微观航母之消防设施
2015-02-10希弦
希弦
航母上的火灾分类
根据可燃物类型和相应的扑灭方法,舰上火灾可分为4类。A类火灾是指由木制品、床垫、纺织品、纸制品等易燃品燃烧引发的火灾。这类火灾燃烧后会留下余烬,与空气接触后还会有复燃的可能。闷熄法对A类火灾最有效,最有效的灭火剂是海水或水雾、化学喷雾剂、二氧化碳灭火剂。如果火灾位于深层,可以使用水成膜泡沫(AFFF)作为湿灭火剂。B类火灾指汽油、喷气燃油、油漆等石化衍生品和其它易燃的挥发性液体引发的火灾。B类火灾的扑灭要点就是切断燃烧物与氧气的接触。对于B类火灾,仅用水是不行的,一般是使用“哈龙”1211、紫色K粉(PKP)、二氧化碳、水成膜泡沫灭火剂。C类由舰上电气设备设施引起,扑灭它的最有效方法是,先切断系统电路,然后按照扑灭A类火灾的方法扑救。若火势不大,可直接使用二氧化碳或“哈龙”1211这类绝缘灭火剂来扑灭。当然此时使用任何形式的水都是禁止的,尤其海水绝不能使用。D类火灾指由镁、钛等易燃金属引发的火灾,往往发生在飞机的机轮部位。扑灭这类火灾时,可使用大量的、高压高速的水雾。当水雾喷洒在易燃金属上时可能会出现小的爆炸,所以消防人员要在安全距离外或在掩蔽物体后面实施灭火作业。
对于舰上的核心舰载机而言,机体上有许多加速火势燃烧蔓延的物质,包括燃料、油类、氧、防冻液、A类易燃物、过热的蓄电池、挂载的武器、照明弹等。火灾很可能在舰载机飞行作业或勤务保障期间的任何时刻发生,尤其是舰载机坠毁(着舰失败)后引发的火灾特别危险,这种火灾燃烧剧烈、蔓延速度很快,对飞机内部会造成严重伤害。
航母上的消防剂与消防设备
对于水面舰艇而言,海水(雾状的海水)是用不尽的非常有效的灭火资源,作为冷却剂喷射到起火部位或设备上,可起到降温的作用。同时,水雾能够保护消防人员免受燃烧高温的伤害。海水主要用来扑灭舰上的A类火灾。由于没有混入泡沫剂或表面活性剂,所以在扑灭燃油引发的火灾时一般不使用水。在舰上消防中,水更多地被用作水雾和窄角射流,在一定限制下,需要较高的喷嘴压力、较小的水粒和更加有效的射流。在用水作为灭火剂时,一定要按照正确的步骤与合适的应用条件来使用。在安全距离外,水雾或射流应直接喷向充满烟雾的空间或区域,直接打在燃烧物上降温。在用水灭火时不要破坏AFFF灭火剂的覆盖,否则会使火复燃或使火灾蔓延。
二氧化碳是一种干性非腐蚀惰性气体,通过稀释和置换氧气来灭火。二氧化碳比空气重约1.5倍,喷射后的二氧化碳下沉并覆盖燃烧物,可有效切断氧气和火源的接触,达到灭火目的。二氧化碳不管是气态还是固态,都是非导电体,可用于扑灭由电气设备引起的火灾。只不过与其它灭火剂相比,二氧化碳的冷却能力有限,不能将可燃物的温度降低到燃点以下,复燃的可能性较高。此外,某些物质(如飞机挂载的照明弹)在燃烧后会产生供继续燃烧所需的氧气,这时二氧化碳在火灾的扑救上就不起作用了。化学性质活泼可与二氧化碳发生化学反应的镁、锂、钛等金属引起的火灾,也不能用二氧化碳作灭火剂。
二氧化碳灭火器主要用于航母上的B类和C类火灾的灭火,最大作用距离1.2~1.8米,可有效控制各类小火情,包括燃油、汽油、油漆和其它杂物的燃烧。小型便携式二氧化碳灭火器在航母上很常见,瓶内装有7千克左右的灭火剂。这些二氧化碳灭火器通常就放在甲板两侧的走廊通道和舰岛的四周附近,便于紧急情况下快速取用。在机库内负责舰载机日常检修维护保养的维修站,也配有手提式或推车式的二氧化碳灭火器。此外,舰载机上一般也配备1~2千克容量的二氧化碳灭火器。舰载机在甲板停放待机时,周围也会配备灭火器,以备应急之用。
PKP(碳酸氢钾,紫色K粉)是一种化学干剂型灭火剂。当PKP与燃烧物接触后,通过阻断燃烧链来达到灭火的目的,主要用于扑灭B类易燃液体火灾。PKP具有一定腐蚀性,因此应避免用于电气设备所引发的火灾,以免留下很难清洗的残余物。同时,在储存、搬运和重新装填时要避免PKP受潮,以免腐蚀或污染与其接触的物体。虽然PKP的成分是无毒的,但在灭火中大量使用后会引起短暂的呼吸困难,严重的会影响视力,引起方向感丧失。此外,PKP对可燃金属的火情是无效的,如果使用还可能引起剧烈的化学反应。由于PKP灭火剂不能在可燃液体表面上形成持久的惰性气体层,因此在消防作业中为达到彻底的灭火效果、防止复燃,一般不会只使用PKP灭火剂,还要和其它灭火剂配合使用。
