CC BY
16
st. kpt. mgr Bozenna PORYCKA
Kierownik Zakladu-Laboratorium Badan Chemicznych i Pozarowych CNBOP
DZIALALNOSC I BADANIA ZAKLADU -LABORATORIUM BADAN CHEMICZNYCH I POZAROWYCH
Streszczenie
W artykule omowiono zakres dzialalnosci Zakladu-Laboratorium Badan Chemicznych i Pozarowych. Obejmuje on badania wlasciwosci pozarowych materialow, sprz^tu podr^cznego, srodkow gasniczych, sorbentow i zwilzaczy. Summary
This article describes the range of activity of Department - Laboratory of Fire and Chemical Research.
It's including research fire characteristics of fabrics, handy equipment, extinguishing agents, sorbents and
wetting agents
Zaklad-Laboratorium Badan Chemicznych i Pozarowych BC zajmuje si? zagadnieniami zwi^zanymi z wlasciwosciami pozarowymi materialow, sprz^tem podr^cznym stosowanym w obiektach uzytecznosci powszechnej, zakladach przemyslowych ; srodkami gasniczymi niezb^dnymi podczas akcji ratowniczo-gasniczych, jak rowniez sorbentami i zwilzaczami, uzywanymi podczas usuwania skutkow awarii, czy zdarzen, w ktorych dochodzi do wyciekow substancji niebezpiecznych dla ludzi i srodowiska naturalnego. W Zakladzie-Laboratorium prowadzone s^. nast^puj^ce badania:
• sprz?tu podr^cznego: gasnic przenosnych i przewoznych, kocow gasniczych,
• srodkow gasniczych: pianotworczych srodkow gasniczych i proszkow gasniczych,
• sorbentow i zwilzaczy
• badania niepalnosci materialow budowlanych,
• reakcji na ogien posadzek i wykladzin podlogowych,
• izolacyjnosci przegrod budowlanych,
• stopnia palnosci materialow budowlanych i stalych elementow wyposazenia wn?trz budynkow tj. oslony, okladziny, wykladziny scienne i sufitowe,
• okreslania ciepla spalania,
• zapalnosci materialow poddanych bezposredniemu dzialaniu pojedynczego plomienia,
• zapalnosci wyrobow wlokienniczych i elastycznych,
• rozprzestrzeniania plomienia po plaskich wyrobach wlokienniczych,
• oddzialywania ognia zewn^trznego na dachy,
• zapalnosci mebli tapicerowanych. Ponadto Zaklad-Laboratorium :
• Prowadzi prace badawczo-rozwojowe
• Realizuje projekty naukowo - badawcze, rowniez we wspolpracy z innymi placowkami badawczymi
• Prowadzi doradztwo techniczne
• Opracowuje opinie z zakresu dzialan laboratorium, w tym rowniez o zaistnialych pozarach rzeczywistych
• Opiniuj e proj ekty polskich norm
Od 1996r Zaklad-Laboratorium posiada akredytacji Polskiego Centrum Akredytacji (certyfikat akredytacji nr AB 059), a wdrozony system jakosci jest zgodny z wymaganiami normy PN-EN ISO 17025: 2005.
Wprowadzanie nowych metod i stanowisk badawczych, zgodnych
ze standardami europejskimi
Prace nad wprowadzaniem i doskonaleniem metod, stanowisk badawczych trwaj^. w Zakladzie od wielu lat. Ponizej przedstawiono kilka z wielu stanowisk, ktore powstaly w ostatnim czasie:
• Stanowisko do pomiaru napi^cia powierzchniowego i wspolczynnika rozplywania Stanowisko sluzy: do pomiaru metod^. tensjometryczn^. napi^cia powierzchniowego (gs) na granicy faz ciecz-gaz oraz napi^cia powierzchniowego na granicy dwoch niemieszaj^cych si? cieczy tzw. napi?cia mi?dzyfazowego (gi) roztworow srodkow powierzchniowo czynnych oraz wyrobow zawieraj^cych te srodki zgodnie z PN-90/C-04809 eqv ISO 304 „Srodki powierzchniowo czynne. Oznaczanie napi?cia powierzchniowego (gs) i napi?cia mi?dzyfazowego (gi)" Dodatkowo mozna na nim zmierzyc g^stosc.
