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泡沫灭火剂流动性能检测分析

2021-06-22 00:47:28      点击:927

摘要:泡沫液流动性测试方法以一种规定的“管式法”较为先进,但在实际操作中存在“泡沫液最低使用温度”的确定以及标准参比液-丙三醇参照性较差等问题,笔者根据多年泡沫剂检测经验分析,认为以“凝固点上推确定为该泡沫最低使用温度”为宜,标准参比液应根据待测泡沫液类型的不同而相异。

关键词:泡沫灭火剂、流动性能、管式法、最低使用温度、标准参比液

泡沫灭火剂的流动性是一项非常重要的性能指标,它反映了泡沫灭火剂的流动能力泡沫液只有流动性好,才能在灭火实战中顺利地经比例混合器吸出,形成泡沫混合溶液,经泡沫喷枪喷出,将泡沫施加到燃烧液体表面。并且,只有流动性好的泡沫才能迅速地覆盖燃烧液面,隔绝空气,使火焰窒息,达到灭火目的。

泡沫灭火剂性能检测技术一直在不断地发展与完善,历经了GN13~14-82《蛋白泡沫灭火剂和氟蛋白泡沫灭火剂技术条件及试验方法》、ZBC84007-88《蛋白泡沫灭火剂和氟蛋白泡沫灭火剂》、GA31-92《高倍数泡沫灭火剂》和GB13463-92《抗溶性泡沫灭火剂》,发展到GB15308-94《泡沫灭火剂通用技术条件》。现行标准中,泡沫灭火剂流动性能的检测技术主要分两类:一类是以ZBC84007-88及GA31-92中规定的检测方法为代表,主要是通过2个指标的测定数据来反映泡沫灭火剂的流动性,即通过检测泡沫液的流动点和在某一温度(ZBC84007-88规定20℃;GA31-92规定0℃)时的粘度来说明泡沫灭火剂的流动能力。另一类是以GB15308-94规定的检测方法管式法为代表,它是将最低使用温度下的泡沫液在0.050±0.005MPa的压力作用下,经过20±1℃的恒温管流出,通过比较泡沫液与相同试验条件下的标准参比液—90%丙三醇的流量(g/min)大小,来判断泡沫液流动性优劣。即当泡沫液流量大于标准参比液时,判定泡沫液流动性合格。其检测装置如图1所示。

笔者从事泡沫灭火剂检测工作多年,积累一定经验,在此谈一点个人体会。可以认为第一类检测方法为静态测试第二类检测方法为动态测试相比较而言,后者检测技术更先进。因为泡沫液的粘度随温度的降低呈曲线增大,温度升高,泡沫液粘度呈曲线性降低,仅仅通过泡沫液的流动点和某一温度时的粘度两个指标无法真实地了解泡沫液流动情况。

表1是实际测试数据。从表可以看出,泡沫液I和泡沫液II的流动点都是-10℃。从20℃时的粘度看,泡沫液I的流动性好于泡沫液II。但从动态指标“流动性”的测试结果看,这两个结论不符合实际情况,不能真实反映泡沫液的使用性能。

在管式法这一动态测试方式的试验中,待测泡沫液从保持其最低使用温度一般在-14~-5℃范围内的罐体中流出,流经20±1℃的恒温管而出,流出的过程也就是泡沫液温度不断上升的过程,最后在20±1℃的环境中达到温度平衡。整个过程是泡沫液粘度随温度升而下降并流动的一个动态过程,对表达泡沫液的流动能力而言,它比静态测定法更科学。

另外在GB15308-94规定的流动性测试方法中,第一次将“泡沫液最低使用温度”概念引入我国。最低使用温度是指在该温度以下泡沫液由于粘度过大或已冻结,不能在各类的比例混合器中以最低混合比流出,因而不能正常使用。也许是因为引入时间较短,又缺乏专门研究等原因,这项极为重要的参数,在消防界的不少部门和泡沫液的生产厂家还未引起足够重视,尚处于管理混乱的状态。我们在检测工作中接触到的各种类型的泡沫液中,都缺少生产厂家应该提供的这个重要参数,这给我们的检测带来困难。

我们从泡沫液最低使用温度的意义可以判定,最低使用温度这个数据应在该泡沫流动点或凝固点附近。根据检测经验,又与国内有关专家讨论,我们认为应该以泡沫液的凝固点为基点,上推3℃确定为该泡沫液的最低使用温度。这主要是考虑到流动点和凝固点的不同含义和不同测试方法得出的。

简单地说,流动点的测试方法是将处于冷阱中的冷凝试管内的泡沫液每隔2.5℃,取出观察一次,能够流动的最低温度即为它的流动点。在测试中,实际是以观察到的冷凝试管上部液面的流动与否来确定其流动点,这就必然带来误差。泡沫液在冷冻过程中,上部先开始冻结,流动点测试值就偏高而若底部先冻结,但上部还可以流动,测试值就必然偏低些。凝固点的测试是利用液体在温度下降过程中有一个冷凝放热过程,造成温度回升到某一温度A并持续一段时间,然后再次下降这一现象。温度恒定点A为凝固点。

由于配方、工艺等原因都能造成部分种类泡沫液流动点低于凝固点,所以在凝固点以下的温度使用泡沫液是不保险的。我们经过检测实验发现,流动点一般在泡沫液冷凝过程中的“温度回升点”和“温度恒定点(即凝固点)+3℃”的范围内波动。所以,我们认为把泡沫液最低使用温度定在该泡沫液凝固点上推3℃是比较可靠、合理的。在检测中,我们发现GB15308-94选择90%丙三醇作为标准参比液是不恰当的。表2是一组我们的检测数据。

从表2中,我们可以看出泡沫液的流量基本上在1000g/min以上,较粘滞的3%型普通蛋白泡沫液的流量也在915g/min,而丙三醇的流量只有200-300g/min,二者相差很远。可见,即使流动性很差的泡沫液,其流量也远远大于丙三醇,所以以90%丙三醇作为标准参比液,实际上没有对比参考价值,不能说明任何问题。另外,我们知道各种不同类型的泡沫液流动性能存在很大差异,例如同为氟蛋白泡沫液,3%型就比6%型流动性要差些,而抗溶型泡沫液又比灭烃类火灾的一般泡沫液流动能力强。如果所有类型的泡沫液通通选一种标准物质作参比液,固然试验操作上方便了很多,但实际上并不科学,不能准确地比较出泡沫液流动性的优劣。另外,恒温20±1℃的导液管长度为1m也尚需考虑。因为在检测中我们发现当待测泡沫液流动性较好,流量较大时,流出温度口温度T2不能达到平衡,其温度常常低于20℃。例如我们所检的6%型氟蛋白泡沫液在出口处的温度T2,为-3℃,这与方法设计的初衷是不符的。有待进一步完善、合理地改进。

 

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