TEHNICIAN CONSTRUCTII NAVALE - instalatia de stins incendiu cu spuma la nava de transport gaze petroliere lichefiate

Instalatia de stins incendiu cu spuma

Destinatie si cerinte generale

Spuma este o structura alveolar – peliculara dispersata, formata printr-o aglomerare de bule de gaz, separate intre ele prin pelicule relativ subtiri de lichid si poate fi considerata ca o emulsie concentrata de gaz intr-un lichid. Ea poate fi obtinuta in urma unei reactii chimice sau prin introducerea mecanica a unui gaz intr-un lichid. Pentru obtinerea unei structuri alveolar – peliculare stabile in timp, in lichide se introduc in cantitati mici substante spumogene.

Substantele spumogene, atat in cazul reactiei chimice, cat si in cazul introducerii mecanice in lichid a unui gaz, permit stabilizarea structurii alveolar – peliculare si intarzierea distrugerii ei. Instroducerea substantelor spumogene micsoreaza tensiunea superficiala a lichidului, ceea ce incetineste in instalatiile navale permit obtinerea spumei de maxima stabilitate numai pentru o anumita concentratie, stabilitatea spumei fiind mai redusa pentru alte concentratii. La stingerea incendiilor se folosesc substante spumogene pentru concentratii in raport cu apa de (3 . 5)%. Ca marime de calcul a concentratiei de substanta spumogena pentru spumele aeromecanice, se adopta 4% in raport cu volumul apei.

Spuma aeromacanica este un amestec de apa dulce sau apa de mare, substanta spumogena si aer. Substantele spumogene trebuie sa asigure obtinerea spumelor cu anumite calitati. Una dintre cele mai importante calitati este factorul de spumare, care reprezinta raportul dintre volumul de spuma si volumul amestecului de apa cu substanta spumogena. Pentru stingerea incendiilor sant potrivite substantele spumogene care permit obtinerea unui factor de spumare minimum 10 si maxim 1000. Pentru masurarea stabilitatii spumei este adoptat raportul dintre volumul sau dupa 30 min si volumul initial. Aceasta marime nu trebuie sa fie sub 80%. Spuma obtinuta trebuie sa se mentina fara urme vizibile de deteriorare in timp, cel putin 30 min.

Substantele spumogene si alte substante folosite pentru obtinerea spumei, trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii :

sa nu aiba in compozitia lor particule solide in suspensie, care ar putea infunda sectiunile de trecere ale conductelor si aparaturii instalatiei;

sa fie neutr si sa nu provoace coroziunea metalelor cu care vin in contact;

sa nu-si piarda proprietatile sale spumogene in decursul timpului sau dupa parcurgerea ciclurilor de inghetare – dezghetare;

sa nu se aglomereze in bulgari;

sa aiba vascozitate redusa, pentru a permite deplasarea lichidului prin tubulatura instalatiei;

sa permita transportarea simpla, iar manipularea lor sa nu fie periculoasa pentru viata oamenilor;

sa formeze o spuma capabila sa se mentina la suprafata oricaror produse petroliere, precum si pe suprafetele arzande;

sa nu fie deficitate.

Structura alveolar – peliculare a spumei ii determina densitatea relativ mica, inferioara oricarui produs petrolier. Astfel, densitatea spumei aeromecanice este 0,1 kg/dm³, ceea ce o face larg utilizabila pentru stingerea incendiilor produselor petroliere de toate tipurile. Stingerea unui incendiu cu spuma trimisa la suprafata unui lichid arzand este eficienta pentru ca spuma, cu ajutorul peliculei sale lichide, raceste stratul superficial al lichidului arzand si il izoleaza fata de oxigenul din aerul inconjurator. De asemenea, avand un coeficient redus de termoconductibilitate, spuma ingreuneaza transmiterea caldurii de la nucleul flacarii la lichid si iesirea vaporilor de lichid in zona de ardere. Oprind vaporizarea lichidului, spuma asigura stingerea incendiului, intrucat arde nu lichidul, ci vaporii lui in amestec cu aerul. Spuma trimisa la suprafata unei substante arzande exercita de semenea si o influenta mecanica asupra flacarii.

