Морская безопасность Система водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA”

Томас Карлсен Хенрик Винклер

Департамент Противопожарной Техники Высшая техническая Школа г.Лунда Университет г.Лунда Отчет 5069, Лунд 2000

Авторы несут ответственность за содержание

Ключевые слова: система водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA” , Висби, углеродно-волоконный ламинат, ФАСТ, абразив.

Аннотация: В данном отчете оцениваются система водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой, с точки зрения их тушащих и режущих свойств на судах из углеродно-волоконного ламината. Выполнены лабораторные и полномасштабные тесты. Проанализированы результа-ты тестов, компьютерные имитации, теоретические выкладки и проведено их сравнение. Представлены предложения по улучшению системы водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA” и необходимые в них изменения.

Авторское право: Пожарная техника, Высшая техническая школа Лунда, Университет Лунда, Лунд 2000

Предисловие

Выражаем благодарность за помощь в ходе работы:

Понтусу Норбергу (“Оборонная техника”), профессору Йорану Холмстедту (Лундская Высшая Техническая Школа) за

руководство и идею работы

Свен-Ингвар Гранемарка (Лундская Высшая Техническая Школа) за практическую помощь при опытах в лаборатории и

Карлскруне

Ларса Г. Ларссона и Сванте Вестина, компания Колд Кат Системс, за обучение, предоставление огнетушителя и за инфор-

мационную помощь

Лейтенанта Стефана Дахлберга, за предложения и информацию

Капитана Томаса Блиссинга за помощь в организации практической работы в Карлскруне

Кроме того, благодарим персонал “Пожарной техники” , сотрудников компании “Кокумс” и всех, оказавших помощь в ра-боте.

Резюме

Верфь “Кокумс Лтд” в г. Карслкруна получила задание от ведомства “Оборонная техника” начать строительство корветов класса Висби. При строительстве этих судов применяются композитные сандвич-конструкции. Они состоят из двух листов углеродно-волоконного лами-ната с сердцевиной из пенопласта между ними (название продукта - Дивиниселл ®)

Данная работа оценивает, насколько применимы режущие огнетушители в качестве вырезающих и тушащих средств на борту судов. Кроме того, исследуются горючие свойства сандвич-конструкции с применением конического калориметра.

Опыты в калориметре показали, что материал, подвергающийся тепловому излучению 35 КВт/м2, загорается с помощью эксперименталь-ного пламени примерно при 530 oC. При горении материала вырабатывается, в зависимости от толщины ламината, примерно 100-200 КВт/ м 2. Это соответствует аналогичному эффекту при горении деревянных панелей. Сандвич-конструкция очень хорошо изолирует тепло, но с другой стороны, теряет всю свою прочность уже после нескольких минут горения. Пористая сердцевина теряет форму при температуре около 90 oC. и пропадает ее равномерное прикрепление к углеродно-волоконному ламинату, что разрушает целостность конструкции.

Система водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA”,которая были разработаны компанией Колд Кат Системс в Кунгсбаке, предназначались для облегчения работы спасательных служб по проделыванию отверстий на крышах. При тестах обнаружено, что при разрезании материалов они оказывают и огнетушащее воздействие.

Эксперименты по разрезанию проводились на трех разных сандвич-конструкциях. Выбранные образцы соответствовали минимальной, средней и максимальной толщине конструкций на бортах судов. Тесты системы водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA” показали, что это очень эффективные режущие инструменты. Они беспрепятственно режут материал различной толщины. Неопытный оператор вначале испытывает трудности с максимальной толщиной, так как важно соблюдать оптимальную скорость для быстрого и ровного разрезания.

Тушащая способность режущих огнетушителей тестировалась в двойном контейнере в Школе морских спасателей в г.Карлскруна. Для каждого опыта по тушению монтировалась экспериментальная стена (стенд) с тремя сандвич-панелями и устанавливалась в контейнере перед открытой дверью. Стена подвергалась тепловому излучению в 3,6 MгВт от огня, температура которого была примерно 500 oC. После горения в течение 5, а в других опытах - 10 минут начиналось разрезание сандвич-конструкции. Когда материалы были разрезаны, резка переходила в огнетушение. Вода подавалась в течение 30 сек. в двух тестах (5 и 10 минут предварительного горения) и 60 сек. в двух других тестах. После полного разрезания системой “COBRA” сандвич-панелей огонь исчезает приблизительно через 10 сек. Тестируемая система водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA” дает струю воды 28 л/мин, что означает теоретическую огнетушащую способность до 6,5 MгВт. Резюмируя, можно сказать, что система водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA”, могут быть очень хорошим дополнением к традиционным противопожарным инструментам на борту корветов Висби-класса. При использовании системы водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA”, для первоначального тушения, а традиционных средств - для окончательного. Экономится время ликвидации пожара и уменьшается причиненный ущерб.

Однако перед установкой системы водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA” на кораблях серии Висби необходимо провести выверку модели, действующей в насто-ящее время. Даже с изменениями они не смогут заменить традиционные инструменты, в том числе по причине невозможности создания водяного щита.

Выражаем благодарность за помощь, оказанную в ходе работы над этим докладом:

· Понтусу Нордбергу, Управление материального снабжения вооруженных сил, и проф. Йорану Холмстеду, Техническая школа г. Лунд, за руководство и ценные указания по данному проекту;

· Свену-Ингвару Гранемарку, Техническая школа г. Лунд, за всю практическую помощь по проведению испытаний в пожарной лаборатории и в Карлскроне;

· Ларсу Г. Ларссону и Сванте Вестину, CCS, за консультации, аренду режущего огнетушителя и предоставление прочей информации;

· Лейтенанту Стефану Далбергу, ПЗ ШМБ, за ценные указания и информацию, связанную с работой;

· Лейтенантам Ларсу Лундквисту и Кони Стромбергу, ПЗ ШМБ, за практическую помощь при проведении крупномасштабных испытаний;

· Капитану Томасу Блиссингу за помощь по практической организации посещения Карлскроны

Кроме того, хотели бы выразить благодарность персоналу противопожарной техники, судоверфи «Кокумс» и всем, кто оказал нам различную помощь.

5.1 СЦЕНАРИЙ ПОЖАРА………………………………………23

5.2 МОДЕЛИРОВАНИЕ…………………………………………23

5.4 ПАРАМЕТРЫ…………………………………………………25

5.5 ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ……………….26

5.6 РЕЗУЛЬТАТЫ…………………………………………………27

6. УЯЗВИМОСТЬ ПРИ ДЕЙСТВИИ ОРУЖИЯ……………….28

6.1 ОБСУЖДЕНИЕ СИСТЕМЫ ТУШЕНИЯ ОГНЯ НА………..28

6.2 РЕЖУЩИЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ НА «ВИСБЮ»…………….30

7. ВЫВОДЫ……………………………………………………….31

ССЫЛКИ…………………………………………………………33

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ…………..В 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 РЕЗУЛЬТАТ ПО РЕЗКЕ, КУНГСБАКА..В 7

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ FAST……………….В 9

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ИСПЫТАНИЕ В КОНТЕЙНЕРЕ……….В 13

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 РАСЧЕТЫ…………………………………В 17

Управление материального снабжения Министерства обороны (FMV) заказало судоверфи Кокумс АБ строительство шести боевых кораблей.

Конструкция этих кораблей основана на новом для судостроительной промышленности материале, который не позволяет возможной быстрой резки материала традиционными инструментами. Частное предприятие, Cold Cut System AB, разработало новый инструмент, получивший название режущий огнетушитель. Этот инструмент был разработан с целью облегчения работы спасательной службы для работы с перекрытиями, а недавно проведенные испытания продемонстрировали также отличные свойства инструмента при тушении пожара.

После этого FMV обратилось в Управление пожарной охраны с просьбой выяснить, может ли режущий огнетушитель быть смонтирован на борту в качестве инструмента для расчистки. Управление пожарной охраны сочло это подходящей темой исследовательского проекта двух студентов. Этот проект позже включил и рассмотрение свойств углеродного композита с точки зрения горючести, а также способности режущего огнетушителя тушить пожар.

Цель проекта заключалась в том, чтобы выяснить, насколько режущий огнетушитель подходит для монтажа на борту новых боевых кораблей в качестве режущего и, возможно, инструмента для тушения огня. Доклад должен дать шведским ВМС основание для принятия решения об установке режущего огнетушителя на борту. Эта работа является частью курса «Проблемные риски пожара», который представляет собой завершающий курс подготовки инженеров в области пожарной техники при Высшей технической школе г. Лунд. Цель курса – дать возможность студентам применить знания, полученные во время учебы, и самостоятельно анализировать и рассматривать широкую задачу с научно-методической точки зрения.

Работа состояла из теоретических и практических моментов:

· Изучение литературы для сбора ссылок и фактических данных.

· Расчет скорости струи режущего огнетушителя, силы реакции и мощности для тушения огня, а также излучение пожара при испытании.

· Мелкомасштабные испытания материалов в конусном калориметре.

· Измерения скорости резки режущего огнетушителя материала в конусном калориметре.

· Измерения скорости резки режущим огнетушителем материала в компании CCS в Кунгсбака.

· Поездки в Карлскрону и Гетеборг для посещения курсов и для изучения материалов.

· Широкомасштабные испытания режущего огнетушителя в ПЗ ШМБ для тушения огня.

Мелкомасшабные испытания материала проводились на углеродном ламинате с необработанной поверхностью.

Режущая способность режущего огнетушителя сравнивалась лишь с одним другим типом режущего инструмента – гидравлической цепной пилой с цепью с алмазным покрытием.

