المتحف غير محترق. ما هي المواد التي يطلق عليها الماء الجاف تصميم نظام إطفاء الحريق؟

إذا كنت مهتمًا بالتكنولوجيا وترغب في مشاهدة البرامج التلفزيونية التعليمية، فمن المحتمل أنك سمعت عن مادة مثل الماء الجاف. ومع ذلك، يشير هذا المصطلح إلى المواد التي تختلف تمامًا في التركيب الكيميائي. الأول هو سائل Novec 1230، الذي اخترعته شركة 3M. والثاني مسحوق أبيض، وهو عبارة عن جزيئات ماء في غلاف من السيليكون. وسوف نقوم بوصف هذه المواد وشرح استخداماتها.

تم اختراع سائل يسمى Novec 1230 من قبل شركة 3M الأمريكية في عام 2004. المادة ليس لها لون ولا رائحة، لذلك فهي تشبه الماء إلى حد كبير، ولكنها تختلف عنه في خصائص مثيرة للاهتمام:

• هو عازل، أي أنه لا يوصل التيار الكهربائي؛
• يذوب عند درجة حرارة 108 درجة مئوية، ويغلي عند 49 درجة مئوية؛
• يبلل الأسطح بشكل ضعيف جدًا.
• ليس مذيبا.

يتم تفسير هذه الخصائص من خلال التركيب الكيميائي للمادة. صيغة الماء الجاف: CF3CF2C(O)CF(CF3)2. وكما نرى، فهو يفتقر إلى ذرات الهيدروجين والروابط الهيدروجينية.

أثناء عرض الاختراع، تم وضع أوراق من الورق في السائل، والتي لم تتبلل، ولم يتم تلطيخ الحبر عليها. كما تم إنزال هاتف ذكي في الماء، الأمر الذي لم يؤثر على أدائه بأي شكل من الأشكال. ومن المثير للاهتمام أنه لا شيء عمليًا يذوب في Novec 1230، لذلك لا تحاول حتى تحضير الشاي بهذه المادة.

تطبيق نوفمبر 1230

أراد الكثيرون، بعد أن تعلموا عن خصائص المياه المعجزة، شراء هذه المادة لإظهار الحيل المختلفة للأصدقاء. ومع ذلك، تم اختراع Novec 1230 لغرض أكثر خطورة وهو إطفاء الحرائق. لماذا لا يمكنك الحصول على الماء العادي؟

تخيل حدوث حريق في مكتب يوجد به العديد من أجهزة الكمبيوتر والمستندات المهمة. إذا قمت بإطفاء النار بالماء أو الرغوة، فسوف تتحول المستندات إلى كومة من الورق المبلل، وسوف تتوقف المعدات عن العمل ببساطة. بالإضافة إلى ذلك، سوف يتضرر الأثاث. إذا كنت تستخدم الماء الجاف، فسيتم إطفاء الحريق، وستظل الوثائق آمنة وسليمة (إذا لم يكن لديها وقت للحرق).

يمتلك Novec 1230 مجموعة من الخصائص المفيدة عند إطفاء الحريق:

• امتصاص الحرارة وتأثير التبريد.
• القدرة على تثبيط اللهب.
• لا يغير تركيز الأكسجين في الغرفة. وهذا يساعد على زيادة الوقت الذي يستغرقه إجلاء الناس.

تُستخدم أنظمة إطفاء الحرائق بالمياه الجافة غالبًا في المتاحف ودور المحفوظات والمكتبات. كما يتم أيضًا تركيب الأنظمة المزودة بـ Novec 1230 في محطات التلفزيون ومنشآت الإنتاج الكبيرة وغيرها من الأماكن التي يوجد بها الكثير من المعدات باهظة الثمن. ومن المثير للاهتمام أن الماء الجاف لا يضر بالإلكترونيات فحسب، بل يستخدم أيضًا كوسيلة آمنة لتبريدها. للقيام بذلك، يتم غمر الأجهزة المحمومة بالكامل في المادة.

هل من الممكن صنع الماء الجاف في المنزل؟

يهتم الكثير من الناس بكيفية صنع الماء الجاف في المنزل. الجواب ليس بأي حال من الأحوال! يتطلب تركيب المادة المعجزة تحضيرًا ومعدات خاصة. ومع ذلك، يمكن شراء Novec 1230 من المتاجر الخاصة التي تبيع أنظمة السلامة من الحرائق. هذه المتعة ليست رخيصة، لذلك لا يستطيع الجميع تحملها.

الماء في قذيفة السيليكون

الماء الجاف هو أيضًا الاسم الذي أطلق على اختراع مثير للاهتمام للكيميائيين في عام 1968 - وهو مادة حبيبية دقيقة تشبه الرمل. وكل بلورة من هذه الرمال عبارة عن قطرة ماء ملفوفة في غلاف من السيليكون. وبفضل السيليكون، لا تتفاعل الجزيئات مع بعضها البعض ولا تلتصق ببعضها البعض، لذلك لا يتحول الماء إلى حالة سائلة ويبقى "جافا".

والمثير للدهشة أن عملية إنتاج هذه المواد بسيطة للغاية ولا تستغرق وقتًا طويلاً. يتم خلط السيليكون والماء لمدة 90 ثانية بسرعة عالية جدًا - ويصبح الماء الجاف جاهزًا. ومع ذلك، من المستحيل تكرار مثل هذه التجربة في المنزل، لأنه على الأرجح لن يكون لديك جهاز قادر على خلط المواد بسرعة كافية.

نطاق التطبيق

في البداية، تم استخدام الماء الجاف في صناعة مستحضرات التجميل. اليوم تستخدم هذه المادة في العديد من مجالات الحياة. لاحظ العلماء أن الماء الجاف يمكنه احتجاز كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون والاحتفاظ بها. وكما تعلمون فإن هذا الغاز هو من الغازات الدفيئة وهو أحد أسباب ظاهرة الاحتباس الحراري. ولذلك، بدأ استخدام المياه الجافة لمنع ظاهرة الاحتباس الحراري وحماية البيئة.

كما أن الماء الموجود في غلاف السيليكون قادر على التفاعل مع الغازات وتكوين الهيدرات. في حالة الترطيب، تتوقف المواد السامة عن كونها خطرة على البشر. بدأ استخدام خاصية الماء الجاف لتخزين ونقل الغازات الخطرة مثل الميثان والإيثيلين وغيرها.

مساء الخير، عزيزي مستخدمي الهبرة! هل سمعت عن 3M؟

نحن شركة تحب التكنولوجيا والابتكار. نعتقد أننا مثلك في هذا. لقد اخترعنا أشياء تستخدمها كل يوم، ولكن ربما لا تعلم عنها! ولذلك، فإننا نفتح سلسلة صغيرة من المقالات المخصصة لمنتجات وتقنيات 3M.

مقالتنا الأولى تتعلق بعامل الإطفاء بالغاز Novec 1230 وتاريخه وتطبيقاته.
قصة مباشرة من موظف.

