Goedemiddag, beste habrausers! Wel eens van 3M gehoord?

Wij zijn een bedrijf dat houdt van technologie en innovatie. We denken dat we hetzelfde zijn als jij. We hebben dingen uitgevonden die je elke dag gebruikt, maar misschien weet je het niet eens! Daarom openen we een kleine serie artikelen over 3M-producten en -technologieën.

Onze eerste post richt zich op Novec 1230 gasblusmiddel, zijn geschiedenis en toepassingen.
Het verhaal van de werknemer "uit de eerste mond".

Kan water droog zijn? Of wat is veilige brandbestrijding?

Tegenwoordig is het woord "innovatie" stevig in ons leven gekomen, het wordt zo vaak gebruikt dat het zijn oorspronkelijke betekenis lijkt te hebben verloren. Ik werk voor 3M als onderdeel van het elektronicatechnologieteam en elke dag kom ik de wondere wereld van 3M-uitvindingen tegen, waarvan u er waarschijnlijk al enkele kent - schuurpapier, plakband, post-it-vellen.
Bing Crosby's wens om zijn radioprogramma's op te nemen, bracht 3M ertoe de magnetische band voor geluidsopname te maken, die de standaard werd voor de opname- en uitzendstudio, wat een revolutie teweegbracht in de entertainmentindustrie. Neil Armstrong zette zijn eerste stap op de maan in 1969 met schoenen met zolen gemaakt van Thinsulate, een andere uitvinding van 3M. Je kunt lang en interessant over onze uitvindingen praten, maar vandaag wil ik bij een van hen stilstaan.

Video

Misschien heeft iemand al gehoord over "droog water", video's gezien en welke paspoorten en boeken, een werkende tv, een mobiele telefoon of een verlengsnoer dat op een stopcontact is aangesloten, in een aquarium met water worden gedompeld.

Ziet er geweldig uit! Dit zijn echter geen trucs! Dit "droog water" is niets anders dan de innovatie van 3M, het gasblusmiddel Novec 1230, door ons bedrijf ontwikkeld voor gebruik in gasbrandblussystemen, bovendien is het een nieuwe klasse chemicaliën die in de internationale praktijk wordt gebruikt.

Novec 1230 is absoluut veilig voor elektronica!

Ik wil je graag over hem en zijn geweldige eigenschappen vertellen. Dit onderwerp lijkt tegenwoordig vooral relevant, nu gebouwen veel hoger worden gebouwd dan ladders van brandweerwagens kunnen bereiken en mensen niet de mogelijkheid hebben om snel te evacueren, dure servers onschatbare informatie opslaan, er faciliteiten zijn die zijn uitgerust met complexe automatisering die constante aanwezigheid vereisen van operators en ononderbroken werkapparatuur, zoals vluchtcontrolecentra op luchthavens. Een eenvoudig voorbeeld - MCC-dispatchers hebben isolerende gasmaskers op hun werkplekken, waarbij ze bij een automatische gasbrandblusinstallatie op basis van freon of kooldioxide, die dodelijk is voor de mens, 20 minuten door moeten werken voordat ze overstappen de werking van dit controlecentrum te sparen.

Waarom is dit nodig?

Het is bekend dat de gevolgen van het blussen van een brand vaak even groot zijn als de impact van de brand zelf. Water, poederblusapparatuur, documentatie, kunstwerken en al het waardevolle dat zich in de kamer bevindt; gassen - inergeen, freon, kooldioxide hebben niet zoveel invloed op de materiële waarden, maar ze zijn dodelijk voor mensen in de beschermde ruimte, daarom vereisen ze hun onmiddellijke evacuatie.
In de zoektocht naar een combinatie van parameters van efficiëntie en veiligheid van blusmiddelen in de afgelopen decennia, zijn verschillende generaties van hen veranderd van kooldioxide en inerte gassen naar freonen. De meeste van hen hebben echter ernstige beperkingen in hun toepassing. Zoals ik eerder al zei, zijn kooldioxidesystemen dodelijk voor de mens, en freonen van de eerste generatie zijn wereldwijd verboden vanwege de enorme negatieve impact op de atmosfeer. En dat is een belangrijke factor, want de opwarming van de aarde gaat in een recordtempo. Zo smolt de gletsjer op de Kilimanjaro, die volgens wetenschappers in 2015 had moeten zijn gesmolten, al in 2005.

Hoe zijn we erop gekomen

Een groep 3M-wetenschappers realiseerde zich de tekortkomingen van bestaande middelen voor het blussen van gasbranden en heeft freonen niet aangepast, maar hun inspanningen in een geheel nieuwe richting gericht. Er werd besloten om gebruik te maken van een van de belangrijkste technologieplatforms van 3M, Perfluorinated Organic Chemistry. Overigens stelt deze technologie het bedrijf in staat om succes te behalen op het gebied van ultrafijne reiniging van verschillende onderdelen, het aanbrengen van beschermende coatings op glas, metalen en kunststoffen, evenals het koelen van elektronische apparaten.
Een onderzoeksperiode van 10 jaar werd met echt succes bekroond - een nieuwe klasse van gasvormige brandblusmiddelen, gefluoreerde ketonen, werd gecreëerd en in de internationale praktijk geïntroduceerd. Talrijke testproeven uitgevoerd door 's werelds toonaangevende organisaties die gespecialiseerd zijn op het gebied van brandveiligheid zorgden voor verbazing bij experts: fluoroketonen bleken niet alleen uitstekende brandblusmiddelen (met een efficiëntie vergelijkbaar met freonen), maar toonden tegelijkertijd een zeer positieve milieu- en toxicologisch profiel.

Wat saaie chemie

Fluorketonen dus. Dit zijn synthetische organische stoffen in het molecuul waarvan alle waterstofatomen zijn vervangen door fluoratomen die stevig aan het koolstofskelet zijn gebonden. Dergelijke veranderingen maken de stof inert in termen van interactie met andere moleculen. Waarom "droog" water?
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketon) is een kleurloze transparante vloeistof met een lichte geur, die 1,6 keer zwaarder is dan water en, belangrijker nog, geen elektriciteit geleidt. De diëlektrische constante is 2,3 (droge stikstof wordt standaard als eenheid genomen).