Режущий огнетушитель испытывался на резке лишь углеродного ламината и лишь ламината трех толщин.

При испытании способности инструмента к тушению в сценарии пожара использовался лишь дизель.

Имеющиеся системы тушения на борту корабля не учитывались.

В данной работе не рассматриваются экономические аспекты.

2. КОНСТРУКЦИЯ СЭНДВИЧ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В современной промышленности широко распространено применение углерода для производства продуктов или конструкций. Пластичность, жесткость и малый вес – это некоторые преимущества этого материала. В компании Кокумс АБ производство конструкций из углерода получило дальнейшее развитие для производства боевых кораблей будущего, корветов типа «Висбю».

Новые корветы модели YS 2000, которые сейчас строятся компанией Кокумс АБ, с «Висбю» в качестве первого корабля из этой серии, представляют совершенно новый метод строительства кораблей. Вместо строительства остова, который является несущей конструкцией, в «Висбю» вся конструкция является несущей. Это можно сравнить со строительством дома из бетонных элементов, в котором стены и перекрытия представляют собой несущие и стабилизирующие конструкции (см. рис. 2.1). Кроме того, выбор материала с углеродным волокном для каждой стороны сердцевины, основанной на пластмассе, также представляет собой новую мысль в судостроительной промышленности. Именно эта конструкция называется конструкцией сэндвич. Конструкторское решение не является новым, оно применялось для строительства так называемой серии № «Провинция», состоящей из семи минных тральщиков. Разница заключается в том, что тогда с обеих сторон сердцевины (К) применялось стекловолокно.

Рис. 2.1. Строительство конструкции корабля «Висбю» (L)

Корабль «Висбю» имеет длину 73 м, ширину 10,4 м и его водоизмещение будет равняться примерно 600 тонн (см. рис.2.2). Команда будет насчитывать 41 человека, в том числе 22 офицеров и 19 призывников. Движение корабля будут обеспечивать дизельные моторы при низкой скорости и газовые турбины – при высокой скорости. Максимальная скорость будет равняться примерно 40 узлам, а маршевая скорость – примерно 15 узлов. Корабль строится с технологией Стэлс, т.е. противнику трудно его обнаружить. К качествам, которые направлены на обеспечение этого, относятся:

Защита от радара: Корабль имеет совершенно плоскую поверхность с тем, чтобы волны радара не отражались назад к источнику. Такие части, как: воздухозаборник, выпускной вентиляционный клапан и другие, также изготовлены из материала, поглощающего волны радара.

Гидроакустическая защита: Совершенно тихо работающие моторы со звукоизоляцией сильно сокращают дистанцию обнаружения корабля.

Магнитная защита: Конструкции сэндвич, из которых построен корабль «Висбю», немагнитные, насколько это возможно. Это делается для того,

чтобы избежать магнитных мин. Кроме того, вокруг корабля проходит магнитная петля для того, чтобы максимально компенсировать магнитные поля, создаваемые в разных местах на борту.

ИК и оптический сигнал: Выхлопные газы охлаждаются водой, чтобы не создавать тепловое поле (ИК), таким же образом охлаждаются и вентиляционные выбросы. Габариты корабля оптимизированы таким образом, чтобы оно легче сливалось с окружающей средой.

Нейтрализирующие сигналы: При помощи пассивных сенсоров и направленных излучений обеспечивается защита от разведки противника и оружия, реагирующего на сигнал.

Боевые задачи корабля будут заключаться в тралении мин, охоте за подводными лодками, атаках на надводные корабли, минировании, подводной и воздушной обороне. Это - первый корабль, который способен решать все эти задачи шведских ВМС.

Конструкция сэндвич создается углеродным ламинатом, расположенным с обеих сторон материала сердцевины из пенопласта Дивиниселл (Divinycell). Углеродный ламинат состоит из нескольких слоев углеродных тканей, соединенных клеем, так называемой матрицей. Основой клея является полиэстер, и после закалки в вакууме он приобретает способность скрепления. Именно скрепление сердцевины и ламината держит всю конструкцию и для прочности решающим является максимально сильное соединение без воздушных пузырей и т.п.

При производстве конструкции сэндвич на поверхность сердцевины накладывается определенное количество углеродных матов до желаемой толщины ламината. Затем конструкция покрывается пластмассой и через вакуумное всасывание в углеродные маты вводится клей (матрица), который одновременно прикрепляет все к сердцевине.

Толщина углеродного ламината варьируется от 2 до 8 мм в зависимости от того, в каком месте корабля размещается конструкция. Компания Кокумс имеет собственный код для обозначения свойств ламината, таких, как: количество матов, взаимное расположение углеродных волокон и др. Например, L774/L774 означает, что ламинат на каждой стороне сердцевины сформирован одинаковым способом. Посторонний не может объяснить этот код. Для сердцевины используется иное обозначение, из которого можно понять плотность и толщину. Примером этого является H100/60, что обозначает толщину 100 кг/куб. м и толщину 60 мм.

Самая жесткая конструкция расположена в киле корабля. При соединении различных частей корабля углеродные пласты проходит через все мосты для обеспечения максимальной однородности, шов не должен быть ни крепче, ни слабее панелей, расположенных вокруг (см. рис. 2.1).

Преимущество использования этого материала заключается в том, что происходит большое снижение веса, по сравнению со стальными кораблями. Корабль не является магнитным (чтобы избегать магнитных мин), возможные шоковые волны при взрывах тушатся, поскольку материал глушит шум. Корабль сохраняет защиту от радара, поскольку его внешние стороны остаются гладкими и отражают волны радара в иные направления, чем в сторону источника. Стальной корпус корабля деформируется при сварке шпангоута и поэтому увеличивает опасность отражения волн радара обратно к их источнику.

Самое большое преимущество конструкции сэндвич состоит в том, что, несмотря на небольшой вес, она имеет такие же свойства прочности, что и сталь, и в некоторых случаях даже лучше. Такие свойства прочности, когда углеродный ламинат с обеих сторон сердцевины прикреплены по всей поверхности. Для достижения оптимального сцепления вдоль обеих сторон сердцевины до нанесения углеродного слоя и матрицы (клея) прорезается борозда в шахматном порядке. Слабостью конструкции является сердцевина. При воздействии на нее высокой температуры она сморщивается, и теряется прочность конструкции, поскольку исчезает сцепление. По данным, приводимым производителями, сердцевина должна выдерживать температуру 65ºС длительное время и 80ºС короткое время до того, как она начнет деформироваться.

Готовая конструкция сэндвич имеет очень твердую поверхность. При попытке нанести механическое повреждение ее поверхности путем нанесения ударов молотом в полную силу удалось лишь нанести незначительные выбоины.

Другим недостатком конструкции является дороговизна ее производства, что связано с уникальностью ее производства и всех входящих в нее компонентов. Это повлечет за собой большие расходы по ремонту, если корабль получит повреждения.

Как указывалось выше, небольшой вес конструкции является преимуществом. Строительство корпуса корабля из углеродного композита снижает вес примерно на 50 % по сравнению с традиционным корпусом из стали. Это, в частности, приводит к тому, что корабль сохраняет те же самые ходовые характеристики, но с менее сильными моторами, что в свою очередь снижает эксплуатационные расходы.

Свойства материала, рассматриваемые в настоящей работе, анализируются с точки зрения противопожарной техники. Данные, которые требовалось получить, сводились к тому, какой эффект производит пожар, при какой температуре происходит возгорание материала и как в общем ведет себя материал при пожаре. Для получения этих данных использовался калориметр в лаборатории пожарного управления. Результаты этих испытаний изложены в главе 2.5, а лабораторные данные серий испытаний в приложении 1.

2.5 ПОВЕДЕНИЕ МАТЕРИАЛА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОЖАРА

Свойства материала с точки зрения воздействия пожара после ряда предварительных испытаний были исследованы путем воздействия излучения силой в 35 кВ/кв. м на четыре совершенно необработанных образцов в конусном калориметре. Образцы были размером 100 х 100 мм, с толщиной сердцевины 30 мм. Был испытан ламинат толщиной 1,7 мм и 5,6 мм, что давало общую толщину образцов соответственно 31,7 мм и 35,6 мм. На каждом элементе было смонтировано 6 термоэлементов, 2 – на поверхности ламината (1), 2 – между сердцевиной и ламинатом (2) и 2 – на сердцевине на 20 мм ниже (3), см. рис. 2.2.

Результат испытаний показал, что конструкция сэндвич воспламенилась при температуре примерно 530ºС, независимо от толщины ламината. При горении ламинат толщиной 1,7 мм давал эффект 200-220 кВ/кв. м (см. диаграмму 2.1) и соответственно толщиной 5,6 мм 110-130 кВ/кв. м. Этот эффект столь же высок, что и у деревянной панели при горении (Е). Самое большое значение для воспламенения конструкции сэндвич отдачи эффекта, вероятно, имеет матрица, которая связывает конструкцию (см. рис. 2.1). Это стало ясно после испытаний отдельно сердцевины и только углеродного ламината.

Конструкции сэндвич хорошо изолирует от тепла, что наглядно проявилось при испытаниях в калориметре. Даже после длительного времени разница в температуре на поверхности и на расстоянии 20 мм ниже в сердцевине оставалась большой (см. диаграмму 2.2). Поскольку это всего лишь половина профиля сэндвича, легко понять, что при полной толщине сердцевины и углеродном ламинате с обеих сторон в рамках всей конструкции разница в температуре будет еще больше. Это было подтверждено в ходе испытания в контейнере, когда внешняя сторона плиты сэндвича после 10 минут пожара, по оценкам, имела температуру окружающей среды. Температура поверхности, подверженной воздействию пожара, составляла в то же время примерно 400ºС.

