Что такое ФК-5-1-12

Газовое огнетушащее вещество

Газовое огнетушащее вещество — это средство нового поколения, являющееся альтернативой хладонам, обеспечивающее превосходную эффективность, большой запас по безопасности и обладающее отличными характеристиками по экологичности.

Молекула вещества содержит 12 атомов ФТОРА.
Химическая формула: CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂

ГОТВ обеспечивает уникальное сочетание безопасности, эффективности тушения огня и незначительного влияния на окружающую среду, что делает его первым химическим заменителем хладонов, обеспечивающим жизнеспособную, долговременную и экологичную технологию для защиты от пожаров в особо опасных ситуациях.

Действие ГОТВ базируется на принципах:

• Отвод теплоты как компонента цепной реакции горения.

Данное вещество обладает более высокой теплоемкостью, чем все остальные современные огнетушащие средства. Для эффективного тушения любых горючих материалов достаточно небольшой концентрации ГОТВ. Когда газ попадает в воздух, образуется газообразная смесь, также характеризующаяся значительной теплоемкостью.
За счет увеличения количества тепла, выделяемого пламенем в окружающую среду, температура в зоне воспламенения падает и горение прекращается.

• Замедление реакции горения (ингибирование).

Ингибирование - снижение интенсивности горения вплоть до его прекращения посредством ингибиторов.

Таким образом, благодаря обоим механизмам можно быстро потушить пожары даже в больших помещениях.

ГОТВ при нормальных условиях - это бесцветная жидкость со слабым запахом. Давление собственных паров газа незначительно, поэтому используется газ-вытеснитель - осушенный азот для создания избыточного давления в модуле пожаротушения.

в начало

Физические свойства

ГОТВ применяется как газ, но при комнатной температуре представляет собой жидкость.

Вещество не проводит электрический ток ни в жидком, ни в газообразном состоянии.

Напряжение пробоя паров ГОТВ в насыщенном состоянии при 1 атм и 21˚C, при расстоянии между электродами 2,7 мм составляет 15,6 кВ, что в 2,3 раза больше, чем у осушенного азота.

Напряжение пробоя жидкого состав при тех же условиях составляет 48 кВ.

Свойства ГОТВ подобны свойствам многих заменителей хладонов первого поколения за одним важным исключением - данное вещество является жидкостью при комнатной температуре. Температура кипения ГОТВ составляет 49,2°C, а это значит, что данный продукт имеет гораздо более низкое давление паров, чем другие ГОТВ, являющиеся при нормальных условиях газами.

ГОТВ, по сравнению с водой, имеет очень низкую теплоту испарения, примерно в 25 раз меньшую, и более высокое давлением паров.

Это приводит к тому, что ГОТВ испаряется в 50 раз быстрее, чем вода. Поэтому оно способно очень быстро перейти из жидкого состояния в газообразное при разбрызгивании его через насадок.

В спроектированной должным образом системе ГОТВ быстро испаряется и равномерно распределяется в защищаемом пространстве.

Таблица 1. Описание физических свойств ГОТВ

Свойства	ГОТВ ФК-5-1-12
Химическая формула	CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂
Молекулярная масса	316.04
Температура кипения при 1 атм.	49.2°C (120.6°F)
Температура замерзания	-108.0°C (-162.4°F)
Критическая температура	168.7°C (335.6°F)
Критическое давление	18.65 бар (270.44 фунт/дюйм2 - абсолютн. )
Критический объем	494.5 см3/моль (0.0251 фут3/фунтм)
Критическая плотность	639.1 кг/м3 (39.91 фунтм/фут3)
Плотность в жидком состоянии	1.60 г/мл (99.9 фунтм/фут3)
Плотность в газообразном состоянии при давлении 1 атм	0.0136 г/мл (0.851 фунтм/фут3)
Удельный объем, газ при 1 атм	0.0733 м3/кг (1.175 фут3/фунт)
Удельная теплоёмкость жидкости	1.103 кДж/(кг*°C) (0.2634 БТЕ/(фунт*°F) )
Удельная теплоёмкость пара при 1 атм	0.891 кДж/(кг*°C (0.2127 БТЕ/(фунт*°F) )
Теплота испарения при температуре кипения	88.0 кДж/кг (37.9 BTU/фунт)
Вязкость жидкости при 0°C/25°C	0.56/0.39 сантистокс
Давление пара при 1 атм (для N = 1.0)	0.404 бар (5.85 фунт/дюйм2 - маном.)
Относительная диэлектрическая прочность  (для N = 1.0)	2.3

* Все значения соответствуют температуре 25°C (77°F), если иное не указано специально.
Не использовать в качестве тех.спецификации (!)

