הגנה מפני אש מבוססת קצף: סקירה כללית

ישנן דרכים רבות לכיבוי אש. בהתאם למצב, ניתן לתכנן מערכת כיבוי אש שתעבוד עם מגוון חומרי כיבוי. מים רגילים משמשים לעיתים קרובות, מכיוון שהם זמינים בקלות ויעילים במקרים רבים. עם זאת, מים אינם תמיד הבחירה הטובה ביותר. אפשרויות נוספות כוללות גזים אינרטיים, חומרים כימיים יבשים או רטובים, וסוגים שונים של קצף לכיבוי אש. בפוסט זה נדון ביישומי קצף.

תכנון ותחזוקה נאותים של מערכת כיבוי אש מבוססת קצף מחייבים הבנה של אופן השימוש בקצף וסיבות השימוש בו. ראשית, נבחן את יישומי הקצף בתחום כיבוי האש.

מתי להשתמש במערכת כיבוי אש מבוססת קצף

קצף התפשטות גבוהה יכול לשמש גם לכיבוי אש בחלל סגור. כאשר משתמשים בו במנהרת רכבת, האנגר מטוסים או חלל מוגדר אחר, הקצף יעיל במילוי מהיר של האזור וחניקת הלהבות.

לבסוף, לקצף יש גם אפקט קירור כמו למים, שכן תמיסת הקצף מורכבת ברובה ממים (~97%).

לפני שנעמיק במושגים אלו, בואו נבחן מתי קצף כיבוי אש אינו מתאים.

מתי לא להשתמש בקצף לכיבוי אש 

קצף אינו מומלץ בתרחישים הבאים:

• שריפה חשמלית – כאשר מעורב חשמל במתח גבוה, השימוש בקצף מסוכן מאוד. קצף מכיל מים, שהם מוליך חשמלי. לכן, קיים סיכון גבוה להתחשמלות. עם זאת, ניתן להשתמש בקצף בשריפה חשמלית אם החשמל מנותק תחילה.
• שריפות תלת-ממדיות – קצף פועל בצורה הטובה ביותר כאשר הוא יכול ליצור שמיכה או מחסום בין נוזל דליק לאוויר. אם האש מתפשטת במרחב תלת-ממדי, הקצף אינו יכול לחנוק אותה ביעילות.
• גזים בלחץ – NPG, LPG ודלקים נוספים אשר נמצאים במצב גזי בטמפרטורת הסביבה ויש לדחוסם ולנזל אותם לצורך אחסון, בדרך כלל אינם מתאימים להגנה מפני אש המבוססת קצף. חומרים אלו נדיפים מאוד ועלולים לשחרר נפח גדול של אדים.
• מתכות בוערות – כאשר מים או חומרים מבוססי מים באים במגע עם מתכות בוערות מסוימות, עלולה להתרחש תגובה כימית המשחררת חום רב. הדבר עשוי לגרום להתפוצצות דמוית זיקוקים וליצור מצב מסוכן מאוד.

סוגי קצף לכיבוי אש

קצף פולרי לעומת קצף לא-פולרי

מבחינה כימית, קיימים שני סוגים עיקריים של קצף לכיבוי אש: פולרי ולא-פולרי. סוגים אלה מתאימים לשני סוגים עיקריים של נוזלים דליקים. חשוב להשתמש בסוג הקצף המתאים לסוג הנוזל הקיים.

• קצף פולרי משמש לנוזלים דליקים פולריים, כלומר נוזלים שמולקולותיהם בעלות מטען חיובי בקצה אחד ומטען שלילי בקצה השני. אלו בדרך כלל ממיסים, כגון אלכוהול, המשמשים בתעשיות הכימיה והפטרוכימיה.
• קצף לא-קוטבי מיועד לשימוש עם נוזלים לא-קוטביים, שמולקולותיהם אינן נושאות מטען חשמלי מקוטב. אלו בדרך כלל פחמימנים כגון נפט גולמי ובנזין.

רוב ציוד כיבוי האש המיועד לשימוש עם מים מתאים גם לשני סוגי הקצף. עם זאת, על המתכנן ואנשי התחזוקה להיות מודעים לתכונות של כל תמיסת/תרכיז קצף מסוים ולבחור את הגדרות הציוד המתאימות לכל אחד מהם.

קצף התפשטות נמוכה לעומת קצף התפשטות גבוהה

דרך נוספת לסווג קצף לכיבוי אש היא לפי שיעור ההתפשטות. קצף מיוצר על ידי ערבוב תרכיז קצף עם מים ליצירת תמיסת קצף. תמיסה זו עוברת לאחר מכן דרך התקן פיזור (כגון דיזה), המכניס אוויר לתערובת ומגדיל משמעותית את נפח הקצף המוגמר.

קצף התפשטות נמוכה מתאר קצף שמתרחב בנפחו פי 2 עד 20 מצפיפות המים ועד לקצף המוגמר. בדרך כלל נעשה בו שימוש כאשר המטרה היא ליצור שכבת דיכוי אש על פני שטח של נוזל דליק.

