدامها بإيجاد بدائل آمنة وطرحها للاستخدام بعد المصادقة عليها.

العدد 36-يناير2024