تاريخ وطريقة صناعة طفاية الحريق

طفاية الحريق المحمولة باليد هي ببساطة وعاء ضغط يتم من خلاله طرد مادة (أو وكيل) لإخماد الحريق. يعمل العامل على كيمياء النار عن طريق إزالة عنصر أو أكثر من العناصر الثلاثة اللازمة للحفاظ على النار – يشار إليها عادة باسم مثلث النار. الجوانب الثلاثة لمثلث النار هي الوقود والحرارة والأكسجين. يعمل العامل على إزالة الحرارة عن طريق تبريد الوقود أو إنتاج حاجز بين الوقود وإمداد الأكسجين في الهواء المحيط. بمجرد كسر مثلث النار ، يخرج الحريق. معظم العوامل لها تأثير دائم على الوقود لتقليل احتمالية إعادة إشعاله. بشكل عام ، العوامل المستخدمة هي الماء ، الرغوة الكيميائية ، المسحوق الجاف ، الهالون ، أو ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ). لسوء الحظ ، لا يوجد عامل واحد فعال في مكافحة جميع أنواع (فئات) الحرائق. يحدد نوع وبيئة المواد القابلة للاشتعال نوع الطفاية التي سيتم الاحتفاظ بها في مكان قريب.

التاريخ

من المحتمل أن تكون طفايات الحريق ، بشكل أو بآخر ، قد أطلقت النار لفترة قصيرة فقط. بدأت الطفاية الأكثر عملية ووحدة شائعة الآن كوعاء مضغوط ينفث الماء ، وبعد ذلك ، مزيج من العناصر السائلة. تتألف طفايات الحريق القديمة من أسطوانات تحتوي على محلول صودا الخبز (بيكربونات الصوديوم) والماء. في الداخل ، تم وضع وعاء من حمض الكبريتيك في الجزء العلوي من الجسم. كان يجب قلب هذا التصميم رأسًا على عقب لتنشيطه ، بحيث ينسكب الحمض في محلول بيكربونات الصوديوم ويتفاعل كيميائيًا لتشكيل ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون للضغط على أسطوانة الجسم وطرد الماء من خلال أنبوب توصيل. تم تحسين هذا الجهاز المتطاير من خلال وضع الحمض في زجاجة زجاجية ، تم تصميمه ليتم كسره بواسطة مكبس في الجزء العلوي من جسم الأسطوانة أو بواسطة مطرقة تضغط على موانع حلقة على الجانب لإطلاق الحمض. هذا التصميم مرهق وغير فعال في بعض الأحيان ، كما يحتاج إلى تحسين.

التصميم

بصرف النظر عن استخدام عوامل مختلفة ، يستخدم مصنعو طفايات الحريق بشكل عام نوعًا من الأوعية المضغوطة لتخزين وتفريغ عامل الإطفاء. تختلف الوسائل التي يتم بها تصريف كل عامل. يتم ضغط طفايات حريق الماء بالهواء إلى ما يقرب من 150 رطل لكل بوصة مربعة (psi) – خمس مرات ضغط إطار السيارة – من الضاغط. يعمل مقبض قبضة الضغط على صمام نابض محمل في أسطوانة الضغط. في الداخل ، يمتد الأنبوب أو “أنبوب الغمس” إلى أسفل الخزان بحيث يتم غمر فتحة الأنبوب في الوضع المستقيم. يتم إطلاق الماء كتيار ثابت من خلال خرطوم أو فوهة ، يدفعه الضغط المخزن فوقه.

تعمل طفايات الماء من نوع “خرطوشة الغاز” بنفس الطريقة تقريبًا ، ولكن مصدر الضغط هو خرطوشة صغيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) عند 2000 رطل لكل بوصة مربعة ، بدلاً من الهواء. لتشغيل وحدة خرطوشة الغاز ، يتم ضرب نهاية طفاية على الأرض ، مما تسبب في ارتفاع مدبب لاختراق الخرطوشة ، وإطلاق الغاز في وعاء الضغط. وCO صدر 2 يوسع عدة مئات من المرات حجمه الأصلي، وملء الفضاء الغاز فوق الماء. هذا يضغط على الاسطوانة ويدفع الماء لأعلى من خلال أنبوب غمس وخرج من خلال خرطوم أو فوهة لتوجيهها على النار. أثبت هذا التصميم أنه أقل عرضة للإصابة التسرب (فقدان الضغط بمرور الوقت) من مجرد الضغط على الاسطوانة بأكملها.

