برنامج تدريب مكافحة الحريق

برنامج تدريب مكافحة الحريق

1-         الغرض

معرفة الخصائص الكيميائية الأساسية للحريق وتأثيرها على إطفاء الحريق .

2-         مقدمة

تعتمد السلامة الشخصية وفعالية جهود الوقاية من الحريق / إخماد الحريق على مدى معرفتنا بخصائص الحريق .

( أ ) محتوى المادة الدراسية

تغطي المادة الدراسية الإجابة على هذه الأسئلة :

·               ما هو الحريق ؟

·               كيف يبدأ اشتعال الحريق ؟

·               ما الذي يؤدى إلى استمرار اشتعال الحريق ؟

·               ما هي سلسلة التفاعلات الكيميائية ؟

·               ما هي درجات الحريق ؟

·               كيف يمكن إطفاء الحريق ؟

·               ما هي العوامل الرباعية للحريق ؟

·               ما هي درجة وميض المادة ؟

·               ما دور درجة الوميض في بدء اشتعال الحريق ؟

·               كيف تنتقل الحرارة ؟

(ب) التعريفات

فيما يلي بعض التعريفات التي تساعد على فهم المادة الدراسية :

الاشتعال الذاتي : اشتعال يحدث داخل المادة دون الاستعانة بمصدر إشعال خارجي .

درجة الغليان : درجة الحرارة التي يتساوى عندها ضغط بخار السائل مع الضغط الجوى .  

مجال القابلية للاشتعال / الانفجار : المجال بين أقل وأكبر كمية للبخار الموجود في حيز معين من الهواء والذي يمكن أن ينفجر أو يحترق في وجود مصدر إشعال .

درجة الوميض : أقل درجة حرارة تتولد عندها أبخرة كافية للاشتعال في الهواء عند التعرض لمصدر إشعال .

الوقود : مادة تساعد على الاحتراق عند تسخينها إلى درجة حرارة أعلى من درجة وميضها  

الغاز : الحالة الطبيعية لمادة بلا شكل أو حجم وإنما تأخذ شكل وحجم حاويتها أو حيزها . يتكون الغاز من جزيئات دائمة الحركة ، كلما ارتفعت درجة الحرارة زادت سرعة حركتها .

الحرارة :  مصدر الطاقة التي تزيد من الحركة العشوائية للجزيئات ، وترفع درجة حرارة الوقود إلى مستوى أعلى من درجة التبخر .

أساليب انتقال الحرارة :

أ ) التوصيل : تنتقل  الطاقة الحرارية من جسم لآخر بالاتصال المباشر .

ب) الحمل الحراري : تنتقل الطاقة الحرارية عن طريق وسيط متحرك - إما غاز أو سائل .

ج ) الإشعاع : تنتقل الطاقة الحرارية مباشرة عبر الفضاء (مثل : الشعور بالدفء بالقرب من الموقد ، المدفئة ، السخان ، النار المكشوفة) .

المواد القابلة للامتزاج : مواد يمكن خلطها بحيث لا يمكن فصلها . مثال المواد القابلة للامتزاج : الماء والكحول ، والمواد غير القابلة للامتزاج : الماء والزيت .

التأكسد : الاتحاد الكيميائي مع الأكسجين .

الأكسجين : العنصر الموجود بوفرة في الجو ، الذي يتحد مع أبخرة الوقود لتوليد الحرارة والضوء عند اشتعاله .

الثقل النوعي : وزن مادة صلبة أو سائلة مقارنة بوزن كمية مماثلة من الماء . وعند استخدامه لوصف مادة غازية ، يشير إلى وزن حجم الغاز مقارنة بحجم مساوي من الهواء .

درجة الحرارة : مؤشر لسخونة أو برودة مادة معينة ، ويتم قياسها باستخدام مقياس حرارة بالدرجات .

البخار : المرحلة الغازية للوقود أو مادة سائلة أخرى .

ضغط البخار : الضغط الناجم عن بخار في حالة توازن مع حالته الصلبة أو السائلة . ويقاس بالباوند لكل بوصة مربعة (psi) .