Metoda jest akredytowana.
W sklad stanowiska wchodzi: tensjometr cyfrowy K9 ET wykorzystuj^cy metodç pierscieniow^. Du Noüy'a i metodç plytkow^, Wilhelmy'ego, jak równiez oprzyrz^dowanie do pomiaru gçstosci. Podstawowe dane techniczne:
- zakres pomiarowy:
napiçcie powierzchniowe/miçdzyfazowe gçstosc
- rozdzielczosc:
napiçcie powierzchniowe/miçdzyfazowe gçstosc
- temperatura pracy:
1 - 999 mN/m 1- 2200 kg/m3
0,1 mN/m 1 kg/m3 -10 do 100oC
Fot.l Widok ogólny stanowiska do oznaczania napiçcia powierzchniowego (gs) na granicy faz ciecz-gaz oraz napiçcia powierzchniowego na granicy dwóch nie mieszaj^cych siç cieczy
tzw. napiçcia miedzyfazowego (y)
• Stanowisko do oznaczania lepkosci za pomoc^. wiskozymetru rotacyjnego Stanowisko sluzy do pomiaru lepkosci czy tez charakterystyki plyni^cia zarówno cieczy newtonowskich jak i nienewtonowskich. wg PN-EN ISO 3219 „Tworzywa sztuczne. Polimery i zywice w stanie cieklym lub jako emulsje albo dyspersje. Oznaczanie lepkosci za pomoc^ wiskozymetru rotacyjnego przy okreslonej szybkosci scinania"
Umozliwia precyzyjne wyznaczenie punktu plyni^cia, wartosci tiksotropii czy reopeksji. Urz^dzenie wyposazone jest w:
• uklad pomiarowy rotor - cylinder do pomiarów lepkosci spelniaj^cy wymogi normy DIN 53018 oraz PN-EN ISO 3219,
• uklad pomiarowy stozek - plytka wg normy PN-EN ISO 3219,
• plaszcz termostatuj^cy,
• program komputerowy do kontroli pracy aparatu analizy wyników. Wszystkie uzyskiwane na biez^co wyniki takie jak lepkosc, napr^zenie scinaj^ce, szybkosc scinania czy temperatura ukazywane s^. na wyswietlaczu.
Metoda jest akredytowana Podstawowe dane techniczne:
- zakres lepkosci: 1 - 109 mPas
- napr^zenie scinaj^ce 1 - 105 Pa
- szybkosc scinania: 0,6 - 30000 /s
- szybkosc obrotowa: 0,5 - 800 obr/min
- temperatura: -50 - +250 °C
- rozrzut: +/- 0,5% pelnego zakresu
- interfejs: RS232C
Fot.2 Stanowisko do pomiaru lepkosci dynamicznej wiskozymetrem rotacyjnym z ukladem
termostatuj^cym i jednostk^. steruj^c^.
• Stanowisko do badania skutecznosci gasniczej (badania w duzej skali) wg: PN-EN 1568 Srodki gasnicze. Pianotworcze srodki gasnicze.
Czçsc 1 Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany sredniej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych siç z wode Czçsc 2 Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany lekkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych siç z wode Czçsci 3 Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany ciçzkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych siç z wode Czçsc 4 Wymagania dotycz^ce srodkow pianotworczych do wytwarzania piany ciçzkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych mieszaj^cych siç z wode W 2006 r. prowadzono badania srodkow gasniczych w celu certyfikacji wyrobow oraz walidowano i wprowadzano nowe oraz doskonalono istniej^ce metody badan pianotworczych srodkow gasniczych zgodnie z norme PN-EN 1568 cz. 1-4.