Хотя ГОТВ при комнатной температуре находится в жидком состоянии, давления его паров достаточно, чтобы концентрация в воздухе быстро достигла уровня, необходимого для тушения огня. При 25°C концентрацию паров ГОТВ можно довести до 39% по объему, прежде чем будет достигнуто насыщение. Типичная объемная концентрация, необходимая для тушения огня, в большинстве ситуаций находится в диапазоне 4,5 - 6% в защищаемом пространстве. Такая большая разница между проектной концентрацией и концентрацией насыщения обеспечивает, что конденсации паров происходить не будет.

в начало

Предусмотренные для тушения концентрации

Как и у других галогенуглеродных заменителей хладонов, принцип тушения огня ГОТВ  состоит в отводе тепла от пламени. При выбросе ГОТВ создается газовая смесь с воздухом. Такая смесь с воздухом имеет гораздо большую теплоемкость, чем у воздуха отдельно. Более высокая теплоёмкость означает, что такая смесь газов поглощает больше энергии (тепла) при изменении ее температуры на каждый градус. В проектной концентрации смесь вещества с воздухом поглощает достаточно тепла, чтобы нарушить условия, необходимые для поддержания горения. В присутствии вещества возрастает количество тепла, которое пламя отдает в окружающее пространство. Это приводит к охлаждению горящей зоны до температуры, когда горение прекращается.

ГОТВ имеет самую большую теплоемкость среди имеющихся в продаже заменителей хладона, что дает самую низкую концентрацию, необходимую для тушения конкретных видов топлива.

в начало

Жидкость в газ – как это работает

ГОТВ способен эффективно испаряться в ожидаемом диапазоне расчетных концентраций. Для сравнения показана вода, поскольку поведение воды при испарении, хотя и нехарактерное для многих жидкостей, является более распространенным опытом. 

При температуре окружающей среды 20°C (68°F) жидкая фаза ГОТВ переходит в пар, создавая концентрацию до 32 об.%, что значительно выше, чем типичные концентрации для тушения. После испарения нет никакой силы заставляющей пар конденсироваться в жидкость, если только такая смесь пара с воздухом не будет сжата или охлаждена ниже точки росы. Фактически, давление пара ГОТВ таково, что оно будет поддерживать концентрацию тушения и при низких температурах, 5 об.% при температуре -16°C (3°F). Вода не поддерживает концентрацию 5% в воздухе до тех пор, пока температура не превысит 33°С (91°F).

 

в начало

Температура и давление в модуле

При хранении огнетушащих составов под давлением в баллоне с азотом вещество с высокой температурой кипения существенно не меняется в широком диапазоне температур, в отличии от газов с низкой температурой кипения. Обратите внимание, что разница давления всего 10 бар для ГОТВ, тогда как у некоторыми газов с низкой температурой кипения, может составлять до 33 бар, в том же температурном диапазоне.

Максимальная плотность ГОТВ в 1,8 раза выше, чем газов с низкой температурой кипения в диапазоне от -40°C до 80°C. Это важно в тех случаях, когда ожидается эксплуатация системы в широком диапазоне температур, таких как военная авиация, установки для разведки нефти или на борту судов, которые могут попасть в тропические или арктические воды.

в начало

Характеристики ГОТВ по экологичности

После попадания в окружающую среду, органические вещества могут выводиться из атмосферы несколькими путями. Исследования, проведенные для ГОТВ, позволили определить скорость вывода ее из атмосферы данными механизмами, а также время жизни этого вещества в атмосфере. Очень низкая растворимость ГОТВ в воде и низкая степень распада в жидкой воде не позволяют считать атмосферный гидролиз значимым механизмом вывода этого вещества.

