2019中级注册安全工程师答疑:泡沫灭火剂的分类及常用种类?

问题：

泡沫灭火剂的分类及常用种类?

答疑：

泡沫灭火剂是扑救可燃易燃液体的有效灭火剂，它主要是在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和冷却作用。

1.按混合比例分类点击 免费预约短信提醒

按照泡沫液与水混合的比例，泡沫灭火剂可分为1.5%型、3%型、6%型等。

2.按发泡倍数分类

泡沫灭火剂按其发泡倍数可分为低倍数泡沫灭火剂、中倍数泡沫灭火剂和高倍数泡沫灭火剂三类。低倍数泡沫灭火剂的发泡倍数一般在20

倍以下，中倍数泡沫灭火剂的发泡倍数在20～200倍之间，高倍数泡沫灭火剂的发泡倍数一般在200～1000倍之间。

3.按使用特点分类

泡沫灭火剂按其使用场所和特点可分为A类泡沫灭火剂和B类泡沫灭火剂，B类泡沫灭火剂又可分为非水溶性泡沫灭火剂(如蛋白泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂、“轻水”泡沫灭火剂)和抗溶性泡沫灭火剂(凝胶型抗溶泡沫灭火剂、水成膜抗溶泡沫灭火剂、氟蛋白抗溶泡沫灭火剂、成膜蛋白抗溶泡沫灭火剂、成膜氟蛋白抗溶泡沫灭火剂、中倍数抗溶泡沫灭火剂)。

4.按合成泡沫的基质分类

泡沫灭火剂可分为蛋白型泡沫灭火剂和合成泡沫灭火剂。蛋白型泡沫灭火剂主要有普通蛋白泡沫灭火剂，氟蛋白泡沫灭火剂，成膜氟蛋白泡沫灭火剂，抗溶和成膜蛋白抗溶泡沫灭火剂;合成泡沫灭火剂主要有高倍数泡沫灭火剂，高、中、低倍通用泡沫灭火剂，水成膜泡沫灭火剂，抗溶水成膜灭火剂，A类火泡沫。

常用泡沫灭火剂

一、化学泡沫灭火剂

1.组分和作用

主要仍以硫酸铝、碳酸氢钠两种药剂作为发泡剂，并添加了氟碳表面活性剂，碳氢表面活性剂为增效剂所组成.

2.性能

具有粘度小，流动性和自封能力好，灭火效率高等特点.其灭火效率为同量YP型化学泡沫灭火剂的2～3倍;而且全部采用合成原料，不易变质，储存期较长.

灭火原理

使用时，设法使酸性剂和碱性剂的水溶液混合，反应中生成的二氧化碳，一方面在溶液中形成大量细小的泡沫;同时使灭火器中的压力很快上升，将生成的泡沫从喷嘴喷出.反应生成的胶状氢氧化铝则分布在泡膜上，使泡沫具有一定的粘性，且易于粘附在燃烧物上，并增强泡沫的热稳定性，药剂中的氟碳表面活性剂可使灭火剂溶液的表面张力和临界胶束浓度降低，易于成泡;同时可使溶液的扩散系数为正值，能在非水溶性可燃液体表面形成一层水膜;碳氢表面活性剂则可使泡沫稳定，并对成膜具有一定的辅助作用。

5.保管方法

内剂和外剂必须分开包装，以每具灭火器所需的内外剂量为一最小包装单位，一律用聚乙烯或聚氯乙烯塑料袋包装，然后再分别以纸箱或木箱包装。在运输过程中应避免受潮和曝晒。

化学泡沫灭火剂应储存在阴凉。干燥的库房中;内剂和外剂应分开堆放，堆垛不宜过高。

6.有效期

化学泡沫剂经配制后充装于灭火器内，有效期为一年。

化学泡沫灭火剂的泡沫是通过两种药剂的水溶液发生化学反应生成的，由于其灭火效果较差、腐蚀性强、保质期短、对人体和环境有害，在我国已经被停止使用多年了。

二、空气泡沫灭火剂

空气泡沫灭火剂的泡沫是通过搅拌而生成的。按其发泡倍数可分为低倍数泡沫、中倍数泡沫和高倍数泡沫三类。根据发泡剂的类型和用途，低倍数泡沫灭火剂又可分为蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、抗溶性泡沫和合成泡沫灭火剂五种类型。