Novec 1230 komt uit het mondstuk tijdens brandbestrijding

De innovatieve eigenschappen van dit brandblusmiddel worden verklaard door de structuur van het zes-koolstofmolecuul, dat zwakke bindingen heeft. Ze zorgen ervoor dat Novec 1230 snel van vloeibare naar gasvormige toestand kan veranderen en de thermische energie van het vuur actief kan absorberen. Brandbestrijding wordt uitgevoerd vanwege het verkoelende effect (70%). Een vlamremmende chemische reactie (30%) treedt ook op. Tegelijkertijd neemt de zuurstofconcentratie in de ruimte niet af (wat belangrijk is om de evacuatietijd van mensen uit de ruimte te verlengen). De stof verdampt onmiddellijk zonder chemische reacties aan te gaan, waardoor materialen en dure apparatuur niet worden beschadigd, en de diëlektrische eigenschappen voorkomen kortsluiting.

Hoe het werkt?

Een andere belangrijke eigenschap van fluoroketonen is de extreem lage oplosbaarheid in water, waardoor de stof niet door celmembranen in het lichaam kan gaan, d.w.z. biedt hun lage toxiciteit en hoge warmtecapaciteit van dampen, wat leidt tot actieve koeling van de vlam en het doven ervan. En dit betekent dat mensen die in de kamer zijn op het moment dat het systeem wordt geactiveerd, geen gevaar lopen. Het brandblussysteem op basis van Novec 1230 is uitgerust met de Flight Control Centers van de luchthavens van Vnukovo en Koltsovo, coördinatoren kunnen hun werk doen wanneer het systeem wordt geactiveerd zonder hun leven in gevaar te brengen.

Hoe beïnvloedt het een persoon?

Afzonderlijk zal ik stilstaan ​​​​bij een indicator als de mate van veiligheid van een brandblusmiddel voor mensen. Het wordt bepaald door het verschil tussen de werkconcentratie en de maximaal toelaatbare concentratie. In de wereldpraktijk wordt een parameter genaamd NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) gebruikt - concentratie die geen schadelijke effecten veroorzaakt. Het bepaalt de drempelconcentratie van stoffen voor cardiosensibiliserende en cardiotoxische effecten op het lichaam. Soms wordt dit verschil een veiligheidsmarge genoemd, die onnauwkeurigheden compenseert in de berekening van de hoeveelheid gasmiddel in het systeem, ongelijke verdeling over het volume van de kamer, het gebruik van vermenigvuldigingsfactoren voor de berekende concentratie en andere factoren. De negatieve waarde van deze parameter geeft het gevaar aan van het middel in de werkconcentratie nadat het systeem is geactiveerd.

Dus systemen die "inerte" gassen gebruiken (die de verbranding niet ondersteunen) gebruiken het principe van het blussen van een brand door de zuurstof in de lucht te verdunnen tot waarden die aanzienlijk lager zijn dan in normale lucht (12-13% versus 21% in gewone lucht). Dit leidt tot verstikkingsgevaar voor mensen in de ruimte, hoewel dergelijke gassen geen toxische werking hebben. Los daarvan moet gezegd worden over kooldioxide, waarvoor werkconcentraties altijd dodelijk zijn voor de mens. Dit komt door het fysiologische effect op het lichaam bij concentraties boven de 5% (ter vergelijking, de standaard blusconcentratie voor CO2 is 35%).

Chemische middelen verminderen de zuurstofconcentratie in de ruimte niet. De beslissende veiligheidsfactor voor het personeel is voor hen dan ook de eerder besproken veiligheidsfactor. Voor panden waar vanwege operationele noodzaak mensen, al is het maar voor korte tijd, agenten met een maximale veiligheidsmarge moeten worden gekozen.

Over ecologie

Nu over de milieucomponent van blusmiddelen. Vooral in de context van internationale integratie en ratificatie op het grondgebied van de Russische Federatie van documenten die door de wereldgemeenschap zijn aangenomen. Een voorbeeld is de nakoming door Rusland van verplichtingen uit hoofde van het Montreal Protocol, wat leidde tot een verbod op de productie, invoer en het gebruik op het grondgebied van ons land van veel gasvormige blusmiddelen met ozonafbrekende eigenschappen. Vervolgens komt het terugdringen van de uitstoot van middelen met een hoog aardopwarmingsvermogen, waarvan een groot deel wordt ingenomen door freonen voor het blussen van brand.

De ratificatie van het Kyoto-protocol in Rusland (federale wet nr. 128-FZ van 4 november 2004 "Over de ratificatie van het Kyoto-protocol bij het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering") voorziet ook in de geleidelijke vermindering van dergelijke emissies.
In 2011 namen op de VN-conferentie over klimaatverandering verschillende landen tegelijk het initiatief om een ​​verbod in te voeren op het gebruik van freon-23 en een regime van strikte controle van de consumptievolumes en een geleidelijke vermindering van de uitstoot van de belangrijkste freonen voor brandbestrijding (chladon-125, freon-227, enz.). Dergelijke maatregelen zijn essentieel, omdat het anders simpelweg onmogelijk is om het proces van opwarming van de aarde binnen de grenzen te houden die door wetenschappers zijn gedefinieerd als matig gevaarlijk voor het klimaat op aarde. De resultaten van deze initiatieven lieten niet lang op zich wachten: de landen van de Europese Unie besloten als eersten deze nieuwe milieuveiligheidsmaatregelen in te voeren. De relevante wijzigingen van de EU-wetgeving worden momenteel goedgekeurd. Andere leden van de internationale gemeenschap zijn de volgende in de rij, omdat het probleem van wereldwijde veranderingen in het klimaat van onze planeet alle landen gemeen hebben.

Wanneer Novec 1230 vrijkomt in de atmosfeer worden fluoroketonen gemakkelijk vernietigd in de bovenste lagen van de atmosfeer onder invloed van ultraviolette straling, het middel wordt binnen 5 dagen uit de omgeving verwijderd. Er is ook geen cumulatief effect dat inherent is aan freons, d.w.z. materie blijft geen decennia of zelfs eeuwen in de atmosfeer aanwezig.

