يعتبر الماء عامل اساسي في نظام اطفاء الحريق بماد الفوم الرغوية والرغوة هي مجموعة من الفقاعات الصغيرة المجتمعة المملوءة بالهواء، تتشكل من محلول مائي، وتمتاز هذه الفقاعات بأنها أقل كثافة من أي سائل قابل للاحتراق أو الاشتعال، وأيضاً أقل كثافة من الماء، كما تمتاز بقدرتها على الالتصاق بسطح الوقود السائل المشتعل مما يؤدي إلى فصل الوقود عن الهواء، ومنع أبخرة الوقود من التصاعد إلى الهواء المحيط، وتبريد الوقود إلى درجة أقل من درجة حرارة الاشتعال، ومن ثم إلى إخماد الحريق .
فكرة عمل نظام اطفاء الحريق بالفوم
- خنق الحريق ومنع اختلاط الهواء مع أبخرة السوائل القابلة للاشتعال.
- منع أبخرة السوائل من التصاعد واستمرار الاشتعال.
- عزل اللهب عن سطح السائل المشتعل لكونها ذات مقاومة عالية للنيران.
- تبريد السوائل والمواد المشتعلة بالإضافة إلى الأسطح المعدنية المجاورة نتيجة لاحتواء الرغوة على الماء.
متي يتم استخدام الاطفاء بنظام الفوم
- إطفاء السوائل المشتعلة أو المحترقة ذات كثافة أقل من كثافة الماء .
- الحماية من اشتعال السوائل المنتشرة أو المتسربة على الأسطح عن طريق تغطيتها بطبقة متماسكة من الرغوة.
- عزل وحماية الأسطح المعرضة للحرارة المتنقلة بالإشعاع.
- إطفاء الحرائق السطحية للمواد القابلة للاحتراق ذات الخطورة العادية والعالية
- حماية الخزانات وسدود منع انتشار السوائل الملتهبة والقابلة للاشتعال
- الحماية من مخاطر تسرب الوقود من الطائرات
- حماية هناجر الطائراتوأماكن تخزين السوائل
وتختلف أنواع الرغوة من حيث التركيب الكيميائي ، ويؤدي ذلك إلى اختلاف معدلات تفريغ الرغوة اللازمة للإطفاء ، وكذلك القدرة على ملائمة الاستخدام في حماية أنواع معينة من الوقود السائل ، وقد تستخدم الرغوة مع المسحوق الكيماوي الجاف مما يوفر حلا لكل من السيناريوهات ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد لحرائق تسرب الوقود ، تتكون الرغوة عن طريق خلط مركز الرغوة مع المياه بنسبة محددة ، ويتم ذلك عن طريق أنواع مختلفة من أجهزة الخلط اليدوية ، أو المحمولة ، أو الثابتة ، وتتوفر أجهزة عدة مختلفة لتفريغ الرغوة مثل: الرشاشات ، والفوهات ومدافع الرغوة .
انواع رغوه اطفاء الحريق
النوع الأول : الرغوة البروتينية المركزة Protein Foam : وتحتوى أساسا على نواتج من البروتين المحلل بالماء مضافا إليه مثبتات وموانع للتجمد والتأثير المتلف للمعدات أو ألأوعية الحاوية، ومقاومة للبكتريا والتحكم في اللزوجة، ويخفف السائل المركز بالماء لتكوين محلول بنسبة تتراوح بين 3% حتى 6% وتتعامل هذه الرغوة مع أنواع محدودة من المساحيق الكيماوية الجافة .
النوع الثاني : الرغوة الفلوروبروتينية المركزة Flouroprotein Foam Concentrate : وهي تتماثل مع الرغوة البروتينية المركزة مضافا إليها مركبات صناعية فلور كربونية نشطة ذات فاعلية سطحية، وهي بالإضافة إلى كونها تشكل طبقة رقيقة تمنع تصاعد الأبخرة المتصاعد من سطح الوقود السائل ويخفف السائل المركز بالماء لتكون محلولاً بنسب تتراوح بين 3% حتى 6% وهي تتعامل مع أنواع محددة من المساحيق الكيماوية الجافة .
النوع الثالث : الرغوة الصناعية المركزة Synthetic Foam Concentrate
وهي تتكون من وسائط رغوية خلاف البروتينات المحللة بالماء وتضمن الأنواع التالية :
- الرغوة المركزة المشكلة لطبقة رقيقة مائية :(Acqueous film forming A.F.F.F) وهي تتكون أساسا من عناصر فلورونية ذات فاعلية سطحية بالإضافة إلى مثبتات رغوية وهي عادة تخفف بالماء لتكون محلولا بنسب تتراوح بين 3% و6% والرغوة المنتجة من هذا المحلول تشكل حاجزاً على سطح الوقود السائل يمنع اتصال الهواء بالسطح وأيضاً تحول دون تصاعد أبخرة الوقود ويتعامل هذا النوع من الرغوة مع المساحيق الكيماوية الجافة
- رغاوي مركزة متوسطة وعالية الانتشار :Medium and high expansion foam concentrate وهي عادة مشتقة من عناصر هيدروكربونية ذات فاعلية سطحية وتستخدم من خلال تجهيزات ذات تصميم خاص لإنتاج الرغاوي ذات انتشار بمعدل 20:1 حتى 1000:1 حجم لمحلول الرغوة .
