اطفا حریق مایع قابل اشتعال

اطفا حریق مایع قابل اشتعال چیست و چگونه عمل می‌کند؟

این سیستم ویژه برای خاموش‌سازی آتش‌ سوزی کلاس B (مایعات قابل اشتعال) طراحی شده است. عملکرد اصلی آن متکی بر استفاده از فوم‌های تخصصی است که با ایجاد یک لایه فیزیکی بر روی سطح مایع سوخته، سه اثر متقابل خنک‌سازی، محاصره اکسیژن و مهار بخارات را اعمال می‌کنند و آتش را خفه می‌کنند.

دلایل سوختن مایعات قابل اشتعال

 فشار بخار بالا: مایعات قابل‌اشتعال (مثل بنزین، الکل، استون) در دمای محیط به‌راحتی تبخیر می‌شوند. این بخارات وقتی با هوا مخلوط می‌شوند، مخلوطی قابل‌انفجار و قابل‌اشتعال می‌سازند.

دمای اشتعال پایین (Flash Point): دمای اشتعال یا نقطه‌ی فلش حداقل دمایی است که در آن مایع بخارات کافی برای ایجاد شعله تولید می‌کند. هر چه این دما پایین‌تر باشد، مایع سریع‌تر آتش می‌گیرد. مثلاً بنزین نقطه فلش بسیار پایینی دارد، بنابراین حتی در دمای معمولی هم بخارات آن می‌تواند مشتعل شود.

 غلظت مناسب بخار و اکسیژن: برای سوختن نیاز به محدوده‌ای از غلظت بخار در هوا است (محدوده‌ی اشتعال یا flammability range). اگر غلظت بخار در این بازه باشد و اکسیژن کافی وجود داشته باشد، آتش‌سوزی رخ می‌دهد.

 منبع انرژی (جرقه یا حرارت): سوختن مایعات بدون منبع آغازگر (جرقه الکتریکی، شعله، سطح داغ، اصطکاک و …) شروع نمی‌شود. اما پس از شروع، واکنش گرمازا است و خودش ادامه می‌یابد.

 ماهیت شیمیایی مایع: ترکیباتی که پیوندهای کربن-هیدروژن دارند (هیدروکربن‌ها، الکل‌ها، حلال‌های آلی) انرژی شیمیایی زیادی آزاد می‌کنند و به همین دلیل به‌راحتی می‌سوزند.

روش‌های اطفا حریق مایعات

اطفا حریق مایع قابل اشتعال به مجموعه‌ای پیچیده از خدمات مهندسی، نصب، نگهداری و بهره‌برداری از تجهیزات و روش‌هایی اطلاق می‌شود که هدف اصلی آن‌ها مهار و خاموش کردن آتش‌سوزی کلاس B (بر اساس استاندارد NFPA) است.

اطفای حریق کلاس B، که شامل مایعات قابل اشتعال است، بر اساس اصول بنیادین کنترل آتش بنا نهاده شده است، اما با توجه به ماهیت سیال و بخاره دهنده این مواد، نیازمند تخصص و روش‌های خاص خود است. اصول کلی اطفای حریق حذف حرارت، حذف اکسیژن و قطع واکنش شیمیایی.

استفاده از فوم آتش‌ نشانی 

فوم آتش‌ نشانی یکی از مؤثرترین و متداول‌ترین عوامل اطفای حریق مایعات، به خصوص در مقیاس بزرگ (مانند انبارها، پالایشگاه‌ها، فرودگاه‌ها) است. فوم با ایجاد یک لایه پیوسته و کف‌مانند بر روی سطح مایع مشتعل، سه مکانیسم اصلی اطفای حریق را ایفا می‌کند. لایه فوم بر روی سطح مایع، مانع رسیدن اکسیژن هوا به بخارات قابل اشتعال شده و در نتیجه اشتعال را متوقف می‌کند.  فوم‌های آتش‌نشانی معمولاً حاوی مقدار قابل توجهی آب هستند. این آب با تبخیر شدن، حرارت را از سطح مایع و ناحیه شعله جذب کرده و باعث کاهش دما و توقف تولید بخارات قابل اشتعال می‌شود.

فوم‌ها با نسبت مشخصی با آب مخلوط شده و توسط تجهیزات خاصی مانند پمپ‌های فوم، نازل‌های فوم‌پاش (Foam Nozzles)، مانیتورهای فوم و سیستم‌های اسپرینکلر فوم‌دار، بر روی حریق اعمال می‌شوند. پاشش باید با زاویه مناسب و به صورت ملایم انجام شود تا از شکستن لایه فوم و اختلاط آن با مایع جلوگیری شود.