Ter vergelijking: de productie van een gasbrandblusinstallatie (GFS) op basis van freon (348 kg freon 227) komt overeen met de uitstoot van 1.008.926 kg CO2 in de atmosfeer, wat vergelijkbaar is met de jaarlijkse CO2-uitstoot van 211 personenauto's . De output van een op fluoroketonen gebaseerde HPT-fabriek (401 kg Novec 1230) komt overeen met 401 kg CO2-uitstoot (0,07 voertuigen per jaar). Het kan ook worden vergeleken met de CO2-uitstoot van het leven van één koe gedurende één maand.

Dat is de reden waarom fluoroketon FK-5-1-12 (Novec 1230) zeer snel werd opgenomen in alle internationale en regionale normen voor het blussen van gasbranden, waardoor het een serieuze concurrent werd van de oude klasse van agenten - freonen, die veel vragen hebben verzameld , zowel van milieuactivisten als brandbeveiligingsspecialisten.

Waar kun je afspreken?

Sprekend over de lijst met objecten die door dergelijke installaties tegen brand kunnen worden beschermd, moet worden bedacht dat, volgens Russische en internationale certificaten, installaties met Novec 1230-brandblusmiddel branden van vaste brandbare materialen kunnen blussen, inclusief papieren archieven zonder toegang tot brandweerlieden, brandbare vloeistoffen en apparatuur onder spanning. Zo zijn bijna alle taken van bescherming van bijzonder waardevolle voorwerpen van de onderneming gedekt.

Novec 1230 installeren

De kwestie van de certificering van een middel voor het blussen van branden van klasse C (dwz brandbare gassen) wordt momenteel uitgewerkt - de laatste optie. Tegelijkertijd is het creëren van speciale voorwaarden voor de apparatuur niet vereist - de units kunnen worden gebruikt bij temperaturen van min 20°C tot plus 50°C. Dit zijn de eisen voor de voorwaarden voor de plaatsing van de cilinders zelf. In de ruimte waar de afgifte plaatsvindt, kan de temperatuur aanzienlijk afwijken van de gegeven waarden, zowel naar boven als naar beneden. Er zijn voorbeelden van het gebruik van systemen in faciliteiten in barre klimaten, waarbij de systeemmodules in een warmte-geïsoleerd compartiment worden geïnstalleerd.
Samenvattend kunnen we stellen dat de uiteindelijke keuze van een blusmiddel afhangt van de criteria die voor ieder van ons van belang zijn: efficiëntie en kosten, naleving van wettelijke en technische normen, veiligheid voor mens en milieu. Het waren deze criteria waar 3M-wetenschappers zich door lieten leiden bij het maken van Novec1230 fluoroketon.

De droom van elke programmeur :)

We hopen dat ons verhaal interessant en informatief was. We willen u graag kennis laten maken met een van de belangrijkste producten van het bedrijf op de Russische markt.
U kunt meer informatie vinden

Het is algemeen bekend dat water in vloeibare, vaste en gasvormige toestand kan voorkomen. Maar wist je dat water ook droog kan zijn, hoe paradoxaal het ook klinkt.

"Droog water" bestaat voor 95% uit water en bestaat uit minuscule druppeltjes water, die elk zijn ingesloten in een omhulsel van siliciumdioxide, dat voorkomt dat de watermoleculen zich verspreiden en verbinden. Qua uiterlijk lijkt "droog water" op een poeder. Als we kijken naar de chemische formule van droog water (CF3CF2C(O)CF(CF3)2), dan zien we dat er, in tegenstelling tot gewoon water, geen waterstof is en dus waterstofbruggen, wat betekent dat de interactie tussen de moleculen van dit water zijn veel zwakker. Andere verschillen tussen "droog water" zijn het vriespunt, dat gelijk is aan 108 ° C, het kookpunt, dat 49 ° C is, evenals het onvermogen om stroom te geleiden. In dergelijk water kan geen thee of koffie worden gezet; suiker en zout lossen er niet in op. Een van de overeenkomsten met gewoon water is de afwezigheid van kleur en geur.

"Droog water" werd uitgevonden in 1968, maar vond in die tijd geen praktische toepassing en werd jarenlang vergeten.

Ze herinnerden het zich pas in 2004, toen de ZM Corporation "droog water" verbeterde door er milieubelastend freon uit te verwijderen, en het registreerde onder het handelsmerk Novec 1230. Sindsdien wordt "droog water" gebruikt bij brandbestrijding en snel gewonnen populariteit, omdat het zijn voordelen ten opzichte van gewoon water liet zien. Dus zelfs als een brand snel wordt geblust met gewoon water, kunnen documenten, boeken, apparaten, meubels en andere dingen die de brand hebben overleefd, hopeloos worden beschadigd door dit water. Dit zal niet gebeuren met "droog water", want bij het blussen van een brand verandert het in stoom, die zich op objecten vestigt en na enkele seconden verdwijnt zonder ze schade te berokkenen. De presentatoren van één programma voerden zelfs een visueel experiment uit, waarbij ze een mobiele telefoon en een vel papier in een bak met "droog water" dompelden, terwijl de telefoon goed bleef werken en het papier niet eens nat werd. Dergelijke eigenschappen van "droog water" werden vooral gewaardeerd door medewerkers van musea en bibliotheken, evenals door eigenaren van bedrijven met een grote hoeveelheid hoogspanningsapparatuur.

"Droog water" dooft het vuur zelfs op een andere manier, interfereert met de verbrandingsreactie en absorbeert warmte, terwijl gewoon water de temperatuur in de ontstekingsbron verlaagt en, verdampend, de toegang van zuurstof tot de vlam blokkeert. Bovendien gaat Novec 1230 snel in een gasvormige toestand, zelfs bij lage temperaturen, wanneer het vuur net is begonnen.

Bovendien is een ander voordeel van "droog water" bij het blussen van een brand het feit dat wanneer het wordt gebruikt, de zuurstofconcentratie in de kamer niet afneemt, waardoor de tijd voor evacuatie van mensen toeneemt.