- رغوة أخرى صناعية مركزة : Other synthetic concentrate وهي تتكون من عناصر هيدروكربونية ذات فاعلية سطحية ويجب أن تكون مدرجة في القوائم المعتمدة لوسائل مبللة أو رغوية وبصفة عامة فأن استعمالها محدود من خلال فوهات متنقلة لصب الرغوة على السوائل المنسكبة المشتعل فيها الحريق .
النوع الرابع : الرغوة المركزة المقاومة للكحولات Alcohol resistant foam concentrate : تستخدم الرغوة المركزة المقاومة للكحول لإطفاء المواد القابلة للذوبان في الماء وغير ذلك من وقود له تأثير في تحطيم الرغوة البروتينية أو الصناعية كما وأنها تصلح لإطفاء حرائق الهيدروكربونات، ويوجد نوعين من هذه الرغوة إحداها يعتمد على قاعدة بروتينية أو فلوروبروتينية مضافا إليها عناصر مقاومة للذوبان في الماء والتي تشكل غطاء لحماية فقاقيع الرغوة، والنوع الثاني يكون مركبات مركزة صناعية وعناصر جيلاتينية لتحويط فقاقيع الرغوة بجدار يحميها من تأثير الوقود المؤثر على صلاحية الرغوة وتخفف الرغوة المركزة بالماء لتكون محلولا بنسب تتراوح بين 3% حتى 10% بما يتلائم مع طبيعة الخطر.
النوع الخامس : الرغوة الكيماوية Chemical foam : وهي الرغوة التي تتكون نتيجة تفاعل ملح قلوي ( عادة بكربونات الصوديوم ) مع محلول لملح حمض ( عادة كبريتات الألومنيوم ) حيث يتولد غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يتسبب في وجود وسيط رغوي في تكون فقاعات رغوة قوية مقاومة للحريق وهذا النوع بطل استخدامه واستبدل بالرغاوي الهوائية.
عمليات إنتاج وتوليد رغوة مكافحة الحرائق
- عملية الخلط
- مرحلة توليد الرغوة
- طريقة التوزيع
أجهزة خلط مركزات الرغوة بالمياه
فوهة الحث (Nozzle Eductor) : هي جهاز يتضمن فنشوري لسحب مركز الرغوة عن طريق ماسورة قصيرة و / أو أنبوبة مرنة تتصل بمصدر الرغوة.
خلاط الحث الخطي (In-Line Eductor) : هو جهاز خلط ذو فنشوري يعمل على قياس كم مركز الرغوة المطلوب خلطه بالمياه بنسبة ثابتة أو متغيره وحقنه في المياه السارية عند نقطة تقع بين مصدر المياه وفوهة التفريغ أو أي من أجهزة تفريغ الرغوة الأخرى.
نظام خلط الرغوة باستخدام طلمبات المياه (Around the Pump Proportioner) : هو نظام يستخدم خلاط ذو فنشوري يتم تركيبه على خط جانبي يربط بين مخرج طلمبة المياه ومدخلها ، مع فوهة (Orifice) ذات مقاس ثابت أو متغير لسحب مركز الرغوة من وعاء أو خزان وخلطه بالمياه ، وحقنهما في مدخل طلمبة المياه.
خزان الخلط بضغط المياه (Pressure Proportioning Tank) : هو خزان لمركز الرغوة لا يحتوى بداخله على غشاء قابل للتمدد (Bladder) ، بحيث يعتمد في إزاحة مركز رغوة لا يقل وزنه النوعي عن 1.15على تدفق المياه داخل الخزان مرورا بفوهة (Orifice) ، وذلك بهدف خلط الكم المزاح من مركز الرغوة مع المياه السارية في خط المياه بنسبة خلط ثابتة من خلال فوهة (Orifice) أخرى.
نظام خلط الرغوة بربط طلمبات المياه و الرغوة (Coupled Water Motor-Pump Proportioner) : هو نظام يحتوى على توربينة مائية يتم تركيبها على خط المياه وربطها ميكانيكيا بطلمبة لحقن مركز الرغوة ، بحيث يتم سحب مركز الرغوة بواسطة الطلمبة ثم خلطه بالمياه عند مدخل التوربينة المائية ، وتعتمد كفاءة الخلط على التصميم الصحيح لنظام الربط الميكانيكي المصمم لهذا الغرض.
