九、灭火剂的安全性能
气溶胶灭火剂发生剂本质上是一种烟火剂,其释放时的反应类型为固相氧化还原反应。一旦药剂中各成分开始接触其固相氧化还原就已缓慢开始。如何保证其安全性,控制这一反应的速度使其在使用过程中不致发生药剂自燃,甚至发生爆炸危险是人们普遍关注的问题。所以每种气溶胶灭火剂发生剂的配方一旦确定,必须要经过一系列严格的安全性能试验测试才能投入使用。气溶胶灭火剂发生剂安全性能测试可以采用国家军用标准对火工品药剂安全性测试的相关方法,主要包括:
GJB737.1-89《火工品药剂试验方法真空安定性试验——压力传感器法》
GJB737.2-89《火工品药剂试验方法高温高湿安全性能测试-微热量法》
GJB736.8-90《71℃试验方法》
WJ1870-87《火工品药剂机械撞击感度测定法》
WJ1871-89《火工品药剂摩擦感度测定法》
WJ1872-89《火工品药剂火焰感度测定法》
上述方法中,GJB737.1-89和GJB737.2-89主要用来评价灭火剂发生剂各化学组分之间的相容性和安定性,GJB736.8-90是用于评价灭火剂发生剂的长贮性能,而WJ1870-87,WJ1871-89和WJ1872-89是测试灭火剂发生剂受外界能量刺激时的安全性能。
因为一般气溶胶都是由电点火头启动引发的,电点火头也属于一种火工品。所以也必须对其进行以下测试:
GJB736.1-90《火工品试验方法——电火工品静电感度试验》
GJB736.2-90《火工品试验方法——电火工品抗杂散电流试验方法》
但除了以上的对药剂的测试方法以外,药剂的质量还有一个重要指标必须加以控制——含水率。药剂中的水份是药剂安全性的一个很重要的因素,尤其是在含有Al、Mg粉及合金粉的药剂中,这些金属粉会与药剂中水份缓慢反应放热、蓄热,导致药剂发生危险。实践表明:药剂加工成后一旦反潮吸水,便有可能发生反应不稳定以致产生爆燃、甚至爆炸等现象。因此必须对药剂中的水份加以严格控制,并对成品药剂作好防潮密封工作。通过《71℃试验方法》证明:气溶胶灭火剂发生剂的水份控制在<2%以下,即为安全。
目前所使用的气溶胶灭火剂发生剂的原材料,均属比较安全的原材料,均为烟火药中比较钝感的药剂。在气溶胶灭火剂的研发和制造过程中,只要严格按上述安全性能测试评价方法进行测试和控制,就能有效保证气溶胶灭火剂发生剂的生产使用安全。
十、灭火剂的贮存性能
1.贮存寿命
热气溶胶灭火剂的储存寿命,即热气溶胶灭火剂自然条件安全贮存的时间,其遵循火工品的贮存规律,可由“71℃”法测得。
热气溶胶灭火剂在自然条件下的贮存,主要受温、湿度的影响,当贮存过程中采取了防止水份侵蚀措施后,即可简化为单因素的贮存问题。71℃高温贮存试验方法是一种截尾寿命试验方法,采用修正的阿累尼乌斯(Arrhenius)方程(3.8.1)式,由高温(71℃)下的试验方法,推算出其常温(21℃)下的贮存时间。
t0=τt1(3.8.1)
式中:t0——常温的贮存时间,d。
t1——高温的试验时间d(一般采用28d,56d,84d)
τ——加速系数,按3.8.2式计算
τ=r(T1-T0)/A(3.8.2)式
式中:r——反应速度温度系数,取2.7。
T1——高温试验温度,K.
T0——常温试验温度,K
A——与反应温度系数对应的温度变化,取10K。
试验后的热气溶胶的灭火剂性能若无明显变化时,则由3.8.1式计算常温下贮存时间。
我们分别选取了一种K型和S型热气溶胶灭火剂作为对象,对其贮存寿命进行过t试验,试验周期为28d,试验后其性能均无变化。
由3.8.2式可知:
τ=2.7(71-21)/10=2.75=143.5
则由3.8.1式可知:
t0=143.5×28(d)=4018(d)≈11(a)
这说明所选用这两种气溶胶灭火剂至少在常温(21℃)自然状态下贮存11年不会发生变化。热气溶胶灭火产品在定型以前均会做这样的测试。用户在选用该类产品以前应根据厂家公布值作为参考。目前常见的厂方公布值一般在4-7年之间不等。
2.贮存性能和综合费用
热气溶胶灭火剂在未释放反应前是粉状或柱状,可压制成或各种几何形状,所以不需用压力容器来贮存。对无管网装置来说,其释放时由于释放压力很小,所以其外围设备(发生器、柜体、外壳等)无需压力容器。对有管网系统,其压力也不大,最大约为1.6-1.8MPa。这些相对于纯气体系统来说,具有明显的优越性。由于省略了笨重的压力钢瓶和复杂管网,所以具有无可比拟的灵活性和轻便性,安装也很简单。且由于不会泄压,无需定期补充灭火剂,日常维护费用几乎为零,这些优点也是其能在哈龙替代品中迅速倔起的一个很重要的因素。
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