Eenmaal in de atmosfeer vervalt Novec 1230 onder invloed van ultraviolet in 3-5 dagen, zonder schade aan de ozonlaag van de aarde te veroorzaken. Voor een persoon is "droog water" ook veilig, maar je moet het nog steeds niet drinken.

"Droog water" kan echter niet alleen bij brandbestrijding worden gebruikt. In 2006 ontdekten experts van de Universiteit van Liverpool bij het bestuderen van de eigenschappen van deze stof dat "droog water" een grote dienst kan zijn voor onze planeet. Het is een feit dat het in staat is om actief kooldioxide te absorberen, een broeikasgas dat bijdraagt ​​aan de vernietiging van de ozonlaag en, als gevolg daarvan, de opwarming van de aarde. Experimenten hebben aangetoond dat in dezelfde periode "droog water" drie keer meer koolstofdioxide opneemt dan gewoon water. Dit alles maakt het mogelijk om de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer aanzienlijk te verminderen.

Er zijn suggesties dat vanwege zijn vermogen om gassen te absorberen, "droog water" ook kan helpen bij de winning van bevroren methaan op de bodem van de oceanen, evenals andere moeilijk bereikbare gassen.

Er wordt ook gezocht naar een manier om de opslag van brandstof voor auto's op waterstof veilig te stellen.

Bovendien zei een van de specialisten van de Universiteit van Liverpool, Dr. Ben Carter, op de 240e Nationale Vergadering van de American Chemical Society in Boston dat, onder andere, "droog water" een katalysator is die de reactie tussen waterstof en maleïnezuur, wat resulteert in de vorming van barnsteenzuur dat veel wordt gebruikt bij de vervaardiging van consumptiegoederen. Dit elimineert de noodzaak om de waterstof en het barnsteenzuur te roeren, waardoor het proces energiezuiniger en milieuvriendelijker wordt.

Daarnaast kan deze technologie worden gebruikt om "droge" poederemulsies te maken die bestaan ​​uit meerdere vloeistoffen die niet met elkaar vermengen, zoals water en olie. Deze emulsies helpen de opslag en het transport van potentieel gevaarlijke vloeistoffen veiliger te maken.

Referentie:
Fluoroketonen zijn synthetische organische stoffen in het molecuul waarvan alle waterstofatomen zijn vervangen door fluoratomen die stevig vastzitten aan het koolstofrooster. Dergelijke eigenschappen maken de stof inert in interactie met andere moleculen en een remmer van thermische reacties. Talrijke laboratoriumstudies en tests hebben aangetoond dat fluoroketonen effectieve brandblusmiddelen zijn met een positief milieu- en toxicologisch profiel. Het is een kleurloze transparante vloeistof met een lichte geur, die 1,6 keer zwaarder is dan water. Het is een effectief diëlektricum met een elektrische permittiviteit van 2,3, dus elektronische apparaten die zelfs in "droog water" zijn ondergedompeld, blijven werken. Aangezien het kookpunt van deze stof bij een druk van 1 atm. is 49,2°C, het verdampt onmiddellijk en laat geen plak achter op de wanden van de apparatuur.

Dit is wat ZM zegt:

Het is bekend dat de gevolgen van het blussen van een brand vaak even groot zijn als de impact van de brand zelf. Water, poederblusapparatuur, documentatie, kunstwerken en al het waardevolle dat zich in de kamer bevindt; gassen - inergeen, freon, koolstofdioxide hebben niet zoveel invloed op de materiële waarden, maar ze zijn dodelijk voor mensen in de beschermde ruimte, daarom vereisen ze hun onmiddellijke evacuatie.

In de zoektocht naar een combinatie van parameters van efficiëntie en veiligheid van blusmiddelen in de afgelopen decennia, zijn verschillende generaties van hen veranderd van kooldioxide en inerte gassen naar freonen. De meeste van hen hebben echter ernstige beperkingen in hun toepassing. Zoals ik eerder al zei, zijn kooldioxidesystemen dodelijk voor de mens, en freonen van de eerste generatie zijn wereldwijd verboden vanwege de enorme negatieve impact op de atmosfeer. En dat is een belangrijke factor, want de opwarming van de aarde gaat in een recordtempo. Zo smolt de gletsjer op de Kilimanjaro, die volgens wetenschappers in 2015 had moeten zijn gesmolten, al in 2005.

Zich bewust van de tekortkomingen van bestaande middelen voor het blussen van gasvormige brand, heeft het 3M-team van wetenschappers freonen niet aangepast, maar hun inspanningen in een geheel nieuwe richting gericht. Er werd besloten om gebruik te maken van een van de belangrijkste technologieplatforms van 3M, Perfluorinated Organic Chemistry. Overigens stelt deze technologie het bedrijf in staat om succes te behalen op het gebied van ultrafijne reiniging van verschillende onderdelen, het aanbrengen van beschermende coatings op glas, metalen en kunststoffen, evenals het koelen van elektronische apparaten.
Een onderzoeksperiode van 10 jaar werd met echt succes bekroond - een nieuwe klasse van gasvormige brandblusmiddelen, gefluoreerde ketonen, werd gecreëerd en in de internationale praktijk geïntroduceerd. Talrijke testproeven uitgevoerd door 's werelds toonaangevende organisaties die gespecialiseerd zijn op het gebied van brandveiligheid zorgden voor verbazing bij experts: fluoroketonen bleken niet alleen uitstekende brandblusmiddelen (met een efficiëntie vergelijkbaar met freonen), maar toonden tegelijkertijd een zeer positieve milieu- en toxicologisch profiel.

Wat saaie chemie

Fluorketonen dus. Dit zijn synthetische organische stoffen in het molecuul waarvan alle waterstofatomen zijn vervangen door fluoratomen die stevig aan het koolstofskelet zijn gebonden. Dergelijke veranderingen maken de stof inert in termen van interactie met andere moleculen. Waarom "droog" water?
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketon) is een kleurloze transparante vloeistof met een lichte geur, die 1,6 keer zwaarder is dan water en, belangrijker nog, geen elektriciteit geleidt. De diëlektrische constante is 2,3 (droge stikstof wordt standaard als eenheid genomen).