1.蛋白泡沫灭火剂

蛋白泡沫灭火剂是泡沫中最基本的一种。分动物蛋白和植物蛋白两种，它的主要成分是水和水解蛋白，再加入适当的稳定、防冻、缓释、防腐及粘度控制等添加剂制成，是一种黑褐色的粘稠液体，具有天然蛋白质分解后的臭味。泡沫液中还含有一定量的无机盐，如氯化钠、硫酸亚铁等。平时贮存在包装桶或贮罐内，灭火时通过比例混合器与压力水流按6：94或3：97的比例混合，形成混合液，混合液在流经泡沫管枪或泡沫产生器时吸入空气，并经机械搅拌后优点产生泡沫，喷射到燃烧区实施灭火。

1922年，美国标准石油公司的詹宁斯把动物胶和硫酸亚铁注射到汽油的表面，防止其蒸发起火，这是世界上最早把蛋白泡沫用于消防。后来德国的威森保鲁和斯培玛发现，蛋白质加水分解物是最好的泡沫灭火剂。他们把蛋白质加水分解物与硫酸亚水溶液作为两种水溶液分别放置。使用时混合起来，吸入空气搅拌发泡，以后他们又在蛋白质加水分解物中添加硫酸亚铁盐，作为一种浓缩剂使用，开发了现在的蛋白泡沫。它们5%的浓度与淡水，海水组成混合液，发生8倍的泡沫，能稳定地留在石油的表面。德国汉堡的斯塔玛公司至今还在销售这种泡沫液。

(1)灭火原理

它所产生的空气泡沫比重轻(一般在0.1～0。5之间)，流动性能好,抗烧性强，又不易被冲散，能迅速在非水溶性液体表面形成覆盖层迅速将火扑灭。由于蛋白泡沫还能粘附在垂直的表面上，因而也可以扑救一般固体物质的火灾。目前，蛋白泡沫主要用于扑救油类火灾。

(2)特点

蛋白泡沫的优点主要是原料易得，生产工艺简单，成本低，泡沫稳定性好，对水质要求不高，储存性能较好等。但与其它泡沫相比，泡沫的流动性能较差，抵抗油质污染的能力较低，不能用于液下喷射灭火，也不能与干粉灭火剂联用(其泡沫与干粉接触时，很快就被破坏)，主要用于扑救油类火灾。

(3)应用范围

主要用于扑救一般非水溶性易燃和可燃液体火灾，也可用于扑救一般可燃固体物质的火灾。由于它有良好的热稳定性和覆盖性能，还被广泛地应用于石油储罐的灭火或将泡沫喷入未着火的油罐，以防止附近着火油罐辐射热引燃。使用蛋白泡沫施救原油，重油储罐火灾时，要注意可能引起的油沫沸溢或喷溅。

2.氟蛋白泡沫灭火剂

美国的国民泡沫公司于1965年开发了商品为AER-O-FOAMXL的氟蛋白泡沫。氟蛋白泡沫流动性好，并且在受油品污染的情况下也不轻易消泡，能以液下喷射的形式使用。紧接着国民泡沫公司，英国的安格斯公司、ICI公司也制成了氟蛋白泡沫液，以FP-70的商品在市场上销售。在欧美，氟蛋白泡沫问世后，很快就替代了蛋白泡沫成为保护大型油罐的主流灭火剂。

(1)组分

在蛋白泡沫中加入“6201”预制液，即可成为氟蛋白泡沫灭火剂。“

6201”预制液，又称FCS溶液，是由“6201”氟碳表面活性剂、异丙醇和水按3：3：4的质量比配制成的水溶液。

“6201氟碳表面活性剂在6%型和3%型氟蛋白泡沫液中的重量百分数分别为0.33%和0.66%。因此，这两种类型的氟蛋白泡沫液，按规定混合比产生的氟蛋白泡沫，其6201氟碳表面活性剂的含量均为0.0196%(重量%)