أنظمة خلط الرغوة بتحقيق الاتزان بين ضغط المياه ومركز الرغوة (Balanced Pressure Proportioner) : هو نظام لخلط مركز الرغوة بالمياه يستخدم خزان مركز رغوة من النوع ذو الغشاء القابل للتمدد (Bladder Tank) أو طلبة حقن مركز رغوي بالإضافة إلى عدة محابس لتحقيق الاتزان في الضغط بين مركز الرغوة والمياه عند فتحتي دخولهما إلى الخلاط ذي الفنشوري المركب على ماسورة المحلول الرغوي ، بحيث يتم تركيب فوهة (Orifice) داخل الخلاط لتحديد الكم المتدفق من مركز الرغوة إليه بهدف تحقيق نسبة الخلط المطلوبة.
أنظمة خلط الرغوة ذات الفوهة متغيرة المقاسات / ذات القدرة على الاستجابة إلى معدلات تصرف متغيرة (Variable Orifice, Variable Flow Demand Proportioner) : هو نظام خلط يعمل بالحقن المباشر لمركز الرغوة ، بحيث يستخدم مقياس لمعدل تدفق المياه ومركز الرغوة بالإضافة إلى نظام تحكم في طلمبة حقن المركز الرغوي متغير السرعات.
معدات تفريغ الرغوة (Foam Equipment)
- فوهة خرطوم الرغوة (Hose Line Foam Nozzle)
- مدافع الرغوة / مدافع الرغوة – المياه (Foam and Foam – Water Monitors)
- ومنها المدافع الثابتة (Fixed Monitor) والمدافع المحمولة (Portable Monitor)
- مولدات الرغوة ذات ضغط الدخول المرتفع (High Back-Pressure Foam Maker)
- أجهزة توليد الرغوة واسعة الانتشار (High Expansion Foam-Generating Devices)
- فوهات الرذاذ أو الضباب المائي (Water Fog or Spray Nozzle)
خصائص فوم الحرائق
يمتاز الفوم بالعديد من المميّزات، التي جعلت منه مادة سحريّة في إطفاء الحرائق، نوضحها في الآتي:
- انخفاض الكثافة: يعدّ الفوم مادة منخفضة الكثافة، مقارنة بجميع المواد السائلة القابلة للاشتعال؛ حيث تبلغ كثافته حوالي m3/17Kg تقريبًا؛ ممّا يجعله قابلًا للطفو فوق جميع السوائل المحترقة، وبالتالي تحبس الأكسجين عن سطح السوائل والأشياء المحترقة؛ ممّا يؤدّي إلى إطفائها.
- انخفاض درجة الحرارة: فدرجة حرارة الفوم منخفضة جدًا؛ ممّا يساعد على تبريد الأجزاء المشتعلة، فيهدّئ من قابليتها للاشتعال مرّة أخرى، وانحسار الحريق.
- اللزوجة العالية: على الرغم من أنّه ذو كثافةٍ منخفضة، إلّا أنّه ذو مُعامل لزوجة عالية؛ ممّا يؤدّي إلى إلتصاقه بشدّة بالأجسام المشتعلة، وبالتالي إطفائها.
- عازل للكهرباء: وهذه الميزة تجعل منه مادة مثاليّة لإطفاء محوّلات الكهرباء، وجميع الحرائق التي بها ماس كهربائيّ.
تصميم نظام الإطفاء بالفوم Foam Supression System
يعدّ هذا النظام من أهمّ الأنظمة التي تُستخدم في إطفاء الحرائق من النوع (B)، ويتمّ تصميمه من المكوّنات الآتية:
أوّلًا: المكوّنات الميكانيكيّة
وهي مجموعة المكوّنات الماديّة التي يتكوّن منها النظام، وهي عبارة عن:
- شبكة المواسير: وهي شبكة من المواسير متصّلة ببعضها البعض، وتوجد في نهاياتها الطرفيّة الرشّاشات، التي تقوم بضخّ الفوم في أماكن الحريق حال حدوثه.
- محابس التحكّم: وهي مجموعة من المحابس، موزّعة على نقاط يتمّ اختيارها من قبل مهندس النظام؛ للتحكّم في عمليّة خلط الماء بمادة محلول الرغوة.
- الخلّاط: وهي أماكن خلط الماء بمحلول الرغوة، لتكوين الفوم عند الرشّ.
- الرشّاشات: وهي النهايات الطرفيّة لشبكة المواسير، والتي يتمّ إخراج الفوم من خلالها.
ثانيًا: المكوّنات الكهربائيّة
وهي مجموعة الدوائر الإلكترونيّة التي يتكوّن منها النظام، وهي:
- مشغّل النظام: في حالة حدوث الحريق، يقوم مشغّل النظام بتشغيل النظام، وفتح المحابس، والتنسيق بين مكوّناته الميكانيكيّة.
- الكواشف: وهي الحسّاسات Sensors التي تقوم باكتشاف الحريق، ومن ثَمّ عمل وتشغيل النظام.
- مفتاح الضغط: وهو الذي يتحكّم في عمليّة ضخّ الماء، ومحلول الرغوة لتكوين الفوم.
- لوحة التحكّم: وهي اللوحة الإلكترونيّة لتجميع جميع نقاط كواشف (حسّاسات) النظام
