نظام الإطفاء بالأيروسول

الأيروسول الجزيئات الرذاذية (تقنية الرذاذ والجزيئات والأبخرة الهوائية) Aerosol

تعتبر تقنية الرذاذ الهوائي أو الجزيئات المتناهية في الصِّغر، والمرتبطة بالغازات الخاملة، أو الغازات الهالوكربونية- من الوسائط والمواد المستخدمة في مجال إطفاء الحرائق الحديثة, وقد أتت هذه الفكرة من الاتحاد السوفيتي على غرار الألعاب النارية، وما ينتج عنها, وتُسمَّى: جزيئات صلبة، أو الجزيئات المكثفة أو الحارة, وفكرتها عن طريق الاحتراق، أو التحلل الحراري للمؤكسدات غير العضوية، والأملاح الموجودة في وعاء الوقود الأيبوكسي, حيث تكون مغلفةً بإحكامٍ في هذا الوعاء، ويتم إنشاء الرذاذ أو الهباء عن طريق عامل كيميائي نشط هو ملح البوتاسيوم غير العضوي، والذي ينتج أيُّونات البوتاسيوم الأكثر فعالية في تثبيط عمليات الاحتراق الهيدروكربوني بعد الهالوجينيات.

 وسيلة إطفاء (أيروسول) ثابتة، وسيلة إطفاء رذاذ (هباء جوي) يدوية متنقلة

يوجد نوعان من الأيروسولات، وهما:

• (الهباء الجوي المكثف)، مواد إطفاء صلبة تحتوي على جزيئات صغيرة جدًّا أقل من (10 ميكرون)، تندفع بالغاز المولد من المادة عند الاشتعال. 
• و(الهباء الجوي المشتت المبعثر)، مادة إطفاء كيميائية ذات جزيئات صغيرة جدًّا أقل من (10 ميكرون)، ولكن تندفع بضغط الغاز الخامل، أو الهالوكربون الموجود في الأسطوانة.

وهذا طبقًا لمعيار NFPA 2010 Standard on Aerosol Fire Extinguishing Systems الخاص بالهباء الجوي الأيروسولات؛ سواء كانت -: Condensed Aerosol System Agent – Dispersed Aerosol System Agent

• المكونات

غالبًا ما يتمُّ اختيار نترات البوتاسيوم (KNO3) كمُكوِّن رئيس أو أحد المؤكسدات القوية؛ مثل: بيركلورات البوتاسيوم (KClO4)، أو كلوريد البوتاسيوم (KCl)، أو بيكربونات البوتاسيوم (KHCO3)، أو كربونات البوتاسيوم (K2CO3)، وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والماء, والهباء الجوي المسحوق، وهناك فئة من التقنيات الجديدة التي يتمُّ تطويرها وإدخالها، وهي تلك المتعلقة بالجسيمات الصلبة الدقيقة والهباء الجوي بأقطار أقل من (10 ميكرون)، تشمل الأنواع المختلفة من أنظمة الهباء الجوي المسحوق الأيروسولات المولدة بألعاب نارية، ومخاليط الهالوكربون الكيميائية الجافة.

نترات البوتاسيوم، رقم التسجيل 7757-79-1

DCDA رقم تسجيل 461-58-5 

Organic Resin رقم تسجيل 9003-35-4 

تسميات تجارية لمنتجات الأيروسول Flame Guard- FineX- Stat–X- PyroGen- StatX- ملح البوتاسيوم غير العضوي – نترات البوتاسيوم (KNO3) بيركلورات البوتاسيوم (KClO4) -كلوريد البوتاسيوم (KCl).

inorganic salt – nitrate or perchlorate of either sodium or potassium.

The fuel is an organic polymer – phenolic فينول, polyester and epoxy resin. راتنج

سلبيات مواد الهباء الجوي:

سام، ويسبب الصدأ, يطفو, لا يجب استخدامه في أماكن محصورة مشغولة؛ لأنه سيتسبَّب في الاختناق Aerosol—A gaseous suspension of ultramicroscopic particles of a liquid or a solid.

وسائل وأشكال الأيروسولات:

1. أنظمة ثابتة عبارة عن منظومات متكاملة تعمل بطريقة كهربائية أو حرارية عبر أجهزة استشعارية وشبكة إنذار وإطفاء تلقائية.
2.  وسائل متنقلة لمكافحة الحرائق في مختلف الأماكن وعند الطوارئ.
3. كرات وبالونات إطفاء. 

تستخدم لتأمين السيارات وسيارات النقل وأماكن الكهرباء والبطاريات يمكن استخدامها يدويًّا كهربائيًّا، أو بمجرد اتصالها بحرارة. 

1. 4قنابل يدوية، وبخاخ رش، وزجاجات مختلفة الأحجام والأنواع.

للحماية الشخصية، ولتأمين بعض الأماكن المهمة بصورة عاجلة، وأثناء المواقف الطارئة.

