Гасіння метанолу легкими сипкими матеріалами та швидкотвердіючими пінами

 

Кірєєв Олександр Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-8819-3999

 

Гапон Юліана Костянтинівна

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

http://orcid.org/0000-0002-3304-5657

 

Чиркіна-Харламова Марина Анатоліївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-2060-9142

 

Даник Олена Миколаївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0009-0003-6849-3403

 

Русенко Катерина Олександрівна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0009-0009-4866-6032

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2026-43-14

 

Ключові слова: метанол, піноскло, полярні рідини, сипкі матеріали, швидкотвердіючі піни, вогнегасні системи, пожежогасіння

 

Анотація

 

Проведено дослідження вогнегасних властивостей легких сипких матеріалів та швидкотвердіючих пін під час гасіння метанолу. Як сипкі матеріали обрано подрібнене піноскло з розміром гранул 1–1,5 см і спучений перліт зі сферичними гранулами діаметром 1,0–1,5 мм. Встановлено, що піноскло формує нижній шар вогнегасної системи та забезпечує її плавучість, тоді як верхній шар перліту виконує ізолюючу функцію, обмежуючи доступ кисню до поверхні горіння та запобігаючи повторному займанню. Показано, що додаткове подавання розпиленої води на поверхню шару підвищує ізолюючі та охолоджуючі властивості системи, а також сприяє зниженню температури в зоні горіння. Оцінювання вогнегасних властивостей здійснювали із застосуванням концепції базового шару, що дозволило визначити параметри вогнегасних шарів для реальних умов пожежогасіння та адаптувати результати до промислових масштабів. Для можливості таких розрахунків були експериментально визначені насипна густина і плавучість в метанолі обраних сипких матеріалів.Як швидкотвердіючу піну використано систему складу Na₂O·nSiO₂ (9 % р-н) + NaHCO₃ (9 % р-н) + карбоксиметилцелюлоза (0,5 % об.) + піноутворювач «Морський» (6 % об.). Встановлено, що час втрати текучості цієї системи становить 60±10 с, що є достатнім для змішування компонентів, спінювання, подавання в осередок пожежі та розтікання по поверхні горючої рідини з подальшим утворенням ізолюючого шару. Проведено порівняльний аналіз ефективності застосування систем на основі легких сипких матеріалів і швидкотвердіючих пін при гасінні метанолу. Отримані результати зіставлено з даними для гасіння бензину, етанолу та ацетону, що дозволило оцінити перспективність запропонованих вогнегасних засобів для гасіння полярних і неполярних горючих рідин та визначити напрями їх подальшого вдоско-налення.

Посилання

1. EN 1568-1:2018. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 1: Spec-ification for medium expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids. European committee for standardization, 2018. 44 р. URL: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/29188adf-ed7b-49cf-9e76-b996ab64fd89/en-1568-1-2018

2. EN 1568-2:2018. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 2: Spec-ification for high expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids. European committee for standardization, 2018. 41 р. URL: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/1b7c7790-8464-4bc4-9ec6-b98ac41ff 5ed/en-1568-2-2018

3. EN 1568-3:2018. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 3: Spec-ification for low expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible. European committee for standardization, 2018. 59 р. URL: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/6e79e77f-10b9-4be3-b589-23797d03 ae3b/en-1568-3-2018

4. Li Zhaoqian, Zhu Hongqing, Zhao Jinlong, Zhang Yilong & Hu Lintao. Exper-imental research on the effectiveness of different types of foam in extinguishing methanol/diesel pool fires. Combustion Science and Technology. 2022. 196(12). Р. 1791–1809. doi: 10.1080/00102202.2022.2125306

5. Про ратифікацію Стокгольмської конвенції про стійкі органічні забруднювачі: Закон України від 18 квітня 2007 р. Верховна Рада України. Голос України. 2007. 19 червня. № 106. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/949-16

6. Боровиков В. О., Слуцька О. М., Сукач Р. Ю., Войтович Д. П. Використання плівкоутворювальних піноутворювачів для гасіння пожеж у світлі положень Стокгольмської конвенції про стійкі органічні забруднювачі. Пожежна безпека. 2025. Вип. 46. С. 5–19. doi: 10.32447/20786662.46.2025.01

7. Dubinin D., Korytchenko K., Lisnyak A., Hrytsyna I., Trigub V. Numerical simulation of the creation of a fire fighting barrier using an explosion of a combustible charge. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. 6(10(90)). Р. 11–16. doi: 10.15587/1729-4061.2017.114504

8. Semko A., Beskrovnaya M., Vinogradov S., Hritsina I., Yagudina N. The usage of high speed impulse liquid jets for putting out gas blowouts. Journalof Theoretical and Applied Mechanics (Poland). 2017. Vol. 3. P. 655–664. URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84938701022&partnerID= 40& md5=7bb1aef5a447873de21f8e81c67eedd0

9. Dubinin D., Korytchenko K., Lisnyak A., Hrytsyna I., Trigub V. Improving the installation for fire extinguishing with finely dispersed water. Eastern European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 2. № 10–92. P. 38–43. doi: 10.15587/1729-4061.2018.127865