 پودر خشک

پودرهای خشک، عامل اطفایی کلاس B هستند که عمدتاً از ذرات ریز مواد شیمیایی (مانند بی‌کربنات سدیم، بی‌کربنات پتاسیم، فسفات آمونیوم) تشکیل شده‌اند. عملکرد اصلی پودرهای خشک بر قطع واکنش زنجیره‌ای احتراق استوار است. ذرات پودر خشک پس از برخورد با شعله، تجزیه شده و رادیکال‌های آزاد (مانند H+, OH-, O2-) را که در چرخه واکنش احتراق نقش دارند، جذب می‌کنند. این عمل باعث “مسموم کردن” شعله و متوقف کردن واکنش شیمیایی می‌شود. برخی پودرهای خشک همچنین با ایجاد یک لایه فیزیکی بر روی سطح مایع، تا حدی از تماس اکسیژن جلوگیری می‌کنند.

پودرهای خشک برای اطفای سریع حریق مایعات در فضاهای باز یا بسته (با رعایت احتیاط به دلیل ذرات معلق) بسیار مؤثر هستند. خاموش‌کننده‌های دستی پودر خشک، متداول‌ترین تجهیزات اطفای حریق کلاس B هستند.

 دی‌اکسید کربن (CO₂)

دی‌اکسید کربن (CO₂) یک عامل اطفایی غیر رسانا است که از دو مکانیسم اصلی برای اطفای حریق استفاده می‌کند، کاهش غلظت اکسیژن، CO₂ یک گاز سنگین‌تر از هوا است که با رها شدن در محیط، هوای حاوی اکسیژن را جابجا کرده و غلظت آن را به زیر حد لازم برای ادامه احتراق (معمولاً کمتر از ۱۶%) کاهش می‌دهد. CO₂ پس از رها شدن از کپسول، منبسط شده و به سرعت سرد می‌شود. این انبساط باعث جذب گرما از محیط اطراف و سرد شدن ناحیه حریق می‌شود.

CO₂ برای اطفای حریق مایعات در فضاهای بسته و محصور (مانند اتاق‌های سرور، آزمایشگاه‌ها، انبارهای کوچک) بسیار مؤثر است، زیرا می‌تواند به طور کامل محیط را پوشش داده و اکسیژن را کاهش دهد. همچنین، این ماده پس از تبخیر، هیچ باقیمانده‌ای ندارد که برای تجهیزات الکترونیکی حساس ایده‌آل است.

مواد شیمیایی تر

این دسته از عوامل اطفایی، که عمدتاً برای حریق‌های چربی‌های آشپزخانه‌ای (کلاس K) طراحی شده‌اند، در برخی شرایط خاص برای اطفای حریق برخی مایعات نیز کاربرد دارند. مواد شیمیایی تر معمولاً حاوی محلول‌های آبی قلیایی (مانند کربنات پتاسیم، سیترات پتاسیم) هستند. این مواد با سطح مایع داغ واکنش داده و یک لایه کف صابونی (Saponification) تشکیل می‌دهند. این لایه از ورود اکسیژن جلوگیری کرده و همچنین اثر خنک‌کنندگی قابل توجهی دارد.

بیشتر برای چربی‌های آشپزخانه‌ای، اما برخی فرمولاسیون‌های خاص ممکن است برای اطفای برخی مایعات با نقطه اشتعال بالا یا در شرایط خاص مورد استفاده قرار گیرند.

انتخاب بهترین روش اطفا بستگی به نوع مایع، حجم آن، محیط وقوع حریق، میزان دسترسی به تجهیزات و الزامات خاص ایمنی دارد.

چه تفاوتی بین اطفا حریق مایع قابل اشتعال و سیستم‌های آب‌پاش (Sprinklers) معمولی وجود دارد؟

سیستم‌های آب‌پاش معمولی برای آتش‌سوزی‌های کلاس A (جامدات) مؤثر هستند و عمدتاً از طریق خنک‌سازی کار می‌کنند. مایعات قابل اشتعال با آب پخش شده و آتش گسترش می‌یابد (به جز مواردی که مایع سنگین‌تر از آب است). برای مایعات قابل اشتعال، باید از مواد خاموش‌کننده دیگری استفاده شود که سطح مایع را بپوشاند، مانند فوم‌ها یا پودرهای شیمیایی.

