Foam chữa cháy là gì?

Foam chữa cháy có 2 tác dụng chính là: Cách ly vật liệu cháy ra khỏi lửa và không khí và làm lạnh đám cháy, qua đó ngăn chặn hoặc dập tắt cháy bằng cách loại trừ oxy (không khí) và làm mát nhiên liệu (làm mát vùng cháy).

Ảnh: Foam chữa cháy Ấn Độ

Vậy foam chữa cháy là gì? đơn giản là một tập hợp ổn định của các bong bóng nhỏ chứa đầy không khí, có tỷ trọng thấp hơn các chất lỏng như dầu, xăng hoặc nước. Dung dịch foam (bọt) chữa cháy được tạo thành từ ba thành phần - nước, bọt cô đặc và không khí. Khi được trộn theo tỷ lệ chính xác, ba thành phần này tạo thành một lớp bọt đồng nhất.

1/ Các thuật ngữ của bọt foam chữa cháy:

- Dung dịch tạo bọt: Đây là dung dịch gồm nước và bọt cô đặc sau khi chúng được trộn với nhau theo đúng tỷ lệ.

- Độ cô đặc của foam: Chất cô đặc dạng lỏng này được cung cấp từ nhà sản xuất, khi trộn với nước theo đúng tỷ lệ sẽ tạo thành dung dịch bọt.

- Foam thành phẩm: Là dung dịch bọt khi đi ra khỏi thiết bị phun, đã được sục khí.

- Mức độ thoát nước: Đây là tốc độ mà dung dịch tạo bọt sẽ thoát ra khỏi khối bọt đã nở hoặc mất bao lâu để 25% dung dịch thoát ra khỏi bọt. Trường hợp này thường được gọi là tuổi thọ hoặc thời gian thoát 25%. Bọt có thời gian thoát nhanh thường rất lỏng và di động, lan rộng khắp trên bề mặt nhiên liệu rất nhanh. Trong khi bọt có thời gian xả lâu hơn thường ít di động hơn, chúng di chuyển trên bề mặt nhiên liệu chậm.

- Độ nở của foam: Khối lượng bọt thành phẩm chia cho thể tích dung dịch bọt dùng để tạo bọt thành phẩm; tức là, tỷ lệ 5 trên 1 có nghĩa là một gallon dung dịch bọt sau khi sục khí sẽ lấp đầy một thùng rỗng 5 gallon với khối lượng bọt nở ra.

- Độ nở bọt thấp: Bọt được sục khí với tỷ lệ giãn nở từ 2 đến 1 và 20 đến 1.

- Độ nở bọt trung bình: Tỷ lệ giãn nở từ 2 đến 1 và 200 đến 1.

- Độ nở bọt cao: Tỷ lệ nở trên 200 đến 1.
- Tỷ lệ pha loãng, tỷ lệ hỗn hợp hoặc mức độ tỷ lệ: (Lượng bọt đậm đặc đúng được trộn với nước): Loại bọt thường được ghi trên vỏ thùng chứa dung dịch, thường là 1%, 2%, 3% hoặc 6% hoặc kết hợp 1% và 3%, 3% và 3%, hoặc 3% và 6%. Nếu thùng chứa chất cô đặc bọt chữa cháy ghi 3% trên phi chứa, có nghĩa là cứ 100 gallon dung dịch bọt chữa cháy, thì 3 gallon chất cô đặc bọt phải được sử dụng trong dung dịch với số dư là 97 gallon nước.
Nếu trên thùng chứa ghi 6%, thì điều này có nghĩa là 6 gallon bọt chữa cháy đậm đặc sẽ được yêu cầu trộn với 94 gallon nước để tạo thành 100 gallon dung dịch bọt chữa cháy. Từ những điều trên, rõ ràng là chất cô đặc 3% bọt đậm đặc gấp đôi so với cô đặc 6% bọt. Đối với cùng một quy mô và loại đám cháy chất lỏng dễ cháy, yêu cầu chất cô đặc 3% bọt nhiều hơn một nửa so với nếu cô đặc bọt 6% đã được sử dụng.
- Tương thích nước biển: Dung dịch foam chữa cháy có thể được sử dụng với nước biển, nước ngọt hoặc nước lợ.