هل يمكن أن يكون الماء جافًا؟ أو ما هو مكافحة الحرائق الآمنة؟

اليوم، أصبحت كلمة "الابتكار" راسخة في حياتنا؛ وأصبحت تُستخدم كثيرًا بحيث يبدو أنها فقدت معناها الأصلي. أنا أعمل في شركة 3M كجزء من فريق تكنولوجيا الإلكترونيات، وفي كل يوم أتمكن من رؤية العالم المذهل لاختراعات شركة 3M، والتي ربما تعرف بعضها بالفعل - ورق الصنفرة، والشريط اللاصق، والملاحظات اللاصقة.
أدت رغبة Bing Crosby في تسجيل برامجه الإذاعية إلى قيام شركة 3M بإنشاء شريط تسجيل مغناطيسي، والذي أصبح المعيار لاستوديوهات التسجيل والبث، مما أحدث ثورة في صناعة الترفيه. خطى نيل أرمسترونج خطوته الأولى على سطح القمر في عام 1969 وهو يرتدي حذاءًا مصنوعًا من مادة Thinsulate، وهو اختراع آخر لشركة 3M. يمكننا أن نتحدث عن اختراعاتنا لفترة طويلة وبشكل مثير للاهتمام، ولكن اليوم أود أن أتوقف عند أحدهم.

فيديو

ربما سمع شخص ما بالفعل عن "الماء الجاف"، وشاهد مقاطع فيديو لجوازات سفر وكتب يتم غمسها في حوض أسماك به ماء، أو تلفزيون يعمل، أو هاتف محمول أو سلك تمديد موصول بمنفذ كهربائي.

تبدو مذهلة! ومع ذلك، هذه ليست حيل! هذه "المياه الجافة" ليست أكثر من ابتكار من 3M، وهو عامل إطفاء غازي Novec 1230، طورته شركتنا للاستخدام في أنظمة إطفاء الحرائق بالغاز، علاوة على ذلك، فهي فئة جديدة من المواد الكيميائية المستخدمة في الممارسات الدولية.

Novec 1230 آمن تمامًا للإلكترونيات!

وأود أن أخبركم عنها وعن خصائصها المذهلة. يبدو هذا الموضوع ذا أهمية خاصة اليوم، عندما يتم بناء المباني على مستوى أعلى بكثير مما يمكن أن تصل إليه سلالم سيارات الإطفاء، ولا يملك الأشخاص القدرة على الإخلاء بسرعة، وتخزن الخوادم باهظة الثمن معلومات لا تقدر بثمن، وهناك مرافق مجهزة بأتمتة معقدة تتطلب الوجود المستمر لـ المشغلين ومعدات العمل المستمر، مثل مراكز التحكم في الطيران بالمطار. مثال بسيط - لدى مرسلي مراكز التحكم أقنعة غاز عازلة في أماكن عملهم، والتي في حالة تفعيل نظام إطفاء الحريق الآلي بالغاز المعتمد على الفريون أو ثاني أكسيد الكربون، وهو قاتل للإنسان، يجب عليهم الاستمرار في العمل لمدة 20 دقيقة قبل تحويل تشغيل مركز التحكم هذا إلى الوضع الاحتياطي.

لماذا هذا ضروري؟

ومن المعلوم أن العواقب المترتبة على إطفاء الحريق غالبا ما تكون خطيرة مثل تأثير النار نفسها. المعدات الفاسدة بالماء والمساحيق والتوثيق والأعمال الفنية وكل ما هو ثمين في المبنى؛ الغازات - inergen، الفريون، ثاني أكسيد الكربون لا تؤثر كثيرا على الأصول المادية، ولكنها مميتة للأشخاص في المباني المحمية، وبالتالي تتطلب إجلاءهم على الفور.
في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق، تغيرت عدة أجيال منها خلال العقود الماضية، من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريون. ومع ذلك، بالنسبة للجزء الأكبر لديهم قيود خطيرة على استخدامها. كما ذكرت سابقًا، تعتبر أنظمة ثاني أكسيد الكربون قاتلة للإنسان، كما أن مبردات الجيل الأول محظورة في جميع أنحاء العالم بسبب تأثيرها السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم، لأن الانحباس الحراري العالمي يحدث بوتيرة قياسية. على سبيل المثال، فإن النهر الجليدي الموجود على جبل كليمنجارو، والذي كان من المفترض وفقًا للعلماء أن يذوب بحلول عام 2015، قد ذاب بالفعل في عام 2005

كيف توصلنا إلى هذا

من خلال فهم أوجه القصور في عوامل إطفاء الحرائق الغازية الموجودة، لم تقم مجموعة من علماء 3M بتعديل مواد التبريد، ولكن وجهوا جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تقرر استخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لشركة 3M - كيمياء المركبات العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة، تتيح هذه التكنولوجيا للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الدقيق للأجزاء المختلفة، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك، وكذلك أجهزة التبريد الإلكترونية.
توجت فترة العمل البحثي التي استمرت 10 سنوات بنجاح حقيقي - حيث تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية - الكيتونات المفلورة - وإدخالها في الممارسة الدولية. فاجأت العديد من الاختبارات التي أجرتها المنظمات العالمية الرائدة المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق الخبراء: فقد تبين أن الفلوروكيتونات ليست فقط عوامل إطفاء حرائق ممتازة (بكفاءة مشابهة للفريون)، ولكنها أظهرت في الوقت نفسه ملفًا بيئيًا وسميًا إيجابيًا للغاية.

قليلا من الكيمياء المملة

لذلك، الفلوروكيتونات. هذه هي مواد عضوية اصطناعية يتم في جزيئها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من وجهة نظر التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (الفلوروكيتون C-6) هو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة طفيفة، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء، والأهم من ذلك، أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الكهربائي هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين المجفف كوحدة كمعيار).

Novec 1230 يخرج من الفوهة أثناء مكافحة الحرائق

يتم تفسير الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحرائق هذا من خلال بنية جزيئه المكون من ستة ذرات كربون، والذي يتمتع بروابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec 1230 بالانتقال بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بشكل فعال. يتم إخماد الحرائق من خلال تأثير التبريد (70%). ويحدث أيضًا تفاعل تثبيط اللهب الكيميائي (30%). وفي الوقت نفسه، لا ينخفض ​​​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إخلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية، مما يتجنب التسبب في تلف المواد والمعدات باهظة الثمن، كما أن خصائصها العازلة تمنع حدوث دوائر قصيرة.

كيف يعمل هذا؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي ذوبانها المنخفض للغاية في الماء، مما لا يسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم، أي. وتضمن سميتها المنخفضة وقدرتها الحرارية العالية للأبخرة، مما يؤدي إلى التبريد الفعال للشعلة وإطفائها. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة عند تنشيط النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز مراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو بنظام إطفاء حرائق يعتمد على Novec 1230، ويمكن للمرسلين القيام بعملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف يؤثر هذا على الشخص؟

سأتناول بشكل منفصل مؤشرًا مثل درجة أمان عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده من خلال الفرق بين تركيز العمل والحد الأقصى للتركيز المسموح به. في الممارسة العالمية، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (مستوى التأثير الضار غير الملحوظ - التركيز الذي لا يسبب آثارًا ضارة). إنه يحدد الحد الأدنى لتركيز المواد المسببة للحساسية القلبية والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. في بعض الأحيان يسمى هذا الاختلاف بهامش الأمان، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية العامل الغازي في النظام، والتوزيع غير المتكافئ في جميع أنحاء حجم الغرفة، واستخدام عوامل متزايدة للتركيز المحسوب وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطورة العامل في تركيز العمل بعد تنشيط النظام.

