Газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230 fluid

Молекула вещества содержит 12 атомов ФТОРА. Химическая формула: CF3CF2C(O)CF(CF3)2

Газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230 fluid — (Новек® 1230) огнетущащий газ, разработанный 3M Company в качестве эффективного и безопасного средства борьбы с пожарами.


Газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230 fluid

NOVEC® — зарегистрированная торговая марка, принадлежащая 3M Company.

Газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230 fluid — это средство нового поколения, являющееся альтернативой хладонам, обеспечивающее превосходную эффективность, большой запас по безопасности и обладающее отличными характеристиками по экологичности.

» Газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230 fluid

» Физические свойства

» Таблица 1. Описание физических свойств

» Зависимость давления паров от температуры

» Плотность жидкой фазы от температуры

» Предусмотренные для тушения концентрации

» Жидкость в газ – как это работает

» Концентрации насыщения в воздухе

» Температура и давление в модуле

» Характеристики по экологичности

» Потенциал озоноразрушения

» Потенциал глобального потепления

» Потенциал по уменьшению выбросов парниковых газов

» Таблица 2. Сравнение параметров влияния на окружающую среду

» Вопросы безопасности

» Таблица 3. Результаты тестирования токсичности

» Термическое разложение

» Относительная диэлектрическая проницаемость

» Таблица 4. Сравнение диэлектрических показателей ГОТВ

» Запас безопасности

» Таблица 5. Сравнение показателей безопасности ГОТВ

» Дополнительная техническая информация

Газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230 fluid разработано на запатентованном химическом веществе компании 3М Company, которое называется фторкетон. Полное химическое название данного соединения — додекафтор-2-метилпентан-3-он. По номенклатуре ASHRAE (Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха), принятой в стандартах газовых огнетушащих веществ NFPA 2001 и ISO 14520, он носит наименование FK-5-1-12.

Молекула вещества содержит 12 атомов ФТОРА

Химическая формула: CF3CF2C(O)CF(CF3)2

ЗМ™ Novec™ 1230 fluid обеспечивает уникальное сочетание безопасности, эффективности тушения огня и незначительного влияния на окружающую среду, что делает его первым химическим заменителем хладонов, обеспечивающим жизнеспособную, долговременную и экологичную технологию для защиты от пожаров в особо опасных ситуациях.

Действие вещества базируется на принципах:

  • Отвод теплоты как компонента цепной реакции горения.

Данное вещество обладает более высокой теплоемкостью, чем все остальные современные огнетушащие средства. Для эффективного тушения любых горючих материалов достаточно небольшой концентрации ЗМ™ Novec™ 1230 fluid. Когда он попадает в воздух, образуется газообразная смесь, также характеризующаяся значительной теплоемкостью.

За счет увеличения количества тепла, выделяемого пламенем в окружающую среду, температура в зоне воспламенения падает и горение прекращается.

  • Замедление реакции горения (ингибирование).

Ингибирование — снижение интенсивности горения вплоть до его прекращения посредством ингибиторов.

Таким образом, благодаря обоим механизмам можно быстро потушить пожары даже в больших помещениях.

ЗМ™ Novec™ 1230 fluid при нормальных условиях — это бесцветная жидкость со слабым запахом. Давление собственных паров газа незначительно, поэтому используется газ-вытеснитель — осушенный азот для создания избыточного давления в модуле пожаротушения.

в начало

Физические свойства

Газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230 fluid применяется как газ, но при комнатной температуре представляет собой жидкость.

Вещество не проводит электрический ток ни в жидком, ни в газообразном состоянии.

Напряжение пробоя паров в насыщенном состоянии при 1 атм и 21˚C, при расстоянии между электродами 2,7 мм составляет 15,6 кВ, что в 2,3 раза больше, чем у осушенного азота.

Напряжение пробоя жидкого состава при тех же условиях составляет 48 кВ.

Свойства ЗМ™ Novec™ 1230 fluid подобны свойствам многих заменителей хладонов первого поколения за одним важным исключением — данное вещество является жидкостью при комнатной температуре. Температура кипения ЗМ™ Novec™ 1230 fluid составляет 49,2°C, а это значит, что данный продукт имеет гораздо более низкое давление паров, чем другие ГОТВ, являющиеся при нормальных условиях газами.

ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, по сравнению с водой, имеет очень низкую теплоту испарения, примерно в 25 раз меньшую, и более высокое давлением паров.