Registrul Naval Roman reglementeaza utilizarea pe nave numai a instalatiilor de stingere cu spuma aeromecanica.

Spuma aeromecanica folosita pentru stingerea incendiilor la nave consta din 90%aer, 9,6%apa si 0,4% in volum sunstanta spumogena. Ea se foloseste pentru stingerea incendiilor in incaperile diesel – generatoarelor de avarie, magaziile de substante usor inflamabile, garaje, tancurile de marfa ale petrolierelor, compartimentele masini si caldari, centralele electrice, compartimentele de pompe ale petrolierelor, precum si in incaperile unde se utilizeaza produse petroliere, substante usor inflamabile sau acolo unde se lucreaza cu flacari deschise.

In R.S. Romania este standardizat produsul generator de spuma aeromecanica cunoscut sub numele de “Genspumar”, fabricat prin degradarea alcalina a coarnelor si copitelor si folosit la stingerea incendiilor de produse petroliere, grasimi si solventi organici (STAS 5780 – 80). Produsul se livreaza in stare lichida (tip I) sau sub forma de pulbere (tip II), dar in constructiile navale se foloseste numai in stare lichida.

Caracteristicile Genspumarului tip I sant : lichid vascos de culoare brun – roscata, densitate relativa, p²⁰= 1,15kg/dm³, vascozitate dinamica η = (9,4 . 14,0)Ns/m², vascozitate relativa (1,7 . 2,2)^o E la 20^o C, coefocient de spumare min 8, stabilitatea spumei min 78%, punct de congelare max -4^oC.

Apa dulce se foloseste in instalatiile de stingere a incendiilor care functioneaza cu echipament electric, pentru ca jetul de spuma sa nu fie electroconductibil.

Dupa modul de obtinere a spumei, au fost realizate instalatii cu formare interioara si instalatii cu formare exterioara a spumei.

Generalitati – Clasificare

Mijloace si instalatii de stingere a incendiilor la bordul navelor :

Prevenirea si combaterea incendiilor la bordul navelor ocupa un loc hotarator in sfera      preocuparilor privind siguranta navigatiei, evitarea avariilor si a pierderilor de bunuri materiale si de vieti omenesti.

Incendiile la bordul navelor se combat diferit fata de incendiile terestre.

Aceasta diferentiere este determinata si de tipul navei de conditiile de exploatare ale acesteia, de exemplu :

in cazul navelor de pasageri incendiile se combat mai greu (datorita paginii ce se creeaza)

in cazul navelor acostate in porturi

echipajul vasului este sprijenit de catre pompierii portului

In functie de tipul incendiului modul de combatere a lui este altul.

In general, operatiile de combatere se desfasoara astfel :

prin exploatare (identificarea cailor de acces rapide si usoare practicabile, identificarea focarului de incendiu)

prin montarea furtunilor si punerea in functie a instalatiei fixe de stingere

prin atacarea focarului de incendiu

protejarea locurilor si compartimentelor invecinate

asigurarea ventilatiei

evacuarea apei

descarcarea si supravegherea navei

Dupa modurile de stingere a incendiilor, instalatiile pot fi:

de suprafata

respectiv volumice

Instalatiile de suprafata, trimit la suprafata focarului de incendiu substanta stingatoare, care raceste sau opreste alimentarea cu oxigenul din aer a zonei de ardere, impiedicand iesirea aburului.

Ca exemple de instalatii de suprafata sunt:

instalatia de stingere cu apa

instalatia de stingere cu spuma

Instalatiilor de stingere volumica intra cele care umplu volumul liber al incaperii cu substante care nu intretin arderea, cum ar fi:

abur

gaze inerte

spume foarte usoare

Aici nu sunt incluse instalatiile care umplu incaperile cu apa si anume:

instalatiile de inundare

stropire a incaperilor

Orice substanta stingatoare, actionand asupra unui focar de incendiu, raceste, izoleaza de oxigenul din aer, distruge mecanic flacara si ingreuneaza iesirea din zona de ardere a aburului format.

