Foam chữa cháy là gì?

1 – Bọt (Foam) chữa cháy là gì?

FOAM CHỮA CHÁY là một khối lượng ổn định của các bong bóng nhỏ chứa đầy không khí, có tỷ trọng thấp hơn dầu, xăng hoặc nước. Bọt (foam) được tạo thành từ ba thành phần gồm: nước, bọt cô đặc và không khí. Sau khi được trộn theo tỷ lệ chính xác, ba thành phần này tạo thành một lớp bọt foam đồng nhất. Bọt Foam chữa cháy được phát minh bởi nhà hóa học người Nga Alexander Loran vào năm 1902. Trong đó, chất bọt cô đặc AFFF 1% hoặc AFFF 3% và AFFF 6% này được sản xuất từ các loại vật liệu tổng hợp như:

  • Chất tạo bọt tổng hợp (hydrocarbon surfactants)
  • Dung môi (tức là chất làm phẳng độ nhớt, chất làm giảm điểm đóng băng, chất tăng cường tạo bọt)
  • Hoạt chất bề mặt Fluoro
  • Một lượng nhỏ muối
  • Chất ổn định bọt (thoát nước chậm, tăng khả năng chống cháy)

Foam chữa cháy Ấn Độ
Ảnh: Foam chữa Cháy AFFF 3% (FireChem – Ấn Độ)

2 – Bọt (Foam) dập lửa như thế nào?
Lửa bùng cháy vì có bốn yếu tố xuất hiện. Các yếu tố này là nhiệt, nhiên liệu, không khí (oxy) và một chuỗi phản ứng hóa học gây cháy. Trong trường hợp bình thường, nếu bất kỳ một trong các yếu tố bị loại bỏ thì đám cháy sẽ được dập tắt. Bọt chữa cháy không cản trở phản ứng hóa học. Nên khi bọt (foam) được phun tạo thành lớp bọt bao phủ bề mặt cháy đủ dày có tác dụng cách ly hoàn toàn hơi chất lỏng với vùng cháy, thì khí và hơi chất cháy không thể xuyên qua để vào vùng cháy được nên lửa được dập tắt, cụ thể nó hoạt động dập đám cháy theo cơ chế sau:

  • Bọt phủ lên bề mặt nhiên liệu làm dập tắt ngọn lửa vì sau khi phủ toàn bộ diện tích bề mặt cháy tạo cách ly không cho hơi chất lỏng bay lên và sự cháy sẽ bị tắt.
  • Lớp bọt ngăn cách ngọn lửa / nguồn đánh lửa khỏi bề mặt nhiên liệu nên tiến trình cháy bị ngăn chặn dẫn đến lửa được dập tắt.

Ngoài tác dụng làm ngừng sự cháy, bọt (foam) còn có một số cơ chế dập cháy như sau:

  • Làm lạnh bề mặt chất cháy: Bọt hấp thụ nhiệt làm nhiệt độ bề mặt giảm xuống, cường độ bay hơi và phân hủy nhiệt giảm dẫn đến quá trình cháy giảm.
  • Làm giảm vùng cháy bằng hơi nước: Bọt bị phá hủy tạo thành hơi nước, khi hơi nước đi vào vùng cháy không những làm giảm nồng độ các chất tham gia phản ứng cháy mà còn làm giảm nhiệt độ vùng cháy.
  • Ngăn bức xạ từ vùng phản ứng cháy tới bề mặt chất cháy.

3 – Phân Loại Bọt Foam
Bọt Foam có thể được phân loại theo độ giãn nở hoặc khả năng chữa cháy loại lửa, cụ thể như sau:

a) – Phân Loại Bọt Foam Theo Độ Giãn Nở

  • Bọt Foam có độ giãn nở thấp  từ 1 đến 20 lần như foam AFFF có tốc độ nở dưới 20 lần, có độ nhớt thấp, có thể nhanh chóng bao phủ các khu vực rộng lớn.
  • Bọt Foam có độ giãn nở trung bình: ưng với bọt có độ nở từ 21 đến 200 và với thiết bị, hệ thống và chất tạo bọt chữa cháy liên quan.
  • Bọt Foam có độ giãn nở cao có tỷ lệ giãn nở từ 200 đến 1000 lần, phù hợp với các không gian kín như nhà chứa máy bay, nơi cần có tốc độ bao phủ nhanh chóng.

b) – Phân Loại Bọt Foam Theo Khả Năng Chống Cháy
Khi phân loại theo khả năng chống cháy, bọt Foam được chia thành bọt loại A và bọt loại B.