Диаграмма 2.1 Развитие эффекта Диаграмма 2.2 Развитие температуры

толщина ламината 1,7 мм толщина ламината 1,7 мм

Материал теряет свою прочность, несмотря на теплоизоляционные свойства, всего лишь через несколько минут горения. Это связано с тем, что температура в контактной поверхности между слоем ламината и сердцевиной достигает к этому моменту 90ºС. Примерно при этой температуре начинается деформация сердцевины (см. рис.2.1), что приводит к потере сцепления между слоем ламината и сердцевиной. Это в свою очередь к тому, что теряется несущая способность частей, подверженных огню.

Рис. 2.1 Сгоревшая матрица (клей) и деформированная

Для моделирования перемещения тепла через различные конструкции можно применить программное обеспечение HSLAB. В вводном файле указывается kρc (термические свойства) для различных материалов конструкции. Поскольку не удалось найти kρc для материала сердцевины, моделирование по этому материалу невозможно было осуществить без изучения, вместо этого, результатов испытаний материала, чтобы получить представление о прохождении тепла через конструкцию. На рис. 2.3 показаны градиенты температуры в разное время в сечении конструкции.

Рис. 2.3 Линейное приближение температурных градиентов. Слева

толщина ламината 1,7 мм, справа 5,6 мм (температура в º С и глубина в

Более подробно о том, как прошли пожарные испытания материала и об использовавшемся оборудовании см. Приложение 1.

Поскольку чертежи представляют собой секретные документы, не было возможности изучить чертежи. В место этого состоялся устный обмен мнениями с экспертами из ВМС и судоверфи Кокумс. Целью было отбор различных, представительных для корабля конструкций различной толщины. Задача заключалась в том, чтобы проверить, сможет ли режущий огнетушитель прорезать эти панели за время в пределах разумного. Оказалось, что невозможно выбрать несколько отдельных средних конструкций, которые были представительными для всего корабля, поскольку каждая часть/секция имеет толщину ламината, оптимальную по размещению и функции. Именно поэтому были выбраны конструкции, которые представляли максимальную, минимальную и среднюю толщину. При испытаниях по резке использовался лишь материал средней толщины.

Поскольку материал сердцевины очень пористый, его толщина не имела значения, аппарат быстро прорезал его, независимо от толщины. Что было важно проверить, это резка ламината различной толщины, и была выбрана следующая толщина:

Максимальная конструкция: углеродный ламинат 8 мм L774/L774 и сердцевина H100/60

Средняя конструкция: углеродный ламинат 5 мм L813/L813 и сердцевина H100/60

Минимальная конструкция: углеродный ламинат 2 мм L83/L83 и сердцевина H80/40

Резка материала с помощью воды применялась давно и широко распространена в промышленности. Направление воды через узкий наконечник под высоким давлением представляет собой очень хороший режущий инструмент. Место резки остается чистым и аккуратным, и этот метод не приводит к выработке тепла. Поэтому этот способ резки применяется в таких делах, как производстве пазлов и резке труб для газо- и нефтепроводов.

Для того чтобы резать твердые материалы быстрее, добавляется мелкозернистое режущее средство, так называемое абразивное вещество, которое распыляется струей воды и помогает резке. CCS в Кунгсбака поставило перед собой цель приспособить эту технику к использованию спасательной службой. Установив режущее копье на корзину подъемника, можно будет прорезать вентиляционное отверстие в потолке, не поднимаясь к потолку и тем самым не подвергая свою жизнь опасности. Испытания показали, что этот инструмент не только резал материал, но и одновременно тушил огонь.

Режущий огнетушитель состоит из ручки (см. рис.3.1), резинового шланга, бака для абразивного материала и мотора. Ручка специально разработана для спасательной службы и сидит на металлической трубке, которая с одной стороны снабжена наконечником, а с другой стороны – насадку для крепления шланга. На ручке имеется две спусковых крючка – один для воды, второй – для абразивного материала, которые с помощью радио управляют работой насоса. Ручка режущего огнетушителя снабжена вращающимся устройством, с помощью которого можно фиксировать наконечник над материалом при резке. Это устройство вращается с нужной скоростью при перемещении наконечника. Плечо устройства определяет глубину резки в ходе каждой серии, и при нынешнем дизайне ручки равно примерно 40 см. После прохождения этого расстояния необходимо поднять и повернуть назад это устройство, так называемая повторная попытка, для того, чтобы снова вести точечную резку. Это устройство, кроме того, вращается на оси ручки, что позволяет резать определенный отрезок вертикально, затем повернуть устройство и затем резать горизонтально. С помощью этого устройство можно даже вырезать круг диаметром примерно 10 см.

В стандартном бачке помещается примерно 20 л абразивного материала, что позволяет вести непрерывную резку на протяжении примерно 18 минут. Абразивный материал, применяемый при резке, может быть окислом железного колчедана или окислом алюминия. Размер зерен абразивного вещества сортируется в районе 0,25-0,8 мм с медианой 0,6 мм. Для наилучшей резки форма зерен обоих типов абразивного вещества должна быть угловатой. В ходе всех испытаний применялся оксид железного колчедана.

К насадке для крепления шланга подсоединяется тонкий резиновый шланг, намотанный на катушку. Длина шланга 30 м. Насос, на который имеется патент, является гидравлическим и имеет размер портфеля. Он может работать всухую, т.е. без воды в нем, непрерывно длительное время (не менее 48 минут) без поломки. Когда нажимается крючок абразивного материала, открывается вентиль и абразивный материал впрыскивается вместе с водой. Скорость струи в шланге равняется 4,8 м/сек. (см. Приложение 5), что означает, что при длине шланга в 30 м требуется 6 секунд, прежде чем абразивный материал достигает наконечника. Связь между длиной шланга и задержкой абразивного вещества можно увидеть на диаграмме 3.1.

Диаграмма 3.1 Задержка абразивного вещества при различной длине шланга

Насос приводится в действие дизельным мотором мощностью 70 кВ, поэтому он либо монтируется на спасательный автомобиль, либо на прицеп с собственным мотором. Насос подает воду под напором в примерно 260 бар.

Шланг имеет столь небольшие потери давления, что из можно игнорировать (< 0,1 бар/м). Рабочее давление на наконечнике зависит от состояния наконечника. Чем больше он изнашивается, тем ниже становится рабочее давление. Продолжительность работы наконечника зависит от типа применяемого абразивного вещества. Оксид алюминия обладает большей жесткостью, чем наконечник, что приводит к значительно большему износу наконечника по сравнению с оксидом железного колчедана, жесткость которого ниже, чем у наконечника. Для того чтобы не терять эффективность резки, следует менять наконечник, когда давление в наконечнике будет ниже 200 бар. Приблизительная продолжительность жизни наконечника составляет 15 минут при применении оксида алюминия и 50 часов при применении оксида железного колчедана.

Наилучшая резка осуществляется прямо у наконечника, и можно разрезать материал толщиной как минимум 25 см. Струя воды преломляется после 5-7 м, затем равномерно распределяется в водяную завесу и продолжается, пока сопротивление воздуха не тормозит скорость, после чего сила тяжести тащит капли вниз. Каких-либо измерений длины подачи струи или размеров капель воды не проводилось, однако можно предположить, что водяная завеса достигает примерно 15 м при горизонтальной направленности струи. Струя воды в наконечнике, применяемая при испытаниях на резку и тушение, составляла примерно 28 л/мин.

Оборудование просто в эксплуатации и научиться пользоваться им

легко. Спустя всего лишь несколько минут ознакомления можно осуществить первую резку. Регулятор насоса содержит номера, и имеется схема подачи струи, которая помогает разобраться с системой, с цифрами на соответствующих местах. Ручка режущего огнетушителя име6т такую форму, что можно как следует прижать ось и, таким образом, контролировать резку. Не надо обладать большой физической силой, чтобы резать режущим огнетушителем, достаточно лишь немного использовать тяжесть тела. Теоретическая сила реакции равна 107 N, что соответствует 11 кг (см. Приложение 5). Так же как и в любом другом деле, и здесь необходимо практиковаться, чтобы выполнять эту работу должным образом. Необходимо знать, с какой скоростью нужно резать, и понимание этого приходит сравнительно скоро. Вначале, когда вода достигает поверхности, она разбрызгивается в стороны. Лишь после того, как брызги исчезают, вода проникает в материал, и нужно вести наконечник дальше с помощью соответствующего устройства и с равномерной скоростью.

Для того чтобы вообще стоило устанавливать режущие огнетушители на

корабле «Висбю», необходимо учиться пользоваться оборудованием, а для того, чтобы использовать оборудование в максимальной степени, необходима регулярная учеба и тренировка.

При тренировке нет необходимости использовать оборудование на

100 %, т.е. не обязательно использовать абразивное вещество. Достаточно упражняться в эксплуатации и использовании оборудования, используя лишь воду, для резки более мягкого материала, такого, как: плиты ДСП или что-нибудь подобное. Это намного сокращает расходы по тренировке. Кроме того, проводя тренировку без использования абразивного материала, сохраняется наконечник, который изнашивается при применении абразивного материала.

· Насос не должен иметь каких-либо повреждений, вызванных неоднократной работой без воды, в том случае, когда подача воды прекращается. Для того чтобы снизить риск этого, рекомендуется не использовать внешний водяной бак, а использовать гидрант и т.п. Насос, которым сегодня снабжено оборудование, выдерживает работу в всухую, хотя это, конечно, не рекомендуется.

· Шланг должен быть изготовлен из износостойкого материала.