De innovatieve eigenschappen van dit brandblusmiddel worden verklaard door de structuur van het zes-koolstofmolecuul, dat zwakke bindingen heeft. Ze zorgen ervoor dat Novec 1230 snel van vloeibare naar gasvormige toestand kan veranderen en de thermische energie van het vuur actief kan absorberen. Brandbestrijding wordt uitgevoerd vanwege het verkoelende effect (70%). Een vlamremmende chemische reactie (30%) treedt ook op. Tegelijkertijd neemt de zuurstofconcentratie in de ruimte niet af (wat belangrijk is om de evacuatietijd van mensen uit de ruimte te verlengen). De stof verdampt onmiddellijk zonder chemische reacties aan te gaan, waardoor materialen en dure apparatuur niet worden beschadigd, en de diëlektrische eigenschappen voorkomen kortsluiting.

Hoe het werkt?

Een andere belangrijke eigenschap van fluoroketonen is de extreem lage oplosbaarheid in water, waardoor de stof niet door celmembranen in het lichaam kan gaan, d.w.z. biedt hun lage toxiciteit en hoge warmtecapaciteit van dampen, wat leidt tot actieve koeling van de vlam en het doven ervan. En dit betekent dat mensen die in de kamer zijn op het moment dat het systeem wordt geactiveerd, geen gevaar lopen. Het brandblussysteem op basis van Novec 1230 is uitgerust met de Flight Control Centers van de luchthavens van Vnukovo en Koltsovo, coördinatoren kunnen hun werk doen wanneer het systeem wordt geactiveerd zonder hun leven in gevaar te brengen.

Hoe beïnvloedt het een persoon?

Afzonderlijk zal ik stilstaan ​​​​bij een indicator als de mate van veiligheid van een brandblusmiddel voor mensen. Het wordt bepaald door het verschil tussen de werkconcentratie en de maximaal toelaatbare concentratie. In de wereldpraktijk wordt een parameter genaamd NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) gebruikt - concentratie die geen schadelijke effecten veroorzaakt. Het bepaalt de drempelconcentratie van stoffen voor cardiosensibiliserende en cardiotoxische effecten op het lichaam. Soms wordt dit verschil een veiligheidsmarge genoemd, die onnauwkeurigheden compenseert in de berekening van de hoeveelheid gasmiddel in het systeem, ongelijke verdeling over het volume van de kamer, het gebruik van vermenigvuldigingsfactoren voor de berekende concentratie en andere factoren. De negatieve waarde van deze parameter geeft het gevaar aan van het middel in de werkconcentratie nadat het systeem is geactiveerd.

Dus systemen die "inerte" gassen gebruiken (die de verbranding niet ondersteunen) gebruiken het principe van het blussen van een brand door de zuurstof in de lucht te verdunnen tot waarden die aanzienlijk lager zijn dan in normale lucht (12-13% versus 21% in gewone lucht). Dit leidt tot verstikkingsgevaar voor mensen in de ruimte, hoewel dergelijke gassen geen toxische werking hebben. Los daarvan moet gezegd worden over kooldioxide, waarvoor werkconcentraties altijd dodelijk zijn voor de mens. Dit komt door het fysiologische effect op het lichaam bij concentraties boven de 5% (ter vergelijking, de standaard blusconcentratie voor CO2 is 35%).

Chemische middelen verminderen de zuurstofconcentratie in de ruimte niet. De beslissende veiligheidsfactor voor het personeel is voor hen dan ook de eerder besproken veiligheidsfactor. Voor panden waar vanwege operationele noodzaak mensen, al is het maar voor korte tijd, agenten met een maximale veiligheidsmarge moeten worden gekozen.

Amerikaanse wetenschappers hebben een stof gemaakt die eruitziet als water, stroomt als water en vuur snel dooft als water. De stof is echter volledig droog en maakt de oppervlakken niet nat. De nieuwe vloeistof wordt gebruikt in brandblusinstallaties.

Op 13 april 2004 demonstreerde het in Florida gevestigde Tyco Fire & Security de mogelijkheden van een "droog water" brandblussysteem.

Het nieuwe brandblussysteem draagt ​​het merk ANSUL Sapphire (ANSUL is de lijn van brandbestrijdingsapparatuur van het bedrijf).

Van zijn kenmerken moet de gevoeligheid worden opgemerkt - het systeem begint het vuur te doven wanneer de verbrandingsreactie net is begonnen en er is eigenlijk nog geen vlam.

Deze vloeistof heeft alle brandbestrijdende eigenschappen van water, en doordat het op het vuur wordt gegoten (spat) wordt het ook effectief (zo niet beter dan "nat water") de vlam onderdrukt.

Maar in tegenstelling tot echt water, beschadigt het nieuwe "water" geen elektronica, kunstwerken, meubels en dergelijke, omdat het eigenlijk een droge stof is.

Om precies te zijn, tijdens het spuiten verandert een nieuwe substantie in damp, en in de vorm van een vloeistof wacht het in de vleugels in de cilinders van een automatisch brandbestrijdingssysteem, waar het onder druk wordt opgeslagen.

Nieuwe brandblussystemen kunnen vlammen onderdrukken zonder boeken, schilderijen en elektronica te beschadigen (foto van 3m.com).

Tegelijkertijd neemt het nieuwe systeem aanzienlijk minder ruimte in beslag dan concurrerende brandbestrijdingssystemen met cilinders gevuld met inerte gassen.

In een recente demonstratie op Good Morning America werden boeken en elektronische apparaten ondergedompeld in een kom met deze vloeistof.

Nadat de objecten eruit waren gehaald, verdampte de vloeistof er in een seconde uit, waardoor er absoluut geen sporen achterbleven en zonder enige verandering in de structuur van bijvoorbeeld papier.

In de kolf zit een heldere vloeistof die eruitziet als water, kabbelend als water. Wanneer ze het op de vlam beginnen te gieten, zal het vuur snel uitgaan, hoewel we de straal zelf nauwelijks zullen opmerken (foto van 3m.com).