في طفايات الرغوة ، يُحفظ العامل الكيميائي بشكل عام تحت الضغط المخزن. في طفايات البودرة الجافة ، يمكن وضع المواد الكيميائية تحت الضغط المخزن ، أو يمكن استخدام طارد خرطوشة الغاز ؛ يتم استخدام نوع الضغط المخزن على نطاق أوسع. في طفايات ثاني أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون 2 يتم الاحتفاظ في شكل سائل تحت 800-900 رطل وهو “طرد الذاتي”، وهذا يعني أن هناك حاجة إلى أي عنصر آخر لإجبار CO 2 من مطفأة. في وحدات الهالونات ، يتم أيضًا الاحتفاظ بالمادة الكيميائية في شكل سائل تحت الضغط ، ولكن يتم إضافة معزز الغاز (عادة النيتروجين) إلى الوعاء.

مواد أولية

يمكن تقسيم طفايات الحريق إلى أربعة تصنيفات: الفئة A والفئة B والفئة C والفئة D. كل فئة تتوافق مع نوع الحريق الذي تم تصميمه لأجهزة الإطفاء ، وبالتالي ، نوع عوامل الإطفاء المستخدمة. تم تصميم طفايات الحريق من الفئة أ لمكافحة حرائق الخشب والورق. وحدات الفئة B تقاتل حرائق سائلة قابلة للاشتعال ؛ تم تصميم طفايات الفئة C لمكافحة الحرائق الكهربائية الحية ؛ وتقاوم وحدات الفئة D الحرائق المعدنية المشتعلة.

أثبتت المياه فعاليتها في طفايات الحريق المستخدمة ضد حرائق الخشب أو الورق (الفئة أ). الماء ، ومع ذلك ، هو موصل كهربائي. بطبيعة الحال ، لهذا السبب ، ليس من الآمن كعامل لمحاربة الحرائق الكهربائية حيث توجد دوائر حية (الفئة C). بالإضافة إلى ذلك ، يجب عدم استخدام طفايات الحريق من الفئة أ في حالة حدوث حرائق سائلة قابلة للاشتعال (الفئة ب) ، خاصة في الخزانات أو الأوعية. يمكن أن يتسبب الماء في حدوث انفجار بسبب السوائل القابلة للاشتعال التي تطفو على الماء وتستمر في الحرق. أيضا ، يمكن لتيار الماء القوي أن يرش السائل المحترق إلى مواد أخرى قابلة للاحتراق. أحد عيوب طفايات الماء هو أن الماء يتجمد في الغالب داخل طفاية في درجات حرارة منخفضة. لهذه الأسباب ، الرغوة ، والمواد الكيميائية الجافة ، CO 2 ، وتم تطوير أنواع الهالونات.

الرغوة ، على الرغم من أنها تعتمد على الماء ، فعالة ضد الحرائق التي تحتوي على سوائل قابلة للاشتعال (الفئة ب). ستنتج طفاية ذات غالونين (7.5 لتر) حوالي 16 جالونًا (60 لترًا) من الرغوة السميكة المتشبثة التي تبرد النار وتلطخها. العامل نفسه هو مركب مملوك من قبل مختلف الشركات المصنعة ويحتوي على كمية صغيرة من البروبيلين جليكول لمنع التجمد. يتم احتوائه كخليط في أسطوانة مضغوطة تشبه نوع الماء. تحمل معظم الطائرات هذا النوع من طفاية. يمكن أيضًا استخدام الرغوة في حرائق الفئة أ.

تم تطوير عامل المسحوق الجاف لتقليل المخاطر الكهربائية للماء ، وبالتالي فهو فعال ضد حرائق الفئة C. (يمكن استخدامه أيضًا ضد حرائق الفئة ب.) المسحوق عبارة عن بيكربونات الصوديوم المقسمة بدقة والتي تتدفق بشكل حر للغاية. يمكن أن تكون طفاية الحريق ، المجهزة أيضًا بأنبوب غمس وتحتوي على غاز ضغط ، إما تعمل بالخرطوشة أو من نوع الضغط المخزن كما هو موضح أعلاه. العديد من طفايات المواد الكيميائية الجافة المتخصصة مناسبة أيضًا لحرق الحرائق المعدنية ، أو الفئة D.

ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) طفايات، فعال ضد العديد من الحرائق القابلة للاشتعال السائلة والكهربائية (الفئة B و C)، واستخدام CO 2 لأن كلا من وكيل والغاز الضغط. يتم طرد ثاني أكسيد الكربون المسال ، عند ضغط قد يتجاوز 800 رطل لكل بوصة مربعة حسب الحجم والاستخدام ، من خلال قرن متوهج. تفعيل التعامل مع أزمة قبضة تطلق CO 2 في الهواء ، حيث تشكل على الفور “ثلج” أبيض ورقيق. الثلج ، إلى جانب الغاز ، يقلل بشكل كبير من كمية الأكسجين في منطقة صغيرة حول النار. هذا يخنق النار ، بينما يتمسك الثلج بالوقود ، ويبرده تحت نقطة الاحتراق. أكبر ميزة لCO 2 طفاية هو عدم وجود بقايا دائمة. من المرجح أن تكون الأجهزة الكهربائية التي كانت مشتعلة قابلة للإصلاح. على عكس CO 2 “الثلج” المياه والرغوة، والمواد الكيميائية الجافة يمكن أن تدمر المكونات التالفة على خلاف ذلك.

كعناصر إطفاء ، فإن الهالونات أكثر فعالية بعشر مرات في إخماد الحرائق من المواد الكيميائية الأخرى. معظم الهالونات غير سامة وسريعة وفعالة للغاية. خاملة كيميائيًا ، فهي غير ضارة بالمعدات الدقيقة ، بما في ذلك دوائر الكمبيوتر ، ولا تترك أي بقايا. الاستفادة من الهالون خلال CO 2 طفاية هو أنه عادة أصغر حجما وأخف وزنا. يعتبر الهالون سائلاً عندما يكون تحت الضغط ، لذلك يستخدم أنبوب غمس مع النيتروجين كغاز الضغط.

قد يصبح الهالون ، على الأقل في طفايات الحريق ، حاشية للتاريخ. في عام 1992 ، وافقت 87 دولة حول العالم على وقف

إن وعاء الضغط المصنوع من الألمنيوم مصنوع عن طريق قذف البثق. في هذه العملية ، يتم وضع كتلة الألومنيوم في قالب ويتم صدمها بسرعة عالية باستخدام أداة صب المعادن. تعمل القوة على تسييل الألومنيوم وتسببه في التدفق في التجويف حول الأداة ، وبالتالي تشكيل الأسطوانة المفتوحة.
ثم يتم الانتهاء من هذه الأسطوانة في عمليات التواء وغزل ، والتي تشكل النهاية المفتوحة للأسطوانة.

تصنيع طفايات حريق الهالون بحلول 1 يناير 1994. هذا سوف يقضي على تهديد محتمل لطبقة الأوزون الواقية للأرض ، والتي تتفاعل معها جزيئات الهالون – شديدة المقاومة للتحلل – وتدمرها.

معظم العناصر الأخرى في مطفأة الحريق مصنوعة من المعدن. يتكون وعاء الضغط بشكل عام من سبيكة ألومنيوم ، بينما يمكن أن يكون الصمام إما من الفولاذ أو البلاستيك. عادة ما تكون المكونات الأخرى ، مثل مقبض التشغيل ودبابيس الأمان وحامل التركيب ، مصنوعة من الفولاذ.

عملية التصنيع

يتطلب تصنيع طفاية حريق من نوع الخزان أو الأسطوانة العديد من عمليات التصنيع لتشكيل وعاء الضغط ، وتحميل العامل الكيميائي ، وصمام الآلة ، وإضافة الأجهزة أو الخرطوم أو الفوهة.
خلق وعاء الضغط
1 تتكون أوعية الضغط من كتل (قرص) على شكل قرص من سبائك الألومنيوم الخاصة. الطرد هو أول تأثير مقذوف على مكبس كبير تحت ضغط كبير. في عملية البثق التصادم ، يتم وضع قالب الألومنيوم في قالب ويتم صدمه بسرعة عالية جدًا باستخدام أداة معدنية. تعمل هذه الطاقة الهائلة على تسييل الألومنيوم وتجعله يتدفق إلى تجويف حول الأداة. وهكذا يأخذ الألمنيوم شكل أسطوانة مفتوحة ذات حجم أكبر بكثير من القرص الأصلي.
العنق والغزل
2 تضع عملية الرقاب قبة على الطرف المفتوح للأسطوانة عن طريق التضييق