· Катушка, на которую намотан шланг, должна быть иной модели, чем та, которая используется сегодня и которая не выдерживает давления, пока шланг не вытянут. Под давлением шланг расширяется и прижимает катушку. Это, однако, не представляет собой большой проблемы, потому что ее легко решить, например, использованием пружинистой катушки.

· Кончик копья сделан из пластмассы, которую следовало бы поменять на другой, ударопрочный материал. Однако необходимо учесть, чтобы этот новый материал не повлек за собой увеличение веса, чтобы было и в дальнейшем удобнее работать.

Так же, как при обращении с оружием, должны соблюдаться правила безопасности. Работа с режущим огнетушителем сопряжена с определенной опасностью для окружающих и рекомендуется соблюдать хорошо рассчитанную безопасную дистанцию. Каких-либо широких исследований, касающихся безопасного расстояния, при работе с режущим огнетушителем, не было проведено. В докладе «Защита при пожаре: исследование и развитие» (J), однако указывается расстояние примерно 7 м без абразивного материала, который неопасен для незащищенной кожи.

При работе с режущим огнетушителем следует защищать, прежде всего, глаза от брызг с абразивным веществом. А так работник лишь может промокнуть, а использование какой-либо системы оповещения и защитных очков обеспечивае6т полную защиту. При проведении испытаний по резки с визиром на шлеме выяснилось, что это плохой вариант, поскольку видимость становится почти нулевой.

Двумя спусковыми крючками – для воды и абразивного материала – управляет оператор. Когда отпускается крючок подачи воды, струя сразу же прекращается, и поэтому нет опасности неконтролируемой резки.

При эксплуатации оборудования возникает некоторый шум, прежде всего, от приводного мотора, поэтому возникают трудности общения с оператором. Для облегчения связи с оператором можно вооружить оператора радио для связи с руководителем тренировки/инструктором.

3.5. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ НА КОРАБЛЮ «ВИСБЮ»

Для того чтобы быть установленным на борту «Висбю» (или корабля любой другой серии) необходимо внести некоторые изменения в режущий огнетушитель. В сотрудничестве с персоналом ПЗ ШМБ составлен список изменений, необходимых внести в существующую конструкцию огнетушителя.

· Длина копья, включая крепеж для шланга, должна быть менее 1 метра, желательно 0,6 – 0,8 м. Это необходимо для эксплуатации режущего огнетушителя в узких коридорах на борту корабля. По мнению производителя, сокращение длины копья до желаемой длины возможно. Что пропадает при укорочении копья – это расстояние, которое можно резать, не поднимая и перенося регулирующее устройство. Чем короче копье, тем больше серий резки нужно проводить.

· Шланг должен быть яркого цвета или светящийся, чтобы быть заметным, насколько это возможно, в помещении, заполненном дымом.

· Катушка со шлангом должна быть самого простой конструкции, т.е. немагнитной, без самосвертывания, и должна выдерживать давление шланга даже не в неразвернутом состоянии, с тем, чтобы без необходимости не вытягивать весь шланг. Катушка должна быть самого простого типа, чтобы минимизировать количество деталей, которые могут отсутствовать. Скручивание шланга может без проблем осуществляться вручную.

· Радиопередатчик в копье, с помощью которого управляется подача воды и абразивного вещества, должен быть демонтирован, и вместо него должно быть найдено иное решение. Это связано с тем, что передатчику могут быть созданы помехи другой электроникой или он может создать помехи для электроники на борту (требование EMC).

· Абразивным материалом при применении режущего огнетушителя должен быть материал типа оксида алюминия, который является самым эффективным средством резки. Тот факт, что оксид алюминия в то же самое время является средством, изнашивающим наконечник, не имеет большого значения, самое главное быстрая резки/подача воды.

· Насос должен приводиться в действие существующей, замкнутой гидравлической системой, которая действует во всех ситуациях и обеспечивает работу насоса.

· Система должна быть готова к работе без стартовой подготовки. В тот же момент, как копье ставится на свое место, система должна быть активирована (сравни бензиновый насос).

· В воду без каких-либо дополнительных мер должно быть возможным добавление пенящейся жидкости, создающей пленку, таким же образом, как и абразивное вещество.

· В каждом противопожарном отсеке корабля должно находиться копье с возможностью некоторого перехлеста противопожарных отсеков один на другой.

Опыты по резке проводились в компании Cold Cut System AB в Кунгсбака с применением того же оборудования режущего огнетушителя, которое позже использовалось при проведении полномасштабных опытов в контейнере в Карлскрона. Резка была проведена на трех выбранных конструкциях, упоминавшихся в главе 2.6. В минимальной и средней конструкциях была выполнена пробная серия из 10 резок, а в максимальной конструкции серия состояла из 6 резок. Прорезанные отрезки вытягивались вертикально полностью, и оказалось, что они были длиной примерно 40 см.

Резка осуществлялась на время, и затем проводился замер каждого вырезанного отрезка для расчета скорости резки. Кроме того, в каждом размере конструкции проделывалось отверстие для спасения, так называемый люк для людей (см. рис. 4.1). Вырез люка должен был моделировать время, необходимое для прорезки отверстия на корабле для спасения людей.

Разница в скорости резки у различных операторов объясняется, вероятно, отсутствием опыта использования оборудования. Неопытному оператору трудно выбрать оптимальную скорость резки, и поэтому он либо проявляет осторожность, чтобы быть уверенным, что материал прорезан насквозь, либо чересчур усердствует, чтобы сделать все быстро. Это должно измениться после тренировок, и сравнение работы двух опытных операторов должно дать близкие скорости резки. Поэтому также приводится отчет о скорости резки материала различной толщины, осуществленной опытным оператором Сванте Вестин (СВ) из компании CCS, результат которого можно рассматривать как почти оптимальный. Можно увидеть, что, чем больше толщина материала, который подлежит резке, тем большее значение имеет профессионализм оператора. Это совершенно естественно, поскольку тонкий материал легче прорезать, в то время как толстый материал требует более равномерную скорость для сквозной резки.

Резка в минимальной конструкции (толщина ламината ~ 2 мм):

Резка в средней конструкции (толщина ламината ~ 5 мм):

Резка в максимальной конструкции (толщина ламината ~ 8 мм):

Резка в минимальной конструкции (толщина ламината ~ 2 мм):

К резке люка относятся следующие размеры и время:

Резка отверстия (~53х40 см), максимальная конструкция: примерно 10 мин.

Резка отверстия (~60х40 см), средняя конструкция: примерно 5 мин.

Резка отверстия (~60х40 см), минимальная конструкция: примерно 4 мин.

См. более подробное описание результатов резки в Приложении 2

Скорость резки, прежде всего, в самом толстом углеродном ламинате зависит от профессионализма оператора. Из результатов опытов по резке выбрана связь между скоростью резки и толщиной ламината (см. диаграмму 4.1).

Диаграмма 4.1 Связь между скоростью резки и толщиной ламината

Цель крупномасштабных испытаний подвергнуть материал сэндвич воздействию настоящего пожара, а также произвести резку и подать воду с помощью режущего огнетушителя. Это делается для оценки возможностей режущего огнетушителя тушить огонь в условиях реалистического пожара на борту корабля.

В двойном контейнере размером 6,2 х 2,4 х 5 м (дл. х шир. х выс.) в

Подразделении защиты школы морской безопасности было проведено широкомасштабное испытание по резке. Цель испытания попытаться осуществить сценарий пожара, напоминающий пожар в каком-нибудь отсеке корабля «Висбю». В данном случае был задуман пожар в машинном отделении с разлившимся дизельным топливом. Повреждение могло быть вызвано попаданием ракеты, с одновременным блокированием дверей отсека. Предполагается, что пожар сильный, однако из-за плохой вентиляции (лишь входной люк) считается, что огонь не перекинулся на другие отсеки.

В испытаниях, проведенных в контейнере, была поставлена цель

организовать пожар с температурой примерно 400-500ºС без того, чтобы он перекинулся в другие места. Для того чтобы определить нужную площадь места пожара при испытаниях, была использована программа FAST для моделирования развития эффекта и температуры при различных площадях возгорания и геометрии отверстий. В результате моделирования была выбрана площадь 2 кв. м и решено, что задняя дверь должна быть открыта на примерно 0,5 м (см. Приложение 3). Эти условия, естественно, должны были быть проверены на месте, поскольку компьютерное моделирование редко соответствует действительности. Это особенно относится к компьютерным программам, которые используют двухзоновую модель для описания пожара в помещении, что и делает программа FAST. Причина этого заключается в том, что действительность не так проста, как это предполагается в двухзоновой модели.

Контейнер, который был использован для проведения испытаний, был

шириной 2,4 м, длиной 6,2 м и высотой 5 м. В одной из коротких сторон имелось две двери размерами 1,2 х 2,3 м (шир. х выс.), а во второй короткой стороне дверь размером 0,8 х 2,05 м. Контейнер внутри был разделен стенкой. В этой стенке имелась дверь размером 0,85 х 2,05 м, которая все время была открытой. Внутри контейнера был помещен сосуд площадью, которая должна была моделироваться, 2 кв. м. В левом углу ближе к стене испытаний в контейнере была смонтирована полка с 8 термоэлементами на разной высоте, от 0,64 м до 2,67м от пола контейнера (см. рис.5.1 и 5.3).