碳酸氢钾是生产PKP的主要化学药剂,此外还会加入各种辅助添加剂,来改进其储存、流动和吸水性。PKP灭火器采用小型二氧化碳气瓶把干化学粉剂喷进火里。在扑灭易燃液体的火灾时,喷射流指向火焰底部,在喷嘴左右快速移动的同时逐渐向火焰后方移动。PKP灭火器有8千克和12千克两种规格,8千克的有效释放距离约5.8米,最短释放时间为10秒;12千克的有效释放距离约6.4米,最短释放时间为11秒。
“哈龙”(Halogenated Hydrocarbon)是“非环型饱和烃类化合物”的音译名,化学名称为卤代烷。“哈龙”1211的化学名称是溴氯二氟甲烷,是无色、稍有甜味的物质,使用后也不会留下残迹,且灭火效率高、不导电、没有腐蚀性。“哈龙”1211灭火的机理是通过化学上抑制燃烧和切断化学反应链来灭火。“哈龙”1211一旦与火焰或482.2℃以上的热表面接触就会分解,副产物即使浓度很低也会具有强烈刺鼻的味道。因此,消防员在没有排气或受限制的空间使用“哈龙”1211时,都要戴好呼吸器。“哈龙”1211主要用在B类和C类火灾,对A类火灾也有效。但是,“哈龙”1211容易消散,所以在扑灭油火时,一般会与AFFF灭火剂配合使用。航母上使用的手提式“哈龙”1211灭火器有效距离约为3~9米,喷射时间约为15~40秒。灭火器罐体上有压力表、喷射管和喷嘴,罐内装有9千克液态“哈龙”1211。使用时用氮气加压喷出,形成由液滴和蒸气组成的压制火焰的液气混合物。
便携式灭火器的性能随灭火剂型和相关硬件设备而不同,有些灭火器装载的灭火剂只能维持10秒钟,有些能使用30秒以上。使用时,首先要根据火灾类型选用合适的剂型,并在安全距离内使用,离火太近使用可能会使火散开蔓延,在有效距离外使用,又达不到灭火效果或浪费灭火剂。便携式二氧化碳、PKP和“哈龙”灭火器都必须正位喷洒。如果灭火器处于横位或倒置,就达不到有效的灭火效果。消防人员使用便携式灭火器扑灭油火时必须在灭火器用完之前就准备退出区域,因为“哈龙”、PKP和二氧化碳都是快速消散的,并没有蒸气密封特性,因此燃油存在复燃的可能。在火焰被熄灭后的短时间内要不间断地喷洒灭火剂,防止复燃,直到火场内外的所有火源冷却为止。endprint
AFFF水成膜灭火剂主要是由合成碳氟化合物表面活性剂物质组成。目前舰上灭火剂使用时的配比为6份浓缩剂加上94份水,性能最佳。AFFF水成膜灭火剂本身是无毒、可生物降解的,也没有腐蚀作用,但与水按一定比例混合的AFFF预混合溶液就有一定腐蚀性了。混合溶液中的AFFF表面张力降低,使水的腐蚀性(尤其海水)通过裂缝、小裂纹深入,并不断扩大。不管淡水还是海水都要按定量配比系统使用,为了减少预混合溶液的腐蚀性只能用淡水。AFFF水成膜灭火剂用于易燃液体火灾灭火时,主要是通过AFFF泡沫快速覆盖燃烧物、易燃液体,有效阻止氧气与可燃物的接触,阻止可燃液体蒸气的外溢扩散。同时,泡沫中的水又具有冷却作用。
美国海军航母在飞行甲板、机库甲板顶部及部分重要舱室内都设有AFFF消防喷淋系统(AFFF消防站),以便突发火情时能及时控制和扑灭大火。每个AFFF站由1个600加仑的AFFF浓缩舱、单速注水泵、双速AFFF泵、控制装置、阀门和必要的管路组成。海水和AFFF灭火剂的流量可通过在主飞行控制室、航海舰桥、消防站和消防观察站等控制室内的控制装置来调节。根据消防的需求,双速泵以27或65加仑,分运行,低速率输出用于手持式灭火水龙头和小型喷淋灭火系统,高速率输出用于机库喷淋灭火系统等需求量大的系统。