Laboratorium przeanalizowalo kazde z metod opisanych w ww. normach, opierajec siç na stosownej literaturze, a nastçpnie przeprowadzajec eksperymenty. Dopiero po doglçbnej analizie ustalono odpowiednie metody badan. Metody zostalo akredytowane. Stanowisko sluzy do oznaczania czasu gaszenia cieczy polarnych i niepolarnych, czasu nawrotu palenia, parametrow piany wg PN-EN 1568 1-4
W zaleznosci od rodzaju uzytej piany i zastosowania jej (do cieczy polarnych b^dz niepolarnych), stanowisko badawcze zestawiane jest zgodnie z zaleceniami konkretnej czçsci ww. normy.
Do testow gasniczych stosuje siç mieszaninç wçglowodorôw alifatycznych o nastçpuj^cych parametrach;
• zakres temperatury destylacji: od 84 °C do 105 °C;
• maksymalna roznica miçdzy pocz^tkow^ i koncowe temperature wrzenia: 10 °C;
• maksymalna zawartosc substancji aromatycznych: 1 % w/w;
• gçstosc w 15 °C: (700 ± 20) kg/m3.
• napiçcie powierzchniowe od 21 mN/m do 22 mN/m.
Fot. 3 Badanie nawrotu palenia wg PN-EN 1568 cz.3
• Stanowisko do zbierania proszku przy rozladowaniu gasnic.
W celu odzyskiwania proszku z rozladowywanych gasnic wybudowano stanowisko do zbierania proszku przy rozladowaniu gasnic. Budowa takiego stanowiska umozliwila prowadzenie badan zgodnie z norm^ w zakresie przeprowadzenia badania czasu dzialania gasnicy proszkowej w ci^gu 60 sekund od ich wyj^cia z komory klimatycznej. W pierwszym etapie budowy stanowiska zakupiono odci^g do pylow typu FP 200, ktory stanowil jego glowny element roboczy. W celu odseparowania proszkow BC i ABC wykonano dwa silosy z blachy kwasoodpornej o pojemnosci ok. 250 litrow kazdy, ktore ustawiono w zadaszonym pomieszczeniu. Proszek, podczas rozladowania gasnicy, jest podawany do jednego z dwoch otworow stozkowych na rurach odbiorczych, wyprowadzonych na zewn^trz pomieszczenia i pol^czonych po stycznej z silosami. W celu odtransportowania zebranego w silosach proszku wykonano utwardzony dojazd do stanowiska Producenci gasnic mog^. odbierac odzyskany proszek i ponownie uzyc go do napelniania urz^dzen gasniczych. Srodowisko naturalne nie jest zanieczyszczane proszkiem z oproznianych gasnic.
Fot. 4 Otwory na rurach odbiorczych
Wl^czanie i wyl^czanie stanowiska z pomieszczenia w budynku umozliwila modernizacja instalacji elektrycznej.
Fot.5 Silosy na proszek
• Stanowisko do badania parametrow wçzy Stanowisko sluzy do badania wytrzymalosci cisnieniowych wçzy gasnic przenosnych wg PN-EN 3-7:2004 (U) w temperaturze 20°C i najnizszej stosowania. Metoda zostala akredytowana
W sklad stanowiska wchodz^,:
a. Przetwornik cisnienia typ PC-28 o zakresie pomiarowym 0 - 60 MPa.
b. Rejestrator danych typ SRD-99.
c. Modul konwertera SRS-U/4-Z45.
d. Prasa manometryczna typ PM-600W o zakresie pomiarowym 0 - 60 MPa.
e. Skrzynia ochronna z przezroczystym wiekiem.
f. Komora klimatyczna firmy HERAEUS typ HC 4057, o zakresie temperatur pracy -40°C - +60°C i pojemnosci 570 dm3.