(2)灭火原理和泡沫特点

灭火原理与蛋白泡沫基本相同。但由于氟碳表面活性剂的作用，使它的水溶液和泡沫性能发生了显著的变化，从而提高了灭火效率。

①水溶液的表面张力和界面张力明显降低：实验证明，蛋白泡沫溶液与水按规定混合比配制的水溶液，其表面张力为46×10-5N/cm左右，而按规定混合比配制的氟蛋白泡沫灭火剂的水溶液，在“6201’’和OBS含量为0.015%时的表面张力仅为21×10-5N/cm左右。而且，“6201”和OBS还能降低灭火剂水溶液与油类之间的界面张力。表面张力和界面张力的降低，都意味着产生泡沫所需的能量相对减小。

②泡沫易于流动：泡沫的临界切应力大小与泡抹的流动性有直接的关系，切应力越小，泡沫的流动性越好。实验测定，蛋白泡沫的临界切应力为200×10-5N/cm左右;而氟蛋白泡沫的临界切应力仅为100

×10-5N/cm左右。因而，氟蛋白泡沫的流动性比蛋白泡沫好得多。氟蛋白泡沫灭火时以较薄的泡沫层，即能迅速地将油面覆盖，且泡沫比较牢固，不易被破坏;即使被冲破，由于它有良好的流动性和自愈性，也能快速自行愈合。

③泡沫疏油能力强：灭火时，往往由于泡沫喷射与油面发生冲击作用，而使部分泡沫潜入油中，并夹带一定量的油再浮到油面上来。当蛋白泡沫含有-定油量时，即能自由燃烧，因而不能用于液下喷射。而氟蛋白泡沫灭火时，由于氟碳表面活性剂分子中的氟碳链既有疏水性又有很强的疏油性，可以在泡沫与油的交界面上形成水膜，又能把油滴包于泡沫之中，阻止了油的蒸发，降低含油泡沫的燃烧性。实验证明，蛋白泡沫中含汽油量达到2%以上时，即有可燃性，达到8.5%时即可自由燃烧;而氟蛋白泡沫中的汽油含量需高达23%以上时才能自由燃烧。

④与干粉联用性好：蛋白泡沫不能与一般干粉联用。

因为干粉中所用的防潮剂(如硬脂酸镁)对泡沫有很大的破坏作用，两者一经接触，泡沫就会很快被破坏而消失，所以蛋白泡沫只能与经过特制的于粉联用。而氟蛋白泡沫则由于氟碳表面活性剂的作用，具有抵抗干粉破坏的能力。蛋白泡沫中含有0.01%的6201或OBS时，即有明显的抗干粉破坏的能力;当“6201’或 OBS的含量达到0.015～0.02%时。与

干粉就有良好的联用性。因此，氟蛋白泡沫灭火剂可与各种干粉联用，且均能取得良好的灭火效果。干粉灭火剂灭火速度快，可以迅速压住火势;泡沫则覆盖在油面上，能防止复燃。两者联用时，充分发挥各自的长处。即可把火迅速扑灭。

(4)应用方范围

它与蛋白泡沫灭火剂一样，主要用于扑救各种非水溶性可燃、易燃液体和-些可燃固体火灾。广泛用于扑救大型储罐(液下喷射)、散装仓库、输送中转装置，生产加工装置、油码头及飞机火灾等。其使用方法、储存要求与蛋白泡沫同。

3.水成膜泡沫灭火剂

水成膜泡沫是美国发明的。1946年-1952年，美国海军技术研究所的特威斯曼在研究团体的湿润性发现，氟表面活性剂既具有斥水性，又具有斥油性。该研究所的查布研究把氟表面活性剂作为灭火剂应用，并开发了把它与干粉灭火剂一起使用的联用系统。这种泡沫析出的氟表面活性剂水溶液在油表面形成薄膜，浮在上面，在灭火后抑止蒸汽发生并防止复燃。由于它在油的表面形成轻的水性薄膜，美国海军就称其为轻水泡沫，并于1964年获得专利。

(1)组分

由氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂和添加剂(泡沫稳定剂，抗冻剂，助溶剂、增稠剂等)及水组成。氟碳表面活性剂是其中的主要成分，所占比例为1～5%;它可以是一种，也可以是多种表面活性剂的混合物。其亲水基团可为阳离子型或阴离子型，也可为两性或非离子型的，使用最多的是阴离子型。水成膜泡沫灭火剂还含有0.1～0.5的聚氧化乙烯，用以改善泡沫的抗复燃能力和自封能力。