3-        وصف الحريق

الحريق عبارة عن عملية كيمائية تنطوي على تبخر وتأكسد مادة قابلة للاحتراق ومصحوبة بانطلاق الطاقة في صورة حرارة أو ضوء . تذكر أن الأبخرة فقط هي التي تحترق .

( أ ) درجات الحريق

1-        حرائق الدرجة ( أ )

تشمل المواد القابلة للاشتعال العادية مثل : الخشب والقماش والورق ويتخلف عنها الرماد .

2-        حرائق الدرجة (ب)

تشمل السوائل والشحوم والغازات القابلة للاشتعال / الاحتراق .

3-        حرائق الدرجة (ج)

تشمل المعدات الكهربائية المشحونة . الكهرباء مصدر للإشعال فقط .

4-        حرائق الدرجة ( د )

تشمل المعادن القابلة للاحتراق مثل المغنسيوم ، التيتانيوم ، الزركونيوم ، الصوديوم ، البوتاسيوم .

(ب)  مكونات الحريق

1-        الوقود : مادة (مواد) قابلة للاشتعال / الاحتراق .

2-        الحرارة : مصدر الطاقة الذي يسبب الإشعال أو استمرار الاحتراق .

3-        الأكسجين : العنصر الطبيعي المتوافر في الجو (21٪ تقريباً) الذي يساعد على استمرار الاحتراق .

4-        سلسلة التفاعلات الكيميائية : عملية تبدأ عند اتحاد مكونات النار بالنسب الملائمة تحت ظروف معينة وينتج عنها إشعال واستمرار الحريق .

(ج) العوامل الرباعية للحريق

مكونات الحريق بعد الإشعال وأثناء استمرار الحريق .

4-        مصادر الإشعال

فيما يلي بعض مصادر الإشعال المعروفة والتي يمكن أن تسبب الحريق

( أ ) اللهب المكشوف

الشموع ، الكبريت ، شعلة الإشعال ، السجائر والولاعات .

( ب ) الاحتكاك

مثل : رولمان البلي المنقبض داخل المضخة .

(ج) الشرارة الكهربائية

قصر الدائرة الكهربائية ، فتح وقفل مفاتيح الكهرباء ، بدء تشغيل سيارة تعمل بالبنزين ، تشغيل العدد الكهربائية .

( د ) التيار الكهربائي

الأسطح الساخنة ، السخانات الكهربائية  

(هـ ) الاحتراق التلقائي

مادة ذاتية الاشتعال .

( و ) الكهرباء الاستاتيكية

الشحنة الكهربائية الاستاتيكية الشديدة

5-        درجة الوميض ودرجة حرارة إشعال السوائل القابلة للاشتعال / الاحتراق

( أ ) السوائل القابلة للاشتعال

المعروفة بسوائل الدرجة الأولى : وهي السوائل التي تقل درجة وميضها عن 100 فهرنهايت (37.8 درجة مئوية) ولا يزيد ضغط بخارها على 40 باوند / بوصة² (ضغط مطلق psia) عند درجة 100 فهرنهايت (37.8°)

1- تنقسم السوائل القابلة للاشتعال أو سوائل الدرجة الأولى إلى :

أ ) الدرجة (1- أ) : التي تقل درجة وميضها عن 73 فهرنهايت (22.8°) وتقل درجة غليانها عن 100 فهرنهايت (37.8°)

ب) الدرجة (1- ب) : التي تقل درجة وميضها عن 73 فهرنهايت (22.8°) وتعادل أو تزيد درجة غليانها على 100 فهرنهايت (37.8°)

ج) درجة (1- ج) : التي تعادل أو تزيد درجة وميضها على 73 فهرنهايت (22.8°) وأقل من 100 فهرنهايت (37.8°)

(ب) السوائل القابلة للاحتراق

هي السوائل التي تعادل أو تزيد درجة وميضها على 100 فهرنهايت (37.8°)

1- تنقسم السوائل القابلة للاحتراق إلى :

أ ) سوائل الدرجة (2) : التي تعادل أو تزيد درجة وميضها على 100 فهرنهايت (37.8°) وأقل من 200 فهرنهايت (93.4°)