Это приводит к тому, что ЗМ™ Novec™ 1230 fluid испаряется в 50 раз быстрее, чем вода. Поэтому оно способно очень быстро перейти из жидкого состояния в газообразное при разбрызгивании его через насадок.

В спроектированной должным образом системе АУГПТ огнетушащий состав быстро испаряется и равномерно распределяется в защищаемом пространстве.

Таблица 1. Описание физических свойств ЗМ™ Novec™ 1230 fluid *

 Свойства
ГОТВ ЗМ™ Novec™ 1230
 
Химическая формула CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂  
Молекулярная масса 316.04  
Температура кипения при 1 атм. 49.2°C (120.6°F)  
Температура замерзания -108.0°C (-162.4°F)  
Критическая температура 168.7°C (335.6°F)  
Критическое давление 18.65 бар (270.44 фунт/дюйм2 — абсолютн. )  
Критический объем 494.5 см3/моль (0.0251 фут3/фунтм)  
Критическая плотность 639.1 кг/м3 (39.91 фунтм/фут3)  
Плотность в жидком состоянии 1.60 г/мл (99.9 фунтм/фут3)  
Плотность в газообразном состоянии при давлении 1 атм 0.0136 г/мл (0.851 фунтм/фут3)  
Удельный объем, газ при 1 атм 0.0733 м3/кг (1.175 фут3/фунт)  
Удельная теплоёмкость жидкости 1.103 кДж/(кг*°C) (0.2634 БТЕ/(фунт*°F) )  
Удельная теплоёмкость пара при 1 атм 0.891 кДж/(кг*°C (0.2127 БТЕ/(фунт*°F) )  
Теплота испарения при температуре кипения 88.0 кДж/кг (37.9 BTU/фунт)  
Вязкость жидкости при 0°C/25°C 0.56/0.39 сантистокс  
Давление пара при 1 атм (для N = 1.0) 0.404 бар (5.85 фунт/дюйм2 — маном.)  
Относительная диэлектрическая прочность
(для N = 1.0)
2.3  

* Все значения соответствуют температуре 25°C (77°F), если иное не указано специально.

Прим.: Не использовать в качестве тех.спецификации (!)

Хотя ЗМ™ Novec™ 1230 fluid при комнатной температуре находится в жидком состоянии, давления его паров достаточно, чтобы концентрация в воздухе быстро достигла уровня, необходимого для тушения огня. При 25°C концентрацию паров можно довести до 39% по объему, прежде чем будет достигнуто насыщение. Типичная объемная концентрация, необходимая для тушения огня, в большинстве ситуаций находится в диапазоне 4,5 — 6% в защищаемом пространстве. Такая большая разница между проектной концентрацией и концентрацией насыщения обеспечивает, что конденсации паров происходить не будет.

Зависимость давления паров от температуры

Плотность жидкой фазы от температуры

в начало

Предусмотренные для тушения концентрации

Как и у других галогенуглеродных заменителей хладонов, принцип тушения огня ЗМ™ Novec™ 1230 fluid состоит в отводе тепла от пламени. При выбросе ЗМ™ Novec™ 1230 fluid создается газовая смесь с воздухом. Такая смесь с воздухом имеет гораздо большую теплоемкость, чем у воздуха отдельно. Более высокая теплоёмкость означает, что такая смесь газов поглощает больше энергии (тепла) при изменении ее температуры на каждый градус. В проектной концентрации смесь вещества с воздухом поглощает достаточно тепла, чтобы нарушить условия, необходимые для поддержания горения. В присутствии вещества возрастает количество тепла, которое пламя отдает в окружающее пространство. Это приводит к охлаждению горящей зоны до температуры, когда горение прекращается.

ЗМ™ Novec™ 1230 fluid имеет самую большую теплоемкость среди имеющихся в продаже заменителей хладона, что дает самую низкую концентрацию, необходимую для тушения конкретных видов топлива. В США в расчётах систем на основании стандарта UL 2166 для горючих веществ класса А нормативная концентрация составляет как минимум 4.5%. В других странах может требоваться другая минимальная нормативная концентрация на основании местных нормативных документов.