  • Bọt Foam Loại A

Bọt Foam loại A được phát triển vào giữa những năm 1980 với mục đích chống cháy rừng. Bọt Foam loại A làm giảm sức căng của bề mặt nước, giúp làm ướt và bão hòa nhiên liệu loại A với nước. Điều này hỗ trợ ngăn chặn hỏa hoạn và có thể ngăn chặn lửa lan rộng.

  • Bọt Foam Loại B

Bọt Foam loại B được sản xuất để chống lại các đám cháy lớp B (các chất lỏng dễ cháy). Việc sử dụng bọt loại A để chữa đám cháy lớp B có thể mang lại hiệu quả không thực sự tốt vì bọt Foam loại A không được thiết kế để bao phủ khói được tạo ra bởi chất lỏng dễ cháy. Bọt Foam loại B có 2 loại chính:

  • Bọt Foam Tổng Hợp: Bọt Foam tổng hợp dựa trên chất hoạt động bề mặt tổng hợp. Chúng có khả năng giãn nở tốt hơn và có thể lan rộng trên bề mặt chất lỏng giúp dập tắt ngọn lửa nhanh hơn. Bọt Foam tổng hợp gồm 2 loại: bọt Foam AFFF và bọt Foam AR-AFFF kháng cồn.

  • Bọt Foam Protein: Bọt Foam Protein chứa Protein tự nhiên là tác nhân tạo bọt. Không giống như bọt Foam tổng hợp, bọt Foam Protein có khả năng phân hủy sinh học. Chúng chảy và lan truyền chậm hơn, nhưng cung cấp lớp bao phủ có khả năng chịu nhiệt cao hơn và bền hơn.

Bọt Foam Protein bao gồm bọt Foam Protein thông thường (P), bọt Foam Fluoroprotein (FP), fluoroprotein tạo màng (FFFP), bọt fluoroprotein kháng cồn (AR-FP) và bọt tạo màng kháng cồn fluoroprotein (AR-FFFP)

4 – Ứng Dụng Bọt Chữa Cháy Foam

Mỗi loại bọt có ứng dụng riêng của nó.

  • Bọt Foam có độ giãn nở cao phù hợp để sử dụng trong một không gian kín, như tầng hầm, phòng chứa đồ,…
  • Bọt Foam có độ giãn nở thấp được sử dụng cho các đám cháy có khả năng lan rộng.
  • AFFF là lựa chọn tốt nhất cho dập lửa trong sự cố tràn nhiên liệu. Foam chữa cháy AFFF thường có các loại bọt cô đặc AFFF 1%, AFFF 3% và AFFF 6%.
  • FFFP tốt hơn cho các trường hợp nhiên liệu cháy hình thành vũng sâu.
  • AR-AFFF phù hợp để chữa các đám cháy có liên quan đến cồn. AR-AFFF phải được sử dụng ở những khu vực pha trộn khí gas với oxy, vì cồn ngăn chặn sự hình thành màng giữa bọt FFFP và xăng, nó phá vỡ kết cấu của bọt Foam khiến bọt Foam trở nên vô dụng.

Sau đây là danh mục các loại foam chữa cháy cơ học phổ biến nhất hiện nay được các lính cứu hỏa sử dụng rộng rãi:

• Foam chữa cháy AFFF (Aqueous Film Forming Foam - chất tạo bọt tạo màng nước): Chất tạo bọt trên cơ sở hỗn hợp của hydrocacbon và chất hoạt động về mặt được flo hóa có khả năng tạo màng nước trên bề mặt của một số hydrocacbon.
• Foam chữa cháy AR-AFFF (Alcohol Resistant - Aqueous Film Forming Foam: chất tạo bọt tạo màng nước bền rượu): là chất tạo bọt có độ bền chống phân hủy khi sử dụng trên bề mặt rượu hoặc các dung môi phân cực khác.
• Loại tổng hợp - loại giãn nở trung bình hoặc giãn nở cao (xà phòng)
• Foam chữa cháy loại A (Foam Class “A”)
• Chất làm ướt (Wetting Agent – dùng cho thiết bị chữa cháy bọt khí nén (Compressed Air Foam System – CAFS), hay còn gọi là Công Nghệ CAFS – Foam CAFS.
• Foam chữa cháy Fluoroprotein
Foam chữa cháy Protein (protein foam concentrate-P: chất tạo bọt protein): Chất tạo bọt có nguồn gốc từ vật liệu protein thủy phân.
• Foam chữa cháy FFFP (Film Forming Fluoroprotein: chất tạo bọt floprotein tạo màng): Chất tạo bọt floprotein có khả năng tạo màng nước trên bề mặt của một số hydrocacbon.