Volgens Amerikaanse uitvinders is dit de ideale oplossing voor ingebouwde brandbeveiligingssystemen voor ziekenhuizen, musea, bibliotheken, telecommunicatiecentra en datacenters.

Interessant is dat de nieuwe vloeistof chemisch interfereert met de verbrandingsreactie en deze onderdrukt, terwijl het water eenvoudig de ontstekingsbron afkoelt en door verdamping de toegang van zuurstof tot het vuur blokkeert.

Het is interessant om de fysische eigenschappen van water en 3M Novec 1230 te vergelijken. Hun kookpunten zijn respectievelijk 100 en 49 graden Celsius.

De vriestemperatuur is nul en min 108 graden. Verzadigde dampdruk bij 25 graden Celsius is respectievelijk 3,2 en 40,4 kilopascal voor water en "droog water".

Nieuwe brandblussystemen hebben de hoogste verhouding tussen prestatie (“beschermd” gebied) en ruimte die door het systeem wordt ingenomen (foto van tycofireandsecurity.com).

De verdampingswarmte is 2442 kilojoule per kilogram voor water en slechts 95 voor de nieuwe stof.

Het geheim is dat het geen waterstofatomen bevat en daarom geen chemische waterstofbindingen heeft.

De interactie tussen de moleculen van de nieuwe vloeistof is veel zwakker dan tussen watermoleculen, die in het laatste geval juist bepaald wordt door waterstofbruggen.

Een relatief nieuwe stof, in 2011 ontwikkeld door ZM, heeft unieke technische en operationele kenmerken. De officiële naam is Novec 1230, maar in de wereld staat het bekend als "droog water".

De afwezigheid van waterstof in de structuur van het gefluoreerde ketonmolecuul gaf de stof speciale eigenschappen die met succes worden gebruikt om branden te elimineren:

• Geen elektrische geleidbaarheid;
• Kookpunt +49°С;
• Stoffen en materialen worden niet nat.

Verkregen op basis van fijne verneveling. Bij de overgang naar een gasvormige toestand verlaagt Novec 1230 de temperatuur in de kamer snel tot onder het verbrandingspunt. Tegelijkertijd wordt er geen schade veroorzaakt aan mensen, apparatuur die is aangesloten op elektriciteit of materiële waarden.

De stof is absoluut veilig voor de menselijke gezondheid en milieuvriendelijk. Maar ondanks de algemene naam - "droog water", is het beter om het niet binnen te gebruiken.

Meer informatie over de eigenschappen van droog water is te zien in de presentatievideo van het bedrijf van de fabrikant:

Toepassingsgebied

In het Westen heeft droog water de grootste distributie gekregen in automatische brandblussystemen die zijn geïnstalleerd in kamers met kwetsbare artistieke waarden: musea, kunstgalerijen; bibliotheken en archieven. Het wordt aanbevolen om Novec 1230 te gebruiken in datacenters, laboratoria die werken met vloeibare brandbare stoffen en zijn uitgerust met kwetsbare elektronische apparatuur. Het bewijs dat brandbestrijding met droog water effectief en veilig is, is de opheffing van alle beperkingen op het gebruik ervan in de Verenigde Staten en het gebruik van droog water in vliegtuigen en gepantserde voertuigen.

Momenteel zijn de meest voorkomende stoffen van dit type 3M™ Novec™ 1230 en Fluoroketon C-6. Beide stoffen hebben bijna identieke prestatie-indicatoren en zijn van het freon-type.

Het blusmiddel is gecertificeerd voor gebruik bij het blussen van branden van de categorieën A en B. Er worden studies uitgevoerd om de goedkeuring voor het blussen van brandbare gassen te bevestigen - klasse C.

Het blussen met droog water gebeurt volgens het principe van temperatuurverlaging (70% van het effect van de stof) en het remmen van de chemische reactie van het verbrandingsproces (30% van het bluseffect).

Voordelen:

Hoog rendement - de ontstekingsbron wordt, vanwege het hoge verdampingsniveau, gedurende 10-15 seconden geneutraliseerd;

Menselijke veiligheid bevestigd door klinische proeven. Het toestel kan aangezet worden als er nog mensen in de kamer zijn.

Gebruiksgemak - droog water kan worden gebruikt als brandblusmiddel in reeds geïnstalleerde apparatuur met minimale upgrades. Bovendien zal schade aan droogwatercilinders en zelfs het morsen ervan geen onaangename gevolgen hebben. "Water" verdampt gewoon en laat geen spoor achter.

Milieuveiligheid - het verval van de stof vindt plaats in 3-5 dagen, zonder de ozonlaag te beschadigen.

Brandblussysteem apparaat:

Het droogwater blussysteem bestaat uit:

U kunt meer te weten komen over de elementen van het systeem, hun plaatsing en het werkingsprincipe in de inleidende video van het bedrijf van de fabrikant:

Gezien het hoge rendement van droog water (blussen van klasse A duurt slechts 10 seconden), zijn de afmetingen van de installatie die nodig is om de ruimte te regelen veel compacter en is het aantal cilinders veel kleiner. Daarnaast worden er veel lagere technische eisen gesteld aan de pijpleiding. De werkdruk is slechts 25 bar, in plaats van de benodigde 250 - 300 bar voor het gassysteem. Dit vereenvoudigt en verlaagt de kosten van zowel installatie als verder onderhoud aanzienlijk.

24 juni 2016

Het is algemeen bekend dat water in vloeibare, vaste en gasvormige toestand kan voorkomen. Maar wist je dat water ook droog kan zijn, hoe paradoxaal het ook klinkt.

"Droog water" bestaat voor 95% uit water en bestaat uit minuscule druppeltjes water, die elk zijn ingesloten in een omhulsel van siliciumdioxide, dat voorkomt dat de watermoleculen zich verspreiden en verbinden. Qua uiterlijk lijkt "droog water" op een poeder. Als we kijken naar de chemische formule van droog water (CF3CF2C(O)CF(CF3)2), dan zien we dat er, in tegenstelling tot gewoon water, geen waterstof is en dus waterstofbruggen, wat betekent dat de interactie tussen de moleculen van dit water zijn veel zwakker. Andere verschillen tussen "droog water" zijn het vriespunt, dat -108°C is, het kookpunt, dat 49°C is, en het onvermogen om elektriciteit te geleiden. In dergelijk water kan geen thee of koffie worden gezet; suiker en zout lossen er niet in op. Een van de overeenkomsten met gewoon water is de afwezigheid van kleur en geur.