مزايا الهباء الجوي المكثف:

1.  فعالية عالية جدًّا، وغير موصلة للكهرباء.
2. ليست بحاجة لمادة دافعة.
3. مناسبة لمكافحة جميع أنواع الحرائق.
4. صديقة للبيئة، وغير سامَّة، ولا تؤثر على طبقة الأوزون.
5. ليست بحاجة لصيانة أو متابعة، وسهلة التركيب والاستخدام.
6. لا تتسبَّب في إحداث أي صدأ على الموجودات.

عيوب الهباء الجوي:

1. يطفو إلى الأعلى. 2- يُسبِّب إعاقة رؤية. 3- لا يستخدم لمكافحة حرائق المعادن المُشعَّة، والمواد المؤكسدة.

نظرية عمل الهباء الجوي على عملية الإطفاء:

يعمل الهباء الجوي على إطفاء الحريق من خلال آليَّة كيميائيَّة، ممَّا يتداخل مع تفاعل سلسلة الاحتراق، وإزالة الجذور الحرَّة، ويأخذ الهباء الجوي الطاقة من بيئة الاحتراق (عمل تبريد)، ويحدث هذان التفاعلان بشكلٍ رئيسٍ على سطح جزيئات الهباء الجوي الصلبة؛ لذلك كلَّما زاد عدد الجسيمات الصغيرة، كان سطح التفاعل أكبر، وزاد عدد الجسيمات الفعال، وهو عمل الإطفاء, وهذه الذرات لديها القدرة على التقاط الجذور الحرة الأخرى التي يتمُّ إنتاجها بدورها من خلال التفاعل المتسلسل لعملية الاحتراق، ممَّا يؤدِّي إلى انقطاعها, وتجدر الإشارة إلى أنه بغضِّ النظر عن (البيكربونات)، فإنَّ البوتاسيوم ثبت أن له تأثير تثبيط قوي على التفاعل المتسلسل بفضل إمكانات التأيُّن المنخفضة التي يمتاز بها.

الاستخدامات وأماكن التأمين والحماية للأيروسولات:

تُسْتخدم وسائل ومواد الإطفاء (الأيروسولات) في الكثير من المجالات الصناعية والهندسية لإطفاء الحرائق في منصَّات الغاز، والنفط، وحاملات الوقود، وأماكن الكهرباء، ومخازن الوقود، ولتأمين مراوح الرياح التوربينيَّة، وعلى القطارات، وفي محطات إنتاج الكهرباء، ومُحرِّكات الطائرات، ولتأمين شبكات شاشات المراقبة والاتصالات، وأنظمة الكمبيوترات.

مجالات استخدام مواد الإطفاء (الأيروسولات):

 آليَّة عمل الأيروسولات it works How

يتمُّ إنتاج رذاذات الهباء الجوي الحديث النشوء من خلال الاحتراق، أو التحلُّل الحراري للأكسدة غير العضوية، والأملاح الموجودة في حافظة وقود الإبوكسي غير العضوية أو العضوية (البوتاسيوم العامل الكيميائي الصلب والنشط)، يكون مغلفًا في وعاء محكم الإغلاق، وعند إشعاله حراريًّا أو كهربائيًّا باستخدام الدارات الكهربائية أو تلقائيًّا عَبْر أجهزة اكتشاف النار والحرارة، أو عنصر مقاوم, بمجرَّد بدء عملية التحلُّل الحراري يتفاعل مسحوق الإطفاء مع نواتج الاحتراق؛ ممَّا يؤدي إلى وضع سلسلةٍ من التفاعلات الكيميائية شديدة الحرارة التي تؤدِّي إلى انهيار مركبات البوتاسيوم، وإنتاج الأملاح المعدنيَّة القلوية, وتتشكَّل الأملاح المعدنية القلوية كسوائل تُحمَل في غازات التحلُّل إلى مصدر الوقود عندما تتوسع وتنمو بسبب الطفو فوق اللهب، وتعمل الغازات الساخنة على تشتيت الجسيمات الصلبة في جميع أنحاء منطقة الحماية والحريق أثناء امتصاص جسيمات الهباء الجوي للحرارة، وبعض التخفيف بواسطة الغازات الساخنة، بالإضافة إلى مزيدٍ من التفاعلات الكيميائية بين الجسيمات الصلبة ومناطق التفاعل في النار، وبالتالي تؤدِّي إلى إخماد النار المشتعلة، وتبريد مناطق الحماية.