в начало

Жидкость в газ, как это работает

Следующая диаграмма показывает, что ЗМ™ Novec™ 1230 fluid способен эффективно испаряться в ожидаемом диапазоне расчетных концентраций. Для сравнения показана вода, поскольку поведение воды при испарении, хотя и нехарактерное для многих жидкостей, является более распространенным опытом. Левая ордината отражает давление пара чистых жидкостей в атмосфере. Правая ордината отражает концентрацию газовой фазы ЗМ™ Novec™ 1230 fluid или воды, из предположения поведения идеальной жидкости и идеального газа в смеси с воздухом при общем давлении 1 атм. Кроме того, горизонтальные линии показывают границы типичного диапазона концентраций ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, в диапазоне 4,5-10 об. %, применяемые для тушения или инертизации.

На графике показано, что при температуре окружающей среды 20°C (68°F) жидкая фаза ЗМ™ Novec™ 1230 fluid переходит в пар, создавая концентрацию до 32 об.%, что значительно выше, чем типичные концентрации для тушения. После испарения нет никакой силы заставляющей пар конденсироваться в жидкость, если только такая смесь пара с воздухом не будет сжата или охлаждена ниже точки росы. Фактически, давление пара ЗМ™ Novec™ 1230 fluid таково, что оно будет поддерживать концентрацию тушения и при низких температурах, 5 об.% при температуре -16°C (3°F). Вода не поддерживает концентрацию 5% в воздухе до тех пор, пока температура не превысит 33°С (91°F).

 Концентрации насыщения в воздухе

в начало

Температура и давление в модуле

При хранении огнетушащих составов под давлением в баллоне с азотом, вещество, с высокой температурой кипения, такое как ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, существенно не меняется в широком диапазоне температур, в отличии от газов с низкой температурой кипения. Обратите внимание, что разница давления всего 10 бар для жидкости ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, тогда как у некоторыми газов с низкой температурой кипения, может составлять до 33 бар, в том же температурном диапазоне.

Максимальная плотностьЗМ™ Novec™ 1230 fluid в 1,8 раза выше, чем газов с низкой температурой кипения в диапазоне от -40°C до 80°C. Это важно в тех случаях, когда ожидается эксплуатация системы в широком диапазоне температур, таких как военная авиация, установки для разведки нефти или на борту судов, которые могут попасть в тропические или арктические воды.

На следующем графике показан пример уникального свойства, которые отличают ЗМ™ Novec™ 1230 fluid от других ГОТВ.

 Температура и давление в модуле

в начало

Характеристики по экологичности

После попадания в окружающую среду, органические вещества могут выводиться из атмосферы несколькими путями. Исследования, проведенные для ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, позволили определить скорость вывода ее из атмосферы данными механизмами, а также время жизни этого вещества в атмосфере. Очень низкая растворимость ЗМ™ Novec™ 1230 fluid в воде и низкая степень распада в жидкой воде не позволяют считать атмосферный гидролиз значимым механизмом вывода этого вещества.

Главная причина распада вещества ЗМ™ Novec™ 1230 fluid в атмосфере — это фотолиз. Вещество имеет высокое поглощение энергии в ближнем ультрафиолетовом диапазоне, что и определяет малое время его жизни в атмосфере. Скорость фотолиза в условиях атмосферы и механизм распада данного вещества были изучены двумя разными исследовательскими группами 1,2. Скорость фотолиза фторкетона определяет время его жизни в атмосфере, примерно равное одной неделе, что соответствует исследованиям компании 3М Company, которые показали, что время жизни ЗМ™ Novec™ 1230 fluid в атмосфере составляет порядка 5 дней.

в начало

Потенциал озоноразрушения

ЗМ™ Novec™ 1230 fluid имеет нулевой потенциал озоноразрушения, так как не содержит ни хлор, ни бром.

в начало

Потенциал глобального потепления

Потенциал глобального потепления (GWP/ПГП) — это показатель, являющийся относительной мерой возможного влияния на климат соединения, действующего в атмосфере как парниковый газ. ПГП вещества, согласно Межправительственной комиссии по изменению климата (IPCC), определяется как интегрированное усиление воздействия солнечной радиации из-за выброса 1 килограмма данного вещества относительно потепления, вызванного выбросом 1 килограмма CО2.

Потенциал влияния на климат ЗМ™ Novec™ 1230 fluid ограничивается очень малым временем жизни в атмосфере и низким потенциалом глобального потепления. ПГП для ЗМ™ Novec™ 1230 fluid составляет 1 или меньше при использовании метода IPCC 2007 года и 100-летнего периода интегрирования3, включая как прямое воздействие вещества, так и непрямое воздействие продуктов его распада.