Для проверки результатов моделирования FAST был проделан «пустой» опыт с 2 кв. м дизеля. Под пустым опытом имеется в виду, что перед отверстием не было установлено никакой стены для испытания, обычные двери контейнеры были закрыты. Это опыт показал, что площадь пожара была слишком мала, вероятно, в значительной степени зависимой от сложных внешних условий: сильный ветер с дождем, которые охлаждали контейнер больше, чем ожидалось. Кроме того, направление ветра было таким, что он дул прямо в контейнер через заднюю дверь, что было причиной сильных колебаний пламени. Как следствие этого, сосуд был заменен сосудом размером 1,75 х 1,85 м. Кроме того, была установлена защита от ветра, которая препятствовала тому, чтобы ветер дул прямо в контейнер (см. рис. 5.1). Был проведен новый «пустой» опыт, который был более успешным: была достигнута температура нужного уровня, и в контейнере была меньше колебаний пламени.

Рис. 5.1 Защита от ветра Рис. 5.2 Стена для испытаний

Для того чтобы испытываемый материал был подвергнут воздействию пожара, была изготовлено четыре деревянные перегородки, в которые были вмонтированы 3 плиты сэндвич (см. рис.5.2). Остальная поверхность была покрыта гипсовыми пластинами. Правая дверь контейнера была раскрыта настежь, и стена для испытаний была установлена таким образом, чтобы прикрыть эту открытую дверь. Щели, которые возникли вокруг стены для испытаний, были уплотнены каменной шестью.

На стене для испытаний были установлены дополнительные термоэлементы: один на внешней стороне каждой плиты сэндвич и один между слоем углерода и материалом сердцевины в средней плите сэндвич (см. рис.5.2). Около каждой плиты сэндвич было просверлено отверстие

в гипсе, и были установлены актинометры модели Гуннерс.

Рис. 5.2 Чертеж стены для испытаний Рис.5.3 Полка с термоэлементами

Термоэлементы и провода от актинометров были подсоединены к измерительному устройству, установленному вне контейнера, а оно, в свою очередь, было подключено к компьютеру, находящемуся в автобусе-лаборатории управления пожарной техники. В компьютер были введены все данные испытаний в цифровом формате в программу Implog 2000, и одновременно за ходом испытаний можно было наблюдать визуально на экране. Вне контейнера была установлена видеокамера, которая записывала два первых испытания.

Топливом, использованным при испытаниях, был дизель с теплотой

сгорания

и скоростью сгорания

. Эффективность

горения считается 0,7.

При первом «пустом» опыте с сосудом в 2 кв. м был достигнут максимальный эффект примерно 2,2 МВ, а в ходе остальных опытах, с сосудом в 3,2 кв. м, максимальный эффект составил примерно 3,6 МВ. Эти эффекты рассчитаны по следующей формуле:

В потолке контейнера имелось два отверстия, каждое площадью примерно 0,25 кв. м для воздушной вентиляции, а на короткой стороне, расположенной напротив стены для испытаний, дверь, которая, будучи открытой, представляла собой вентиляционную площадь в примерно 1,75 кв. м. Пустой опыт показал, что эта дверь должна была быть открытой во время всех испытаний, т. е. открыта не наполовину, как указывало моделирование. Помимо этих отверстий, контейнер был не герметичен и имел много небольших дырок.

В ходе четырех опытов время горения было определено в 5 минут при двух опытах и 10 минут при двух остальных. Продолжительность подачи воды была выбрана 30 и соответственно 60 секунд после того, как струя воды проделала отверстие в плите сэндвич при каждом горении.

На основании результатов моделирования, проделанного перед испытаниями в контейнере, была выбрана площадь пожара 2 кв.м. Эта площадь давала слишком низкие температуры при пробном поджигании на месте. Поскольку погодные условия в этом случае были сложными, с сильным ветром, после опыта было проведено дополнительное моделирование FAST для того, чтобы выяснить, является ли причиной уменьшения площади пожара. Результат показал, что это не так. В заключение было проведено моделирование параметров, полученных непосредственно в ходе испытаний. Оно показало более высокие температуры, чем в действительности, из чего был сделан вывод, что FAST в целом переоценивает пожары в помещениях. Этот вывод подтверждается предыдущим опытом применения FAST. Отчет о моделировании FAST с диаграммой описания испытания и дополнительное моделирование содержатся в Приложении 3.

Плиты сэндвич в ходе всех испытаний были прорезаны в течение нескольких секунд после начала резки, в одном из испытаний наружный слой углерода был прореза сразу же. Причина этого неясна, поскольку струя абразивного материала подается с задержкой в несколько секунд, поскольку требуется некоторое время для его подачи из бачка через шланг. Можно предположить, что это объясняется местным дефектом в углеродном ламинате. Другим объяснением может быть то, что в наконечнике имелись остатки абразивного материала.

Во время всех испытаний огонь был потушен полностью за то время, как подавалась вода. Вода подавалась в течение 30 секунд во время двух испытаний и 60 секунд во время двух остальных. Путем визуального контроля через отверстия в стене контейнера было установлено, что пламя исчезло в течение первых 10 секунд при всех испытаниях. Несколько трудно с уверенностью утверждать, что пламя было затушено в течение этих первых 10 секунд, но данные о температуре, переданные с полки с термоэлементами, подтверждают это, поскольку температура резко снижается после того, как вода попадает в контейнер (см. диаграмму 5.1). Это подтверждается и выходящими газами, которые вскоре после подачи воды из черных угарных газов превращаются в водяной пар. Эффект продолжающейся подачи воды сводится исключительно к охлаждению угарных газов и конструкцию.

Диаграмма 5.1 Снижение температуре при подаче воды

Перед проведением испытаний идея заключалась в том, чтобы иметь несколько завышенное время горения с тем, что окружающая конструкция, как следует, прогрелась, после чего в течение непродолжительного времени должна была подаваться вода и затем быть выключена. После этого температура должна была по-прежнему замеряться, и зарегистрировано примерное время повторного возгорания. Однако во время этих испытаний повторное возгорание не произошло, возможно, из-за слишком продолжительного времени подачи воды. 30 или соответственно 60 секунд, однако, не считается продолжительным временем подачи воды, скорее всего, коротким. Если бы нужно было прорезать люк для выхода/входа в горящее помещение, то это заняло бы намного больше времени, до 5 минут (см. Приложение 2).

На основании результатов испытаний делается вывод о том, что после

проделки отверстия в небольшом горящем помещении пожар тушится или, если помещение имеет сложную форму, возможно, со скрытым огнем, по крайней мере, серьезно ограничен. Однако необходимо понимать, что сценарий, по которому проводились испытания, был самым простым, который можно было придумать. Пожар, без сомнения, был сильным, однако помещение было небольшим, и между огнем и стеной для испытания не было никаких препятствий.

РАССУЖДЕНИЯ О РЕЖУЩЕМ ОГНЕТУШИТЕЛЕ НА «ВИСБЮ»

Поскольку вся концепция строительства корабля «Висбю» является

совершенно новаторской, и, естественно, информация об этом имеет высокую степень секретности, трудно ознакомится с конструкцией системы. Сразу же после опубликования настоящего доклада, был принято решение о системе тушения пожара на борту «Висбю». По устным сообщениям персонала ПТК «Висбю», машинное отделение будет оборудовано газообразной системой (Галотрон). Кроме того, в определенных местах на борту будет установлена точечная защита (также Галотрон). Остальные помещения будут оборудованы водяным спринклером. Поскольку окончательное решение еще не принято, ведется лишь общее обсуждение системы тушения пожара и того, что считается необходимым, для возможной установки на борту режущего огнетушителя.

Независимо от выбора системы тушения, возникнут те же проблемы, а

именно, как сделать безопасным подачу средств тушения огня. При установке системы Галотрон рекомендуется размещать баллоны Галотрона рядом с местом, которое должно защищаться от огня. Даже если может быть легче собрать все баллоны в одном или нескольких помещениях и протянуть оттуда систему труб в соответствующее помещение, этого следует избегать. Совершенно ясно, что, чем длиннее протянутые трубы, тем больше опасности для повреждения этих труб, например, при использовании оружия, что может привести к тому, что средство для тушения огня не дойдет до нужного места.

Эти же проблемы возникают вокруг вопроса о подаче воды. Если

подача воды сформирована как единственная замкнутая система для всего корабля, существует большая опасность того, что повреждение или разрыв водопровода приведет к такому падению давления, что после этого можно оказаться совсем без воды. Поэтому рекомендуется иметь несколько независимых друг от друга водопроводов для снабжения водой, с тем, чтобы из-за повреждения в одном месте не оказались без воды все гидранты и сооружения спринклер на всем корабле. Эта рекомендация, возможно, противоречит цели о снижении веса и объемов, поскольку требуются дополнительные трубы для создания нескольких замкнутых цепей, которые должна обезопасить водоснабжение. Однако эта мера считается столь важной, что следовало бы пойти на увеличение веса.

Как упоминалось во главе 3.5, детали, указанные в ней, должны быть исправлены должным образом, чтобы вообще можно вести разговор об установке на этой серии кораблей режущего огнетушителя. Кроме того, следует принять во внимание как проблематику доступа к воде и абразивным веществам, так и насосов высокого давления, подающих воду, а также гидравлики, приводящей в действие насосы. Было бы трагедией, если какое-либо повреждение в одном месте вывело бы из строя все режущие огнетушители на борту корабля.

Общим для всех вышеупомянутых систем является то, что трубы и водопроводы, насколько это возможно, должны прокладываться таким образом, чтобы они были защищены от воздействия оружия и прочего внешнего воздействия.

Первоначальная цель рассмотрения возможности установки на борту

«Висбю» режущего огнетушителя заключалась в использовании его режущей возможности. Новая конструкция сэндвич является сложной для работы в ней, а поскольку материал такой новый, нет инструментов, которые специально приспособлены для работы с ним.

Небольшие работы, такие, как: сверление, шлифовка и пиление небольших деталей, можно выполнять обычными инструментами.