Fot. 6 Stanowisko do badania parametrow wezy
Prace naukowo-badawcze z zakresu ochrony przeciwpozarowej
W ramach realizacji prac badawczych Zaklad-Laboratorium prowadzi tematy badawcze zgloszone przez jednostki organizacyjne Panstwowej Strazy Pozarnej:
• Wplyw zanieczyszczeñ wody na trwaiosc pian gasniczych - Prowadzona jest analiza majeca na celu okreslenie, czy i jakie zanieczyszczenia wód maje wplyw na trwaiosc pian gasniczych i skutecznosc gasnicze, a tym samym na prowadzenie akcji ratowniczo-gasniczych. Nalezy ustalic, jakie se ograniczenia w stosowaniu brudnych wód podczas akcji gasniczych. Efektem pracy b^de wytyczne dla jednostek ochrony przeciwpozarowej.
• Wplyw chemicznych srodków gasniczych i neutralizatorów na organizmy zywe w srodowisku wodnym - Prowadzona jest analiza literaturowa wpiywu najcz^sciej stosowanych srodków gasniczych i neutralizatorów na organizmy zywe w srodowisku wodnym. Zostane ustalone ewentualne ograniczenia stosowania tych srodków w poblizu akwenów wodnych. Jednostki organizacyjne PSP zostane powiadomione o wynikach badañ.
• Opracowanie materialów do szkolenia dla strazaków OSP
Temat realizowany jest przez Zakiad -Laboratorium BS w ramach projektu wiasnego , dofinansowanego przez Komend? Giówne Pañstwowej Strazy Pozarnej .
Pracownicy Zakiadu-Laboratorium brali udziai w opracowaniu Szkolenia strazaków ratowników OSP cz^sc I nast^pujecych tematów:
• Sprz^t ratowniczy i podr^czny sprz^t gasniczy
• Proces spalania a pozar
• Gaszenie pozarów oraz srodki gasnicze
Inne prace badawcze prowadzone przez Zaklad-Laboratorium
Zakiad -Laboratorium realizuje prace badawcze, które maje na celu poprawienie efektywnosci sprz^tu i srodków gasniczych, a co za tym idzie prowadzenia akcji gasniczych.
• Wplyw przechowywania srodków gasniczych na ich wlasciwosci
Jednostki ratowniczo - gasnicze PSP i jednostki zakiadowe strazy pozarnej posiadaje niezb^dne zapasy srodków gasniczych. Cz^sto zuzycie ich nie jest proporcjonalne do planowanych rezerw. Takze trwaiosc srodków jest rózna. Wielu strazaków zetkn^lo si? ze srodkami gasniczymi, które byly przechowywane przez dlugi czas w róznych warunkach, niekiedy niewlasciwych. Problem starych srodków gasniczych zostal obszernie omówiony
w artykulach: „Przeterminowany i co dalej..." PP nr 2 z 2GG2r, B. Porycka, J. Rakowska: Ocena jakosci pian gasniczych po europejsku, Przegl^d Pozarniczy nr 1/2GG4, B. Porycka, J. Rakowska: Proszek w normie PN-EN 615, Przegl^d Pozarniczy nr 7/2GG4, J. Rakowska, B Porycka: Trwaiosc srodków gasniczych , Bezpieczenstwo i Technika pozarnicza nr 1/2GG6.
Uzytkownicy otrzymali m.in. wskazówki, jak przechowywac pianotwórcze srodki gasnicze i proszki gasnicze, zeby zachowaly jak najdluzej swoje wlasciwosci; jak postçpowac z uszkodzonymi opakowaniami.
Mimo, ze temat ten zostal zamkniçty w 2GG5r (po czterech latach realizacji), cingle jest aktualny, a do CNBOP zglaszaj^ sie uzytkownicy przeterminowanych srodków gasniczych.
Prace badawcze w trakcie realizacji
• Niezawodnosc i trwaiosc podr^cznego sprzçtu gasniczego w aspekcie jego wykorzystania do zabezpieczenia przeciwpozarowego budynków i innych obiektów budowlanych
Celem pracy jest doskonalenie metod badawczych sprzçtu podrçcznego w zakresie spelnienia wymagan konstrukcyjnych i parametrów technicznych w aspekcie trwalosci i niezawodnosci podczas uzytkowania w budynkach i innych obiektach budowlanych Zamierzony efekt: nadzór nad jakosci^ sprzçtu, wprowadzanie badan wg norm europejskich, doskonalenie metod badawczych, nowych stanowisk badawczych.