в начало

Потенциал по уменьшению выбросов парниковых газов

Индустрия пожаротушения значительно продвинулась вперед в плане уменьшения выбросов с относительно высокого уровня, наблюдавшегося в период применения хладона. Однако высокое значение ПГП у гидрофторуглеродов (ГФУ, хладоны), используемых в системах пожаротушения, в сочетании с растущим количеством установок таких систем, ведет к непрерывному увеличению выбросов парниковых газов. Одно срабатывание системы пожаротушения средних размеров, содержащей хладон, уже само по себе весьма значительно. Если средняя система на основе Хладона 1301 содержала 200 кг реагента, то эквивалентная система, использующая, например, Хладон 227ea, содержит 347 кг реагента. Значение ПГП, равное 3220, дает эквивалент выброса CО , равный 1110000 кг, при срабатывании этого ГФУ. Это эквивалентно выбросам более 240 обычных автомобилей в США за целый год!

Срабатывание системы пожаротушения, использующей ЗМ™ Novec™ 1230 fluid вместо хладонов, дает существенное более низкий выброс парниковых газов. Из-за существенно меньшего значения ПГП, выброс парниковых газов при срабатывании системы с ЗМ™ Novec™ 1230 fluid уменьшается более чем на 99,9% по сравнению с любыми ГФУ, применяемыми в системах пожаротушения.

Таким образом, ЗМ™ Novec™ 1230 fluid является альтернативой с низким ПГП, что позволяет снизить выбросы парниковых газов в системах пожаротушения и способствует выполнению задач по охране окружающей среды, поставленных перед отраслью.

в начало

Сравнение параметров влияния на окружающую среду

Таблица 2. Сравнение параметров влияния на окружающую среду

Свойства Novec™ 1230
Хладон 1211 Хладон 1301 Хладон 125 Хладон 227ea
Потенциал озоноразрушения *1 0,0 4,0 12,0 0,0 0,0
Потенциал глобального потепления — IPCC *2 <1 1750 6290 3170 3350
Время жизни в атмосфере (годы) 0,014 16 65 29 34,2
SNAP *3 (Да/Нет) да нет нет да да

*1 Всемирная метеорологическая организация (WMO) 1998 г., метод, основанный на модели.

*2 Межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC), метод 2007 года, значение, интегрируемое за интервал 100 лет (ITH 100).

*3 The U.S. Environmental Protection Agency’s (EPA) Significant New Alternatives Policy https://www.epa.gov/snap

ЗМ™ Novec™ 1230 fluid одобрен программой EPA «Significant New Alternatives Policy» (SNAP) для использования в качестве замены хладона как в применениях с полным объёмным заполнением, так и газовой струёй.

в начало

Вопросы безопасности

Безопасность ЗМ™ Novec™ 1230 fluid была тщательно проверена с использованием тестов на острую токсичность и токсичность повторяющихся доз. Для данного вещества проведена полная серия токсикологических испытаний. В каждом случае ЗМ™ Novec™ 1230 fluid продемонстрировал очень низкую токсичность и большой запас безопасности в качестве газового огнетушащего вещества. Ключевые испытания ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, проведенные в независимых лабораториях, показаны в Таблице 3.

Таблица 3. Результаты тестирования токсичности

 Свойства
ГОТВ ЗМ™ Novec™ 1230
 
Острая ингаляционная токсичность
при 4-часовом испытании
Практически не токсично (LC > 100000 ppm)  
Сердечная сенсибилизация Не сенсибилизатор (NOAEL = 100 000 ppm)  
Острая кожная токсичность Малая токсичность (LD50 > 2000 мг/кг)  
Тест Эймса Отрицательно  
Первичное раздражение кожи Не раздражает  
Первичное раздражение глаз Минимальное раздражение  
Острая пероральная токсичность Малая токсичность (LD > 2000 мг/кг)  
Кожная сенсибилизация Не сенсибилизатор  
28-дневное ингаляционное исследование NOAEL исследования: 4,000 ppm  
Хромосомные аберрации Отрицательно  

Уровень, не вызывающий вредного воздействия (NOAEL), для всех показателей острой токсичности составил 10 процентов по объему (100,000 миллионных долей в объеме) в воздухе. При уровне NOAEL, равном 10%, существует общее мнение, что ГОТВ Novec 1230 не только безопасна для предполагаемой области применения, но и имеет большой запас по безопасности относительно типовых проектных концентраций для систем пожаротушения. Типовые проектные концентрации в диапазоне от 4,5 до 5,9 процентов по объему дают запас по безопасности от 69 до 122%.