Для разрезки и более серьезных сверлений требуются, однако, специальные инструменты. Причиной того, что возникла мысль об использовании режущего огнетушителя в качестве инструмента для расчистки, было то, что в компании Кокумс АБ резка водой применяется в производстве. В большом сооружении по резке водой производимые крупные панели разрезаются до удобных для использования и нужных размеров.

Применять закаленные сверла или алмазные сверла для сверления небольших отверстий, до 10 мм, не проблема. При резке материала возможно использование обычной угловой шлифовального инструмента (болгарки) с алмазным или стальным диском, алмазный диск является более эффективным, но изнашивается скорее. Резка должна производиться медленно и прямо, иначе материал будет колоться. Эта проблема становится более серьезной, когда нужно прорезать более жесткие конструкции. Диск должен иметь большой диаметр, что усложняет резку. При резке угловой шлифовальной машиной возникает много пыли, состоящей из частичек, раздражающей органы дыхания, почему и рекомендуется использование респиратора. Эти инструменты могут использоваться при традиционной эксплуатационной работе. В чрезвычайных ситуациях, когда требуется срочная расчистка, должны применяться специально разработанные инструменты. Именно в таких ситуациях предполагается использовать режущий огнетушитель.

В данной работе рассматривается лишь режущая способность режущего огнетушителя, однако персонал ВМС испытал режущий инструмент, гидравлическую цепную пилу с цепью покрытой алмазом. Она применяется для резки люков в различных секциях, бортовой обшивке толщиной 70 мм и внутренних переборках толщиной 40 мм.

В бортовой обшивке было прорезано отверстие размером примерно 440 х 330 мм, и резка этого отверстия заняла 13 минут. Это означает приблизительную скорость резки 118 мм/мин. В переборке отверстие было 410 х 330 мм и потребовалось 4 мин. для резки, что означает приблизительную скорость резки 370 мм/мин.

Время резки цепной пилой можно сравнивать с режущим огнетушителем, который в ходе испытания по резке отверстия в такой же бортовой обшивке и переборке (толщина ламината 8мм и 12 мм соответственно показал скорость резки 186 мм/мин и 500 мм/мин. Однако неизвестно, какой толщины ламинат был прорезан цепной пилой, что имеет решающее значение для определения скорости резки. Результаты свидетельствуют, однако, что режущий огнетушитель является более эффективным режущим инструментом, однако для прямого сравнения обоих режущих инструментов необходимо проверить толщину ламината при испытании резки цепной пилой.

Если будет принято решение об установке на борту корабля режущего огнетушителя, то на борту окажется не просто один эффективный инструмент расчистки. При возможном пожаре он представляет собой очень хороший инструмент, которым можно начать тушение пожара. Традиционная тактика тушения пожаров на борту кораблей сводится к тому, чтобы закрыть двери для ограничения поступления кислорода и затем охлаждать конструкции водой. Эта тактика чрезвычайно хорошо подходит для режущего огнетушителя. Путем закрытия помещения и затем резки двери или стены там, где лучше всего подавать воду в горящее помещение, быстро достигается тушение огня и понижение температуры помещения. Через несколько минут подачи воды режущим огнетушителем можно войти в помещение и закончить тушение обычными гидрантами. На корабле плотно закрывающиеся и небольшие помещения позволяют водяной завесе легче распространяться и уменьшать тепло.

Конструкции сэндвич демонстрируют много хороших качеств, как прочность, так и сопротивляемость пожару. Если посмотреть на противопожарные свойства, можно назвать следующие:

· Углеродный ламинат является очень плотным материалом, что препятствует распространению угарного газа во вне из закрытого помещения.

· Материал является трудновоспламеняемым и загорается от пламени лишь при высокой температуре, примерно 500ºС.

· Конструкция обладает высокими теплоизоляционными свойствами, если горит одна сторона, то вторая сторона сохраняет комнатную температуру на протяжении как минимум 10 минут.

Недостатком конструкции, однако, является то, что ее прочность

быстро теряется, когда сцепление между сердцевиной и слоем ламината,

подверженным воздействию пожара, исчезает буквально спустя несколько минут после начала воздействия пожара. Это означает, что недопустимо, чтобы какая-либо часть теряла свою несущую способность, поскольку все стены и пол/потолок являются несущими конструкциями. Таким образом, необходимо защищать поверхность так долго, пока не будет потушен пожар.

На корабле «Висбю» все внутренние поверхности будут окрашены огнезащитной краской. Важно позаботиться о том, чтобы эта краска была сохранена и не покрывалась другой.

Режущий огнетушитель не может рассматриваться как система тушения пожара, и поэтому не может заменить собой существующую систему тушения огня, поскольку системы тушения огня, как правило, являются автоматическими и не требуют ручной работы. Режущий огнетушитель не может заменить собой и обычные шланги/брандспойты, поскольку не может создать защитную водяную завесу. Кроме того, режущий

огнетушитель не может обеспечить мощный поток воды, а маленький наконечник увеличивает опасность засорения и прекращения потока воды. В то же время он представляет собой хороший дополнительный инструмент как для резки, так и для тушения.

Предварительное сравнение режущего огнетушителя и цепной пилы с цепью с алмазным покрытием показывает, что режущий огнетушитель является инструментом, режущим быстрее. Кроме того, при применении режущего огнетушителя тушение начинается фактически с момента начала резки, что не обеспечивается никаким иным режущим инструментом. То, что резка водой материала сэндвич, содержащего углеродный ламинат, является наиболее подходящим способом резки, подкрепляется тем, что Кокумс при производстве больших панелей использует именно этот метод резки.

При тушении огня режущий огнетушитель неоспоримые преимущества, поскольку тушение начинается без открывания дверей и без впуска нового кислорода в слабо вентилируемый пожар. Началом тушения пожара режущим огнетушителем, создаются более благоприятные условия для входа дымопроходчиков в горящее помещение, температура понижается до 200-300ºС. Возникающий водяной пар не должен причинять сколько-нибудь больших неприятностей из-за небольшого количества подаваемой воды. В результате высокого давления вода очень тонко распределяется при ломке струи, что означает, что способность воды к тушению используется в 50-500 раз лучше, чем при использовании гидрантов.

Недостатком режущего огнетушителя как режущего инструмента является, прежде всего, то, что за прорезаемой стеной/дверью может кто-то находиться. Кроме того, надежность эксплуатации подвергается опасности, если абразивный материал застревает в наконечнике и препятствует резке, что ни в коем случае недопустимо. Возможно, самым большим недостатком режущего огнетушителя является множество изменений, которые необходимо внести в нынешнюю модель для того, чтобы применять его на корабле.

По нашему мнению, однако, режущий огнетушитель, в случае осуществления изменений, должен стать отличным инструментом для расчистки и дополнением к системе тушения пожара на борту корабля.

ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛА В КОНУСНОМ КАЛОРИМЕТРЕ

Конусный калориметр был калиброван таким образом, чтобы сохранять правильный уровень радиации в определенной точке, 77 мм ниже края конуса и в его центре. Это обеспечивалось с помощью неиспользуемого измерителя радиации марки Медтерм (Модель № 6 4-10-18, № серии 108 681), который был помещен в эту определенную точку, а также калибровочной кривой Медтерма (I). Все, кроме головки измерителя радиации, было тщательно изолировано. К измерителю был подсоединен вольтметр для считывания напряжения при определенных температурах. Конусный калориметр был нагрет до 450ºС, после чего были сняты показания вольтметра. Это повторялось с интервалом в 50ºС до 1000ºС. Напряжение для различных температур было преобразовано с помощью прилагаемого калибровочного ключа Медтерм в эффект радиации (кВ/кв.м). Это затем было нанесено на калибровочную диаграмму. Оборудование показано на рис.П.1.1.

При калибровке RHR применялся химически чистый этанол. Сосуд с низкими краями и площадью

был заполнен этанолом, помещен на весы под конусом и подожжен. Была замерена скорость сгорания 0,077 г/с, зарегистрирован выделенный средний эффект равный примерно 2,3 кВ. Скорость сгорания была умножена на

(26,78 кДж/г) т дала теоретическую величину развития эффекта 2,06 кВ. Разница между этими величинами целых 10% , и это считается приемлемым. Однако эффекты такого размера располагаются почти в сфере чувствительности оборудования, поэтому с точностью этих цифр следует обращаться с осторожностью. Считалось, что эффективность сгорания чистого алкоголя была 1,0.

Из большого куска были вырезаны образцы размером 100 х 100 х 31,7 мм соответственно 35,6 мм (дл. х шир.х выс.). Это означало, что толщина сердцевины сократилась наполовину, до 30 мм, и что на противоположной стороне не было углеродного ламината. В этих образцах было просверлено 6 отверстий для установки термоэлементов. Отверстия были размещены таким образом, чтобы температуру можно было замерить:

· Между углеродным ламинитом и материалом сердцевины

· На расстоянии 20 мм внутри материала сердцевины

· Образцы были покрыты ламинатом толщиной 5,6 мм соответственно 1,7 мм, а материал сердцевины имели ту же плотность 195 кг/куб. м.

Поскольку держатель образцов имел размеры 20 х 20 см, был вложен кусок минеральной ваты, и одно отверстие было использовано для размещения образца для испытания. На него была положена стальная пластина с несколько меньшим отверстием, которая накрыла края всего образца (см. рис. П.1.2). Это было сделано для того, что препятствовать прямому воздействию тепла на края образца, где находился неприкрытый материал сердцевины. В проделанные отверстия были помещены и закреплены термоэлементы.

