فوم آتش نشانی AFFF چیست و چه کاربردی دارد

فوم آتش نشانی که به نام کف آتش نشانی نیز شناخته می شود، ماده ای مخصوص خاموش کردن حریق است. کف آتش نشانی یکی از اجزای ضروری سیستم های اطفا حریق است، به ویژه در شرایطی که آب به تنهایی نمی تواند به طور موثر حریق را مهار کند، کف آتش نشانی برای کلاس های خاصی از حریق مورد استفاده قرار میگیرد و تمام آتش سوزی ها نیاز به فوم ندارند. برای نمونه مواردی که شامل مایعات قابل اشتعال یا مواد قابل احتراق است، فوم با ایجاد یک پتو یا لایه ضخیم روی سطح سوخت کار می کند که به خاموش کردن آتش و جلوگیری از انتشار بخارات قابل اشتعال کمک می کند.

فوم آتش نشانی چیست

سال‌هاست که فوم به عنوان یک ماده اطفا حریق برای مایعات قابل اشتعال استفاده می‌شود. بر خلاف سایر عوامل خاموش کننده – آب، مواد شیمیایی خشک، CO2 و غیره، یک فوم آبی پایدار می تواند آتش مایعات قابل اشتعال را با مکانیسم های خنک کننده ترکیبی، جدا کردن منبع شعله از سطح محصول، سرکوب بخارات و خفه شدن خاموش کند. همچنین می تواند برای مدت زمان طولانی در برابر رفلش یا احتراق مجدد محیط را ایمن نگه دارد. اما آب، اگر بر روی یک سوخت هیدروکربنی استفاده شود، به این دلیل که از بسیاری از آن مایعات سنگین‌تر است یا مستقیما روی سطح سوخت اعمال شده، به پایین فرو می‌رود و تاثیر کمی بر خاموش کردن یا سرکوب بخار دارد. اگر دمای این سوخت بالاتر از 212 درجه فارنهایت برود، ممکن است آب در زیر سطح سوخت بجوشد و سوخت را از منطقه محصور خارج کند و حریق را گسترش دهد. به همین دلیل، فوم عامل اصلی اطفا حریق برای تمام خطرات بالقوه یا مناطقی است که مایعات قابل اشتعال در آنها حمل، پردازش، ذخیره یا به عنوان منبع انرژی استفاده می شود.

همچنین بخوانید: اطفا حریق چیست

انواع کف آتش نشانی

انواع مختلفی از فوم های آتش نشانی وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای خاص و آتش سوزی های متفاوت طراحی شده اند. انواع متداول کف آتش نشانی عبارتند از فوم تشکیل دهنده فیلم آبی AFFF (Aqueous Film Forming Foam)، فوم تشکیل دهنده فیلم آبی مقاوم در برابر الکل AR-AFFF (Alcohol Resistant Aqueous Film-Forming Foam)، فوم مبتنی بر پروتئین و فوم فلوئوروپروتئین. این فوم ها از نظر ترکیب، ویژگی های عملکردی و مناسب بودن برای انواع آتش سوزی ها با هم تفاوت دارند.
فوم آتش نشانی معمولا با مخلوط کردن یک کنسانتره فوم با آب و سپس هوادهی مخلوط برای تولید کف ایجاد می شود. فوم را می توان با استفاده از تجهیزات تخصصی مانند نازل فوم، مانیتور فوم یا سیستم های متناسب سازی فوم اعمال کرد. پس از استقرار، فوم گسترش می یابد تا منطقه آتش را بپوشاند و لایه ای را تشکیل می دهد که سوخت را از اکسیژن جدا می کند و در نتیجه آتش را خاموش می کند.
فوم به ویژه در مبارزه با آتش‌سوزی‌های حاوی مایعات قابل اشتعال، مانند فرآورده‌های نفتی، روغن‌ها و حلال‌ها و همچنین آتش‌سوزی در محیط‌های خطرناک که ممکن است آب به دلیل شناور بودن یا ناتوانی در تشکیل یک مانع منسجم مناسب نباشد، موثر است. علاوه بر این، فوم را می توان در سناریوهای مختلف اطفا حریق، از جمله آتش سوزی های سازه ای، حوادث صنعتی و موارد اضطراری مربوط به مواد خطرناک استفاده کرد.
به طور خلاصه، فوم اطفا حریق یک ابزار حیاتی در تلاش‌های اطفا حریق است که قابلیت‌های اطفای پیشرفته و تطبیق‌پذیری را در مبارزه با انواع مختلف آتش‌ها ارائه می‌دهد. توانایی آن در ایجاد یک مانع محافظ بر روی سطح سوخت، آن را به منبعی ارزشمند برای آتش نشانان در ماموریت خود برای نجات جان و محافظت از اموال در مواقع اضطراری تبدیل می کند.