Document online: Elementele definitorii ale contractului de transport maritim Proiect: Prescriptii privind constructia si incercarile recipientelor de presiune, generatoarelor de aerosoli si recipientelor de capacitate mica ce contin gaz

Aparitia incendiului la bordul navei este una din cele mai frecvente avarii ce pot apare pe mare.

De astfel, un incendiu poate aparea :

in timpul constructiei navei

in timpul stationarii la cheu        

in timpul reparatiilor

in timpul marsului

Pe principiul racirii focarului de incendiu se bazeaza functionarea instalatiilor de stingere cu apa, in timp ce instalatiile volumice se bazeaza pe umplerea volumului liber al unei incaperi inchise cu agenti care nu intretin arderea si asigura stingerea incendiului datorita reducerii concentratiei de oxigen din aer, pana sub limitele la care inceteaza arderea.

Instalatiile de stin incendiu trebuie sa corespunda urmatoarelor cerinte principale :

sa fie oricand gata de functionare, pentru nava in stationare sau in mars

sa nu intensifice prin functionarea lor arderea

sa fie sigure in functionare si sa aiba vitalitate ridicata

sa actioneze asupra focarului de incendiu astfel incat sa excluda posibilitatea reaprinderii

sa aiba mijloace de actionare locala si de distanta, si posibilitati de control

sa nu fie periculoase pentru om

substantele stingatoare sa nu provoace corodarea instalatiilor si constructiilor afectate sa nu fie deficitate si sa-si mentina proprietatile stingatoare dupa o depozitare indelungata

In afara de aceste cerinte, instalatiile de stins incendiu de la bordul navei sunt dublate intotdeauna cu sisteme de prevenire (avertizare) a incendiilor.

Instalatia de stingere a incendiilor cu dioxid de carbon nu este admisa ca sistem de baza pentru magaziile de petrol intrucat, in cazul exploziilor, tubulatura sub presiune poate fi usor avariata si scoasa din functiune, rezervele de gaz fiind limitate la bordul navei.

Componentele instalatiilor de stingere a incendiilor se amplaseaza cu respectarea prevederilor reglementarilor tehnice si ale prezentului normativ, precum si cerintelor si conditiilor producatorilor acestora.

In functie de natura substantei de stingere utilizate, se recomanda dispunerea statiilor de distributie si a rezervelor in apropierea incintei la care asigura stingerea incendiilor.

Statiile de distributie trebuie sa aiba acces din exterior pe cai de circulatie functionale, dimensionate corespunzator reglementarilor tehnice si necesitatii executarii operatiunilor de montaj, manevra (operare), reparatii si intretinere.

Caile de acces in statia de distributie, precum si din zona de amplasare a acesteia se prevad cu iluminat de siguranta corespunzatoare prevederilor normativului.

3. Descierea instalatiei

Instalatii cu formarea interioara a spumei

Se folosesc pentru stingerea incendiilor de proportii reletiv reduse, in compartimentele de masini, pentru reziduri petroliere si aparataj si masini electrice.

In fig. 5.11. este reprezentata schema instalatiei de stingere cu spuma cu formare interioara.

Pentru obtinerea spumei aeromecanice in instalatia cu formare interioara, in statiile stingatoare se amplaseaza tancul 1 in care se gaseste amestecul de substanta spumogena cu apa in proportia necesara.

Pentru evacuarea emulsiei din tanc si formarea spumei, in statie este montata o butelie cu aer comprimat 2, racordata la magistrala de aer comprimat a navei. Presiunea aerului necesar pentru formarea de spuma si evacuarea amestecului este determinata de rezistenta hidraulica a retelei instalatiei. Marimea ei nu depaseste de obicei (5 . 10) bari pentru lungimi de tubulatura sub 50m.

Pentru reducerea presiunii aerului pana la cea necesara in instalatie, se monteaza un reductor3. Introducerea aerului comprimat in tanc si in tubulatura racordata la tubul sifon din tand asigura formarea spumei dupa locul FI de intrare a aerului in teava cu emulsie.