وهكذا فإن الأنظمة التي تستخدم الغازات “الخاملة” (التي لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء الحريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من مستواه في الهواء العادي (12-13% مقابل 21% في الهواء العادي) ). ويؤدي ذلك إلى خطر الاختناق للأشخاص الموجودين في الغرفة، على الرغم من أن مثل هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل، ينبغي أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون، الذي تكون تركيزات العمل فيه دائما قاتلة للبشر. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5% (للمقارنة، التركيز القياسي لإطفاء الحرائق لثاني أكسيد الكربون هو 35%).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك، بالنسبة لهم، فإن عامل الأمان الحاسم للموظفين هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي قد يتواجد فيها أشخاص، لأسباب تشغيلية، حتى لفترة قصيرة، يجب اختيار وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.

عن البيئة

الآن عن المكون البيئي لوسائل إطفاء الحرائق. خاصة في ظل ظروف التكامل الدولي والتصديق على أراضي الاتحاد الروسي على الوثائق التي اعتمدها المجتمع الدولي. ومن الأمثلة على ذلك وفاء روسيا بالتزاماتها بموجب بروتوكول مونتريال، مما أدى إلى فرض حظر على إنتاج واستيراد واستخدام العديد من عوامل إطفاء الحرائق الغازية ذات الخصائص المستنفدة للأوزون في بلادنا. التالي في الخط هو الحد من انبعاثات العوامل ذات القدرة العالية على الاحتباس الحراري، والتي تحتل نسبة كبيرة منها هاليدات إطفاء الحرائق.

وينص التصديق على بروتوكول كيوتو في روسيا (القانون الاتحادي الصادر في 4 نوفمبر 2004 رقم 128-FZ "بشأن التصديق على بروتوكول كيوتو لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ") على التخفيض التدريجي لهذه الانبعاثات.
في عام 2011، في مؤتمر الأمم المتحدة لتغير المناخ، اتخذت عدة دول مبادرة لفرض حظر على استخدام الفريون 23 ونظام رقابة صارمة على حجم الاستهلاك والخفض التدريجي لانبعاثات الفريون الرئيسية المستخدمة في مكافحة الحرائق (الفريون-23). 125، فريون 227، الخ). ومثل هذه التدابير ضرورية للغاية، وإلا فإنه سيكون من المستحيل الإبقاء على عملية الانحباس الحراري العالمي ضمن الحدود التي حددها العلماء باعتبارها خطرة إلى حد ما على مناخ الأرض. لم تكن نتائج هذه المبادرات طويلة في الظهور: فقد قررت دول الاتحاد الأوروبي أن تكون أول من أدخل تدابير السلامة البيئية الجديدة هذه. وتجري حاليًا الموافقة على التعديلات المقابلة لتشريعات الاتحاد الأوروبي. ويأتي المشاركون الآخرون في المجتمع الدولي في المرتبة التالية، لأن مشكلة التغيرات العالمية في مناخ كوكبنا هي مشكلة مشتركة بين جميع البلدان.

عندما يتم إطلاق Novec 1230 في الغلاف الجوي، يتم تدمير الفلوروكيتونات بسهولة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، ويتم إزالة العامل من البيئة خلال 5 أيام. لا يوجد أيضًا تأثير تراكمي مميز لغازات التبريد، أي. ولا تبقى المادة في الغلاف الجوي لعقود أو حتى قرون.

وللمقارنة، فإن إطلاق منشأة إطفاء الحريق بالغاز (GFE) المعتمدة على الفريون (348 كجم من الفريون 227) يعادل انبعاث 1,008,926 كجم من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وهو ما يعادل انبعاث ثاني أكسيد الكربون السنوي من 211 سيارة ركاب. . إن إطلاق وحدة توربينات الغاز القائمة على الفلوروكيتون (401 كجم Novec 1230) يعادل انبعاث 401 كجم من ثاني أكسيد الكربون (0.07 سيارة سنويًا). ويمكن أيضًا مقارنتها بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون من حياة بقرة واحدة على مدار شهر واحد.

ولهذا السبب تم إدراج الفلوروكيتون FK-5-1-12 (Novec 1230) بسرعة كبيرة في جميع المعايير الدولية والإقليمية لإطفاء حرائق الغاز، مما يوفر منافسة جدية للفئة القديمة من العوامل - الفريون، والتي تراكمت حولها العديد من الأسئلة، سواء من علماء البيئة والمتخصصين في الحماية من الحرائق.

أين يمكنني أن ألتقي

عند الحديث عن قائمة الأشياء التي يمكن حمايتها من الحريق بواسطة هذه المنشآت، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه وفقًا للشهادات الروسية والدولية، يمكن للمنشآت التي تحتوي على GFFE Novec 1230 إطفاء حرائق المواد الصلبة القابلة للاحتراق، بما في ذلك المحفوظات الورقية دون الوصول إلى من رجال الإطفاء والسوائل القابلة للاشتعال والمعدات الحية. وبالتالي، يتم تغطية جميع مهام حماية أصول المؤسسة ذات القيمة الخاصة تقريبًا.

تركيب نوفيك 1230

يتم حاليًا النظر في مسألة اعتماد وكيل لإطفاء حرائق الفئة C (أي الغازات القابلة للاشتعال) - وهو الخيار الأخير الممكن. في هذه الحالة، لا يلزم إنشاء شروط خاصة للمعدات - يمكن تشغيل المنشآت في درجات حرارة تتراوح من -20 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية. هذه هي متطلبات ظروف موقع الأسطوانات نفسها. في الغرفة التي يتم فيها الإطلاق، قد تختلف درجة الحرارة بشكل كبير عن القيم المحددة، سواء للأسفل أو للأعلى. هناك أمثلة على استخدام الأنظمة في مواقع ذات مناخات قاسية، وفي هذه الحالة يتم تركيب وحدات النظام في حجرة معزولة حرارياً.
لتلخيص ما سبق، يمكننا القول أن الاختيار النهائي لعامل إطفاء الحرائق يعتمد على معايير مهمة لكل واحد منا: الكفاءة والتكلفة، والامتثال للمعايير التنظيمية والفنية، والسلامة للإنسان والبيئة. كانت هذه هي المعايير التي استرشد بها علماء شركة 3M عند إنشاء الفلوروكيتون Novec1230.

حلم كل مبرمج :)

نأمل أن تكون قصتنا مثيرة للاهتمام وغنية بالمعلومات. أردنا أن نقدم لك أحد المنتجات الرئيسية للشركة في السوق الروسية.
يمكنك معرفة المزيد من المعلومات التفصيلية

ومن المعروف أن الماء يمكن أن يتواجد في الحالات السائلة والصلبة والغازية. هل تعلم أن الماء يمكن أن يكون جافًا أيضًا، بغض النظر عن مدى التناقض الذي قد يبدو عليه الأمر؟

يتكون "الماء الجاف" من 95% من الماء ويتكون من قطرات صغيرة من الماء، كل منها محاطة بقشرة من ثاني أكسيد السيليكون، مما يمنع جزيئات الماء من الانتشار والتجمع. في المظهر، "الماء الجاف" يشبه المسحوق. إذا نظرنا إلى الصيغة الكيميائية للماء الجاف (CF3CF2C(O)CF(CF3)2)، فسنرى أنه، على عكس الماء العادي، يفتقر إلى الهيدروجين، وبالتالي إلى الروابط الهيدروجينية، مما يعني أن التفاعل بين جزيئات هذا الماء أضعف بكثير. الاختلافات الأخرى بين "الماء الجاف" هي نقطة تجمده -108 درجة مئوية، ونقطة غليانه 49 درجة مئوية، وعدم قدرته على توصيل التيار. لا يمكنك تحضير الشاي أو القهوة في مثل هذا الماء، فالسكر والملح لا يذوبان فيه. ومن أوجه التشابه مع الماء العادي غياب اللون والرائحة.