Рис. П.1.1 Конусный калориметр Рис. П.1.2 Смонтированный образец

В общей сложности было испытано девять образцов, пять первых из которых были общего характера. Это означало, что форма образцов, внешнее тепловое воздействие и применение источников зажигания варьировались для наблюдения за поведением материалов. Отчета о результатах пяти первых испытаний нет.

Со стороны нижней части стальных краев наблюдалось выделение дыма, а затем и пламени. Имеется подозрение о том, что это связано с тем, что края были изолированы недостаточно хорошо и что материал сердцевины включился в пиролиз намного раньше, чем ожидалось. Для противодействия этому, насколько это было возможно, было отпилено 15 мм материала сердцевины вокруг, а пустующие места были заполнены вначале слоем термопленки, а затем минеральной ватой. Таким образом, были сформированы остальные образцы для серии испытаний (см. рис.П.1.2 и П.1.4).

Рис. П.1.3 Обратная сторона образца Рис. П.1.4 Обратная сторона образца

Другой переменной, которая оказалась важной, было внешнее воздействие излучения со стороны конусного калориметра. Вначале внешнее излучение было установлено на 50 кВ/кв. м. Это дало быстрое возгорание с высоким уровнем развития энергии. При испытании только материала сердцевины излучение было снижено до 25 кВ/кв.м. Процесс возгорания, стал, скорее, противоположным, т.е. материал пиролизировал так мало, что его не удавалось поджечь. Поэтому при оставшихся испытаниях было выбрано среднее положение – уровень излучения 35кВ/кв. м. Во всех оставшихся испытаниях применялся сигнальный огонь, поскольку можно предполагать, что при пожаре точечный может поджечь материал. Сигнальный огонь обслуживался вручную и во время испытаний зажигался каждую десятую секунду. Испытания, проведенные таким образом, проводились с двумя образцами с углеродным ламинатом толщиной 5,5 мм и двумя образцами толщиной 1,7 мм.

В обеих сериях испытаний с ламинатом толщиной 1,7 мм и 5,6 мм соответствие между обоими образцами было очень хорошим. Это было оценено таким образом, что испытания были проведены одинаковым образом.

Передача тепла через углеродный ламинат происходила сравнительно быстро, в то время как материал сердцевины, как и ожидалось, был хорошим изолятором. В таблице П 1.1 приводятся важнейшие результаты. Обратите внимание, что цифры являются приблизительными.

	Образец А	Образец Б	Образец В	Образец Г
Время возгорания (s)	100	90	140	150
RHR (кВ/кв.м)	220	200	130	110
Время до разрушения конструкции	25-35	35-45	65-75	80-90

Образцы А и Б: толщина углеродного ламината 1,7 мм

Образцы В и Г: толщина углеродного ламината 5,6 мм

RHR: величина пересчитана в кВ/кв. м путем пересчета максимального эффекта образцов в соответственную величину на 1 кв. м

Время до разрушения конструкции: основывается на данных производителя о том, что гарантируется прочность материала сердцевины до температуры 80ºС (N). Выше этой температуры происходит изменение объема и тогда пропадает прочность конструкции из-за исчезновения сцепления между материалом сердцевины и ламинатом.

Материал в необработанном состоянии очень быстро теряет свою прочность. Клей в конструкции является причиной того, что панели сэндвич первоначально дают примерно столь же большое развитие эффекта, что и обычные деревянные панели (Е).

Развитие эффекта, относящегося как к максимальному эффекту, так и долговечности, определяется толщиной ламината. Более тонкий ламинат дает

более высокий максимальный эффект за короткое время, в то время как толстый ламинат дает несколько более низкий максимальный эффект за продолжительное время. Это, очевидно, зависит от того, что чем тоньше ламинат, тем быстрее пиролиз клея проходит сквозь углеродные маты, т.е. чем меньше углеродных матов. Зато более толстые панели горят дольше.

Результаты испытаний нельзя механически переводить на реальную ситуацию, т.к. нигде на корабле не будет необработанных поверхностей. Все поверхности, по сведениям из компании Кокумс, будут обработаны веществами противопожарной защиты. Кроме этого, в большинстве мест защищенные от пожара поверхности будут окрашены противопожарной краской. Панели, обработанные таким образом, будут обладать современно иными свойствами, чем те необработанные панели, которые были испытаны.

В ходе испытаний было обнаружено, что, прежде всего, материал сердцевины, обгорелый и не обгорелый, выделяет газы, очевидно, весьма токсичные.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕЗКИ В КУНГСБАКА

В нижеприводимой таблице содержатся данные обо всех проведенных испытаниях по резке. В таблице указываются операторы, прорезанное расстояние, время, потребовавшееся для резки этого расстояния и подсчитанная скорость резки. Операторами, которые проводили испытания, были Хенрик Винклер (ХВ), Томас Карлсен (ТК) и Сванте Вестин, CCS AB (CСВ). При испытаниях по резке применялось оборудование, которое давало 28 л/мин при рабочем давлении 260 бар.

Резка минимальной конструкции (толщина ламината ~2 мм)

Оператор	Расстояние резки (см)	Время резки (с)	Скорость резки (м/мин)
ХВ	41	58	0,42
ХВ	32	60	0,32
ХВ	40	54	0,44
ХВ	39	64	0,37
ХВ	45	65	0,32
ТК	43	40	0,65
ТК	43	38	0,68
ТК	42	42	0,60
ТК	43	36	0,72
ТК	39	36	0,65

Резка средней конструкции (толщина ламината ~5 мм)

Оператор	Расстояние резки (см)	Время резки (с)	Скорость резки (м/мин)
ХВ	37	66	0,34
ХВ	40	63	0,38
ХВ	19	34	0,34
ХВ	25	41	0,36
ХВ	29	53	0,33
ТК	35	58	0,36
ТК	35	44	0,48
ТК	38	45	0,51
ТК	34	49	0,42
ТК	30	38	0,47

Резка максимальной конструкции (толщина ламината ~8 мм)

Оператор	Расстояние резки (см)	Время резки (с)	Скорость резки (м/мин)
ХВ	26	106	0,15
ХВ	27	116	0,14
ХВ	20	86	0,14
ТК	23	72	0,19
ТК	27	80	0,20
ТК	26	113	0,14

Для того, чтобы сравнить скорости резки опытного оператора режущего огнетушителя, Сванте Вестин из CCS, выполнял резку ламината каждой толщины на время. Правда, при этом испытании применялось не совсем то оборудование, которым пользовались остальные операторы. Новый насос давал рабочее давление 285 бар и струю примерно 48 л/мин. Эта разница в оборудовании, однако, не должна повлечь за собой существенную разницу в скорости резки. Скорость резки Сванте Вестина была следующей:

Скорость резки Сванте Вестина подтверждает утверждение том, что разница между опытным и неопытным операторами проявляется наиболее заметно при резке ламината большой толщины.

Нижеуказанная резка была проведена для моделирования проделывания отверстий в конструкции корабля с целью эвакуации членов команды из заблокированных помещений. Из-за ограниченного количества материала для резки в каждой конструкции сэндвич было проделано лишь одно отверстие.

Отверстие (~53 х 40 см), максимальная конструкция: примерно 10 минут, оператор ТК

Комментарий: не прорезано насквозь, осталось всего примерно 15 см. Сомнительно, что резку можно форсировать силой.

Отверстие (~60 х 40 см), средняя конструкция: примерно 5 минут, оператор ХВ

Отверстие (~60 х 40 см), минимальная конструкция: примерно 4 минуты, оператор ХВ

Чтобы получить представление о том, как осуществить крупномасштабные пожарные испытания в Карлскроне, было проведено моделирование пожара в FAST. Вводными данными было топливо (дизель) и геометрия контейнера, в котором предполагалось провести испытания. Контейнер был двойным, что означает, что он состоял из двух контейнеров, поставленных один на другой и соединенных в один. Во внутренней части контейнера имелось два помещения с проходом между ними размером 0,82 х 2,0 м. Помещение для пожара имело размер 4,6 х 2,4 м, а второе помещение 1,6 х 2,4 м. В потолке контейнера имелись люки общей площадью 0,5 кв. м. В одной из коротких сторон, прилегающей к помещению для пожара, имелось две двери, каждая размером 1,2 х 2,3 м . В другой короткой стороне имелась дверь размером 0,82 х 2,0 м, расположенная в середине стены. Общий объем контейнера равнялся 2,4 х 6,2 х 5 куб. м.

Целью моделирования было найти основание для принятия решения о времени сгорания, размере пожара и его месте, а также входных и выходных воздушных отверстиях в Карлскроне.

Для того чтобы испытание прошло, как было задумано, заданная температура была не слишком высокой, поскольку имелось опасение, что стена для испытаний могла разрушиться до начала тушения. Масштаб пожара также был определен не таким большим, как требовалось, но он и не был слишком мал, чтобы температура не была слишком низкой.

Вначале было осуществлено 7 моделирований, при которых задуманное отверстие для подачи воздуха в испытываемой стене варьировалось в отношении размера. Задняя дверь была полностью закрытой. Площадь пожара также варьировалась. После консультации с руководителями было, однако, было решено разместить отверстие для подачи воздуха в задней части контейнера и использовать имеющуюся там дверь. Это было вызвано опасностью наличия отверстия в помещении для пожара, где должна была осуществляться резка. Эти моделирования здесь не рассматриваются.

При моделировании размещения пожара в различных местах выяснилось, что месторасположение пожара совершенно не влияло га результат. В дополнение к этому было решено разместить место пожара в середине помещения. Результаты этих моделирований поэтому также здесь не рассматриваются.

