مقدمه

امروزه استفاده از فوم به عنوان یک خاموش کننده مناسب جهت اطفاء حریقهای کلاس B  که شامل مایعات قابل اشتعال می گردد بسیار رواج یافته است .

هیدروکربنهای مایع بر روی سطح آب شناور می شوند که این امر باعث می شود که در اغلب موارد نتوان از آب به عنوان یک خاموش کننده مناسب برای اطفاء آتشهای کلاس B  استفاده کرد.

از فوم جهت حفاظت تاسیسات ، هنگامی که مواد آتشگیر کلاس B  ذخیره، حمل و یا بکار برده می شوند، استفاده می گردد. با توجه به پیشرفتهای صنعتی بسیار عظیمی که طی دهه های اخیر صورت گرفته و بعلت طیف وسیع مواد سوختی و یا شیمیایی که در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند بنا به ضرورت انواع مختلفی از کنسانتره های فـوم که هر کدام دارای قابلیتها و ویژه گیهای خاصی می باشند تولید و توسعه پیدا کرده اند.

ازاین رو استفاده کنندگان از این محصول پرکاربرد جهت بهره مندی از حداکثر راندمان ممکن و بهینه سازی سیستمهای خود باید با خواص و ویژه گیهای فـومهای متفاوت آشنایی کامل داشته و برای هر ماده با توجه به نوع و ویژه گیهای آن ماده از فـوم مناسبی استفاده نماینـد.

 فوم  ( Foam ) :

کفی که از انتهای نازل خارج می گردد حاصل ترکیب سه عامل می باشد:

1.    کنسانتره فوم                                                   Foam concentrate

2.    آب                                                                                  Water

3.    هوا                                                                                       Air

این سه عامل در دو مرحله با یکدیگر مخلوط شده و تولید کف می نمایند. مرحله اول مرحله مخلوط شدن کنسانتره فوم با آب بوده که مخلوط حاصل بعلت همگن و یکنواخت بودن Solution یا محلول نامیده می شود. برای مخلوط کردن آب و کنسانتره فوم بطور معمول از دو نسبت حجمی 3 و 6 درصد استفاده می شود . البته در برخی موارد از نسبتهایی ما بین 1 تا 6 درصد نیز استفاده می گردد.

این درصدها نشان دهنده میزان کنسانتره فوم موجود در واحد حجم محلول      ( Solution ) تولیدی می باشد. بطور مثال در یکصد لیتر محلول که با استفاده از کنسانتره فوم 6 درصد تولید شده باشد شش لیتر کنسانتره فوم وجود دارد. به عبارت دیگر می توان گفت که برای تولید محلول 3 درصد باید 3 حجم کنسانتره فوم را با 97 حجم آب مخلوط نمود و یا برای تولید محلول 6 درصد ، 6 حجم کنسانتره را با 94 حجم آب باید مخلوط کرد. کنسانتره های فوم متناسب با این نسبتهای ترکیبی خاص تولید و عرضه می گردند.

مرحله دوم تولید کف تزریق هوا در مخلوط آب و کنسانتره فوم می باشد. کف هنگامی تولید می شود که هوا به محلول اضافه گردد. نازلهای فوم بر اساس ایجاد مکش طبیعی هوا کار می کنند. محلول از سوراخ داخل نازل خارج شده و در نقطه خروج محلول، هوا به جریان محلول خروجی تزریق می گردد و سپس کف حاصل در طول لوله نازل فرصت کافی جهت ایجاد جریان یکنواخت و همگن در خروجی نازل را پیدا می کند.

مخلوط شدن این سه عامل در دو مرحله ای که ذکر شد تولید حجم انبوهی از حباب می نماید که از هوا پر شده اند.

کف تولید شده بسیار سبک تر از هر نوع مایع قابل اشتعال است و بر روی سطح مایع شناور خواهد شد و مشکلات ناشی از استفاده مستقیم از آب را مرتفع خواهد نمود.

فوم به سه طریق بطور همزمان با آتش مقابله می کند:

1. ایجاد یک پوشش ( Blanket ) محکم و مقاوم در برابر آتش برای ممانعت از رسیدن اکسیژن به سطح سوخت.

2. این پوشش همانند سدی در برابر بلند شدن بخارات قابل اشتعال از سطح سوخت عمل می نماید.

3. آبی که در داخل حبابها وجود دارد باعث خنک شدن سطح سوخت     می گردد.

نسبتهای افزایش حجم فوم :                             Foam expansion ratios 

      افزایش حجمی که کف تولیدی نسبت به محلول اولیه پیدا می کند بستگی به جنس کنسانتره و میزان تزریق هوا به محلول دارد. به همین دلیل کنسانتره های فوم را از نظر انبساط حجمی که پس از تزریق هوا پیدا می کنند به سه دسته تقسیم     می نمایند که هر دسته کاربرد خاص خود را دارا می باشد. دسته بندی کنسانتره ها از نظر افزایش حجم به شرح زیر می باشد:

1.    فومهای با نسبت افزایش حجمی کم (کم توسعه) Low expansion foam نسبت افزایش حجم این نمونه کمتر از 21 برابر می باشد .