Главная причина распада вещества в атмосфере - это фотолиз. Вещество имеет высокое поглощение энергии в ближнем ультрафиолетовом диапазоне, что и определяет малое время его жизни в атмосфере. Скорость фотолиза в условиях атмосферы и механизм распада данного вещества были изучены двумя разными исследовательскими группами 1,2. Скорость фотолиза фторкетона определяет время его жизни в атмосфере и составляет порядка 5 дней.

в начало

Потенциал озоноразрушения

ГОТВ имеет нулевой потенциал озоноразрушения, так как не содержит ни хлор, ни бром.

в начало

Потенциал глобального потепления

Потенциал глобального потепления (GWP/ПГП) - это показатель, являющийся относительной мерой возможного влияния на климат соединения, действующего в атмосфере как парниковый газ. ПГП вещества, согласно Межправительственной комиссии по изменению климата (IPCC), определяется как интегрированное усиление воздействия солнечной радиации из-за выброса 1 килограмма данного вещества относительно потепления, вызванного выбросом 1 килограмма CО₂.

Потенциал влияния на климат ГОТВ ограничивается очень малым временем жизни в атмосфере и низким потенциалом глобального потепления. ПГП <= 1 .

в начало

Потенциал по уменьшению выбросов парниковых газов

Индустрия пожаротушения значительно продвинулась вперед в плане уменьшения выбросов с относительно высокого уровня, наблюдавшегося в период применения хладона. Однако высокое значение ПГП у гидрофторуглеродов (ГФУ, хладоны), используемых в системах пожаротушения, в сочетании с растущим количеством установок таких систем, ведет к непрерывному увеличению выбросов парниковых газов. Одно срабатывание системы пожаротушения средних размеров, содержащей хладон, уже само по себе весьма значительно. Если средняя система на основе Хладона 1301 содержала 200 кг реагента, то эквивалентная система, использующая, например, Хладон-227ea, содержит 347 кг реагента. Значение ПГП, равное 3220, дает эквивалент выброса CО , равный 1110000 кг, при срабатывании этого ГФУ. Это эквивалентно выбросам более 240 обычных автомобилей за целый год!

Срабатывание системы пожаротушения дает существенное более низкий выброс парниковых газов. Из-за существенно меньшего значения ПГП, выброс парниковых газов при срабатывании системы  уменьшается более чем на 99,9% по сравнению с любыми ГФУ, применяемыми в системах пожаротушения.

Таким образом, ГОТВ является альтернативой с низким ПГП, что позволяет снизить выбросы парниковых газов в системах пожаротушения и способствует выполнению задач по охране окружающей среды, поставленных перед отраслью.

в начало

Сравнение параметров влияния на окружающую среду

Таблица 2. Сравнение параметров влияния на окружающую среду

Свойства	ФК-5-1-12	Хладон 1211	Хладон 1301	Хладон 125	Хладон 227ea
Потенциал озоноразрушения *1	0,0	4,0	12,0	0,0	0,0
Потенциал глобального потепления - IPCC *2	<1	1750	6290	3170	3350
Время жизни в атмосфере (годы)	0,014	16	65	29	34,2
SNAP *3 (Да/Нет)	да	нет	нет	да	да

^*1 Всемирная метеорологическая организация (WMO) 1998 г., метод, основанный на модели.
^*2 Межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC), метод 2007 года, значение, интегрируемое за интервал 100 лет (ITH 100).
^*3 The U.S. Environmental Protection Agency's (EPA) Significant New Alternatives Policy https://www.epa.gov/snap

в начало

Вопросы безопасности

Безопасность ГОТВ была тщательно проверена с использованием тестов на острую токсичность и токсичность повторяющихся доз. Для данного вещества проведена полная серия токсикологических испытаний. В каждом случае ГОТВ продемонстрировало очень низкую токсичность и большой запас безопасности в качестве газового огнетушащего вещества. Ключевые испытания ГОТВ, проведенные в независимых лабораториях, показаны в Таблице 3.