"Droog water" werd uitgevonden in 1968, maar vond in die tijd geen praktische toepassing en werd jarenlang vergeten.

Ze herinnerden het zich pas in 2004, toen de ZM Corporation "droog water" verbeterde door er milieubelastend freon uit te verwijderen, en het registreerde onder het handelsmerk Novec 1230. Sindsdien wordt "droog water" gebruikt bij brandbestrijding en snel gewonnen populariteit, omdat het zijn voordelen ten opzichte van gewoon water liet zien. Dus zelfs als een brand snel wordt geblust met gewoon water, kunnen documenten, boeken, apparaten, meubels en andere dingen die de brand hebben overleefd, hopeloos worden beschadigd door dit water. Dit zal niet gebeuren met "droog water", want bij het blussen van een brand verandert het in stoom, die zich op objecten vestigt en na enkele seconden verdwijnt zonder ze schade te berokkenen. De presentatoren van één programma voerden zelfs een visueel experiment uit, waarbij ze een mobiele telefoon en een vel papier in een bak met "droog water" dompelden, terwijl de telefoon goed bleef werken en het papier niet eens nat werd. Dergelijke eigenschappen van "droog water" werden vooral gewaardeerd door medewerkers van musea en bibliotheken, evenals door eigenaren van bedrijven met een grote hoeveelheid hoogspanningsapparatuur.

"Droog water" dooft het vuur zelfs op een andere manier, interfereert met de verbrandingsreactie en absorbeert warmte, terwijl gewoon water de temperatuur in de ontstekingsbron verlaagt en, verdampend, de toegang van zuurstof tot de vlam blokkeert. Bovendien gaat Novec 1230 snel in een gasvormige toestand, zelfs bij lage temperaturen, wanneer het vuur net is begonnen.

Bovendien is een ander voordeel van "droog water" bij het blussen van een brand het feit dat wanneer het wordt gebruikt, de zuurstofconcentratie in de kamer niet afneemt, waardoor de tijd voor evacuatie van mensen toeneemt.

Eenmaal in de atmosfeer vervalt Novec 1230 onder invloed van ultraviolet in 3-5 dagen, zonder schade aan de ozonlaag van de aarde te veroorzaken. Voor een persoon is "droog water" ook veilig, maar je moet het nog steeds niet drinken.

"Droog water" kan echter niet alleen bij brandbestrijding worden gebruikt. In 2006 ontdekten experts van de Universiteit van Liverpool bij het bestuderen van de eigenschappen van deze stof dat "droog water" een grote dienst kan zijn voor onze planeet. Het is een feit dat het in staat is om actief kooldioxide te absorberen, een broeikasgas dat bijdraagt ​​aan de vernietiging van de ozonlaag en, als gevolg daarvan, de opwarming van de aarde. Experimenten hebben aangetoond dat in dezelfde periode "droog water" drie keer meer koolstofdioxide opneemt dan gewoon water. Dit alles maakt het mogelijk om de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer aanzienlijk te verminderen.

Er zijn suggesties dat vanwege zijn vermogen om gassen te absorberen, "droog water" ook kan helpen bij de winning van bevroren methaan op de bodem van de oceanen, evenals andere moeilijk bereikbare gassen.

Er wordt ook gezocht naar een manier om de opslag van brandstof voor auto's op waterstof veilig te stellen.

Bovendien zei een van de specialisten van de Universiteit van Liverpool, Dr. Ben Carter, op de 240e Nationale Vergadering van de American Chemical Society in Boston dat, onder andere, "droog water" een katalysator is die de reactie tussen waterstof en maleïnezuur, wat resulteert in de vorming van barnsteenzuur dat veel wordt gebruikt bij de vervaardiging van consumptiegoederen. Dit elimineert de noodzaak om de waterstof en het barnsteenzuur te roeren, waardoor het proces energiezuiniger en milieuvriendelijker wordt.

Daarnaast kan deze technologie worden gebruikt om "droge" poederemulsies te maken die bestaan ​​uit meerdere vloeistoffen die niet met elkaar vermengen, zoals water en olie. Deze emulsies helpen de opslag en het transport van potentieel gevaarlijke vloeistoffen veiliger te maken.

Referentie:
Fluoroketonen zijn synthetische organische stoffen in het molecuul waarvan alle waterstofatomen zijn vervangen door fluoratomen die stevig vastzitten aan het koolstofrooster. Dergelijke eigenschappen maken de stof inert in interactie met andere moleculen en een remmer van thermische reacties. Talrijke laboratoriumstudies en tests hebben aangetoond dat fluoroketonen effectieve brandblusmiddelen zijn met een positief milieu- en toxicologisch profiel. Het is een kleurloze transparante vloeistof met een lichte geur, die 1,6 keer zwaarder is dan water. Het is een effectief diëlektricum met een elektrische permittiviteit van 2,3, dus elektronische apparaten die zelfs in "droog water" zijn ondergedompeld, blijven werken. Aangezien het kookpunt van deze stof bij een druk van 1 atm. is 49,2°C, het verdampt onmiddellijk en laat geen plak achter op de wanden van de apparatuur.

Dit is wat ZM zegt:

Het is bekend dat de gevolgen van het blussen van een brand vaak even groot zijn als de impact van de brand zelf. Water, poederblusapparatuur, documentatie, kunstwerken en al het waardevolle dat zich in de kamer bevindt; gassen - inergeen, freon, koolstofdioxide hebben niet zoveel invloed op de materiële waarden, maar ze zijn dodelijk voor mensen in de beschermde ruimte, daarom vereisen ze hun onmiddellijke evacuatie.