2.    فومهای با نسبت افزایش حجم متوسط (توسعه متوسط)                             Medium expansion foam                                                 نسبت افزایش حجم این نمونه بین 21 تا 200 می باشد.

3.    فومهای با نسبت افزایش حجم زیاد (پر توسعه) High expansion foam   نسبت افزایش حجم این نوع بیش از 200 برابر می باشد.

کنسانتره های فوم کم توسعه   Low expansion foam concentrate              فومهای کم توسعه کاربرد بسیار گسترده تری نسبت به سایر انواع دیگر فوم پیدا کرده اند که این امر بدلیل قابلیت پرتاب آنها به مسافتهای طولانی ، سرعت در پخش شدن لایه کف و ایجاد لایه کف پایدار و مقاوم می باشد.

نکته مهمی که در استفاده از فوم کم توسعه باید به آن توجه نمود این است که میزان تزریق فوم باید بحدی باشد که مدت اطفاء حریق زمان قابل قبولی بوده و لایه کف تولیدی در این مدت مانع از برخاستن بخارات سطح سوخت و آتش گرفتن مجدد آن گردد.

حداقل میزان تزریق فوم که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد بین 4 الی 5/6 لیتر محلول در دقیقه به ازای هر متر مربع از سطح سوخت می باشد. برای مایعاتی که قابلیت اشتعال زیادی دارند این مقدار می تواند افزایش یابد.

فوم توسعه متوسط                            Medium expansion foam                   فوم توسعه متوسط حجم کف بیشتری نسبت به فوم کم توسعه ایجاد می نماید. بعلت اینکه فوم توسعه متوسط حجم کف بیشتری تولید می نماید بوسیله آن می توان با سرعت بیشتری محوطه ای وسیع را پوشش داد. به همین علت از آن برای پوشش محوطه اطراف مخازن و یا در اطراف محل استقرار ترانسفورماتورها استفاده می گردد.

فوم توسعه متوسط در جاهایی که نیاز به پرتاب فوم به مسافات دور هست، کاربردی ندارد. در شرایطی که احتیاج به تزریق میزان بیشتری هوا به درون محلول باشد می توان از یک فن دمنده هوا استفاده نمود. از این روش در مولدهای فوم پرتوسعه استفاده می گردد.

فوم پرتوسعه                                                High expansion foam       

از فوم پرتوسعه جهت پر کردن و یا ایجاد پوشش در محوطه های محصور و یا سرپوشیده همانند انبارهای کالا ، آشیانه هواپیماها و یا انبار کشتیها استفاده می گردد. از فوم پرتوسعه همچنین در شرایطی که ارسال نفرات به محل خطرات زیادی را در بر می گیرد مانند محوطه های محصور زیر زمینی ، یخچالهای بزرگ صنعتی ، تونلهای درون معادن و همچنین کانالهای محل عبور کابلهای برق استفاده می گردد.

مزایای زیاد فوم پرتوسعه نسبت به سیستمهای ثابت هالوژنها و نیز زیانهای زیست محیطی هالوژنها باعث جایگزینی تدریجی فومهای پرتوسعه به جای این سیستمها گردیده است.

فومهای بدون تزریق هوا (با استفاده از نازل آب) Non aspirating foam           رایج استفاده از فومهای AFFF این امکان را فراهم کرده است که در برخی شرایط بتوان از فوم بدون تزریق هوا در آن استفاده نمود. کف حاصل از این روش توسعه حجمی بسیار کمتری نسبت به زمانی که هوا تزریق می شود پیدا می کند.

افزایش حجم های متفاوتی را می توان در کف تولید شده ایجاد کرد که این افزایش بسته به نوع مولد کفی که استفاده می کنیم و با تنظیم هوای تزریق شده به درون محلول تغییر می کند.

استفاده از فوم بدون تزریق هوا در نازل به درون محلول از سالهای دهه 60 به تدریج رایج شد که این امر به دلیل تولید فومهای AFFF در آن دهه بود.

از این روش در جاهایی که آتشهای مایعات، کم عمق و پراکنده بوده و نیاز به ایجاد سریع پوشش کف بر روی سطح مایعات در حال سوختن و عدم نیاز به مقاومت زیاد لایه کف در برابر حرارت وجود دارد استفاده می گردد. معمولی ترین نمونه در این رابطه که امروزه نیز کماکان مورد استفاده قرار دارد استفاده از این روش در خاموش کننده های سیار و سیستمهای اسپرینکلر کف سیار می باشد.

انواع فوم از لحاظ ساختار شیمیایی  Different chemical foam types             نمونه های مختلفی از کنسانتره های فوم وجود دارد و این نوع خطر است که تعیین می کند چه نوع کنسانتره و با چه کیفیتی باید مورد استفاده قرار گیرد.

