泡沫灭火剂性能及应用探析

王伟轩，罗振海

(1.广东省消防总队，广东 广州 510640； 2.广东产品质量监督检验研究院，广东 广州 510330)

泡沫灭火剂性能及应用探析

王伟轩1，罗振海2

(1.广东省消防总队，广东 广州 510640； 2.广东产品质量监督检验研究院，广东 广州 510330)

以常见的空气泡沫灭火剂为例，介绍了泡沫灭火剂的灭火机理，并结合产品性能的主要参数，分析影响泡沫灭火剂灭火性能的因素，提出了在实际使用中易出现的问题。倡导加强消防员培训，合理选用灭火剂，避免因使用不当而导致降低泡沫灭火剂的灭火效能。

泡沫灭火剂；灭火性能；影响因素

近年来，我国泡沫灭火剂种类、生产技术和产品质量均有很大提高。根据产生方式，泡沫灭火剂可分为化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂，空气泡沫灭火剂又分为蛋白泡沫、水成膜泡沫、合成泡沫、抗溶性泡沫。按泡沫的发泡倍数，可分为高倍数泡沫、中倍数泡沫和低倍数泡沫。高倍数泡沫灭火剂适用于密闭空间，如船舱、隧道等，可快速充满着火空间进行灭火；中倍数泡沫灭火剂因其发泡倍数在20～200倍，射程低于低倍数泡沫灭火剂，适用固定灭火系统，靠近火源的地方；低倍数泡沫灭火剂具有射程远、流动快等特点，常用于消防车、石化炼油厂、油库等。因此，应根据着火物质不同，选择相适应的泡沫灭火剂，避免因使用不当而导致降低灭火效能，延误火灾扑救进程。

1 泡沫灭火剂的性能

1.1 产品标准

目前我国空气泡沫灭火剂的产品标准为《泡沫灭火剂》(GB 15308—2006)和《A类泡沫灭火剂》(GB 27897—2011)，标准中规定了泡沫灭火剂的凝固点、发泡倍数、析液时间、灭火性能等多项指标要求[1-2]。其中A类泡沫灭火剂适用于建筑火灾，扩散速度快，能渗透并粘附在可燃物表面上。与普通泡沫灭火剂比较，无需考察界面张力和扩散系数，但增加了润浸性要求。而国外泡沫灭火剂有水溶性液体表面、非水溶性液体表面和A类火灾之分，相关标准为ISO 7203、BSEN 1568、NFS 60-211～214和NFPA 1150等。

1.2 灭火机理

泡沫灭火剂具有密度小、流动性、黏附性、持久性和抗烧性等特点，产生的泡沫将迅速漂浮、附着于燃烧物质表面，隔绝空气来达到灭火的目的[3]。其灭火作用主要包括：(1)隔绝燃烧物的液相与助燃物的气相；(2)泡沫及水分气化吸热，起到冷却作用；(3)蒸汽稀释燃烧区氧气浓度。

1.3 产品性能分析

《泡沫灭火剂》和《A类泡沫灭火剂》规定了泡沫灭火剂灭火性能的试验方法及对应级别指标要求。普通泡沫灭非水溶性液体燃料火试验有缓释放灭火试验和强释放灭火试验，区别在于泡沫射流着落位置，分别为挡板中间和油盆中间。抗溶性泡沫灭火剂应进行灭水溶性液体燃料火试验，燃料为丙酮。A类泡沫液应进行灭A类火试验，火灾模型为GB 4351.1—2005中2A型木垛火。灭火性能的级别根据灭火成功所用的时间进行划分，时间越短，灭火性能越好[4]。泡沫灭火剂的抗烧水平是指覆盖于油盘面上的一定厚度的泡沫层，在规定的火焰辐射作用下，泡沫被全部破坏，整个油盘内布满火焰，并达到自由燃烧所需的时间。抗烧水平是衡量泡沫的热稳定性和抵抗火焰辐射能力的一个指标。灭火及抗烧试验如图1所示。而泡沫的隔绝能力是泡沫灭火剂灭火性能的重要指标，与之相关的参数主要为不透气性、动力黏度系数、剪切力等，具体表现为表面张力、发泡倍数、析液时间。

图1 灭火及抗烧试验

2 灭火性能及影响因素

泡沫灭火剂的性能包含多方面，但发泡倍数、析液时间、表面张力等指标的好坏，直接影响灭火性能。其中表面张力衡量了泡沫的流动性，表面张力越大，泡沫流动性越慢，在灭火过程中易造成泡沫析液，非成膜型泡沫灭火剂用比流动性体现。此项差别在《泡沫灭火剂》灭火试验中较难体现，大面积火灾中(如油库火灾)效果明显。而发泡倍数和析液时间是泡沫好坏的关键指标。发泡倍数与灭火剂中表面活性剂的成分和计量有关，体现灭火剂的发泡能力。不同发泡倍数的泡沫灭火剂，灭火能力不同，使用中应根据实际需要选择合适的灭火剂。同类泡沫灭火剂，发泡倍数不同对灭火性能的影响微小。

2.1 析液时间对灭火效果的影响

析液时间是衡量泡沫成型后的稳定性能。灭火剂如需取得更好的灭火效果，应保证泡沫灭火剂的成型时间更长，提高抗析液能力。表1列举了同一批次、同一型号规格不同析液时间泡沫灭火剂的试验结果(储罐不同，储存时间均为1年)。从表1的结果可以看出，相同泡沫灭火剂在不同储存条件下，可能出现不同的变化。产生灭火剂性能变化的原因可能为储存温度或容器的密封性。1号样品可能发生了老化变质现象，导致析液时间严重偏低，对泡沫灭火剂灭火性能的影响也是显著的。分析原因可能为泡沫抗析液能力降低，灭火剂泡沫成型后受火焰、高温影响，极易析液变成泡沫混合液，与燃烧物质混合，导致灭火失败。