همچنین بخوانید: فوم پورر چیست

مواد تشکیل دهنده فوم آتش نشانی

• فوم آتش نشانی بسته به نوع و کاربرد مورد نظر حاوی مواد مختلفی است. با این حال، برخی از اجزای رایج موجود در فرمولاسیون فوم آتش نشانی عبارتند از:
• سورفکتانت ها: این‌ها عوامل فعال سطحی هستند که به کاهش کشش سطحی آب کمک می کنند و به فوم اجازه می دهند به طور موثرتری روی سطح سوخت پخش شود و یک پوشش منسجم تشکیل دهد. سورفکتانت ها همچنین به تثبیت حباب های کف و حفظ ساختار آن‌ها کمک می کنند.
• تثبیت کننده های فوم: این افزودنی ها به بهبود پایداری و ماندگاری حباب های فوم کمک می کنند و از شکسته شدن سریع آنها جلوگیری می کنند و از اطفا حریق طولانی تری اطمینان می دهند.
• حلال ها: حلال ها اغلب در فرمول های فوم گنجانده می شوند تا مواد دیگر را به طور یکنواخت حل کرده و پراکنده کنند. همچنین می توانند به بهبود خواص کنسانتره فوم کمک کنند و به مخلوط شدن آن با آب کمک کنند.
• مواد ضخیم کننده: از این افزودنی ها برای افزایش ویسکوزیته محلول فوم استفاده می شود و آن را در برابر زهکشی یا رواناب پایدارتر و مقاوم تر می کند. عوامل غلیظ کننده به فوم کمک می کنند تا به سطوح عمودی یا بالای سر بچسبد و اثربخشی خود را در طول زمان حفظ کند.
• بازدارنده های خوردگی: از آنجایی که فوم آتش نشانی اغلب با آب مخلوط می شود و در تماس با سطوح فلزی در تجهیزات آتش نشانی است، بازدارنده های خوردگی برای محافظت در برابر اثرات خورنده کنسانتره فوم بر روی اجزای فلزی اضافه می شوند.
• ترکیبات فلوئوردار: برخی از فوم های آتش نشانی، به ویژه آن‌هایی که برای مقابله با آتش سوزی مایع قابل اشتعال طراحی شده اند، ممکن است حاوی ترکیبات فلوئوردار مانند فلوروسورفکتانت ها باشند. این ترکیبات می توانند توانایی فوم را برای تشکیل یک لایه پایدار بر روی سطح سوخت و بهبود خواص اطفاء حریق آن افزایش دهند.

همچنین بخوانید: سیستم اطفا حریق فوم

توجه به این نکته ضروری است که مواد تشکیل دهنده خاص و غلظت آنها بسته به عواملی مانند نوع کنسانتره فوم، کاربرد مورد نظر آن و الزامات نظارتی می تواند متفاوت باشد. علاوه بر این، تلاش هایی برای توسعه فرمولاسیون فوم آتش نشانی سازگار با محیط زیست با کاهش اثرات زیست محیطی و خطرات سلامتی در حال انجام است.

فوم AFFF چیست؟

AFFF (فوم تشکیل دهنده فیلم آبی) یک فوم آتش نشانی حاوی فلورین است که عمدتا برای خاموش کردن مایعات قابل اشتعال مانند بنزین استفاده می شود. این کف یک لایه آب بین مایع قابل اشتعال و فوم تشکیل می دهد و این اجازه می دهد تا فوم به راحتی پخش شود و شعله ها را به سرعت فرو بنشاند. کنسانتره فوم مصنوعی با آب مخلوط شده و از طریق یک نازل فوم هوادهی می شود تا کف تولید شود. AFFF حاوی فلوروسورفکتانت (PFAS) است که برخی از آنها به دلیل خواص مضر و سمی برای محیط زیست ممنوع هستند یا ممنوع خواهند شد.