وبشكل عام أملاح البوتاسيوم غير العضوي والتي تُشكِّل أيونات البوتاسيوم تكون أكثر فعاليةً في تثبيط عمليات الاحتراق الهيدروكربوني؛ لذلك غالبًا ما يتمُّ اختيار نترات البوتاسيوم (KNO3) كمُكوِّن رئيس لمعظم الأيروسولات على الرغم من أن المؤكسدات القوية الأخرى المستخدمة اليوم تشمل بيركلورات البوتاسيوم (KClO4)، وكلوريد البوتاسيوم (KCl)، ويتمُّ استخدام هذه التقنية الجديدة نسبيًّا مع الغازات الخاملة أو الهالوكربونية، وهكذا يتمُّ تضمينها مع مادة الإطفاء كمادة دافعة, ويتكوَّن الهباء الجوي والغازات الخاملة بما يشبه الألعاب النارية، ويعمل الهباء الجوي الصلب مباشرةً على اللهب عن طريق جهاز حسَّاس بمجرد اكتشاف الحرارة لحدٍّ معينٍ يبدأ بتفعيل خطوات التشغيل من الاحتراق والتفاعل والانتشار. وتعمل الغازات كآليَّة لإيصال الهباء الجوي إلى مناطق الحماية فوق النار المشتعلة, حيث الجسيمات الصلبة لها فعالية عالية جدًّا نسبةً إلى وزنها, ومع ذلك فهذه الجسيمات قد تُتْلف المُعدَّات الحساسة جدًّا، وهي ليست مناسبةً لمنع الانفجار بسبب ارتفاع درجة الحرارة التي يتمُّ إنشاؤها وسط أوعيتها وأسطواناتها.

وهناك مشاكل فسيولوجية حادَّة مرتبطة باستنشاق المواد والجزيئات المنطلقة في نطاق الحجم المطلوب والآمن لمَن هم بجوار الحريق أثناء عملية التشغيل, وتحدُّ هذه المشكلات من فائدة هذه التقنية في المناطق المأهولة، وتشمل المجالات التي يمكن أن توفر فيها أنظمة الجسيمات الصلبة الدقيقة بديلًا عمليًّا للهالونات؛ كونها تستخدم في الاتصالات السلكية واللاسلكية، وعلى السيارات، والقوارب، والمراوح الهوائية، وكبائن المولدات الكهربائية، وشبكات الحاسوب الآلي.

ويتمُّ إنشاء الهباء في حاوية غير مضغوطة من مادة صلبة كيميائيًّا عن طريق الوسائل الحرارية أو الكهربائية، ويتمُّ إنشاؤها وتوزيعها بسرعة مشتتة الغاز حول المنطقة المراد حمايتها، وإطفاء النار عن طريق تغيير كيمياء اللهب، وامتصاص الحرارة، وتخفيف الوقود والأكسجين في منطقة الاحتراق بواسطة سحابة الهباء الجوي.

الغازات الدافعة: ثاني أكسيد الكربون، وغازات الهالوكربون، وبخار الماء, تنفصل جزيئات كربونات البوتاسيوم في منطقة اللهب، وتنتج البوتاسيوم الذي يقطع استمرارية الشقوق الطليقة، وبالتالي يتوقف الحريق.

 يُطْفأ الحرائق أيضًا عن طريق امتصاص الحرارة كنتيجةٍ للتغيُّرات في مراحل تغيير انتقال الحرارة، وتغيير حالة مادة الإطفاء (صلبة إلى سائلة إلى غازية)، والتحلُّل الماص للحرارة من جزيئات كربونات البوتاسيوم.

 والأيروسولات غير مناسبة للحرائق التي تحتوي على المعادن التفاعليَّة والمُشعَّة؛ مثل: 

الصوديوم، والبوتاسيوم، المغنيسيوم، والتيتانيوم، والزركونيوم، واليورانيوم، والبلوتونيوم.

فاير برو (Firepro) هباء جوي مكثف:

يستخدم بطريقة الغمر الكلي على قاعدة بودرة البوتاسيوم ذرات وجزيئات صغيرة جدًّا.

يستخدم لحماية غرف البطاريات، وأماكن الإلكترونيات، والكهرباء، وكنظام حماية وإطفاء حرائق على العربات والمُعدَّات.

سات – إكس مولد الهباء الجوي المكثف Sat-X

المُكوِّنات: نترات البوتاسيوم، رقم التسجيل 7757-79-1

المكونات مخلوطة ومضغوطة في قالب (+) راتنج عضوي، رقم التسجيل 9003-35-4

يعمل هذا النظام بطريقة حرارية، ويستخدم لحماية المراوح التوربينيَّة من جرَّاء الحرائق المحتملة، كما يُسْتخدم لتأمين الأماكن والمُعدَّات البعيدة؛ كالهوائيات، وأبراج الاتصالات، ومحطات توليد الكهرباء، ويعتبر من ضمن SNAP  كونه غير ضارٍّ بالبيئة، ومصادق عليه من قِبَلِ UL وبموجب  NFPA® 2010 Standard for Fixed Aerosol Fire-Extinguishing Systems.

أيروسول مواد وجزيئات صلبة كيميائية  Hot Aerosol AeroGen أيروجن 

المكونات: بودر كيميائي (بيكربونات البوتاسيوم) + غاز مخلوط نيتروجين، وغاز ثاني أكسيد الكربون + ماء.

يُسْتخدم لمكافحة جميع أنواع الحرائق – كبائن الكهرباء والإلكترونيات – نظام مكافحة إطفاء الحرائق في السفن والقوارب والطائرات وسيارات السباق ووسائل المواصلات العامة، وهي مادة نظيفة، ولا تؤثر على البيئة أو طبقة الأوزون.

العدد37-فبراير2024