水成膜泡沫灭火剂中使用的非氟表面活性剂的含量为0.01～0.5%。它不仅能增强泡沫的发泡倍数和稳定性，而且能降低水成膜泡沫水溶液与油类之间的界面张力，增强与油料之间的亲和力，有助于水膜的形成和扩散，使一部分不能形成扩散膜的一些氟碳表面活性剂也能更好地成膜，形成坚固的含水膜。

水成膜泡沫中的溶剂为乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚等，用量为为5～40%。它们对各个组分具有助溶作用，并可以增强泡沫性能、适当降低泡沫液的凝固点，有助于泡沫的形成。

(2)灭火原理

在扑救石油产品火灾时，依靠泡沫和水膜的双重作用，而泡沫起主导作用。

①泡沫的灭火作用：由于水成膜泡沫中氟碳表面活性剂和其他添加剂的作用，使其具有比氟蛋白泡沫更低的临界切应力(其临界切应力仅为60×10-5N/cm左右)，当泡沫喷射到油面上时，由于流动性非常好，很快地在油面上展开，并结合水膜的作用把火迅速扑灭。

②水膜的灭火作用;水成膜泡沫的特点是能在油类的表面上形成一层很薄的水膜，这是由于氟碳表面活性剂和非氟表面活性剂共同作用的结果。

这层水膜可使油品与空气隔绝，阻止油气蒸发，更有利于泡沫流动，加速灭火。但仅靠水膜的作用还不能有效地灭火。实际上，水成膜泡沫的灭火作用是：当把泡沫喷射到燃烧的油面时，泡沫一面在油面上散开，一面在油面上形成一层水膜，抑制油品的蒸发，使其与空气隔绝，并使泡沫迅速流向尚未直接喷射到的区域，进一步灭火。

4.抗溶性泡沫灭火剂

水溶性可燃液体，例如醇、酯、醚、醛、有机酸、和胺等，由于它们的分子极性较强，能大量吸收泡沫中的水分，使泡沫很快破坏而不起灭火作用，所以不能用蛋白泡沫、氟蛋白泡沫和“轻水”泡沫来扑救此类液体火灾，而必须用抗溶性泡沫来扑救。

抗溶性泡沫灭火剂主要类型有：①以水解蛋白为基料，添加脂肪酸的锌、镉、铝等有机金属盐制成的金属皂型抗溶性灭火剂,目前已淘汰;②以水解蛋白或合成表面活性剂为发泡剂，添加海藻酸盐一类天然高分子化合物而制成的高分子型抗溶性泡沫灭火剂;③由氟碳表面活性剂和多糖制成的触变型抗溶性泡沫灭火剂;④以蛋白泡沫液添加特制的氟碳表面活性剂和多种金属盐制成的氟蛋白型抗溶性泡沫灭火剂;⑤以硅酮表面活性剂为基料制成的抗溶性泡沫灭火剂等。

灭火原理：原液用水稀释时，不产生沉淀物，其混合液为一种透明、均相的液体。泡沫一接触水溶性溶剂的表面，立即发生反应，夺取泡沫层中的水分，同时形成一种既不溶于水，又不溶于溶剂的均匀而粘稠的薄膜。从而有效地防止水溶性溶剂对泡沫的破坏，提高泡沫的稳定性和持久性.灭火时泡沫迅速覆盖液面，或粘附于燃烧物固体表面，形成严密的覆盖层，从而隔绝空气使火熄灭。

应用范围：抗溶性泡沫主要用于扑救乙醇，甲醇，丙酮。醋酸乙酯等一般水溶性可燃、易燃液体的火灾。不宜用于扑救低沸点的醛、醚、有机酸和胺等有机液体的火灾。虽然也可以扑救一般油类和固体火灾，但由于价格较高，一般不予采用。

使用特点;这种灭火剂的原料来源丰富，制造工艺简单，价格便宜，泡沫腐蚀性小，有效期长，可与水预先混合，混合液输送距离不受限制。可用于普通泡沫灭火设备，也可用于固定式，半固定或移动式灭火系统。使用时仍需要安装泡沫缓冲装置。