Istotn^. spraw^ dla ochrony przeciwpozarowej kraju jest, aby jednostki strazy pozarnej stosowaly dobre, skuteczne srodki gasnicze (zarówno proszki jak i piany).
• Ocena wiasciwosci reologicznych pianotwórczych srodków gasniczych
Celem pracy jest okreslenie wplywu wlasciwosci reologicznych koncentratów pianotwórczych na efektywnosc gasnicz^ srodków pianotwórczych. Zamierzony efekt - opracowanie uwag i wskazówek dla uzytkowników pianotwórczych srodków gasniczych.
• Badania srodków gasniczych pod kqtem ich przydatnosci podczas akcji gasniczych Celem pracy jest wyznaczanie wlasciwosci srodków gasniczych w aspekcie
wykorzystania ich w akcjach ratowniczo-gasniczych oraz w sprzçcie podrçcznym Zamierzony efekt: nadzór nad jakosci^. srodków certyfikowanych, badanie przydatnosci srodków gasniczych do specyficznych zastosowan, wprowadzanie badan wg norm
europejskich, doskonalenie metod badawczych, wprowadzanie nowych stanowisk badawczych, procedur badawczych, akredytowanie nowych stanowisk. Podczas prac badawczych okazalo si§, ze znacznie pogorszyla si? jakosc pianotworczych srodkow gasniczych. Wiele srodkow mialo podwyzszone pH (wartosc pH byla wyzsza niz deklarowal producent lub przekraczala 9,0), parametry wytwarzanej piany nie spelnialy wymagan normy. Rowniez z tego powodu sprawdzanie i kontrolowanie jakosci srodkow gasniczych dost^pnych na rynku pod k^tem ich przydatnosci podczas akcji gasniczych ma ogromny wplyw na efektywnosc dzialan gasniczych. Srodek gasniczy o sprawdzonej jakosci, odpowiednio zastosowany, ograniczy do straty popozarowe dotycz^ce ludzi, maj^tku, jak i srodowiska naturalnego.
Projekty badawcze
• Pracownicy Zakladu-Laboratorium opracowali dwa etapy prac w ramach projektu badawczego - Decyzja Nr 464/E-148/SPB/COST/KG/DWM 85/2005-2006 „Trudno zapalne wyroby wlokiennicze ograniczaj^ce zagrozenie pozarowe w obiektach zabytkowych" w ramach Akcji COST C 17 „Built Heritage: Fire Loss to Historic Buildings" realizowanego przez Instytut Inzynierii Materialow Wlokienniczych w Lodzi przy wspolpracy z Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpozarowej im. Jozefa Tuliszkowskiego w Jozefowie k/Otwocka.
• Zaklad -laboratorium zlozyl wniosek do Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyzszego o finansowanie projektu badawczego rozwojowego „Badania nad otrzymaniem ekologicznego, biodegradowalnego srodka zwilzaj^cego, zwi^kszaj^cego skutecznosc akcji ratowniczo-gasniczych i podnosz^cego bezpieczenstwo powszechne kraju", ktory zostal rozpatrzony pozytywnie.- Decyzja nr 8046/R/T00/2007/03 z dnia 24 maja 2007r. Projekt b?dzie realizowany przy wspolpracy z Instytutem Ci^zkiej Syntezy Organicznej, Politechnik^. Poznansk^, Instytutem Badawczym Lesnictwa.
Jak przedstawiono powyzej zakres dzialalnosci Zaklad-Laboratorium Badan Chemicznych i Pozarowych obejmuje zagadnienia zwi^zane z wlasciwosciami pozarowymi materialow, ze sprz^tem podr^cznym , srodkami gasniczymi, jak rowniez sorbentami i zwilzaczami.
Priorytetem w naszych dzialaniach jest praca ukierunkowana na potrzeby jednostek ochrony
przeciwpozarowej.