ب) سوائل درجة (3- أ) : التي تعادل أو تزيد درجة وميضها على 140 فهرنهايت (60°) وأقل من 200 فهرنهايت (93.4°)

ج) سوائل درجة (3- ب) : التي تعادل أو تزيد درجة وميضها على 200 فهرنهايت (93.4°)

(ج) درجة حرارة الإشعال

يجب أن تكون حرارة مصدر الإشعال مساوية لدرجة حرارة اشتعال المادة . وفى الواقع ، عادة ما تكون درجة حرارة مصادر الإشعال المعروفة أعلى بكثير من درجة حرارة اشتعال غالبية المواد القابلة للاحتراق (لاحظ الفرق بين درجة الوميض ودرجات حرارة الإشعال) .

6-        مجال القابلية للاشتعال / الانفجار

( أ ) معرفة مجال القابلية للاشتعال / الانفجار تساعد في الوقاية من الحريق بأسلوب فعال وفهم طبيعة الحريق والتحكم فيه وإطفائه (انظر التعريفات)

( ب) تختلف مجالات القابلية للاشتعال ودرجات الوميض وفقاً للضغط الجوي / درجات الحرارة والكمية المتوفرة من الأكسجين

7-        كثافة البخار ، ضغط البخار ، الثقل النوعي ، السوائل القابلة للذوبان في الماء

( أ ) كثافة البخار

1- البخار بدرجة أكثر من 1 أثقل من الهواء

2- البخار بدرجة أقل من 1 أخف من الهواء

ملحوظة : يستخدم لفظ كثافة البخار عند وصف بعض الغازات

(ب) الثقل النوعي

السائل أو المادة الصلبة ذات الثقل النوعي الأقل من 1 تطفو فوق الماء ، وتغوص إذا زاد ثقلها النوعي عن 1 ، وقابلية السائل للذوبان الماء لها علاقة بقابليته للغوص أو الطفو .

(ج) قابلية السوائل للذوبان والامتزاج بالماء

1-         تذوب (تمتزج) بعض السوائل مثل الأسيتون والكحول في الماء . ومع ارتفاع نسبة الماء في خليط الكحول والماء ترتفع درجة الوميض . على سبيل المثال : 50٪ كحول في الماء تعطي درجة وميض 75 فهرنهايت ، 10٪  كحول في الماء تعطي درجة وميض 120 فهرنهايت

2-         عند اتحاد سوائل هيدروكربونية قابلة للامتزاج لا تتحد بالضرورة خصائصها الحيوية مثل درجة الوميض .

8-        كيمياء إطفاء الحريق

يشمل إطفاء الحريق التعامل مع مكونات الحريق التي تساعد على إشعال واستمرار الحريق . ويتم إطفاء الحريق بأحد الأساليب الأربعة التالية :  

( أ ) إزالة الوقود

يساعد هذا على التخلص من أحد العوامل الرباعية للحريق ويوقف عملية التفاعل الكيميائي المتسلسل وتتم إزالة الوقود بأحد الوسائل التالية :

1-         قفل مصدر الوقود

2-         تصريف الوقود من الصهريج أو منطقة التخزين

3-         إزالة المواد القابلة للاشتعال من منطقة الحريق

4-         استهلاك الوقود بواسطة الحريق

5-         التخفيف ، مثل تخفيف الكحول بالماء

(ب) إزالة الحرارة

تساعد على التخلص من أحد العوامل الرباعية للحريق ووقف سلسلة التفاعلات الكيميائية . وارتفاع درجة حرارة تبخر الماء هو السبب الرئيسي لفعالية الماء كعامل لإطفاء الحريق ، على سبيل المثال :

1-         جالون واحد من الماء يمتص 1000 وحدة حرارة بريطانية / دقيقة تقريباً عند استعماله في درجة 60 فهرنهايت ويتبخر بالكامل عند تسخينه إلى 500 فهرنهايت

2-         يتمدد الماء بنسبة 1.75 : 1 تقريباً مما يساعد على تقليل الأكسجين في الأماكن المغلقة

3-         الشد السطحي يمكن أن يحد من اختراق الماء إلى داخل المواد القابلة للاحتراق المكدسة ، مثل أكوام القش والخشب