灭火原理：灭火时，泡沫能在极性溶剂表面形成一层含气泡的凝胶层，这种膜能有效的防止极性溶剂的破坏，从而达到覆盖灭火的目的。

使用方法：可采用通用的灭火设备，可以进行预混;如采用U型施放器，在离液面40cm处，使泡沫沿容器壁流入，则效果最好。在实际使用中采用9%和6%的混合比，均可获得较好的灭火效果。

应用范围：这种抗溶性泡沫灭火剂主要用于扑救极性溶剂如甲醇，乙醇，乙醚和丙酮等液体火灾。

5.高倍数泡沫灭火剂

20世纪60年代，高倍数泡沫及其应用技术在英、美、瑞典、日本等国得到了迅速发展。它以合成表面活性剂为基料，通过高倍数泡沫产生器可发出500～1000倍的泡沫，通过大量泡沫迅速充满被保护的区域和空间。

隔热燃烧所需的氧(空气)而实施灭火。此外高倍数还有冷却和阻止火场中热传导的功能。我国自70年代先后开发出淡水型、海水型、耐烟耐温型高倍泡沫系列产品，并研制出相应的地上和地下建筑火灾的固定式灭火系统，逐步实现了应用技术的标准化、系列化。

(1)组分

一般由发泡剂、艳定剂，溶剂、抗冻剂、硬水软化剂、助剂等组成。

(2)主要性能指标

其外观应是均相液体，无明显毒性，具有生物降解性;其使用温度范围：普通型为-5～-40℃，耐寒型为-10～40℃，超耐寒型为-20～40℃。

(3)灭火原理

高倍数泡沫灭火剂水溶液通过高倍数泡沫产生器而生成的，它的发泡倍数高达200～1000倍。气泡直径一般在10mm以上。由于它的体积膨胀大，再加上高倍数泡沫产生器的发泡量大(大型的可在1min内产生1000m3以上泡沫)，泡沫可以迅速充满着火空间，覆盖燃烧物，使燃烧物与空气隔绝;泡沫受热后产生的大量水蒸汽大量吸热，使燃烧区温度急骤下降，并稀释空气中的含氧量，阻止火场的热传导，对流和热辐射，防止火势蔓延。因此，高倍数泡沫灭火技术具有混合液供给强度小，泡沫供给量大，灭火迅速，安全可靠，水渍损失少，灭火后现场处理简单等特点。

(4)应用范围

主要适于扑救非水溶性可燃、易燃液体火灾和一般固体物质火灾(如从油罐流淌到防火堤以内的火灾或从旋转机械中漏出的可燃液体的火灾等)，以及仓库，飞机库、地下室、地下道、矿井，船舶等有限空间的火灾。液化天然气等深冷液体的储罐有泄漏时，也可施用高倍数泡沫，以起到防止蒸气挥发和着火的作用。

由于它比重小，又具有较好的流动性，所以在产生泡沫的气流作用下，通过适当的管道，可以输送到一定的高度或较远的地方去灭火。

由于油罐着火时，油罐上空的上升气流升力很大，而泡沫的比重却很小，不能覆盖到油面上，所以不能用高倍数泡沫灭火剂扑救油罐火灾：但对室内储存的少量水溶性可燃液体火灾，有时也可用全淹没的方法来扑灭。

在使用高倍数泡沫灭火时，要注意防止进入高倍数泡沫产生器的气体不得含有燃烧过的气体，烟尘和酸性气体，以免破坏泡沫。

(5)储存

在运输和储存期间，不得混入其他类型的灭火剂，应放置于阴凉、干燥的地方，防止阳光曝晒;储存环境温度应在规定的范围内，储存二年后应进行全面的质量检查，其各项性能指标不得低于规定标准的要求。

根据国家标准：GB15308-2006《泡沫灭火剂》规定：蛋白泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂，国家规定有效期2年，但在保存条件良好时，有效期最大可达3年。水成膜泡沫灭火剂国家规定有效期8年，但在保存条件良好时，有效期最大可达10-15年。抗溶性泡沫灭火剂国家规定有效期为2年，但在保存条件良好时，有效期最大可达3年。高倍数泡沫灭火剂国家规定的有效期为3年;

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