Một số tiêu chuẩn việt nam (TCVN) về kỹ thuật, kiểm tra, đánh giá bọt foam chữa cháy:

  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278-1: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy không hòa tan được với nước.

  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278-2: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở trung bình và cao dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy không hòa tan được với nước.
  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278-3: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy hòa tan được với nước.
  • NFPA 11: Tiêu chuẩn về bọt Foam độ nở thấp- trung bình- cao.

Yêu Cầu Đối Với Chất Chữa Cháy Độ Nở Thấp- Trung Bình- Cao Theo TCVN

Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy, mỗi loại chất chữa cháy (độ nở thấp- trung bình- cao) sẽ phải đáp ứng những tiêu chuẩn khác nhau, nhưng nhìn chung hầu hết các loại chất chữa cháy bọt phải đảm bảo những vấn đề sau:

6 – Foam Sử Dụng Với Nước Biển
Nếu chất tạo bọt chữa cháy được ghi nhãn là thích hợp để sử dụng với nước biển thì nồng độ khuyến nghị sử dụng với nước ngọt và nước biển phải như nhau.

7 – Độ Ổn Định Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy Khi Đông Đặc Và Hóa Lỏng
Trước và sau khi ổn nhiệt, chất tạo bọt chữa cháy, nếu được người cung cấp xác nhận là không bị tác động có hại bởi đông đặc và hóa lỏng, phải không nhìn thấy được dấu hiệu của việc phân tầng và không đồng nhất.

8 – Cặn Trong Chất Tạo Bọt Chữa Cháy

Cặn Trước Khi Hóa Già
Bất kỳ cặn nào trong chất tạo bọt được chuẩn bị theo tiêu chuẩn phải có khả năng lọt qua rây 180 micromet và tỷ lệ phần trăm thể tích của cặn không được vượt quá 0,25%.

Cặn Sau Khi Hóa Già
Bất kỳ cặn nào trong chất tạo bọt được hóa già phải có khả năng lọt qua rây 180 micromet và tỷ lệ phần trăm thể tích của cặn không được vượt quá 1,0%.

9 – Độ Lỏng Tương Đối Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy
Trước và sau khi ổn nhiệt, tốc độ dòng của chất tạo bọt chữa cháy không được nhỏ hơn tốc độ dòng đạt được với chất lỏng chuẩn có độ nhớt động học 200 mm2/s.

10 – Giới Hạn Độ pH Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy
Độ pH của chất tạo bọt chữa cháy trước và sau ổn nhiệt, không được nhỏ hơn 6,0 và không được lớn hơn 9,5 ở (20±2) 0C.

11 – Độ Nhạy Với Nhiệt Độ Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy
Nếu độ pH trước và sau khi ổn nhiệt chênh nhau nhiều hơn 0,5, chất tạo bọt chữa cháy này phải được chỉ định là chất tạo bọt nhạy cảm với nhiệt độ.

12 – Sức Căng Bề Mặt Của Dung Dịch Tạo Bọt

Trước Khi Ổn Nhiệt
Sức căng bề mặt của dung dịch tạo bọt được chuẩn bị từ chất tạo bọt, trước khi ổn nhiệt, ở nồng độ khuyến nghị của người cung cấp phải trong khoảng ± 10% của giá trị đặc trưng.

Độ Nhạy Nhiệt Độ
Sức căng bề mặt của dung dịch tạo bọt được chuẩn bị từ chất tạo bọt sau khi ổn nhiệt, ở nồng độ khuyến nghị của người cung cấp.

Nếu giá trị nhận được sau khi ổn nhiệt nhỏ hơn 0,95 lần hoặc lớn hơn 1,05 lần giá trị nhận được trước khi ổn nhiệt thì chất tạo bọt chữa cháy này phải được chỉ định là chất tạo bọt nhạy cảm với nhiệt độ.