In de zoektocht naar een combinatie van parameters van efficiëntie en veiligheid van blusmiddelen in de afgelopen decennia, zijn verschillende generaties van hen veranderd van kooldioxide en inerte gassen naar freonen. De meeste van hen hebben echter ernstige beperkingen in hun toepassing. Zoals ik eerder al zei, zijn kooldioxidesystemen dodelijk voor de mens, en freonen van de eerste generatie zijn wereldwijd verboden vanwege de enorme negatieve impact op de atmosfeer. En dat is een belangrijke factor, want de opwarming van de aarde gaat in een recordtempo. Zo smolt de gletsjer op de Kilimanjaro, die volgens wetenschappers in 2015 had moeten zijn gesmolten, al in 2005.

Zich bewust van de tekortkomingen van bestaande middelen voor het blussen van gasvormige brand, heeft het 3M-team van wetenschappers freonen niet aangepast, maar hun inspanningen in een geheel nieuwe richting gericht. Er werd besloten om gebruik te maken van een van de belangrijkste technologieplatforms van 3M, Perfluorinated Organic Chemistry. Overigens stelt deze technologie het bedrijf in staat om succes te behalen op het gebied van ultrafijne reiniging van verschillende onderdelen, het aanbrengen van beschermende coatings op glas, metalen en kunststoffen, evenals het koelen van elektronische apparaten.
Een onderzoeksperiode van 10 jaar werd met echt succes bekroond - een nieuwe klasse van gasvormige brandblusmiddelen, gefluoreerde ketonen, werd gecreëerd en in de internationale praktijk geïntroduceerd. Talrijke testproeven uitgevoerd door 's werelds toonaangevende organisaties die gespecialiseerd zijn op het gebied van brandveiligheid zorgden voor verbazing bij experts: fluoroketonen bleken niet alleen uitstekende brandblusmiddelen (met een efficiëntie vergelijkbaar met freonen), maar toonden tegelijkertijd een zeer positieve milieu- en toxicologisch profiel.

Wat saaie chemie

Fluorketonen dus. Dit zijn synthetische organische stoffen in het molecuul waarvan alle waterstofatomen zijn vervangen door fluoratomen die stevig aan het koolstofskelet zijn gebonden. Dergelijke veranderingen maken de stof inert in termen van interactie met andere moleculen. Waarom "droog" water?
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketon) is een kleurloze transparante vloeistof met een lichte geur, die 1,6 keer zwaarder is dan water en, belangrijker nog, geen elektriciteit geleidt. De diëlektrische constante is 2,3 (droge stikstof wordt standaard als eenheid genomen).

De innovatieve eigenschappen van dit brandblusmiddel worden verklaard door de structuur van het zes-koolstofmolecuul, dat zwakke bindingen heeft. Ze zorgen ervoor dat Novec 1230 snel van vloeibare naar gasvormige toestand kan veranderen en de thermische energie van het vuur actief kan absorberen. Brandbestrijding wordt uitgevoerd vanwege het verkoelende effect (70%). Een vlamremmende chemische reactie (30%) treedt ook op. Tegelijkertijd neemt de zuurstofconcentratie in de ruimte niet af (wat belangrijk is om de evacuatietijd van mensen uit de ruimte te verlengen). De stof verdampt onmiddellijk zonder chemische reacties aan te gaan, waardoor materialen en dure apparatuur niet worden beschadigd, en de diëlektrische eigenschappen voorkomen kortsluiting.

Hoe het werkt?

Een andere belangrijke eigenschap van fluoroketonen is de extreem lage oplosbaarheid in water, waardoor de stof niet door celmembranen in het lichaam kan gaan, d.w.z. biedt hun lage toxiciteit en hoge warmtecapaciteit van dampen, wat leidt tot actieve koeling van de vlam en het doven ervan. En dit betekent dat mensen die in de kamer zijn op het moment dat het systeem wordt geactiveerd, geen gevaar lopen. Het brandblussysteem op basis van Novec 1230 is uitgerust met de Flight Control Centers van de luchthavens van Vnukovo en Koltsovo, coördinatoren kunnen hun werk doen wanneer het systeem wordt geactiveerd zonder hun leven in gevaar te brengen.

Hoe beïnvloedt het een persoon?

Afzonderlijk zal ik stilstaan ​​​​bij een indicator als de mate van veiligheid van een brandblusmiddel voor mensen. Het wordt bepaald door het verschil tussen de werkconcentratie en de maximaal toelaatbare concentratie. In de wereldpraktijk wordt een parameter genaamd NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) gebruikt - concentratie die geen schadelijke effecten veroorzaakt. Het bepaalt de drempelconcentratie van stoffen voor cardiosensibiliserende en cardiotoxische effecten op het lichaam. Soms wordt dit verschil een veiligheidsmarge genoemd, die onnauwkeurigheden compenseert in de berekening van de hoeveelheid gasmiddel in het systeem, ongelijke verdeling over het volume van de kamer, het gebruik van vermenigvuldigingsfactoren voor de berekende concentratie en andere factoren. De negatieve waarde van deze parameter geeft het gevaar aan van het middel in de werkconcentratie nadat het systeem is geactiveerd.

Dus systemen die "inerte" gassen gebruiken (die de verbranding niet ondersteunen) gebruiken het principe van het blussen van een brand door de zuurstof in de lucht te verdunnen tot waarden die aanzienlijk lager zijn dan in normale lucht (12-13% versus 21% in gewone lucht). Dit leidt tot verstikkingsgevaar voor mensen in de ruimte, hoewel dergelijke gassen geen toxische werking hebben. Los daarvan moet gezegd worden over kooldioxide, waarvoor werkconcentraties altijd dodelijk zijn voor de mens. Dit komt door het fysiologische effect op het lichaam bij concentraties boven de 5% (ter vergelijking, de standaard blusconcentratie voor CO2 is 35%).

Chemische middelen verminderen de zuurstofconcentratie in de ruimte niet. De beslissende veiligheidsfactor voor het personeel is voor hen dan ook de eerder besproken veiligheidsfactor. Voor panden waar vanwege operationele noodzaak mensen, al is het maar voor korte tijd, agenten met een maximale veiligheidsmarge moeten worden gekozen.

bronnen