تم اختراع "الماء الجاف" في عام 1968، ولكن في ذلك الوقت لم يجد التطبيق العملي وتم نسيانه لسنوات عديدة.

ولم يتذكروها إلا في عام 2004، عندما قامت شركة ZM بتحسين "المياه الجافة" عن طريق إزالة مادة التبريد الضارة بالبيئة منها، وتسجيلها تحت العلامة التجارية Novec 1230، ومنذ ذلك الحين، بدأ استخدام "المياه الجافة" في إطفاء الحرائق اكتسبت شعبية بسرعة، لأنها أظهرت مزاياها على المياه العادية. لذلك، حتى لو تم إطفاء الحريق بسرعة بالماء العادي، فإن المستندات والكتب والمعدات والأثاث وغيرها من الأشياء التي نجت من الحريق يمكن أن تتضرر بشكل ميؤوس منه بسبب هذه المياه بالذات. وهذا لن يحدث مع "الماء الجاف"، لأنه عند إطفاء الحريق يتحول إلى بخار يستقر على الأشياء ويختفي بعد ثواني دون أن يسبب أي ضرر لها. حتى أن مقدمي أحد البرامج أجرى تجربة بصرية من خلال وضع هاتف محمول وورقة من الورق في وعاء به "ماء جاف"، بينما استمر الهاتف في العمل بشكل صحيح، ولم تتبلل الورقة حتى. كانت خصائص "المياه الجافة" هذه موضع تقدير في المقام الأول من قبل موظفي المتاحف والمكتبات، وكذلك أصحاب الشركات التي يوجد بها عدد كبير من المعدات ذات الجهد العالي.

حتى أن "الماء الجاف" يطفئ النار بشكل مختلف، ويتداخل مع تفاعل الاحتراق ويمتص الحرارة، في حين أن الماء العادي يخفض درجة الحرارة عند مصدر الحريق، ومن خلال التبخر يمنع وصول الأكسجين إلى اللهب. بالإضافة إلى ذلك، يتحول Novec 1230 سريعًا إلى حالة غازية حتى في درجات الحرارة المنخفضة عندما يكون الحريق قد بدأ للتو.

بالإضافة إلى ذلك، هناك ميزة أخرى لـ "الماء الجاف" عند إطفاء الحريق، وهي أن استخدامه لا يقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة، وبالتالي يزيد وقت إخلاء الناس.

بمجرد وجود Novec 1230 في الغلاف الجوي، يتحلل تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية خلال 3-5 أيام، دون التسبب في ضرر لطبقة الأوزون الأرضية. "المياه الجافة" آمنة أيضًا للإنسان، لكنها لا تزال لا تستحق الشرب.

ومع ذلك، يمكن استخدام "الماء الجاف" ليس فقط في إطفاء الحرائق. وفي عام 2006، ومن خلال دراسة خصائص هذه المادة، اكتشف متخصصون من جامعة ليفربول أن "الماء الجاف" يمكن أن يقدم خدمة جليلة لكوكبنا. والحقيقة هي أنها قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال، وهو غاز دفيئة يساهم في تدمير طبقة الأوزون، ونتيجة لذلك، الاحتباس الحراري. وقد أظهرت التجارب أنه خلال نفس الفترة الزمنية، يمتص "الماء الجاف" ثاني أكسيد الكربون أكثر بثلاث مرات من الماء العادي. كل هذا يجعل من الممكن تقليل تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي بشكل كبير.

وهناك اقتراحات بأنه نظرا لقدرته على امتصاص الغازات، يمكن أن يساعد "الماء الجاف" أيضا في استخراج غاز الميثان المتجمد الموجود في قاع المحيطات، فضلا عن الغازات الأخرى التي يصعب الوصول إليها.

ويجري البحث أيضًا عن طريقة يمكنها تأمين تخزين الوقود للمركبات التي تعمل بالهيدروجين.

بالإضافة إلى ذلك، قال أحد المتخصصين في جامعة ليفربول، الدكتور بن كارتر، في الاجتماع الوطني الـ 240 للجمعية الكيميائية الأمريكية في بوسطن، إن "الماء الجاف"، من بين أمور أخرى، هو عامل محفز يسرع التفاعل بين الهيدروجين وحمض الماليك، مما يؤدي إلى تكوين حمض السكسينيك، الذي يستخدم على نطاق واسع في إنتاج السلع الاستهلاكية. وهذا يلغي الحاجة إلى تحريك الهيدروجين وحمض السكسينيك، مما يجعل العملية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه التقنية لتكوين مستحلبات مسحوقية “جافة” تتكون من عدة سوائل لا تختلط مع بعضها البعض، على سبيل المثال الماء والزيت. ستساعد هذه المستحلبات في جعل تخزين ونقل السوائل الخطرة أكثر أمانًا.

مرجع:
الفلوروكيتونات عبارة عن مواد عضوية اصطناعية يتم فيها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بشبكة الكربون. مثل هذه الخصائص تجعل المادة خاملة في التفاعل مع الجزيئات الأخرى ومثبطة للتفاعلات الحرارية. أظهرت العديد من الدراسات والاختبارات المعملية أن الفلوروكيتونات هي عوامل فعالة في إطفاء الحرائق ولها خصائص بيئية وسمية إيجابية. وهو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة خفيفة، وهو أثقل من الماء بـ 1.6 مرة. وهو عازل فعال مع ثابت كهربائي يبلغ 2.3، وبالتالي فإن الأجهزة الإلكترونية حتى المغمورة في "الماء الجاف" تستمر في العمل. منذ نقطة غليان هذه المادة عند ضغط 1 ATM. تبلغ درجة حرارته 49.2 درجة مئوية، ويتبخر على الفور، دون ترك أي بقايا على جدران الجهاز.

إليك ما يقوله ZM:

ومن المعلوم أن العواقب المترتبة على إطفاء الحريق غالبا ما تكون خطيرة مثل تأثير النار نفسها. المعدات الفاسدة بالماء والمساحيق والتوثيق والأعمال الفنية وكل ما هو ثمين في المبنى؛ الغازات - inergen، الفريون، ثاني أكسيد الكربون لا تؤثر كثيرا على الأصول المادية، ولكنها مميتة للأشخاص في المباني المحمية، وبالتالي تتطلب إجلاءهم على الفور.