קצף התפשטות בינונית (התרחבות פי 20-200) וקצף התפשטות גבוהה (התרחבות פי 200-1000) משמשים בדרך כלל למילוי מהיר של נפח גדול בחלל סגור, כגון מרתף, מנהרת מכרה או האנגר מטוסים.

כל סוג של קצף וקצב התפשטות דורשים ציוד שונה ו/או הגדרות שונות בציוד. על המתכננים ואנשי התחזוקה להתייעץ עם יצרני הקצף והציוד כדי להבטיח שימוש נכון והתאמה מלאה.

ציוד כיבוי אש מבוסס קצף

מערבלי מינון

תמיסות קצף מורכבות מ-1-6% תרכיז קצף, והיתר מים. במערכת כיבוי אש מבוססת קצף טיפוסית, תרכיז הקצף מאוחסן במיכל אחסון. היחס המדויק בין קצף למים תלוי בסוג הקצף בו נעשה שימוש. להשגת היחס הנכון נדרש ציוד מיוחד הנקרא פרופורציונר, המחדיר את כמות התרכיז הנכונה לקו המים.

ישנם שני סוגים עיקריים של מערבלי קצף: בלחץ ובאטמוספרי. כל סוג מערבל מתוכנן להיות יעיל באחוז מסוים של תרכיז.

מערבל אטמוספרי: סוג זה של מערבל משתמש בלחץ אטמוספרי כדי לשאוב את תרכיז הקצף דרך המערכת, בדומה לקשית בכוס מים. המים עוברים דרך נחיר קטן, ויוצרים אפקט ונטורי אשר יוצר יניקה מספקת כדי למשוך את התרכיז ממיכל אחסון אטמוספרי קטן אל תוך התמיסה. מערבל מסוג זה מתוכנן להוסיף 3-6% תרכיז קצף למים.

מגופי הצפה

מגופי הצפה הם רכיב קריטי בכל מערכת כיבוי אש מבוססת קצף. בדרך כלל, יהיה מגוף הצפה על צנרת המים. בנוסף למגוף ההצפה הראשי, קיים גם מגוף קצף המספק את תרכיז הקצף למערבל. רוב מגופי ההצפה למערכות כיבוי אש מתאימים לשימוש עם מים, תמיסת קצף או תרכיז קצף.

מגופי בקרה ללחץ הם גם רכיב קריטי שיש לקחת בחשבון. לחץ מבוקר מאפשר דיוק גבוה יותר ביחסי ערבוב ובקצבי הזרקה. במערכת קצף, מומלץ שתהיה בקרה על הלחץ הן בצד המים והן בצד הקצף של המערכת.

התקני פריקה

לאחר שהחומר המקציף עורבב במים, יש להשתמש במתקן פריקה כדי להקציף אותו. קיימים סוגים שונים של מתקני פריקה עבור סוגי קצף שונים. קצף התפשטות נמוכה ניתן להשתמש בו עם דיזות סטנדרטיות. קצפי התפשטות בינונית וגבוהה דורשים ציוד מיוחד, כגון גנרטור קצף המסוגל לערבב נפח גדול של אוויר לתוך התמיסה. מערכת יניקה עבור סוג קצף זה יכולה להגדיל את נפח התמיסה ב-200 עד 1000 אחוזים. 

סוגי מערכות כיבוי אש מבוססות קצף למיכלי אחסון

מיכלי אחסון דלק נוזלי הם מועמדים עיקריים להגנה מפני אש, משום שנפחים גדולים של נוזלים דליקים יוצרים פוטנציאל סיכון גבוה. בעת תכנון מערכת כזו חשוב לקחת בחשבון את סוג מיכל האחסון. קיימים שני סוגים עיקריים של מיכלי אחסון: מיכלים עם גג קבוע לעומת מיכלים עם גג צף. כל אחד מהם דורש סוג שונה של מערכת הגנה מפני אש המבוססת קצף.

כיבוי אש למכלי אחסון עם גג צף

במיכל אחסון עם גג צף, גג המיכל צף בחופשיות על פני נוזל המיכל. כאשר שואבים נוזל מהמיכל, הגג יורד וכך מבטל את החלל הריק במיכל. סוג זה של מיכל אחסון נועד לצמצם או למנוע את הימצאות האדים בתוך המיכל. הדבר מסייע להפחית את קצב ההתאיידות של הנוזל. בנוסף, הוא מפחית את הסיכון לשריפה, מכיוון שמה שנשרף הוא האדים ולא הנוזל עצמו. עם זאת, בהיקף הגג ישנה אטימה גמישה המאפשרת לגג לצוף. אדים עלולים לדלוף סביב האטימה הזו, וליצור סיכון פוטנציאלי לשריפה.

במקרה זה, מערכת כיבוי אש תת-קרקעית לא תסייע, משום שהגג הנמוך מונע היווצרות שכבת קצף על פני הנוזל. במקום זאת, חלקו העליון של הגג מוגן באמצעות ציוד מיוחד הנקרא בריכת קצף.

תמיכה מקצועית למערכות יישום קצף

חטיבת כיבוי האש של ברמד מחויבת למצוינות בתכנון ובשירות ללקוח. לקבלת סיוע בתכנון וביישום מערכת כיבוי אש מבוססת קצף, פנו לנציג ברמד באזורכם.