泡沫灭火剂的性能参数分析

泡沫灭火剂的性能参数通常是指泡沫灭火剂（浓缩液）及其产生的灭火泡沫的性能指标，泡沫灭火剂主要性能参数包括相对密度、pH值、黏度、沉淀物含量、稳定性、腐蚀性、组分配比、发泡倍数、火焰控制时间、灭火时间和抗烧时间等。这些指标从不同的角度评价了灭火剂的优劣和灭火性能。

一、相对密度

相对密度是指泡沫液在20℃时密度与水在4℃时的密度比值，相对密度是无量纲量。泡沫液相对密度的范围为1.0～1.2。通常，泡沫液相对密度的大小可以在一定程度上反映泡沫液中所含有效成分的多少。如，蛋白泡沫液的相对密度越大，则表明泡沫液所含的水溶性固体成分即水解蛋白越多。但此规律不一定适用于以合成表面活性剂为起泡剂的泡沫液。

二、pH值

pH值是衡量泡沫液中氢离子浓度的一个指标。pH＝－lg（H+），其中（H+）表示溶液中的氢离子浓度，单位mol/L。

泡沫液的pH值通常在6.5～7.5之间，呈中性。如果pH值过高或过低，则表示泡沫液呈现出较强的碱性或酸性，这会加大对储存容器的腐蚀。此外，由于很多泡沫液都是以胶体溶液的形式存在，pH值过高或过低，都会造成胶体溶液的不稳定，容易产生混浊、分层或沉淀。

三、黏度

黏度是衡量泡沫液流动性能的一个指标，也是泡沫灭火系统中比例混合装置设计所必须考虑的一个流体动力学参数。黏度不能太大，否则不利于泡沫液进入泡沫发生器。

在绝大多数泡沫灭火系统中，按一定的比例将泡沫液和水在比例混合器中进行混合，然后输送到泡沫发生器产生灭火泡沫。泡沫液的黏度的衡量单位一般用运动黏度单位（厘斯）或动力黏度单位（厘泊）表示，测量仪器为毛细管型运动黏度计或旋转黏度计。

四、流动点

流动点是指泡沫液能够保持流动状态的最低温度。流动点的测定用石油凝点测定器来完成，它是衡量泡沫液低温流动性的参数，同时也是确定泡沫液贮藏温度和使用温度下限的一个参数。一般泡沫液的流动点比凝固点稍高一些，通常在－5℃～10℃。在实际使用中，流动点常用泡沫液贮藏温度的下限来表示，而使用温度的下限则在流动点之上增加2.5℃。

五、沉降物

沉降物是指泡沫灭火剂（浓缩液）中不溶性固体物质的含量，一般用体积百分数表示。沉降物含量通常小于0.2%。泡沫液制造过程中过滤不完全，或贮存中某些组分的分解，或助溶剂、乳化剂等的失效，以上这些因素都会造成泡沫液中的不溶物的产生。所以，泡沫液中沉降物的含量多少，是衡量泡沫液生产工艺的完备性、泡沫液贮存中的稳定性的一个指标。

六、沉淀物含量

沉淀物是指除沉降物后的泡沫液，即完成沉降物测定后所得到的上层清液，再按规定的混合比与水配制成混合液时所产生的不溶性固体含量，以体积百分数来表示。

由于很多泡沫液是以胶体溶液的形式存在，当用水进行稀释时，溶液的浓度会发生变化，原来溶液体系的平衡状态会遭到破坏，致使溶液可能会产生一些沉淀。因为硬水中含有可溶性钙、镁、二价铁等金属氯化物、硫酸盐或酸式碳酸盐，沉淀物含量主要是反映泡沫液的耐硬水性能的指标。泡沫液的沉淀物越少越好，过多的沉淀物在一定程度上影响泡沫的生成及稳定性，泡沫的泡沫液沉淀物含量应小于0.1%。

七、热稳定性

热稳定性，是衡量泡沫液在高温下化学稳定性的一个重要指标。测量方法是：将泡沫液加热到65℃并在此温度下保持24h后，通过测量其沉降物和沉淀物的含量来衡量。稳定的泡沫液经上述处理后，沉降物和沉淀物的含量不应发生明显变化。

八、腐蚀性

腐蚀性是衡量泡沫液对包装容器、贮存容器和泡沫灭火系统中金属材料腐蚀性的一个指标。腐蚀性的测定是用Q235钢片或LF21铝片在38℃的泡沫液中浸泡21天，测量其每平方分米每日的质量损失的毫克数。