في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق، تغيرت عدة أجيال منها خلال العقود الماضية، من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريون. ومع ذلك، بالنسبة للجزء الأكبر لديهم قيود خطيرة على استخدامها. كما ذكرت سابقًا، تعتبر أنظمة ثاني أكسيد الكربون قاتلة للإنسان، كما أن مبردات الجيل الأول محظورة في جميع أنحاء العالم بسبب تأثيرها السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم، لأن الانحباس الحراري العالمي يحدث بوتيرة قياسية. على سبيل المثال، فإن النهر الجليدي الموجود على جبل كليمنجارو، والذي كان من المفترض وفقًا للعلماء أن يذوب بحلول عام 2015، قد ذاب بالفعل في عام 2005

من خلال فهم أوجه القصور في عوامل إطفاء الحرائق الغازية الموجودة، لم تقم مجموعة من علماء 3M بتعديل مواد التبريد، ولكن وجهوا جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تقرر استخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لشركة 3M - كيمياء المركبات العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة، تتيح هذه التكنولوجيا للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الدقيق للأجزاء المختلفة، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك، وكذلك أجهزة التبريد الإلكترونية.
توجت فترة العمل البحثي التي استمرت 10 سنوات بنجاح حقيقي - حيث تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية - الكيتونات المفلورة - وإدخالها في الممارسة الدولية. فاجأت العديد من الاختبارات التي أجرتها المنظمات العالمية الرائدة المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق الخبراء: فقد تبين أن الفلوروكيتونات ليست فقط عوامل إطفاء حرائق ممتازة (بكفاءة مشابهة للفريون)، ولكنها أظهرت في الوقت نفسه ملفًا بيئيًا وسميًا إيجابيًا للغاية.

قليلا من الكيمياء المملة

لذلك، الفلوروكيتونات. هذه هي مواد عضوية اصطناعية يتم في جزيئها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من وجهة نظر التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (الفلوروكيتون C-6) هو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة طفيفة، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء، والأهم من ذلك، أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الكهربائي هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين المجفف كوحدة كمعيار).

يتم تفسير الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحرائق هذا من خلال بنية جزيئه المكون من ستة ذرات كربون، والذي يتمتع بروابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec 1230 بالانتقال بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بشكل فعال. يتم إخماد الحرائق من خلال تأثير التبريد (70%). ويحدث أيضًا تفاعل تثبيط اللهب الكيميائي (30%). وفي الوقت نفسه، لا ينخفض ​​​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إخلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية، مما يتجنب التسبب في تلف المواد والمعدات باهظة الثمن، كما أن خصائصها العازلة تمنع حدوث دوائر قصيرة.

كيف يعمل هذا؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي ذوبانها المنخفض للغاية في الماء، مما لا يسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم، أي. وتضمن سميتها المنخفضة وقدرتها الحرارية العالية للأبخرة، مما يؤدي إلى التبريد الفعال للشعلة وإطفائها. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة عند تنشيط النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز مراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو بنظام إطفاء حرائق يعتمد على Novec 1230، ويمكن للمرسلين القيام بعملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف يؤثر هذا على الشخص؟

سأتناول بشكل منفصل مؤشرًا مثل درجة أمان عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده من خلال الفرق بين تركيز العمل والحد الأقصى للتركيز المسموح به. في الممارسة العالمية، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (مستوى التأثير الضار غير الملحوظ - التركيز الذي لا يسبب آثارًا ضارة). إنه يحدد الحد الأدنى لتركيز المواد المسببة للحساسية القلبية والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. في بعض الأحيان يسمى هذا الاختلاف بهامش الأمان، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية العامل الغازي في النظام، والتوزيع غير المتكافئ في جميع أنحاء حجم الغرفة، واستخدام عوامل متزايدة للتركيز المحسوب وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطورة العامل في تركيز العمل بعد تنشيط النظام.

وهكذا فإن الأنظمة التي تستخدم الغازات “الخاملة” (التي لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء الحريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من مستواه في الهواء العادي (12-13% مقابل 21% في الهواء العادي) ). ويؤدي ذلك إلى خطر الاختناق للأشخاص الموجودين في الغرفة، على الرغم من أن مثل هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل، ينبغي أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون، الذي تكون تركيزات العمل فيه دائما قاتلة للبشر. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5% (للمقارنة، التركيز القياسي لإطفاء الحرائق لثاني أكسيد الكربون هو 35%).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك، بالنسبة لهم، فإن عامل الأمان الحاسم للموظفين هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي قد يتواجد فيها أشخاص، لأسباب تشغيلية، حتى لفترة قصيرة، يجب اختيار وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.

24 يونيو 2016

ومن المعروف أن الماء يمكن أن يتواجد في الحالات السائلة والصلبة والغازية. هل تعلم أن الماء يمكن أن يكون جافًا أيضًا، بغض النظر عن مدى التناقض الذي قد يبدو عليه الأمر؟

يتكون "الماء الجاف" من 95% من الماء ويتكون من قطرات صغيرة من الماء، كل منها محاطة بقشرة من ثاني أكسيد السيليكون، مما يمنع جزيئات الماء من الانتشار والتجمع. في المظهر، "الماء الجاف" يشبه المسحوق. إذا نظرنا إلى الصيغة الكيميائية للماء الجاف (CF3CF2C(O)CF(CF3)2)، فسنرى أنه، على عكس الماء العادي، يفتقر إلى الهيدروجين، وبالتالي إلى الروابط الهيدروجينية، مما يعني أن التفاعل بين جزيئات هذا الماء أضعف بكثير. الاختلافات الأخرى بين "الماء الجاف" هي نقطة تجمده -108 درجة مئوية، ونقطة غليانه 49 درجة مئوية، وعدم قدرته على توصيل التيار. لا يمكنك تحضير الشاي أو القهوة في مثل هذا الماء، فالسكر والملح لا يذوبان فيه. ومن أوجه التشابه مع الماء العادي غياب اللون والرائحة.

تم اختراع "الماء الجاف" في عام 1968، ولكن في ذلك الوقت لم يجد التطبيق العملي وتم نسيانه لسنوات عديدة.

ولم يتذكروها إلا في عام 2004، عندما قامت شركة ZM بتحسين "المياه الجافة" عن طريق إزالة مادة التبريد الضارة بالبيئة منها، وتسجيلها تحت العلامة التجارية Novec 1230، ومنذ ذلك الحين، بدأ استخدام "المياه الجافة" في إطفاء الحرائق اكتسبت شعبية بسرعة، لأنها أظهرت مزاياها على المياه العادية. لذلك، حتى لو تم إطفاء الحريق بسرعة بالماء العادي، فإن المستندات والكتب والمعدات والأثاث وغيرها من الأشياء التي نجت من الحريق يمكن أن تتضرر بشكل ميؤوس منه بسبب هذه المياه بالذات. وهذا لن يحدث مع "الماء الجاف"، لأنه عند إطفاء الحريق يتحول إلى بخار يستقر على الأشياء ويختفي بعد ثواني دون أن يسبب أي ضرر لها. حتى أن مقدمي أحد البرامج أجرى تجربة بصرية من خلال وضع هاتف محمول وورقة من الورق في وعاء به "ماء جاف"، بينما استمر الهاتف في العمل بشكل صحيح، ولم تتبلل الورقة حتى. كانت خصائص "المياه الجافة" هذه موضع تقدير في المقام الأول من قبل موظفي المتاحف والمكتبات، وكذلك أصحاب الشركات التي يوجد بها عدد كبير من المعدات ذات الجهد العالي.