в начало

Термическое разложение

Более 90% систем, использующих галогенуглероды, такие как ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, защищают имущество Класса А, в том числе относящееся к вычислительным и телекоммуникационным сооружениям. Бесперебойная работа является первостепенной задачей, и такое оборудование, куда, как правило, входят электронные коммутаторы и схемы, не переносит даже относительно небольшого пожара. Следовательно, конструкция системы должна быть такой, чтобы масштабы пожара свести к минимуму.

Количество фтороводорода, создаваемое при тушении пожара ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, сходно с тем, который образуется при использовании других галогенуглеродных. Промышленная практика последнего десятилетия показала, что сами системы пожаротушения, использующие галогенированные альтернативы хладона могут быть сконструированы так, чтобы свести к минимуму образование продуктов термического разложения и избежать усугубления потенциальной токсической угрозы от пожара (опасности, создаваемой продуктами горения).

в начало

Относительная диэлектрическая проницаемость

ЗМ™ Novec™ 1230 fluid обладает самым высоким показателем относительной диэлектрической проницаемости как в жидкой так и в газообразной фазе среди популярных ГОТВ и, таким образом, является одним из наиболее безопасных решений для защиты электрического оборудования.

Таблица 4. Сравнение диэлектрических показателей ГОТВ

Показатель Novec™ 1230 Хладон 227еа Хладон 125 Хладон 23
Относительная диэлектрическая проницаемость
(N2 = 1)
2,3 2 0,955 1,04

в начало

Запас безопасности

Согласно законодательству, при пожаре система пожаротушения срабатывает не сразу, а с задержкой на необходимое время эвакуации персонала (не менее 30 секунд). Однако часто это происходит несанкционированно (до 30 % всех пусков по неофициальной информации) – при работе электриков, случайном ручном пуске, сбое и т.д. В этом случае система срабатывает сразу, без задержки, поэтому находящиеся в помещении люди в случае использования средств пожаротушения с низким или отрицательным запасом безопасности мгновенно оказываются зоне высокого риска для жизни и здоровья.

Запас безопасности рассчитывается как отношение наименьшей проектной концентрации, способной нанести вред человеку (NOAEL), к проектной.

Показатели для газового огнетушащего вещества нового поколения ЗМ™ Novec™ 1230 и хладонов приведены в таблице 5.

Таблица 5. Сравнение показателей безопасности ГОТВ

Показатель Novec™ 1230
Хладон 125 Хладон 227
Нормативная огнетушащая концентрация
(СП5.13130-2009)
4,2 % 9,8 % 7,2 %
Запас безопасности 138 % отрицательный  3,3 %
NOAEL (ISO 14520-1) 10 % 7,5 % 9 %

в начало

Информация предоставлена компанией АО «3М Россия»

ЗМ™

АО «3М Россия»
Центральный офис и Технологический центр
Россия, 108811, г. Москва,
п. Московский, Киевское ш., 22-й км, домовл. 6, стр. 1,
Офисный парк «Comcity»

Для получения дополнительной технической информации о газовом огнетушащем веществе 3M™ Novec™ 1230 fluid обратитесь в отдел Технологий электронной промышленности компании АО «3М Россия» по телефону +7 495 784-74-74 или на официальном сайте: 3mrussia.ru/novec1230

Холдинг ОСК групп

Участник программы по продвижению газового огнетушащего вещества ЗМ™ Novec™ 1230 fluid. Опубликовано на сайте АО «3М Россия».

Программа направлена на информирование участников рынка об особенностях и преимуществах ЗМ™ Novec™ 1230 fluid, позволяющее максимально эффективно применять данный ГОТВ, повышая безопасность значимых социальных, инфраструктурных, промышленных и других общественных объектов.

По вопросам обеспечения пожарной безопасности обращайтесь:

Холдинг ОСК групп
Россия, 127083, г.Москва,
ул. 8 Марта, д.1, стр.12,
Телефон/факс: +7-495-785-55-01
01@oskgroup.ru