九、混合比

混合比是指灭火时泡沫液所占其与水混合的混合液体积百分数。低倍数泡沫灭火剂一般使用3%型和6%型两种混合比。3%型泡沫液与水的体积比为3∶97；6%型泡沫液与水的体积比为6∶94。因此，3%型泡沫液的有效成分浓度要比6%型的高。高倍数泡沫液的混合比一般在1.5%～6%之间。

十、发泡倍数

发泡倍数是衡量泡沫液发泡能力的一个指标。它是由一定量的泡沫混合液所产生的泡沫体积与混合液体积的比值。计算发泡倍数：

式中：

N——发泡倍数；

V——盛装泡沫液的容器体积，mL；

M——泡沫的净重，g；

ρ——混合液的密度，ρ≈1g/mL。

发泡倍数的高低对泡沫的稳定性和灭火性能有一定影响。对于低倍数泡沫，发泡倍数在6～8的范围较好。发泡倍数低于6时，泡沫不够稳定，且发射时冲力较大，易于冲击燃烧的液面，使泡沫潜入可燃液体中，夹带较多的可燃液体浮出液面，因而不利于灭火。发泡倍数高于8时，虽然泡沫的比重减少，与燃烧液面的冲击力也相应减少，但泡沫的含水量较小，流动性差，灭火效果也不好。

用于液下喷射灭火时，则采用发泡倍数为3～4的泡沫液。因为发泡倍数太大时，泡沫在从油罐底部上升到油面的过程中，易于带较多的油品，不利于灭火。

高倍数泡沫的发泡倍数一般在600～800之间。采用较低的发泡倍数时，泡沫的含水量大，流动性好，适于扑救露天的大面积油类火灾；采用较高的发泡倍数时，单位时间的发泡量大，适于迅速扑救有限空间的火灾。

十一、25%的析液时间

25%的析液时间是衡量泡沫在常温下稳定性的一个指标。它是指从新产生的泡沫中析出25%质量的液体所需要的时间。

泡沫生成后要经历一个由较小的气泡合并成较大的气泡的过程，在这个过程中，泡膜逐渐增厚。由于重力的作用，泡膜的部分液体就流到气泡的下方，逐渐脱离气泡而析出。气泡在不断地合并，液体也不断自泡沫中析出。稳定性好的泡沫，这一过程发展得较慢，析液时间就长；稳定性差的泡沫，这一过程则发展得很快，析液时间就短。

十二、抗烧时间

抗烧时间是衡量低倍数泡沫的热稳定性和抵抗火焰辐射能力的一个指标。它是指覆盖于油盘油面上的一定厚度的泡沫层，在规定的火焰辐射作用下，泡沫被全部破坏，整个油盘内布满火焰，并达到自由燃烧所需的时间。抗烧时间越长，说明泡沫的热稳定性越好。

十三、流动性

流动性是衡量泡沫在无外力作用的条件下，在平面上（如液体燃烧的表面上）扩散性能的一个指标。此外，泡沫的流动性也是衡量泡沫灭火性能的一个重要指标。流动性好的泡沫，在较小的泡沫堆积厚度情况下就能很快地全部覆盖燃烧表面，而流动性差的泡沫，在泡沫堆积厚度较大时仍不能全部覆盖燃烧表面。

十四、90%火焰控制时间和灭火时间

90%火焰控制时间和灭火时间是衡量泡沫灭火性能的第二个指标。90%火焰控制时间是指灭火时，从喷射泡沫开始，到90%燃烧面积的火焰被扑灭的时间。

灭火时间是指从喷射泡沫开始，到火焰全部熄灭的时间。该指标用来衡量灭火剂的灭火性能。图1-3为低倍数泡沫灭火装置示意图，可测定低倍数泡沫90%火焰控制时间、灭火时间以及抗烧时间。

在以上泡沫灭火剂的性能参数中，前十项为泡沫液本身的性能参数，后四项为泡沫液所生成泡沫的性能参数。25%析液时间、抗烧时间以及流动性是泡沫三个独立的灭火性能指标，决定了泡沫灭火性能的优劣。25%析液时间长、抗烧时间长以及流动性好的泡沫，其90%火焰控制时间和灭火时间就短，泡沫的灭火效率就高；反之，其90%火焰控制时间和灭火时间就长，泡沫的灭火效率就低。

图1-3　低倍泡沫灭火装置示意图