Для того чтобы пожар не потух сам собой, слою дымового газа не позволили спуститься ниже, чем половина высота пламени достигла слоя дымового газа. Высота пламени рассчитывалась по формуле:

где

является эффектом пожара в кВ и D – диаметр сосуда в м.

В соответствии с расчетами высота пламени составляла примерно 3,5 м при пожаре в сосуде площадью 2 кв. м. Это означает, что желательно, чтобы слой дымового газа ни опускался ниже высоты 1,5 м над уровнем пола и чтобы он регулировался варьированием отверстия для подачи воздуха.

Одновременно требовался уровень температуры примерно 500ºС, и это регулировалось путем варьирования площади пожара.

ВАРЬИРОВАНИЕ ЗАДНИМ ВОЗДУХОЗАБОРНИКОМ И ПЛОЩАДЬЮ ПОЖАРА

Площадь сосуда для пожара была определена в 1 кв. м, а воздухозаборник был шириной 0,5 м. При моделировании высота расположения воздухозаборника была постоянной 2,05 м Температура стала примерно 330ºС, и слой дымового газа спустился до высоты 1,5 м над уровнем пола. Температура не стала достаточно высокой, была увеличена площадь пожара.

Площадь сосуда для пожара была определена в 1 кв. м, а воздухозаборник был шириной 0,5 м. Спустя 4 минуты температура повысилась до примерно 430ºС, и слой дымового газа спустился до высоты 0,7 м над уровнем пола. Поскольку слой дымовых газов опустился слишком низко, а температура была несколько ниже требуемой, были увеличены площадь пожара и воздухозаборника.

Площадь пожара была определена в 2 кв. м, а воздухозаборник был полностью открыт. Спустя примерно 5 минут температура стала 450ºС, и слой дымового газа спустился до высоты примерно 0,75 м над уровнем пола.

Развитие температуры было оценено как удовлетворительное, зато высота слоя дымовых газов была по-прежнему слишком низка.

После различных моделирований вариаций с воздухозаборником выяснилось, что его ширина не сказывалась на высоте слоя дымовых газов после определенной границы. Для того чтобы температура в помещении пожара была достаточной (~ 500ºС) вначале испытания потребовалось площадь пожара как минимум 2 кв. м. В соответствии с FAST в таком случае слой дымовых газов теперь должен быть спуститься до высоты ниже 1 м, независимо от размера воздухозаборника (в реальных рамках). Поэтому испытание было начато с площади сосуда для пожара примерно 2 кв. м, размещенного в центре помещения. Воздухозаборником служила полностью раскрытая задняя дверь контейнера.

Ниже указывается высота слоя дымовых газов над полом (диаграмма П.3.2), полученная из моделирования и послужившая основанием для принятия решения о способе проведения испытания по резке.

Диаграмма П.3.1 Высота слоя дымовых газов Диаграмма П.3.2 Развитие температуры

После испытания в контейнере было проведено моделирование с избранной площадью пожара и погодными условиями, существовавшими при проведении испытания. Данные о развитии температуры и высоте слоя дымовых газов над уровнем пола, полученные в результате моделирования, содержатся в диаграммах П.3.3 и П.3.4.

Диаграмма П.3.3 Высота слоя дымовых газов Диаграмма П.3.4 Развитие температуры

В общей сложности было проведено шесть испытаний. Два первых были пробными зажиганиями для проверки достаточны ли температура, площадь пожара и вентиляция. Остальные четыре были испытаниями по резке смонтированной стены. При этих испытаниях использовалась площадь пожара 3, 2 кв. м с дизелем в качестве топлива, воздухозаборником 0,85 х 2,05 м в противоположной короткой стороне и воздушным вентилем 0,5 кв. м в потолке.

Ниже приводятся результаты и комментарии этих четырех испытаний по резке.

Развитие температуры образец Излучение образец

Датчики излучения были сняты со стены для испытаний до начала резки. Это было сделано, потому что датчики не защищены от влаги, появляющееся при работе с режущим огнетушителем. Этим объясняется снижение излучения. Это было исключено в остальных испытаниях. При начале резки самая высокая температура была 440ºС, а когда была завершена подача воды, температура была 160º С. Плита сэндвич в середине имела самую высокую температуру 220ºС, а температура между слоем ламината и материалом сердцевины составляла 85ºС. Максимальное излучение в середине плиты было равно 19 кВ/кв. м. Из-за вялости материала температура в сердцевине после резки продолжала расти, и это было отмечено при всех испытаниях.

Развитие температуры образец Излучение образец

При начале резки самая высокая температура была 565ºС, а когда подача воды была прекращена, она равнялась 325ºС. Излучение имело величины 17кВ/кв. м и 3 кВ/кв. м соответственно. Плита сэндвич в середине имела самую высокую температуру 430ºС, а температура между слоем ламината и материалом сердцевины составляла 250ºС. Максимальное излучение в середине плиты было равно 18 кВ/кв. м.

Развитие температуры образец Излучение образец

При начале резки самая высокая температура была 570ºС, а когда подача воды была прекращена, она равнялась 270ºС. Излучение имело величины 16 кВ/кв. м и 3 кВ/кв. м соответственно. Плита сэндвич в середине имела самую высокую температуру 410ºС, а температура между слоем ламината и материалом сердцевины составляла 225ºС. Максимальное излучение в середине плиты было равно 17 кВ/кв. м.

Развитие температуры образец Излучение образец

Излучение со всех датчиков при этом испытании сократилась примерно на ту же величину, приблизительно 1/3. Возможно, это объясняется тем, что слои сажи частично закупорили вход к датчикам. Излучение имело величины 8 кВ/кв. м и 2 кВ/кв. м соответственно. Плита сэндвич в середине имела самую высокую температуру 320ºС, а температура между слоем ламината и материалом сердцевины составляла 140ºС. Максимальное излучение в середине плиты было равно 11 кВ/кв. м.

Применение уравнения Бернулли дает скорость струи ( ) после наконечника

Где - скорость в шланге, - рабочее давление и - плотность текущей жидкости, в данном случае, воды. Когда площадь наконечника ( ) << площади шланга ( ), можно пренебречь (G)

Теперь скорость потока ( ) может быть определена с помощью формулы для стационарного потока:

При шланге длиной 100 м это означает, что потребуется 20 секунд, прежде чем абразивное вещество достигнет наконечника. Этот расчет полностью соответствует испытаниям, проведенным в CCS, где было зарегистрировано время 22 секунды для шланга длиной 100 м.

Сила отдачи, которая порождается потоком, дается по второму закону Ньютона:

Где - объем потока через наконечник. Со следующими данными:

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СПОСОБНОСТЬ ТУШЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ОГНЕТУШИТЕЛЯ

Величина REMP является очень эффективным вспомогательным средством для оценки того, какого масштаба пожар можно тушить различными средствами тушения огня. Величина REMP (Требуемая средняя порция для тушения) – это измерение того, насколько хорошо средство тушения при границе тушения так называемого тубулярного испытания (G). При экспериментальном определении величины REMP применяется высококачественное топливо, часто пропан с . Это означает, что для топлива с меньшим содержанием энергии можно сократить величину REMP на величину, соответствующую квоте между пропана и альтернативного топлива. Поскольку содержание энергии в дизеле находится на уровне пропана, величина REMP применяется к воде без сокращения. Вода содержит очень высокое тепло испарения, что означает, что можно предположить низкую величину REMP, когда вода подается на огонь в виде мелких брызг. Самая низкая величина REMP для воды 2, что применялась для нижеприводимых расчетов. В это предположение входит предпосылка того, что вся подаваемая вода попадает на огонь и испаряется.

= поток средства для тушения у границы тушения

Примененный режущий огнетушитель подавал воду со скоростью28 л/мин, что соответствует 0,47 кг/с.

В результате теоретически можно потушить пожар 6,5 МВ режущим огнетушителем, который применялся при испытании. Это соответствует 5-6 кв. м дизельного пожара, и предусматривается, что вся подаваемая вода попадает на огонь и полностью испаряется. Однако этого трудно добиться при возможном исключении, когда пожар произошел в небольшом, замкнутом помещении, например, в контейнере.

ИЗЛУЧЕНИЕ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ ПО ТУШЕНИЮПОЖАРА

Для проверки данных датчиков делается примерный расчет излучения, описанный ниже. Применяется инженерная модель, содержащая следующие предположения и упрощения, см. также рис. П.5.1

· Пламя описывается с помощью цилиндра, от 5 точек, расположенных равномерно вдоль оси цилиндра, которого отходят доли излучения.

· Предполагается, что доля излучения равняется 0,4 (D).

· Уровень излучения не понижается дымовыми газами.

· Вокруг каждой точки предполагается сфера, радиусом которой является расстояние от центра до источника измерения. Средний радиус рассчитывается по радиусам пяти точек.

· Дымовые газы передают энергию лишь через конвекцию. Доля излучения не принимается во внимание.

· Турбулентная среда в помещении пожара влечет за собой высокую цифру перевода энергии h, которая принимается как постоянная в течение пожара.

· Разница в температуре между источником измерения и дымовыми газами принимается в течение пожара как средняя величина.

Средний радиус точек до источника измерения = 3 м

Принятая величина излучения при сгорании равняется 20 кВ/кв. м, а температура составляет при этом 500-600 ºС (F). Во время испытаний в контейнере температура была ниже и, соответственно, и излучение должно было быть ниже. Это указывает на то, что испытания в контейнере дали сравнительно правильные величины, что касается излучения. Рассчитанное излучение дополнительно подтверждает результаты испытаний.

Морская безопасность

Система водно-струйной резки и пожаротушения тонкораспыленной водой “COBRA”, как расчищающее и тушащее средство для судов из углеродно-волоконного композита.