10. Vambol S., Bogdanov I., Vambol V., Suchikova Y., Kondratenko O., Hurenko O., Onishchenko S. Research into regularities of pore formation on the surface of sem-iconductors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 3. № 5–87. P. 37–44. doi: 10.15587/1729-4061.2017.104039

11. Chernukha A., Teslenko A., Kovalov P., Bezuglov O. Mathematical Modeling of Fire-Proof Efficiency of Coatings Based on Silicate Composition. Materials Science Forum. 2020. Vol. 1006. Р. 70–75. doi: 10.4028/www.scientific.net/msf.1006.70

12. Vasilchenko A., Otrosh Y., Adamenko N., Doronin E., Kovalov A. Feature of fire resistance calculation of steel structures with intumescent coating. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 230. Р. 02036. doi: 10.1051/matecconf/201823002036

13. Kustov M., Kalugin V., Tutunik V., Tarakhno O. Physicochemical principles of the technology of modified pyrotechnic compositions to reduce the chemical pollu-tion of the atmosphere. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. 2019. Vol. 1. Р. 92–99. doi: 10.32434/0321-4095-2019-122-1-92-99

14. Pietukhov R., Kireev A., Tregubov D., Hovalenkov S. Experimental Study of the Insulating Properties of a Lightweight Material Based on Fast-Hardening Highly Resistant Foams in Relation to Vapors of Toxic Organic Fluids. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1038. Р. 374–382. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1038.374

15. Petukhov R., Kireev A. Modeling the insulation properties of multicomponent solid foam-like material based on gel-forming systems. Functional matireals. 2021. Vol. 28. № 3. P. 549–555. doi: 10.15407/fm28.03.549

16. Mahammad E., Musayev, Ilgar F. Dadashov, Alexander A. Kireev, Rza Kh. Khudiyev. Research fire extinguishing and insulating characteristics of fast-hardening foams. Processes of Petrochemistry and Oil Refining. 2024. Vol. 25. № 2. Р. 567–577. doi: 10.62972/1726-4685.2024.2567

17. Ni X., Zhang K., Zheng Z., Wang W., Hu S. Application of Composite Dry Powders for Simultaneous Fire Extinguishment and Liquid Solidification of Methanol. Fire. 2025. 8(2). Р. 69–81. doi: 10.3390/fire8020069.

18. Makarenko V., Kireev А., Slepuzhnikov Y., Hovalenkov S. Properties of mul-ti-component fire extinguishing systems based on light bulk materials. Key Engi-neering Materials. 2023. Vol. 954. P. 177–184. doi: 10.4028/p-6v6dmx

19. Бабашов І. Б., Дадашов І. Ф., Кірєєв О. О., Савченко О. В., Мусаєв М. Є. Результати визначення вогнегасних характеристик легких сипких матеріалів при гасінні етанолу. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 1(37). С. 250–263. doi: 10.52363/2524-0226-2023-37-18

20. Kireev A., Hapon Yu., Chyrkina-Kharlamova М., Nuianzin V., Maiboroda A. Fire extinguishing efficiency of lightweight bulk materials when extinguishing acetone. Problems of Emergency Situations. 2025. № 1(41). P. 100–113. doi: 10.52363/2524-0226-2025-41-7

21. Кірєєв О. О., Гапон Ю. К., Чиркіна-Харламова М. А., Слепужніков Є. Д., Черкашин О. В. Вибір найбільш ефективного засобу гасіння легкозаймистих рідин. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2024. № 2(40). С. 30–43. doi: 10.52363/2524-0226-2024-40-3

22. Offermanns H., Schulz K., Brandes E. Substance properties of methanol. In: Methanol: The Basic Chemical and Energy Feedstock of the Future, 2014. 677 p. doi: 10.1007/978-3-642-39709-7

23. Zhou F., Yu J., Wu C., Fu J., Liu J., Duan X. The application prospect and challenge of the alternative methanol fuel in the internal combustion engine. Science of The Total Environment. 2024. Р. 913:169708. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.169708

24. Zhang Q., Wang L., Bi Y., Xu D., Zhi H., Qiu P. Experimental investigation of foam spread and extinguishment of the large-scale methanol pool fire. Journal of Hazardous Materials. 2015. Vol. 287. P. 87–92. doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.01.017

25. Zhi H., Bao Y., Wang L., Mi Y. Extinguishing performance of alcohol-resistant firefighting foams on polar flammable liquid fires. Journal of Fire Sciences. 2020. Vol. 38. P. 53–74. doi: 10.1177/0734904119893732

26. Макаренко В. С. Підвищення вогнегасних властивостей сипких матеріалів шляхом введення кристалогідратів. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2022. № 2(36). С. 147–158. doi: 10.52363/2524-0226-2022-36-12

Надійшла до редколегії: 10.03.2026
Прийнята до друку: 13.04.2026
Дата публікації (оприлюднення): 31.05.2026