کنسانتره های فوم را می توان بر اساس ساختار شیمیایی و خصوصیات مواد تشکیل دهنده آنها به گروههای زیر تقسیم بندی نمود:

1.    کنسانتره های فوم پروتئینه (P )   Protein ( P ) foam concentrates   این نمونه محلول آبداری از پروتئینهای هیدرولیز شده می باشد و معمولا در نسبتهای سه و شش درصد استفاده می گردد.

2.    کنسانتره های فوم فلوئورو پروتئینه (FP )                                                 Fluoro protein (FP) foam concentrates                                                                این نمونه همانند فومهای پروتئینه می باشد با این تفاوت که به آن عامل فعال کننده فلوئور افزوده شده است. این نمونه فوم نسبت به فوم پروتئینه از سیالیت بیشتری برخوردار بوده، کنترل و اطفاء آتش به وسیله آن سریعتر صورت      می پذیرد و توانایی بسیار بیشتری در ترمیم لایه کف تخریب شده بر روی سطح سوخت دارد. فومهای فلوئورو پروتئینه به آسانی با مواد هیدروکربنی مایع مخلوط نمی شوند و از این رو بازده بیشتری در تشکیل لایه کف بر روی سطح سوخت دارند. این نوع فومها نیز معمولا در نسبتهای سه و شش درصد استفاده می گردند.

3.    کنسانتره های فوم فلوئورو پروتئینه غشایی شکل (FFFP )                     Film-forming fluoro protein (FFFP) foam                                                    این نمونه همانند کنسانتره های فلوئورو پروتئینه بوده با این تفاوت که سیالیت آن بیشتر می باشد. این نوع فوم در برابر مایعات هیدرو کربنی مقاوم بوده و به آسانی به آنها آلوده نمی گردد. این فوم بر روی سطح سوختهای هیدرو کربنی لایه نازک غشایی شکلی تشکیل می دهد. از این فوم نیز غالبا در نسبتهای سه و شش درصد استفاده می گردد.

4.    کنسانتره های فوم مصنوعی (S ) Synthetic (S) foam concentrates   این فومها محلولی از هیدرو کربنهای فعال شده هستند. ماده فعال کننده فلوئور در این کنسانتره ها در صورت وجود به حدی نیست که بتواند لایه غشایی شکلی بر روی سطح مایعات هیدرو کربنی ایجاد نماید. این فوم عموما به نسبتهای میان یک تا شش درصد استفاده می گردد. از این نوع فوم به ندرت بعنوان فوم کم توسعه استفاده می شود.

5.    کنسانتره های فوم غشایی شکل آبدار (AFFF )                                      Aqueous film-forming foam (AFFF) concentrates               بنیان و پایه این نمونه فوم، مخلوطی از هیدرو کربنهای عادی و هیدرو کربنهای فلوئوره می باشد. محلول فومی که از کنسانتره های شیمیایی فلوئور ایجاد    می گردد بر روی سطح مایعات هیدرو کربنی تشکیل یک لایه غشایی شکل   می دهد. این کنسانتره معمولا در نسبتهای یک، سه و شش درصد استفاده   می گردد.

6.    کنسانتره های فوم مقاوم در برابر مواد الکلی (قطبی) (AR )                         Alcohol Resistant (AR) foam concentrates                        از این نمونه برای مایعاتی که لایه فومهای معمولی را تخریب می نمایند استفاده می گردد. این فوم مقاومت بیشتری در برابر ایجاد شکاف در لایه کف تولیدی توسط مولکولهای سطح سوخت دارد. کنسانتره های مقاوم در برابر مواد قطبی از نظر بنیان و ریشه مواد تولید کننده آنها می توانند جزء هر کدام از پنج دسته ذکر شده (AFFF – S – FFFP – FP – P  ) باشند و از آنها می توان جهت اطفاء حریق هر نوع مایع هیدرو کربنی ( اعم از قطبی و یا غیر قطبی ) استفاده نمود و عملکرد این فومها کاملا مشابه و مطابق با گروه هم ریشه آنهاست، بدین معنی که یک کنسانتره مقاوم در برابر مواد الکلی می تواند از نوع P ، FP ، AFFF و یا هر نوع دیگر از انواع ذکر شده باشد. فومهای لایه غشایی معمولی (AFFF , FFFP ) نمی توانند لایه غشایی را بر روی مایعات قابل حل در آب ایجاد نمایند. از فومهای AR معمولا به نسبت شش درصد برای اطفاء حریق مایعات قطبی و به نسبتهای سه و یا شش درصد برای سوختهای هیدرو کربنی غیر قطبی استفاده می گردد. بعضی از انواع جدیدتر این نوع فوم به نسبت سه درصد برای تمام مایعات قابل اشتعال اعم از قطبی و غیر قطبی استفاده می گردد.