في طفاية خرطوشة غازية نموذجية ، يخترق ارتفاع خرطوشة الغاز. يتمدد الغاز المنطلق بسرعة لملء الفراغ فوق الماء والضغط على الوعاء. يمكن بعد ذلك ضخ المياه من الطفاية بالقوة اللازمة.النهاية المفتوحة مع عملية أخرى تسمى الغزل. يدور المعدن بلطف معًا ، مما يزيد من سمك الجدار ويقلل القطر. بعد الغزل ، تتم إضافة الخيوط.
3 يتم اختبار الوعاء وتنظيفه وتغليفه بطلاء مسحوقي . ثم يُخبز الوعاء في فرن حيث يُعالج الطلاء.
إضافة عامل إطفاء
4 بعد ذلك ، يضاف عامل الإطفاء. إذا كان الوعاء من نوع “الضغط المخزن” ، يتم الضغط على الوعاء تبعاً لذلك. إذا كانت خرطوشة الغاز ضرورية للمساعدة في طرد عامل الإطفاء ، يتم إدخالها أيضًا في هذا الوقت.
5 بعد إضافة عنصر الإطفاء ، يتم إغلاق الوعاء وإضافة الصمام. يتكون الصمام من جسم مصنوع من شريط معدني على مخرطة ، أو جزء مصبوب من البلاستيك المحقون في الإصدارات الاقتصادية. يجب أن تكون خالية من التسرب ، ويجب أن يكون لديها أحكام لخيوط في الاسطوانة.
التجميع النهائي
6 عملية التصنيع النهائية هي تجميع مقبض التشغيل ، ودبابيس الأمان ، وكتيفة التركيب. عادة ما تكون هذه الأجزاء باردة – يتم تشكيلها في درجات حرارة منخفضة – أشكال من الصلب أو الصفائح المعدنية ، يتم شراؤها من قبل الشركة المصنعة من بائع خارجي. يتم وضع الشارات التعريفية أيضًا على الأسطوانة لتحديد تصنيف فئة النار المناسب بالإضافة إلى ملاءمتها لإعادة الشحن. العديد من الإصدارات الاقتصادية تستخدم لمرة واحدة فقط ولا يمكن إعادة تعبئتها.
مراقبة الجودة

تقع جميع طفايات الحريق في الولايات المتحدة ضمن اختصاص الجمعية الوطنية للوقاية من الحرائق (NFPA) ، ومختبرات وكيل ، وخفر السواحل ، ومنظمات أخرى مثل إدارة المطافئ في نيويورك. يجب على المصنعين تسجيل تصميمهم وتقديم عينات للتقييم قبل تسويق طفاية حريق معتمدة.

تحدث إحدى أهم نقاط التفتيش أثناء عملية التصنيع بعد إضافة عامل الإطفاء وإغلاق الوعاء. من المهم للغاية ألا تتسرب الأسطوانة من غاز الضغط ، لأن ذلك سيجعل الطفاية عديمة الفائدة. للتحقق من وجود تسربات ، يتم وضع الحذاء فوق الأسطوانة ليكون بمثابة تراكم. يتم إطلاق غاز أثر في الداخل ، وفي غضون دقيقتين يمكن تسجيل أي معدل تسرب غير مقبول عن طريق الضغط المعقد ومعدات الكشف عن الغاز. يتم اختبار التسرب لجميع طفايات الحريق.

المستقبل

مع التخلص التدريجي من الهالون ، من المرجح أن يحل عامل جديد غير ضار محل المادة الكيميائية الخطرة خلال السنوات القليلة القادمة. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر تطبيقات جديدة للتصاميم القديمة ؛ الأكثر شيوعًا هي أجهزة استشعار الحرارة والنار الأوتوماتيكية التي تفرغ طفاية الحريق دون الحاجة إلى عامل.

مصدر