Literatura
1. B. Porycka, J. Rakowska: Przeterminowany i co dalej... Przegl^d Pozarniczy nr 2 z 2GG2r.
2. A. Bielanski: Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa 2GG2.
3. V.M. Gorkunenko, M.V. Kazakov: Przyspieszone metody okreslania okresu skladowania srodków pianotwórczych, Biuletyn Informacji Technicznej nr 4 z l975r.
4. L. Sobczyk, A. Kisza, Chemia fizyczna dla przyrodników PWN, Warszawa 1981.
5. PN-EN 615 Ochrona Przeciwpozarowa - Srodki gasnicze - Wymagania techniczne dotycz^ce proszków (innych niz do gaszenia pozarów grupy D).
6. PN-81/C-G1G55 Analiza chemiczna - Wytyczne wykonywania badan.
7. PN-9G/C-G48G9 eqv ISO 3G4 i 6889 Srodki powierzchniowo czynne -oznaczanie napiçcia powierzchniowego (gs ) i napiçcia miçdzyfazowego (gi).
8. A. Mizerski: Eksploatacja srodków pianotwórczych, sympozjum Soczewka 2GG5.
9. PN -EN 1568 -1: 2GG2 Srodki gasnicze. Pianotwórcze srodki gasnicze. Wymagania dotycz^ce srodków pianotwórczych do wytwarzania piany sredniej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych siç z wod^..
1G. PN-EN 1568 -2: 2GG2 Srodki gasnicze. Pianotwórcze srodki gasnicze. Wymagania dotycz^ce srodków pianotwórczych do wytwarzania piany lekkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych siç z wod^..
11. PN-EN 1568 -3: 2GG3 Srodki gasnicze. Pianotwórcze srodki gasnicze. Wymagania dotycz^ce srodków pianotwórczych do wytwarzania piany ciçzkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych nie mieszaj^cych siç z wod^..
12. PN-EN 1568 - 4: 2GG3 Srodki gasnicze. Pianotwórcze srodki gasnicze. Wymagania dotycz^ce srodków pianotwórczych do wytwarzania piany ciçzkiej sluz^cej do powierzchniowego gaszenia cieczy palnych mieszaj^cych siç z wod^..
13. PN-EN 3-7:2GG4 Gasnice przenosne. Charakterystyki eksploatacyjne i metody badan.
14. Sprawozdanie z realizacji tematu badawczo-rozwojowego nr 22/BT/G6 Niezawodnosc i trwalosc podrçcznego sprzçtu gasniczego w aspekcie jego wykorzystania do zabezpieczania przeciwpozarowego budynków i innych obiektów budowlanych CNBOP BT, Józefów, luty 2GG7.
15. Sprawozdanie z realizacji tematu badawczo-rozwojowego nr 21/BT/06 Badania srodkow gasniczych pod k^tem ich przydatnosci podczas akcji gasniczych, CNBOP, BT, Jozefow, marzec 2007.
16. Sprawozdanie z realizacji tematu badawczo-rozwojowego nr 57/BT/KWPSP/06 Wplyw zanieczyszczen wody na trwalosc pian gasniczych, CNBOP, BT, Jozefow, marzec 2007.
17. Sprawozdanie z realizacji tematu badawczo-rozwojowego nr 59/BM/KWPSP/06 Wplyw chemicznych srodkow gasniczych i neutralizatorow na organizmy zywe w srodowisku wodnym , CNBOP, BM, Jozefow, marzec 2007.
18. Sprawozdanie z realizacji tematu badawczo-rozwojowego nr 330/BM-3/05, CNBOP, BM-3, Jozefow, luty 2006.
19. B. Porycka, J. Rakowska: Ocena jakosci pian gasniczych po europejsku, Przegl^d Pozarniczy nr 1/2004.
20. J. Rakowska, B. Porycka: Trwalosc srodkow gasniczych , Bezpieczenstwo i Technika pozarnicza nr 1/2006.