Таблица 3. Результаты тестирования токсичности

Свойства	ГОТВ ФК-5-1-12
Острая ингаляционная токсичность при 4-часовом испытании	Практически не токсично (LC > 100000 ppm)
Сердечная сенсибилизация	Не сенсибилизатор (NOAEL = 100 000 ppm)
Острая кожная токсичность	Малая токсичность (LD50 > 2000 мг/кг)
Тест Эймса	Отрицательно
Первичное раздражение кожи	Не раздражает
Первичное раздражение глаз	Минимальное раздражение
Острая пероральная токсичность	Малая токсичность (LD > 2000 мг/кг)
Кожная сенсибилизация	Не сенсибилизатор
28-дневное ингаляционное исследование	NOAEL исследования: 4,000 ppm
Хромосомные аберрации	Отрицательно

Уровень, не вызывающий вредного воздействия (NOAEL), для всех показателей острой токсичности составил 10 процентов по объему (100,000 миллионных долей в объеме) в воздухе. При уровне NOAEL, равном 10%, существует общее мнение, что ГОТВ не только безопасна для предполагаемой области применения, но и имеет большой запас по безопасности относительно типовых проектных концентраций для систем пожаротушения. Типовые проектные концентрации в диапазоне от 4,5 до 5,9 процентов по объему дают запас по безопасности от 69 до 122%.

в начало

Термическое разложение

Более 90% систем, использующих галогенуглероды, защищают имущество Класса А, в том числе относящееся к вычислительным и телекоммуникационным сооружениям. Бесперебойная работа является первостепенной задачей, и такое оборудование, куда, как правило, входят электронные коммутаторы и схемы, не переносит даже относительно небольшого пожара. Следовательно, конструкция системы должна быть такой, чтобы масштабы пожара свести к минимуму.

Количество фтороводорода, создаваемое при тушении пожара ГОТВ, сходно с тем, который образуется при использовании других галогенуглеродных. Промышленная практика последнего десятилетия показала, что сами системы пожаротушения, использующие галогенированные альтернативы хладона могут быть сконструированы так, чтобы свести к минимуму образование продуктов термического разложения и избежать усугубления потенциальной токсической угрозы от пожара (опасности, создаваемой продуктами горения).

в начало

Относительная диэлектрическая проницаемость

ГОТВ обладает самым высоким показателем относительной диэлектрической проницаемости как в жидкой так и в газообразной фазе среди популярных ГОТВ и, таким образом, является одним из наиболее безопасных решений для защиты электрического оборудования.

Таблица 4. Сравнение диэлектрических показателей ГОТВ

Показатель	ФК-5-1-12	Хладон 227еа	Хладон 125	Хладон 23
Относительная диэлектрическая проницаемость (N2 = 1)	2,3	2	0,955	1,04

в начало

Запас безопасности

Согласно законодательству, при пожаре система пожаротушения срабатывает не сразу, а с задержкой на необходимое время эвакуации персонала (не менее 30 секунд). Однако часто это происходит несанкционированно (до 30 % всех пусков по неофициальной информации) – при работе электриков, случайном ручном пуске, сбое и т.д. В этом случае система срабатывает сразу, без задержки, поэтому находящиеся в помещении люди в случае использования средств пожаротушения с низким или отрицательным запасом безопасности мгновенно оказываются зоне высокого риска для жизни и здоровья.

Запас безопасности рассчитывается как отношение наименьшей проектной концентрации, способной нанести вред человеку (NOAEL), к проектной.

Показатели для газового огнетушащего вещества ГОТВ и хладонов приведены в таблице 5.

Таблица 5. Сравнение показателей безопасности ГОТВ

Показатель	ФК-5-1-12	Хладон 125	Хладон 227
Нормативная огнетушащая концентрация (СП5.13130-2009)	4,2 %	9,8 %	7,2 %
Запас безопасности	138 %	отрицательный	3,3 %
NOAEL (ISO 14520-1)	10 %	7,5 %	9 %

в начало

Что такое ФК-5-1-12

ОТПРАВИТЬ ЗАПРОС