飞行甲板是航母上日常作业最核心的基础区域,也是消防作业重点防范的区域,自然要布置全面有效的消防灭火系统。飞行甲板上的消防系统和设备主要包括分布在20个区域的AFFF消防喷淋系统和22个AFFF消防站,保证甲板上的每个区域都至少有2个AFFF消防站提供灭火作业。飞行甲板上的AFFF喷淋系统由齐平甲板型、齐平甲板加农炮型和安装在与海水冲洗系统相邻的甲板舷侧喷嘴组成。使用时,储存在浓缩舱中的AFFF灭火剂与由60加仑/分钟排量泵注入的海水混合后喷出。甲板整个喷淋消防系统的开关控制,设置在主飞行管制室和航海舰桥两处,控制选择海水、AFFF灭火剂或系统的关停。在CVN-72“林肯”号及其后来建造的航母上,该开关控制装置只设在了航海舰桥。
航母舰岛一侧的航空弹药中转区,是飞行甲板上最危险的区域之一。为保证安全,在该区域专门设有AFFF消防喷淋系统。该区域的AFFF喷淋系统由舷侧喷嘴和齐平甲板喷嘴组成,喷嘴数量、密集程度也高于甲板的其它区域,以保证喷洒出的AFFF水合成泡沫灭火剂可覆盖整个弹药中转区,保证该区域发生意外火情或其它区域起火危及航空弹药时,火势可被迅速压制,不向四周蔓延。
在航母的机库顶部设有AFFF消防喷淋系统,被分为不同的组(14个,对应着14个消防站),每组可单独启动互不影响。每组由2个主管路供应AF-FF灭火剂,分别是左、右舷侧的AFFF注入站。每组自动喷淋系统的控制开关布置在消防观察站里以及每个喷淋系统组附近的机库甲板两侧。
除了机库顶部的AFFF消防喷淋系统,机库内重要的防火设施还有防火分隔门(或防火卷帘)。一旦机库内某一停机区发生火灾,在机库内火灾报警装置的控制下,防火分隔门将开启,将航母上这个最大舱室分为2~4个相对独立的区域(美大型航母为3个,俄“库兹涅佐夫”号为4个,法“戴高乐”号为2个)。在航母机库内还设有14个消防站、2处灭火剂补给站和3个全天人员值守的消防观察站。消防站内备有大量的二氧化碳和PKP灭火器,便于第一时间灵活处置较小范围的火情。
除了小型便携式灭火器和全舰范围的大型AFFF消防喷淋系统,在航母上常用的还有双溶剂灭火器,主要用于扑灭B类燃料液体等引发的火灾,通常放置在舰上的加油点位置。双溶剂灭火器,也就是采用两种灭火溶剂的灭火器。以美海军航母上的TAU-2系列双溶剂灭火器为例,其两个溶剂箱分别装有86加仑AFFF水成膜泡沫灭火剂预混溶液和90千克的“哈龙”1211灭火剂或PKP粉。TAU-2系列双溶剂灭火器日常使用时要安装在手推车、拖车上(飞行甲板上使用)。TAU-2灭火器采用不可折叠的双管水龙带,以防火棉护套包裹缠绕在卷盘上。TAU-2灭火器通过固定在框架上的2个氨气压缩气瓶将灭火剂从共用的喷枪中吹出。在消防作业中,两种溶剂可单独使用,但多数时候要配合使用。先以“哈龙”1211或PKP粉初步灭火,随后再用AFFF预混液地毯式覆盖燃烧的液体,来防止可燃物复燃。
消防人员的防护服
对于舰上的消防人员来说,穿戴防护服是必需的安全措施。采用仿铝纤维织物制成的防护服对辐射热具有很高的反射率,能够为消防人员、事故救援人员提供有效的保护。防护服是近似连体式的,由裤子、外套、手套、防护头盔或兜帽,以及过膝的鞋尖和底部都经过特殊处理的长靴等组成。
这种铝制防护服具有热反射能力,但当这种衣服沾上污渍或失去光泽时,其本身的热反射能力就会降低,因此这种防护服的日常保养是很重要的。平时防护服应当挂在衣架上,确保铝制织物层不会折皱或破裂。如果确实要折叠起来,折叠得要松散。在沾染污渍弄脏后,要用干净的软布沾上中性皂水或干洗机擦洗,再用水洗净,通风处晾干。消防作业期间要尽量避免消防剂沾到防护服上。当防护服的铝制表面磨损脱落或织物断裂撕破时,应更换新的防护服。尤其要强调的是,对防护服的破损处喷涂铝制剂进行修补是无效的,也相当危险。
消防人员戴的镀金面罩也是重要的热防护护具。金色涂层可有效保持热反射效率,日常的保管也要像防护服那般精细。当金色涂层被磨损、擦伤或毁坏时,其热防护能力要损失90%,此时面罩应立即更换。因此尽可能不要触摸或擦拭金色涂层的表面。当携带或存放面罩时要盖好防护盖,避免损伤金色涂层,使用时要把防护盖拿掉,并切记佩戴时将有标记的金色涂层面朝外。在清洁面罩时,无需将面罩从防护帽上卸下来,用沾有中性皂水的清洁软布擦拭,然后用水冲洗、通风处晾干即可。endprint