 اهمیت استفاده از اطفا حریق مایع قابل اشتعال

آتش‌سوزی‌های ناشی از مایعات قابل اشتعال نه تنها به سرعت گسترش می‌یابند، بلکه پتانسیل بالایی برای تولید بخارات سمی و انفجارهای ناشی از فراریت سوخت (Vapor Cloud Explosions – VCE) دارند.

پیشگیری از خسارات جانی و آسیب‌های تنفسی: بخارات ناشی از سوختن مواد نفتی اغلب حاوی مونوکسید کربن و هیدروکربن‌های سرطان‌زا هستند. سیستم اطفا سریع، میزان تولید این مواد سمی را به حداقل می‌رساند.

حفظ یکپارچگی تجهیزات و فرآیند: در صنایعی مانند پالایشگاه‌ها، توقف تولید به دلیل یک آتش‌سوزی کوچک می‌تواند میلیون‌ها دلار خسارت اقتصادی به بار آورد. سیستم‌های فومی می‌توانند از آسیب حرارتی گسترده به تجهیزات حساس جلوگیری کنند.

رعایت الزامات استانداردها (NFPA 11 – Standard for Foam Systems): برای اطمینان از انطباق با الزامات بین‌المللی (مانند استانداردهای NFPA، API و OSHA)، اجرای سیستم‌های تخصصی اجتناب‌ناپذیر است. این امر تضمین‌کننده صدور مجوزهای عملیاتی (Operating Permits) خواهد بود.

اهمیت معادله نرخ تخلیه (Discharge Rate Equation): برای اطمینان از پوشش کامل سطح آتش، نرخ تخلیه فوم باید بر اساس چگالی مایع سوخته (مثلاً مایعات سبک‌تر یا سنگین‌تر از آب) و مساحت تحت حفاظت محاسبه شود.

کنترل نشت و آلودگی محیط‌زیست: حریق مایعات نفتی می‌تواند منجر به نشت و پخش شدن مواد آلاینده در خاک و آب‌های زیرزمینی شود. خاموش‌سازی سریع، منبع آلودگی را مهار می‌کند.

 ترکیب سیستم اعلام حریق با اطفا حریق توصیه می‌شود؟

بله، کاملاً ضروری است. یکپارچه‌سازی منجر به فعال‌سازی خودکار (Automatic Activation) سیستم اطفاء حریق در کسری از ثانیه پس از تشخیص حریق می‌شود. استفاده از حسگرهای شعله (UV/IR Detectors) در محیط‌های فرآیندی، سرعت تشخیص را به شدت افزایش می‌دهد.

 چه صنایع بیشترین نیاز را به این سیستم دارند؟

صنایع نفت و گاز، پالایشگاه‌ها، پایانه‌های ذخیره‌سازی سوخت (Tank Farms)، کارخانجات تولید حلال، رنگ، تینر و مناطقی که در آن‌ها فرآیندهای شیمیایی شامل مواد آلی فرار انجام می‌شود.

چالش اصلی در اطفاء حریق مخازن بزرگ نفتی چیست؟

 چالش اصلی، کنترل حجم عظیم انرژی آزاد شده و نیاز به اعمال فوم با نرخ بسیار بالا برای پوشش سطح گسترده مخزن است. همچنین، “آتش‌سوزی زیر سطح” (Subsurface Fire) در مخازن قدیمی که مایع داغ به زیر لایه فوم نفوذ می‌کند، نیازمند تزریق فوم از کف مخزن (Subsurface Injection) است تا اطمینان حاصل شود که تمام مایع سوختنی تحت پوشش قرار گرفته است.

اطفا حریق مایع قابل اشتعال یکی از مهم‌ترین اقدامات ایمنی در محیط‌های صنعتی، آزمایشگاهی و انبارهای مواد شیمیایی است. استفاده از سیستم‌های پیشرفته اطفا حریق و اعلام حریق، علاوه بر حفظ جان افراد و جلوگیری از گسترش آتش، سرمایه سازمان را از خسارت‌های سنگین محافظت می‌کند. رعایت استانداردها و انتخاب تجهیزات مناسب، ضریب ایمنی را به شکل چشم‌گیری افزایش داده و ریسک حوادث را کاهش می‌دهد. سرمایه‌گذاری در این حوزه، در واقع سرمایه‌گذاری بر امنیت، اعتبار و تداوم کسب‌وکار است.