Procesul de formare a spumei inceput in tubulatura sa termina la iesirea jetului in atmosfera, din ajutajul 4 al furtunului flexibil 5. Pentru dozarea cantitatilor necesare in amestec de apa, substanta spumogena si aer, pot fi utilizate instalatiei de reglaj cu diafragme, ajutaje sau orificii in peretii tubulaturilor. In ultimul caz orificiul poate fi in tubul sifon, in acea parte a lui care se afla deasupra nivelului lichidului din butelie.

Astfel de instalatii dispun de rezerve minime de (45 . 136)dm³ emulsie, ceea ce permite obtinerea a (400 . 1200)l spuma, in timp de (2 . 6) minute. Rezervele de aer comprimat necesar functionarii acestor instalatii se majoreaza cu 25% fata de valorile calculate.

Consumarea aerului comprimat din buteliile de depozitare, in alte scopuri decat cele de stingere, este interzisa.

Fig. 5.11

Instalatii cu formare exterioara a spumei

Se utilizeaza in special pentru stingerea incendiilor in tancurile de marfa ale petrolierelor si in compartimentele de masini – caldari de dimensiuni mari.

Constructie si exploatare

Schema unei instalatii de stingere cu spuma cu formare exterioara este reprezentata in fig. 5.12.

Substanta spumogena se pastreaza separat in tancul 3, neamestecata cu apa. Pentru statia de stingere cu spuma cu formare exterioara se ramifica o ubulatura 1 de la magistrala instalatiei de stingere cu apa. Apa este folosita pentru formarea emulsiei spumogene si pentru deplasarea substantei spumogene din tancul 3 spre amestecatorul 5. Dispersorul 2 anuleaza energia cinetica a apei la intrarea in tancul3, pentru a impiedica distrugerea pistonului lichid de separatie 4. Lichidul pistonului 4 este un amestec insolubil in apa si substanta spumogena, de densitate intermediara (1,075 . 1,085) kg/dm³ , format din tetraclorura de carbon si ulei mineral. Amestecatorul 5 asigura in emulsie concentratia volumica de 4% substanta spumogena. Emulsia formata alementeaza magistrala 6, ramificatiile 7 prin armaturile de laminare 8 si ajunge la ajutajele de umulsie 9, care prin efect de ejectie antreneaza aer pe drumul 10, formand spuma in stingatorul 11.

Fig. 5.12

Stingatoarele aerospuma (fig. 5.13) pot fi portative sau stationare :

1 – racord intrare emulsie

2 – cuplaj rapid demontabil

3 – manere

4 – ajutaj lateral pentru aer

5 – ajutaje pentru emulsie

6 – corpul stingatorului

7 – armatura de lansare pneumostatica

8 – canal de aer

9 – suport ajutaj

10 – aparat turbionare

11 – camera formare spuma

12 – postament

13 – difuzor

Stingatoarele aerospuma portative (fig. 5.13, a) sant manevrate manual, debitele lor fiind limitate la 8m³/min spuma. Racordate la conductele flexibile de lungime maxima 15m, ele sant folosite in cazul avarierii tubulaturii rigide si pentru stingerea incendiilor in incaperile nedestinate transportarii produselor petroliere.

Stingatoarele aerospuma stationare (fig. 5.13, b) pot fi montate pe platforme sau direct pe punte, debitele lor de spuma ajungand la (100 . 150)m³/min. In cazul instalatiilor stationare de stingere, spuma formata in stingatoare se indreapta prin tubulaturi rigide spre incaperea protejata, unde prin racorduri cu tevi perforate se scurge la suprafata substantei arzande.

Pentru a nu distruge spuma la iesirea ei prin orificiile tevii perforate, acestea trebuie sa aiba diametre minime (20 . 30)mm si pasul (100 . 150)mm.

Fig. 5.13 – A

Fig. 5.13 – B

In fig. 5.14 este reprezentata schema de amplasare a instalatiei de stingere cu spuma aeromecanica, formare exterioara, la un petrolier :

1 – tubulatura instalatiei de stingere cu apa

2 – tancul de substanta spumogena

3 – magistrala de emulsie

4 – tubulatura perforata pentru refularea spumei in magazii

5 – tubulatura de spuma

6 – armatura pneumostatica de lansare

7 – stingator stationar cu spuma aeromecanica

8 – membrana din cauciuc sau sticla

Membrana etansa 8 impiedica iesirea vaporilor de produse petroliere formati in tanc, prin tubulatura de emulsie.