حتى أن "الماء الجاف" يطفئ النار بشكل مختلف، ويتداخل مع تفاعل الاحتراق ويمتص الحرارة، في حين أن الماء العادي يخفض درجة الحرارة عند مصدر الحريق، ومن خلال التبخر يمنع وصول الأكسجين إلى اللهب. بالإضافة إلى ذلك، يتحول Novec 1230 سريعًا إلى حالة غازية حتى في درجات الحرارة المنخفضة عندما يكون الحريق قد بدأ للتو.

بالإضافة إلى ذلك، هناك ميزة أخرى لـ "الماء الجاف" عند إطفاء الحريق، وهي أن استخدامه لا يقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة، وبالتالي يزيد وقت إخلاء الناس.

بمجرد وجود Novec 1230 في الغلاف الجوي، يتحلل تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية خلال 3-5 أيام، دون التسبب في ضرر لطبقة الأوزون الأرضية. "المياه الجافة" آمنة أيضًا للإنسان، لكنها لا تزال لا تستحق الشرب.

ومع ذلك، يمكن استخدام "الماء الجاف" ليس فقط في إطفاء الحرائق. وفي عام 2006، ومن خلال دراسة خصائص هذه المادة، اكتشف متخصصون من جامعة ليفربول أن "الماء الجاف" يمكن أن يقدم خدمة جليلة لكوكبنا. والحقيقة هي أنها قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال، وهو غاز دفيئة يساهم في تدمير طبقة الأوزون، ونتيجة لذلك، الاحتباس الحراري. وقد أظهرت التجارب أنه خلال نفس الفترة الزمنية، يمتص "الماء الجاف" ثاني أكسيد الكربون أكثر بثلاث مرات من الماء العادي. كل هذا يجعل من الممكن تقليل تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي بشكل كبير.

وهناك اقتراحات بأنه نظرا لقدرته على امتصاص الغازات، يمكن أن يساعد "الماء الجاف" أيضا في استخراج غاز الميثان المتجمد الموجود في قاع المحيطات، فضلا عن الغازات الأخرى التي يصعب الوصول إليها.

ويجري البحث أيضًا عن طريقة يمكنها تأمين تخزين الوقود للمركبات التي تعمل بالهيدروجين.

بالإضافة إلى ذلك، قال أحد المتخصصين في جامعة ليفربول، الدكتور بن كارتر، في الاجتماع الوطني الـ 240 للجمعية الكيميائية الأمريكية في بوسطن، إن "الماء الجاف"، من بين أمور أخرى، هو عامل محفز يسرع التفاعل بين الهيدروجين وحمض الماليك، مما يؤدي إلى تكوين حمض السكسينيك، الذي يستخدم على نطاق واسع في إنتاج السلع الاستهلاكية. وهذا يلغي الحاجة إلى تحريك الهيدروجين وحمض السكسينيك، مما يجعل العملية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه التقنية لتكوين مستحلبات مسحوقية “جافة” تتكون من عدة سوائل لا تختلط مع بعضها البعض، على سبيل المثال الماء والزيت. ستساعد هذه المستحلبات في جعل تخزين ونقل السوائل الخطرة أكثر أمانًا.

مرجع:
الفلوروكيتونات عبارة عن مواد عضوية اصطناعية يتم فيها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بشبكة الكربون. مثل هذه الخصائص تجعل المادة خاملة في التفاعل مع الجزيئات الأخرى ومثبطة للتفاعلات الحرارية. أظهرت العديد من الدراسات والاختبارات المعملية أن الفلوروكيتونات هي عوامل فعالة في إطفاء الحرائق ولها خصائص بيئية وسمية إيجابية. وهو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة خفيفة، وهو أثقل من الماء بـ 1.6 مرة. وهو عازل فعال مع ثابت كهربائي يبلغ 2.3، وبالتالي فإن الأجهزة الإلكترونية حتى المغمورة في "الماء الجاف" تستمر في العمل. منذ نقطة غليان هذه المادة عند ضغط 1 ATM. تبلغ درجة حرارته 49.2 درجة مئوية، ويتبخر على الفور، دون ترك أي بقايا على جدران الجهاز.

إليك ما يقوله ZM:

ومن المعلوم أن العواقب المترتبة على إطفاء الحريق غالبا ما تكون خطيرة مثل تأثير النار نفسها. المعدات الفاسدة بالماء والمساحيق والتوثيق والأعمال الفنية وكل ما هو ثمين في المبنى؛ الغازات - inergen، الفريون، ثاني أكسيد الكربون لا تؤثر كثيرا على الأصول المادية، ولكنها مميتة للأشخاص في المباني المحمية، وبالتالي تتطلب إجلاءهم على الفور.

في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق، تغيرت عدة أجيال منها خلال العقود الماضية، من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريون. ومع ذلك، بالنسبة للجزء الأكبر لديهم قيود خطيرة على استخدامها. كما ذكرت سابقًا، تعتبر أنظمة ثاني أكسيد الكربون قاتلة للإنسان، كما أن مبردات الجيل الأول محظورة في جميع أنحاء العالم بسبب تأثيرها السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم، لأن الانحباس الحراري العالمي يحدث بوتيرة قياسية. على سبيل المثال، فإن النهر الجليدي الموجود على جبل كليمنجارو، والذي كان من المفترض وفقًا للعلماء أن يذوب بحلول عام 2015، قد ذاب بالفعل في عام 2005

من خلال فهم أوجه القصور في عوامل إطفاء الحرائق الغازية الموجودة، لم تقم مجموعة من علماء 3M بتعديل مواد التبريد، ولكن وجهوا جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تقرر استخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لشركة 3M - كيمياء المركبات العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة، تتيح هذه التكنولوجيا للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الدقيق للأجزاء المختلفة، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك، وكذلك أجهزة التبريد الإلكترونية.
توجت فترة العمل البحثي التي استمرت 10 سنوات بنجاح حقيقي - حيث تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية - الكيتونات المفلورة - وإدخالها في الممارسة الدولية. فاجأت العديد من الاختبارات التي أجرتها المنظمات العالمية الرائدة المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق الخبراء: فقد تبين أن الفلوروكيتونات ليست فقط عوامل إطفاء حرائق ممتازة (بكفاءة مشابهة للفريون)، ولكنها أظهرت في الوقت نفسه ملفًا بيئيًا وسميًا إيجابيًا للغاية.

قليلا من الكيمياء المملة

لذلك، الفلوروكيتونات. هذه هي مواد عضوية اصطناعية يتم في جزيئها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من وجهة نظر التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (الفلوروكيتون C-6) هو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة طفيفة، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء، والأهم من ذلك، أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الكهربائي هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين المجفف كوحدة كمعيار).

يتم تفسير الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحرائق هذا من خلال بنية جزيئه المكون من ستة ذرات كربون، والذي يتمتع بروابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec 1230 بالانتقال بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بشكل فعال. يتم إخماد الحرائق من خلال تأثير التبريد (70%). ويحدث أيضًا تفاعل تثبيط اللهب الكيميائي (30%). وفي الوقت نفسه، لا ينخفض ​​​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إخلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية، مما يتجنب التسبب في تلف المواد والمعدات باهظة الثمن، كما أن خصائصها العازلة تمنع حدوث دوائر قصيرة.