AFFF چه زمانی اختراع شد؟

فوم AFFF در دهه 1960 توسط آزمایشگاه تحقیقات دریایی آمریکا و شرکت شیمیایی 3M توسعه یافت و سرانجام در سال 1966 به ثبت رسید. در سال 1967، آتش سوزی در ناو هواپیمابر USS Forrestal رخ داد که منجر به کشته شدن 134 ملوان شد. یک نقص الکتریکی به طور تصادفی یک موشک را به عرشه پرواز ناو هواپیمابر شلیک کرد. سپس به مخزن سوخت یک جت جنگنده پارک شده دیگر برخورد کرد. سوخت نشت‌شده آتش گرفت و یک واکنش زنجیره‌ای حریق را با آتش گرفتن هواپیماهای دیگر و حتی انفجار بمب‌ها رخ داد. از این فاجعه درس هایی در مورد آتش نشانی می‌توان آموخت. خدمه آموزش ندیده از آب برای خاموش کردن آتش استفاده کردند، اما با این کار، فومی را که از قبل توسط سایر خدمه استفاده شده بود، از بین بردند. در نتیجه، نیروی دریایی ایالات متحده AFFF استفاده از عامل خاموش کننده فوم کنسانتره را در تمام کشتی های خود الزامی کرد. در طول سال ها، کنسانتره فوم به مناطق دیگر معرفی شد. این کنسانتره فوم استاندارد برای صنایع نظامی، فرودگاه ها، پالایشگاه ها و صنایع شیمیایی شد. اما بسیاری از آتش نشانی های شهرداری فوم حاوی فلوئور را به عنوان “بهترین بهترین ها” معرفی می‌کنند.

کف آتش‌نشانی AFFF چگونه کار می کند؟

قبل از اینکه به نحوه خاموش شدن فوم آتش نشانی AFFF نگاه کنیم، بیایید ببینیم که فوم اصولا چگونه کار می کند. عامل خاموش کننده آب برای مهار حریق ناشی از سوختن مایعات قابل اشتعال مانند بنزین مناسب نیست. چگالی آن نسبت به بسیاری از سوخت‌ها بیشتر است و به جای خاموش کردن آن، در زیر سطح مایع فرو می‌رود. فوم چگالی کمتری نسبت به سوخت دارد، بنابراین روی آن باقی می ماند و می تواند آتش را خاموش کند.
ترکیب فوم و آب، از یک عامل کف کننده و هوا تشکیل شده است. کنسانتره های فوم مصنوعی حاوی سورفکتانت هایی برای ایجاد کف هستند. این‌ها مولکول‌هایی با انتهای آب دوست (hydrophilic) و انتهای آب گریز (hydrophobic) هستند. این عامل در آب سعی می کند خود را طوری تنظیم کند که یک قسمت از مولکول در آب باشد در حالی که قسمت دیگر با آب تماس پیدا نکند. بنابراین روی سطح آب جمع می شوند و قسمت آبگریز را به هوا می کشانند. این فرایند ادامه دارد تا زمانی که کل سطح را بپوشاند. هنگامی که هوا با آب و کنسانتره فوم مخلوط می شود، یک کف تشکیل می دهد زیرا سطح بسیار بزرگ تری وجود دارد و سورفکتانت های بیشتری می توانند با یک قسمت در دیواره کف آبی (لاملا) و قسمت دیگر در حباب هوا هماهنگ شوند.
سورفکتانت های موجود در کنسانتره های فوم مصنوعی معمولی سورفکتانت های هیدروکربنی نامیده می شوند زیرا مولکول ها عمدتا از اتم های کربن و هیدروژن تشکیل شده اند. AFFF همچنین حاوی فلوروسورفکتانت است و بیشتر اتم های هیدروژن در این مولکول ها با اتم های فلوئور جایگزین شده اند. و این تفاوت مهمی ایجاد می کند. بخش آبگریز یک سورفکتانت هیدروکربنی به طور همزمان روغن ها و چربی ها را جذب می کند (لیپوفیل است). بخش آبگریز یک فلوروسورفکتانت نیز لیپوفوبیک است، به این معنی که روغن ها و چربی ها را دفع می کند. به هر حال: هیچ سورفکتانت رایج دیگری دارای بخش آبگریز نیست که لیپوفوبیک نیز باشد. به همین دلیل است که جایگزینی فوم های مبتنی بر PFAS بسیار سخت است.
پس چگونه این دو نوع سورفکتانت خود را روی سطح روغن (سوخت) قرار می دهند؟ سورفکتانت های هیدروکربنی با انتهای چربی دوست خود در روغن فرو می روند در حالی که انتهای دیگر (آب دوست) بیرون می آید. فلوروسورفکتانت ها همچنین تمایل دارند به دنبال یک محیط آبی با بخش آب دوست و آبدوست خود باشند، در حالی که انتهای دیگر توسط نفت کوره و آب دفع می شود و بنابراین در هوا می ماند. بنابراین یک لایه آب بسیار نازک بین این دو نوع سورفکتانت تشکیل می شود. و اگرچه آب چگالی بالاتری نسبت به روغن دارد، فیلم آب در بالا “شناور” است. به دلیل این لایه آب، فوم را فوم تشکیل دهنده فیلم آبی (AFFF) می نامند.