2/ Nguyên lý chữa cháy của bọt foam chữa cháy:

- Bọt foam chữa cháy dập đám cháy chất lỏng gây cháy thế nào? Khi lửa bùng cháy sẽ có bốn yếu tố xuất hiện. Các yếu tố này là nhiệt, nhiên liệu, không khí (oxy) và một chuỗi phản ứng hóa học. Trong trường hợp bình thường, nếu bất kỳ một trong các yếu tố bị loại bỏ /can thiệp vào, thì đám cháy sẽ được dập tắt. Dung dịch bọt chữa cháy không cản trở phản ứng hóa học mà hoạt động theo những cách sau:

• Bọt phủ lên bề mặt nhiên liệu làm dập tắt ngọn lửa.
• Lớp bọt ngăn cách ngọn lửa / nguồn đánh lửa khỏi bề mặt nhiên liệu.
• Bọt làm nguội nhiên liệu và mọi bề mặt kim loại lân cận.
• Foam chữa cháy mền xốp tạo một “tấm chăn” ở bên trên bề mặt chất lỏng đóng vai trò ngăn chặn sự thoát ra các hơi dễ cháy có thể trộn lẫn với không khí.
• Để chữa cháy hiệu quả thì điều bắt buộc là khi bạn chuẩn bị chữa cháy đám cháy chất lỏng dễ cháy, bạn phải xác định chất lỏng dễ cháy liên quan thuộc nhóm nhiên liệu nào. Điều này rất quan trọng, vì một số foam chữa cháy cô đặc không thích hợp để sử dụng cho các đám cháy lan hoặc cháy nhiên liệu loại như cồn và dung môi phân cực.

Trước khi chúng ta xem xét các loại dung dịch tạo bọt foam để chữa cháy khác nhau, chúng ta có hai nhóm nhiên liệu cơ bản dễ cháy hoặc dễ bắt lửa sau:

• Nhiên liệu hydrocacbon tiêu chuẩn như xăng, dầu diesel, dầu hỏa, nhiên liệu máy bay, v.v ... Những sản phẩm này không trộn lẫn với nước hoặc không trộn lẫn trong nước, tức là những sản phẩm này đều nổi trên mặt nước và phần lớn, chúng không trộn lẫn với nhau. .
• Nhiên liệu dung môi phân cực hoặc nhiên liệu dạng cồn là nhiên liệu hòa trộn dễ dàng với nước hoặc dễ hòa tan trong nước.

3/ Phân loại dung dịch bọt foam chữa cháy:

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)
• Foam chữa cháy AR-AFFF (Alcohol Resistant
• 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 chữa cháy FFFP - Film Forming Fluoroprotein (FFFP)

4/ Thành phần của foam chữa cháy:

Foam chữa cháy AFFF: Có các loại cô đặc, AFFF 1%, AFFF 3% hoặc AFFF 6%. Các chất bọt cô đặc này được sản xuất từ các loại vật liệu tổng hợp như:

• Chất tạo bọt tổng hợp (hydrocarbon surfactants)
• Các chất hòa tan (i.e., viscosity leveler, freezing point depressant, foam booster)
• Hoạt chất bề mặt Fluoro
• Một lượng nhỏ muối
• Chất ổn định bọt (thoát nước chậm, tăng khả năng chống cháy)

Ảnh: Foam chữa cháy AFFF 3%

Bọt tạo ra một lớp như “tấm chăn” che phủ dập tắt đám cháy chất lỏng dễ cháy hydrocacbon theo cách tương tự như bọt protein hoặc fluoroprotein;