4-         الماء موصل للكهرباء ويزيد من خطر التعرض للصدمة الكهربائية

5-         قد لا يجدي الماء في حرائق بعض السوائل القابلة للاشتعال

6-         تتفاعل بعض المواد مع الماء منتجة للحرارة والغازات السامة القابلة للاشتعال أو الانفجار مثل المواد الفسفورية والأحماض

7-         ينساب الماء بسرعة إلا على الأسطح الأفقية

8-         الاستخدام المفرط قد يؤدى إلى نقص المياه ومن ثم اتساع منطقة الحريق مما يعوق جهود الإطفاء

تحذير : بالرغم من صلاحية الماء كعامل جيد لإطفاء الحريق إذا تم استخدامه بالطريقة الصحيحة ، إلا أن الماء له خواص معينة قد تمنع استخدامه أو تحد من فاعليته

(ج) إزالة الأكسجين

تساعد على التخلص من أحد العوامل الرباعية المسببة للحريق ووقف عملية التفاعل الكيميائي المتسلسل . ويمكن إزالة الأكسجين من المواد القابلة للاحتراق العادية بأحد الطرق التالية :

1-         تغطية الوعاء المحتوي على الدهون المحترقة

2-         إلقاء التراب / الرمل على العشب المحترق  

3-         استخدام الرغاوي ، ثاني أكسيد الكربون / النتروجين ، أو البخار في حرائق السوائل القابلة للاشتعال

4-         حصر استخدام الماء في حرائق الدرجة ( أ ) على استعمال البخار عند العمل في المناطق المغلقة

( د ) وقف سلسلة التفاعلات الكيميائية

المواد الكيميائية الجافة توقف التفاعل الكيميائي المتسلسل . ونحن نعلم أن هذه الحقيقة قد أضافت بعداً جديداً إلى مثلث الحريق القديم . تنقسم جزيئات الوقود إلى جزيئات أصغر (تسمى الشوارد) وأثناء الاحتراق تتحد الشوارد مع الأكسجين الجوى وتنقل الطاقة إلى الجزيئات المجاورة ، وهكذا تتواصل سلسلة التفاعلات . والمواد الكيميائية الجافة تمنع انتقال هذه الطاقة بالتفاعل مع الوقود ، بدلاً من تفاعله مع الأكسجين الجوى .

9-        الملخص

( أ )	يتطلب اشتعال الحريق وجود وقود وحرارة وأكسجين بنسب وشروط ملائمة مع التفاعل الكيميائي المتسلسل .
(ب)	سلسلة التفاعلات الكيميائية عملية كيميائية تساعد على استمرار الحريق إلى حين إزالة أحد مكوناته أو وقف التفاعل الكيميائي المتسلسل ، بفعل مادة كيميائية جافة أو أي عامل إطفاء آخر .
(ج )	تنقسم الحرائق إلى درجات وفقاً لنوع المادة المحترقة .
( د )	تنقسم السوائل القابلة للاشتعال / الاحتراق إلى درجات وفقاً لدرجة وميض السائل .
(هـ)	يشمل إطفاء حريق السوائل القابلة للاشتعال / الاحتراق الآتي : 1- إزالة الوقود 2- إزالة الحرارة 3- إزالة الأكسجين 4- وقف سلسلة التفاعل الكيميائي
( و )	الاستخدام الحريص للماء أمر بالغ الأهمية لإزالة الحرارة من الحريق .
( ز )	المسحوق الكيميائي الجاف هو الأكثر فاعلية لوقف التفاعل الكيميائي المتسلسل
( ح )	المراجعة

10-   قائمة المراجع الإضافية

( أ )	الدليل القومي لمكافحة الحريق
( ب)	معهد البترول الأمريكي : برنامج إرشادي ، مكافحة الحريق ، الوحدات 1 ، 2 ، 3 ، 4
( ج)	المواد الخطرة الملتهبة : الإصدار الثاني ـ جيمس هـ هايدى
( د )	النشرة الخاصة ، العدد 36 ، جمعية التأمين الأمريكية "الاحتراق"
(هـ)	المجلس القومي للسلامة ـ دليل الوقاية من حوادث العمليات الصناعية