كيف يعمل هذا؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي ذوبانها المنخفض للغاية في الماء، مما لا يسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم، أي. وتضمن سميتها المنخفضة وقدرتها الحرارية العالية للأبخرة، مما يؤدي إلى التبريد الفعال للشعلة وإطفائها. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة عند تنشيط النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز مراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو بنظام إطفاء حرائق يعتمد على Novec 1230، ويمكن للمرسلين القيام بعملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف يؤثر هذا على الشخص؟

سأتناول بشكل منفصل مؤشرًا مثل درجة أمان عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده من خلال الفرق بين تركيز العمل والحد الأقصى للتركيز المسموح به. في الممارسة العالمية، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (مستوى التأثير الضار غير الملحوظ - التركيز الذي لا يسبب آثارًا ضارة). إنه يحدد الحد الأدنى لتركيز المواد المسببة للحساسية القلبية والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. في بعض الأحيان يسمى هذا الاختلاف بهامش الأمان، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية العامل الغازي في النظام، والتوزيع غير المتكافئ في جميع أنحاء حجم الغرفة، واستخدام عوامل متزايدة للتركيز المحسوب وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطورة العامل في تركيز العمل بعد تنشيط النظام.

وهكذا فإن الأنظمة التي تستخدم الغازات “الخاملة” (التي لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء الحريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من مستواه في الهواء العادي (12-13% مقابل 21% في الهواء العادي) ). ويؤدي ذلك إلى خطر الاختناق للأشخاص الموجودين في الغرفة، على الرغم من أن مثل هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل، ينبغي أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون، الذي تكون تركيزات العمل فيه دائما قاتلة للبشر. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5% (للمقارنة، التركيز القياسي لإطفاء الحرائق لثاني أكسيد الكربون هو 35%).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك، بالنسبة لهم، فإن عامل الأمان الحاسم للموظفين هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي قد يتواجد فيها أشخاص، لأسباب تشغيلية، حتى لفترة قصيرة، يجب اختيار وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.

مصادر

ومن المعروف أن الماء يمكن أن يتواجد في الحالات السائلة والصلبة والغازية. هل تعلم أن الماء يمكن أن يكون جافًا أيضًا، بغض النظر عن مدى التناقض الذي قد يبدو عليه الأمر؟

يتكون "الماء الجاف" من 95% من الماء ويتكون من قطرات صغيرة من الماء، كل منها محاطة بقشرة من ثاني أكسيد السيليكون، مما يمنع جزيئات الماء من الانتشار والتجمع. في المظهر، "الماء الجاف" يشبه المسحوق. إذا نظرنا إلى الصيغة الكيميائية للماء الجاف (CF3CF2C(O)CF(CF3)2)، فسنرى أنه، على عكس الماء العادي، يفتقر إلى الهيدروجين، وبالتالي إلى الروابط الهيدروجينية، مما يعني أن التفاعل بين جزيئات هذا الماء أضعف بكثير. الاختلافات الأخرى بين الماء الجاف هي درجة تجمده 108 درجة مئوية، ونقطة غليانه 49 درجة مئوية، وعدم قدرته على توصيل التيار. لا يمكنك تحضير الشاي أو القهوة في مثل هذا الماء، فالسكر والملح لا يذوبان فيه. ومن أوجه التشابه مع الماء العادي غياب اللون والرائحة.

تم اختراع "الماء الجاف" في عام 1968، ولكن في ذلك الوقت لم يجد التطبيق العملي وتم نسيانه لسنوات عديدة.

ولم يتذكروها إلا في عام 2004، عندما قامت شركة ZM بتحسين "المياه الجافة" عن طريق إزالة مادة التبريد الضارة بالبيئة منها، وتسجيلها تحت العلامة التجارية Novec 1230، ومنذ ذلك الحين، بدأ استخدام "المياه الجافة" في إطفاء الحرائق اكتسبت شعبية بسرعة، لأنها أظهرت مزاياها على المياه العادية. لذلك، حتى لو تم إطفاء الحريق بسرعة بالماء العادي، فإن المستندات والكتب والمعدات والأثاث وغيرها من الأشياء التي نجت من الحريق يمكن أن تتضرر بشكل ميؤوس منه بسبب هذه المياه بالذات. وهذا لن يحدث مع "الماء الجاف"، لأنه عند إطفاء الحريق يتحول إلى بخار يستقر على الأشياء ويختفي بعد ثواني دون أن يسبب أي ضرر لها. حتى أن مقدمي أحد البرامج أجرى تجربة بصرية من خلال وضع هاتف محمول وورقة من الورق في وعاء به "ماء جاف"، بينما استمر الهاتف في العمل بشكل صحيح، ولم تتبلل الورقة حتى. كانت خصائص "المياه الجافة" هذه موضع تقدير في المقام الأول من قبل موظفي المتاحف والمكتبات، وكذلك أصحاب الشركات التي يوجد بها عدد كبير من المعدات ذات الجهد العالي.

حتى أن "الماء الجاف" يطفئ النار بشكل مختلف، ويتداخل مع تفاعل الاحتراق ويمتص الحرارة، في حين أن الماء العادي يخفض درجة الحرارة عند مصدر الحريق، ومن خلال التبخر يمنع وصول الأكسجين إلى اللهب. بالإضافة إلى ذلك، يتحول Novec 1230 سريعًا إلى حالة غازية حتى في درجات الحرارة المنخفضة عندما يكون الحريق قد بدأ للتو.

بالإضافة إلى ذلك، هناك ميزة أخرى لـ "الماء الجاف" عند إطفاء الحريق، وهي أن استخدامه لا يقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة، وبالتالي يزيد وقت إخلاء الناس.

بمجرد وجود Novec 1230 في الغلاف الجوي، يتحلل تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية خلال 3-5 أيام، دون التسبب في ضرر لطبقة الأوزون الأرضية. "المياه الجافة" آمنة أيضًا للإنسان، لكنها لا تزال لا تستحق الشرب.

ومع ذلك، يمكن استخدام "الماء الجاف" ليس فقط في إطفاء الحرائق. وفي عام 2006، ومن خلال دراسة خصائص هذه المادة، اكتشف متخصصون من جامعة ليفربول أن "الماء الجاف" يمكن أن يقدم خدمة جليلة لكوكبنا. والحقيقة هي أنها قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال، وهو غاز دفيئة يساهم في تدمير طبقة الأوزون، ونتيجة لذلك، الاحتباس الحراري. وقد أظهرت التجارب أنه خلال نفس الفترة الزمنية، يمتص "الماء الجاف" ثاني أكسيد الكربون أكثر بثلاث مرات من الماء العادي. كل هذا يجعل من الممكن تقليل تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي بشكل كبير.

وهناك اقتراحات بأنه نظرا لقدرته على امتصاص الغازات، يمكن أن يساعد "الماء الجاف" أيضا في استخراج غاز الميثان المتجمد الموجود في قاع المحيطات، فضلا عن الغازات الأخرى التي يصعب الوصول إليها.