表1 不同析液时间泡沫灭火剂的试验结果

2.2 环境对灭火效果的影响

灭火试验是一项大型灭火剂质量检验工作，标准规定试验环境温度10～30 ℃、风速3 m·s-1(接近油盘处)。而在灭火救援实战中，泡沫灭火剂使用的环境条件更是不可选择的。但根据实际检验经验，试验温度对灭火剂的灭火效果有一定的影响。因此，分析环境条件(温度、风速)对灭火剂灭火效果的影响，有助于提高灭火救援工作中泡沫灭火剂的使用效能。

2.2.1 温度

选取同一3%AFFF泡沫灭火剂，分别在不同的环境温度下进行灭火试验，风速稳定在0.5 m·s-1左右。图2的试验结果反映出随着试验温度的升高，灭火时间延长，抗烧时间缩短。分析原因可能为温度升高，泡沫表面张力降低，发泡成型的泡沫易流动析液，可稳定覆盖着火燃料表面的泡沫变少，灭火效果降低。

图2 不同温度下的灭火试验对比

2.2.2 风速

风速对灭火剂灭火性能的影响主要体现在室外火灾，由于风向的不确定性，风速过大会导致火焰接触泡沫层表面，加快泡沫析液，缩短了抗烧时间。在油盆火试验中，风速的影响主要体现在抗烧时间的缩短，分析原因为：(1)中心火焰随风压低，接触泡沫表面，加快泡沫析液或蒸发；(2)风也会把已成型的泡沫层分开，导致泡沫层不稳定，燃料挥发，易复燃。在灭火救援实战中，风速的影响也较大，主要表现为泡沫在着火表面的覆盖率及稳定性受到影响。

3 泡沫灭火剂在使用中易出现的问题

根据目前消防泡沫使用情况，发现在使用过程中易出现以下几方面的问题：(1)泡沫液与水混合比例不一致，如3%型的泡沫灭火剂当成6%的灭火剂使用，表面张力提高，降低了泡沫流动性，导致泡沫灭火剂到达指定位置需要更长时间，影响灭火救援工作。(2)发泡压力过大或过小，压力过低产生的负压不足，发泡效果不好；压力过高会导致发泡倍数降低。(3)泡沫灭火剂的混合使用，为使泡沫灭火剂能有效保存和使用，均添加了不同的稳定剂等多种组分。在泡沫灭火剂的混合配比中，由于添加剂可能有阳离子型或阴离子型，极易相互作用，破坏原有泡沫液的作用[5]。因此，在实际使用中应加强消防员培训，合理选用灭火剂，避免因使用不当而导致降低泡沫灭火剂的灭火效能，延误火灾扑救的最佳时机。如存有化工原料的仓库内着火，使用高倍数泡沫灭火剂可快速发泡并充满仓库，达到灭火目的。另外，高倍数泡沫中含有大量的空气，对受困在仓库的伤员有补给氧气的作用。

4 结论

4.1 泡沫灭火剂的性能包含多方面，但发泡倍数、析液时间、表面张力等指标的好坏，直接影响灭火性能。发泡倍数衡量泡沫液的发泡能力，析液时间衡量泡沫在常温下的稳定性，表面张力衡量泡沫的流动性，表面张力越大，泡沫流动性越慢，在灭火过程中易造成泡沫析液(大面积火灾中效果明显)。灭火环境(温度、风速)也会造成一定的影响，温度高、灭火时间长，抗烧时间短；而风速过大会导致火焰接触泡沫层表面，加快泡沫析液，缩短抗烧时间。

4.2 泡沫灭火剂的使用不仅与产品性能有关，还与发泡设备、消防人员技术水平等有关。如在使用中有设备堵塞、泡沫液混合比、阴/阳离子型泡沫液混合等错误操作，会降低泡沫灭火剂的灭火效能。因此，我们应加强消防员培训，合理选用灭火剂，对发泡设备进行定期维护保养，避免延误火灾扑救的最佳时机。

[1] 公安部天津消防研究所,美国安素公司.泡沫灭火剂:GB 15308—2006[S].北京:中国标准出版社,2007.

[2] 公安部天津消防研究所,昆山宁华消防系统有限公司.A类泡沫灭火剂:GB 27897—2011[S].北京:中国标准出版社,2012.

[3] 徐晓楠.灭火剂与应用[M].北京：化学工业出版社，2006.

[4] 陆强,包志明，陈涛，等.A类泡沫灭火剂灭火性能试验研究[J].灭火剂与阻燃材料，2013，32(2)：177-179.

[5] 刘洪强，熊伟.泡沫灭火剂在灭火应用中的问题分析[J].灭火剂与阻燃材料，2013，32(12)：1397-1399.

(责任编辑 马 龙)

Analysis on the Performance and Application of Foam Extinguishing Agent

WANG Weixuan1, LUO Zhenhai2

(1. Fire Corps of Guangdong Province, Guangzhou 510640, China; 2. Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision, Guangzhou, Guangdong Province 510330, China)

This paper introduces the fire suppression mechanism of air foam extinguishing agent, analyzes the factors affecting fire extinguishing performance based the main parameters of foam extinguishing products, and points out the problems of its use in practice. In order to avoid decreasing air foam’s extinguishing capability due to improper operation and delaying the best time of firefighting, measures like strengthening firefighter’s training and reasonable selection of extinguishing agent are proposed.

foam extinguishing agent; fire extinguishing performance; influence factor

2017-04-06

王伟轩(1974— )，男，宁夏中宁人，高级工程师； 罗振海(1985— )，男，江西九江人，工程师。

TQ569

A

1008-2077(2017)08-0023-03