(*) Lưu ý: Tất cả những yêu cầu trên đều tuân thủ theo phép thử được tiến hành theo quy định của TCVN 7278-1: 2003 (chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp), TCVN 7278-2: 2003 (chất tạo bọt chữa cháy độ nở trung bình và cao).

Theo tiêu chuẩn NFPA 11 về bọt Foam độ nở thấp- trung bình- cao, hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản sau:

13 – Chất Lượng Nước
Việc cung cấp nước cho các hệ thống chữa cháy bọt có thể là nước ngọt hoặc nước biển nhưng phải có chất lượng sao cho không ảnh hưởng xấu đến sự hình thành bọt và sự ổn định của bọt.
Không có chất ức chế ăn mòn, hóa chất phá vỡ nhũ tương hoặc bất kỳ chất nào khác không có sự tư vấn của nhà sản xuất chất tạo bọt.

14 – Lượng Nước
Lượng nước cung cấp cho hệ thống chữa cháy bọt không chỉ bao gồm lượng nước cần thiết cho thiết bị tạo bọt mà còn cả nước có thể được sử dụng trong các hoạt động chữa cháy khác.

15 – Áp Suất Nước
Áp suất  nước có sẵn ở đầu vào của hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam (ví dụ: máy tạo bọt, máy tạo bọt khí) trong điều kiện lưu lượng yêu cầu tối thiểu phải là áp suất tối thiểu mà hệ thống được thiết kế.

16 – Nhiệt Độ Nước
Cách tạo bọt chữa cháy tốt nhất là sử dụng nước ở nhiệt độ từ 4 đến 37.8°C.

17 – Thiết Bị Lưu Trữ
Chất tạo bọt và thiết bị tạo bọt phải được bảo quản ở nơi không tiếp xúc với mối nguy hiểm mà chúng đang bảo vệ.
Nếu được đặt trong không gian mà chúng đang bảo vệ, chất tạo bọt và thiết bị phải được lưu trữ trong một cấu trúc không cháy.

18 – Bồn Chứa Hợp Chất

  • Bồn chứa phải được lót hoặc chế tạo từ vật liệu tương thích với chất tạo bọt chữa cháy.

  • Bồn chứa phải được thiết kế để giảm thiểu sự bay hơi của chất tạo bọt chữa cháy.

19 – Tiêu Chuẩn Đường Ống Dùng cho Foam chữa cháy
Ống trong khu vực nguy hiểm phải được làm từ thép hoặc hợp kim khác được quy định cho áp suất và nhiệt độ liên quan.
Ống dẫn không được nhỏ hơn trọng lượng tiêu chuẩn. Ống dẫn phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau: ASTM A 135;ASTM A 53; ASTM A 795
Trong trường hợp có khả năng tiếp xúc với các chất ăn mòn, ống dẫn phải có khả năng chống ăn mòn.
Lựa chọn độ dày thành ống phải dựa trên dự đoán áp suất bên trong, ăn mòn thành ống bên trong và bên ngoài cùng các yêu cầu uốn cơ học khác.

Bọt Foam thông dụng tại thị trường Việt Nam gồm: Bọt Foam AFFF 1%; Bọt Foam AFFF 3%; Bọt Foam AFFF 6% do hãng FireChem Ấn Độ sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 9000: 2000; ISO 14000; tiêu chuẩn UL (USA); tiêu chuẩn chất lượng UL 162 được Công ty TNHH XNK VADISA nhập khẩu và phân phối cho các nhà máy, kho xăng dầu, các cơ sở sản xuất, khu công nghiệp khắp cả nước sử dụng vận hành hệ thống chữa cháy bằng foam để đảm bảo phòng cháy chữa cháy của mình.

 

Bài viết liên quan

Các thông tư nghị định về phòng cháy chữa cháy

Các nghị định quy định về phòng cháy chữa cháy: Nghị Định 136 Quy định ...

Hệ thống chữa cháy tự động bằng bọt foam

Nhiệm vụ của hệ thống chữa cháy tự động bằng bọt foam là phun bọt ...

Các Tiêu Chuẩn Việt Nam (TCVN) Về Phòng Cháy Chữa Cháy

TCVN 2622: 1995 Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết ...

Lăng phun chữa cháy là gì?

Lăng phun chữa cháy là thiết bị được gắn với vòi chữa cháy bằng ren ...

Hệ thống chữa cháy tự động bằng khí

- Hệ thống chữa cháy tự động bằng khí dùng để phun các chất khí ...