ويجري البحث أيضًا عن طريقة يمكنها تأمين تخزين الوقود للمركبات التي تعمل بالهيدروجين.

بالإضافة إلى ذلك، قال أحد المتخصصين في جامعة ليفربول، الدكتور بن كارتر، في الاجتماع الوطني الـ 240 للجمعية الكيميائية الأمريكية في بوسطن، إن "الماء الجاف"، من بين أمور أخرى، هو عامل محفز يسرع التفاعل بين الهيدروجين وحمض الماليك، مما يؤدي إلى تكوين حمض السكسينيك، الذي يستخدم على نطاق واسع في إنتاج السلع الاستهلاكية. وهذا يلغي الحاجة إلى تحريك الهيدروجين وحمض السكسينيك، مما يجعل العملية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه التقنية لتكوين مستحلبات مسحوقية “جافة” تتكون من عدة سوائل لا تختلط مع بعضها البعض، على سبيل المثال الماء والزيت. ستساعد هذه المستحلبات في جعل تخزين ونقل السوائل الخطرة أكثر أمانًا.

مرجع:
الفلوروكيتونات عبارة عن مواد عضوية اصطناعية يتم فيها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بشبكة الكربون. مثل هذه الخصائص تجعل المادة خاملة في التفاعل مع الجزيئات الأخرى ومثبطة للتفاعلات الحرارية. أظهرت العديد من الدراسات والاختبارات المعملية أن الفلوروكيتونات هي عوامل فعالة في إطفاء الحرائق ولها خصائص بيئية وسمية إيجابية. وهو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة خفيفة، وهو أثقل من الماء بـ 1.6 مرة. وهو عازل فعال مع ثابت كهربائي يبلغ 2.3، وبالتالي فإن الأجهزة الإلكترونية حتى المغمورة في "الماء الجاف" تستمر في العمل. منذ نقطة غليان هذه المادة عند ضغط 1 ATM. تبلغ درجة حرارته 49.2 درجة مئوية، ويتبخر على الفور، دون ترك أي بقايا على جدران الجهاز.

إليك ما يقوله ZM:

ومن المعلوم أن العواقب المترتبة على إطفاء الحريق غالبا ما تكون خطيرة مثل تأثير النار نفسها. المعدات الفاسدة بالماء والمساحيق والتوثيق والأعمال الفنية وكل ما هو ثمين في المبنى؛ الغازات - inergen، الفريون، ثاني أكسيد الكربون لا تؤثر كثيرا على الأصول المادية، ولكنها مميتة للأشخاص في المباني المحمية، وبالتالي تتطلب إجلاءهم على الفور.

في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق، تغيرت عدة أجيال منها خلال العقود الماضية، من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريون. ومع ذلك، بالنسبة للجزء الأكبر لديهم قيود خطيرة على استخدامها. كما ذكرت سابقًا، تعتبر أنظمة ثاني أكسيد الكربون قاتلة للإنسان، كما أن مبردات الجيل الأول محظورة في جميع أنحاء العالم بسبب تأثيرها السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم، لأن الانحباس الحراري العالمي يحدث بوتيرة قياسية. على سبيل المثال، فإن النهر الجليدي الموجود على جبل كليمنجارو، والذي كان من المفترض وفقًا للعلماء أن يذوب بحلول عام 2015، قد ذاب بالفعل في عام 2005

من خلال فهم أوجه القصور في عوامل إطفاء الحرائق الغازية الموجودة، لم تقم مجموعة من علماء 3M بتعديل مواد التبريد، ولكن وجهوا جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تقرر استخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لشركة 3M - كيمياء المركبات العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة، تتيح هذه التكنولوجيا للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الدقيق للأجزاء المختلفة، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك، وكذلك أجهزة التبريد الإلكترونية.
توجت فترة العمل البحثي التي استمرت 10 سنوات بنجاح حقيقي - حيث تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية - الكيتونات المفلورة - وإدخالها في الممارسة الدولية. فاجأت العديد من الاختبارات التي أجرتها المنظمات العالمية الرائدة المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق الخبراء: فقد تبين أن الفلوروكيتونات ليست فقط عوامل إطفاء حرائق ممتازة (بكفاءة مشابهة للفريون)، ولكنها أظهرت في الوقت نفسه ملفًا بيئيًا وسميًا إيجابيًا للغاية.

قليلا من الكيمياء المملة

لذلك، الفلوروكيتونات. هذه هي مواد عضوية اصطناعية يتم في جزيئها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من وجهة نظر التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (الفلوروكيتون C-6) هو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة طفيفة، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء، والأهم من ذلك، أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الكهربائي هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين المجفف كوحدة كمعيار).

يتم تفسير الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحرائق هذا من خلال بنية جزيئه المكون من ستة ذرات كربون، والذي يتمتع بروابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec 1230 بالانتقال بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بشكل فعال. يتم إخماد الحرائق من خلال تأثير التبريد (70%). ويحدث أيضًا تفاعل تثبيط اللهب الكيميائي (30%). وفي الوقت نفسه، لا ينخفض ​​​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إخلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية، مما يتجنب التسبب في تلف المواد والمعدات باهظة الثمن، كما أن خصائصها العازلة تمنع حدوث دوائر قصيرة.

كيف يعمل هذا؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي ذوبانها المنخفض للغاية في الماء، مما لا يسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم، أي. وتضمن سميتها المنخفضة وقدرتها الحرارية العالية للأبخرة، مما يؤدي إلى التبريد الفعال للشعلة وإطفائها. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة عند تنشيط النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز مراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو بنظام إطفاء حرائق يعتمد على Novec 1230، ويمكن للمرسلين القيام بعملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف يؤثر هذا على الشخص؟

سأتناول بشكل منفصل مؤشرًا مثل درجة أمان عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده من خلال الفرق بين تركيز العمل والحد الأقصى للتركيز المسموح به. في الممارسة العالمية، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (مستوى التأثير الضار غير الملحوظ - التركيز الذي لا يسبب آثارًا ضارة). إنه يحدد الحد الأدنى لتركيز المواد المسببة للحساسية القلبية والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. في بعض الأحيان يسمى هذا الاختلاف بهامش الأمان، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية العامل الغازي في النظام، والتوزيع غير المتكافئ في جميع أنحاء حجم الغرفة، واستخدام عوامل متزايدة للتركيز المحسوب وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطورة العامل في تركيز العمل بعد تنشيط النظام.

وهكذا فإن الأنظمة التي تستخدم الغازات “الخاملة” (التي لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء الحريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من مستواه في الهواء العادي (12-13% مقابل 21% في الهواء العادي) ). ويؤدي ذلك إلى خطر الاختناق للأشخاص الموجودين في الغرفة، على الرغم من أن مثل هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل، ينبغي أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون، الذي تكون تركيزات العمل فيه دائما قاتلة للبشر. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5% (للمقارنة، التركيز القياسي لإطفاء الحرائق لثاني أكسيد الكربون هو 35%).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك، بالنسبة لهم، فإن عامل الأمان الحاسم للموظفين هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي قد يتواجد فيها أشخاص، لأسباب تشغيلية، حتى لفترة قصيرة، يجب اختيار وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.