همچنین بخوانید: تجهیزات آتش نشانی

کاربرد فوم آتش نشانی AFFF

• AFFF برای آتش نشانی هواپیما
  کاربرد AFFF برای شرایطی که حریق باید فورا مهار شود یا خطر آتش سوزی های بسیار بزرگ وجود دارد، به چشم می خورد. اطفا حریق هواپیما یکی از این موارد است. آتش گرفتن هواپیما نسبتا نادر است اما با این وجود فاجعه بار است. هواپیما فقط برای چند دقیقه می تواند در برابر آتش مقاومت کند. اطفا بسیار سریع در این شرایط مهم است. AFFF از پرکاربردترین عامل خاموش کننده برای اطفای حریق هواپیما در سراسر جهان است.

• AFFF در پالایشگاه ها و صنایع شیمیایی
  سایر زمینه هایی که فوم آتش نشانی AFFF در آن‌ها استفاده می شود پالایشگاه ها و صنایع شیمیایی هستند. در این محیط از فوم برای تمام آتش سوزی های حاوی مایعات قابل اشتعال استفاده می شود (البته به عنوان یک AFFF مقاوم در برابر الکل برای سوخت های قطبی). نگرانی اصلی آتش سوزی مخازن است زیرا مخازن بزرگ ذخیره سازی و مناطق نگهداری آنها می تواند چندین هزار متر مربع اندازه داشته باشد و نیاز به فوم با عملکرد خوب دارد. مهار حریق توسط دستگاه‌های سیار مانند مانیتورهای خاموش کننده بزرگ فوم آب انجام می شود. این دستگاه‌ها در فواصل زیاد مناسب هستند.

همچنین بخوانید: مانیتور آتش نشانی چیست

مزیت کف آتش نشانی AFFF

AFFF یا فوم تشکیل فیلم آبی، چندین مزیت کلیدی دارد. این محصول یک لایه آب ایجاد می کند که تبخیر سوخت را محدود می کند و به سرعت پخش می شود تا شعله ها را خاموش کند. حتی در آتش سوزی های بزرگ. AFFF سوخت را جذب می کند و از وانت آن جلوگیری می کند و آسیب را به حداقل می رساند. ترکیب منحصر به فرد آن آن را از سایر فوم ها متمایز می کند و زمان تخلیه نسبتا کوتاه آن عملکرد سریع را تضمین می کند. تطبیق پذیری AFFF آن را برای سیستم های مختلف آتش نشانی، از جمله سیستم هایی که برای فوم بهینه نشده اند، مناسب می کند. نگرانی‌های زیست‌محیطی منجر به کاوش جایگزین‌ها شده است، اما AFFF به دلیل اثربخشی و سازگاری آن یک انتخاب محبوب باقی مانده است.