La lansare, presiunea dinamica a spumei distruge membrana, care trebuie inlocuita dupa folosirea stingatorului.

Fig. 5.14

Pentru evitarea distrugerii spumei, tubulatura trebuie sa fie cu cat mai putine coturi sau variatii bruste de sectiune si, in general, trebuie reduse cat mai mult rezistentele locale.

Tubulatura magistrala de emulsie se monteaza de-a lungul petrolierului, sub platforma longitudinala de trecere si se protejeaza impotriva deteriorarilor mecanice.Traseul ei se alege astfel incat distrugerile sa fie minime in cazul producerii unor explozii in magaziile de marfa. In scopul maririi vitalitatii instalatiei, intre suprastructuri, magistrala este subampartita in tronsoane de (30 . 40)m.

Armaturile de izolare se monteaza, de asemenea, in dreptul peretilor transversali pupa si prova ai castelului central. Intre doua armaturi de izolare se monteaza hidranti dubli D_n 70 pentru cuplarea stingatoarelor aerospuma portative, astfel incat distributia lor sa fie uniforma, iar distanta dintre ele sa nu depaseasca 20 m. In conditii normale de exploatare armaturile de izolare raman deschise. Daca pe nava exista doua statii de stingere cu spuma, tubulatura magistrala trebuie sa fie racordata la ambele statii (fig. 5.14).

La terminarea lucrarilor de constructie sau reparare a instalatiilor de stingere cu spuma se procedeaza la probarea lor in vederea intrarii in exploatare. Se incepe cu examinarea exterioara a instalatiei, verificand corespondenta cu planurile de executie si montaj. Se verifica montarea corecta a tubulaturii si rezervoarelor de substanta spumogena sau emulsie si a buteliilor de aer comprimat.

In cadrul probei de functionare trebuie determinate :

factorul de spumare a emulsiei

debitele de apa si substanta spumogena

verificand respectarea coeficientului de spumare proiectat

Cantitatea de spuma formata se determina prin masurarea ariei orizontale si grosimea stratului depus.

Pe nava nu se probeaza stingerea unui incendiu.

4. Particularitati de calcul

Debitul instalatiei de stingere cu spuma pentru petroliere se calculeaza in ipoteza acoperirii cu spuma a doua magazii de marfa vecine de suprafata maxima.

Daca petrolierul este dotat cu instalatie volumica de stingere cu gaze de ardere pentru umplerea volumelor libere ale magaziilor de marfa, in determinarea debitului intra aria orizontala maxima a unei singure magazii.

Pentru incaperile atelierelor si compartimentelor de masini, debitul de spuma se calculeaza din conditia acoperirii cu spuma a incaperii de suprafata maxima, daca nava dispune de instalatie volumica de stingere cu gaz de ardere.

In caz contrar debitul instalatiei se calculeaza pentru doua compartimente vecine de suprafata maxima.

Normele RNR prevad intensitatile de debitare a amestecului [1/minm²] in functie de natura spatiului protejat si de coeficientul de spumare.

Observatii. 1. Intensitatea de debitare a amestecului sa fie minimun 6 l/min pentru fiecare m² al ariei sectiunii orizontale a celui mai mare compartiment ; 0,6 l/min pentru fiecare m² al ariei puntii tancurilor de marfa sau 3 l/min pentru fiecare m² de punte situata in prova tunului ce o protejeaza, dar minimum 1250 l/min sau 1,8 l/min pentru fiecare m² de punte in cazul existentei instalatiei de gaze inerte.

Observatii. 2. Timpul de functionare continua se poate reduce la 20 min daca tancurile de marfa sant protejate suplimentar cu o instalatie de gaze inerte.

Observatii. 3. Durata de functionare trebuie sa fie suficienta pentru umplerea de 5 ori a volumului incaperii protejate.

Nota – Fiecare tun trebuie sa debiteze 50% din debitul prescris.

Tabelul 5.2. Intensitati de debitare a amestecului spumogen, conform RNR