熱氣溶膠滅火裝置運(yùn)輸危險(xiǎn)性分類研究

摘要：

通過對(duì)熱氣溶膠滅火裝置的運(yùn)輸危險(xiǎn)性檢驗(yàn)和判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了系統(tǒng)探討，有助于熱氣溶膠滅火裝置生產(chǎn)企業(yè)以及運(yùn)輸企業(yè)、檢驗(yàn)鑒定機(jī)構(gòu)、監(jiān)管部門系統(tǒng)了解熱氣溶膠滅火裝置運(yùn)輸危險(xiǎn)性的檢驗(yàn)流程和要求，規(guī)避熱氣溶膠滅火裝置運(yùn)輸中存在的風(fēng)險(xiǎn)，確保運(yùn)輸安全。

關(guān)鍵詞：熱氣溶膠滅火裝置;運(yùn)輸；危險(xiǎn)性分類

引言

氣溶膠滅火劑具有用量少、滅火快、成本低、節(jié)省空間、效果持久、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，尤其是臭氧消耗潛在值（ODP）和溫室效應(yīng)潛能值（GWP）均很低，可常壓貯存、工程造價(jià)低，發(fā)展迅速[1]。隨著氣溶膠滅火劑的廣泛應(yīng)用，基于熱氣溶膠滅火裝置的潛在爆炸性與誤噴安全性的考慮，聯(lián)合國危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸專家委員會(huì)在《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》中新增了滅火劑散布裝置的UN條目和特殊規(guī)定，明確了試驗(yàn)方法、危險(xiǎn)類別、包裝要求等。

本文根據(jù)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》和《試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》的要求，對(duì)熱氣溶膠滅火裝置進(jìn)行了試驗(yàn)研究，為運(yùn)輸危險(xiǎn)性分類提供參考。

一、熱氣溶膠滅火裝置概述

熱氣溶膠滅火裝置是一種通過氧化還原反應(yīng)，使氣溶膠發(fā)生劑產(chǎn)生氣溶膠滅火劑的滅火設(shè)備，主要由引發(fā)器、氣溶膠發(fā)生劑和發(fā)生器、冷卻劑（裝置）、反饋元件、外殼及與之配套的火災(zāi)探測裝置和控制裝置組成[2]。目前，發(fā)展成熟和實(shí)際應(yīng)用的氣溶膠滅火劑是由固體組合物燃燒生成的凝集型氣溶膠，也叫熱氣溶膠[3]。上述固體組合物一般由氧化劑、還原劑、性能添加劑和黏合劑等組成，這些固體組合物通常被稱為氣溶膠滅火劑發(fā)生劑。熱氣溶膠滅火劑是一種由氣溶膠滅火劑發(fā)生劑在使用場所現(xiàn)場反應(yīng)制造的滅火劑。這種現(xiàn)場反應(yīng)制造的方式可以很好解決氣溶膠的儲(chǔ)存問題，同時(shí)又可以確保氣溶膠中滅火微粒的細(xì)度和活性。

熱氣溶膠滅火劑的成分一般由以下兩部分組成。一種是固體微粒，主要是金屬氧化物（MeO）、碳酸鹽（MeCO3）及碳酸氫鹽（MeHCO3）；另外一種是氣體，主要是N2、少量的CO2以及微量的CO、NOx、O2、水蒸氣和極少量的碳?xì)浠衔?。大多?shù)氣溶膠滅火劑中固體微粒占總質(zhì)量的40%（體積比約為20%），其余60%為氣體（體積比約為98%）。熱氣溶膠滅火劑并不像其他滅火劑那樣直接儲(chǔ)存在滅火裝置中，而是以氣溶膠發(fā)生劑的形式存于熱氣溶膠滅火裝置的化學(xué)反應(yīng)室中，通過引發(fā)器給予其引發(fā)燃燒所需的最低能量，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生氣溶膠，再通過冷卻劑冷卻后噴射出來，粒徑通常小于01微米。其顆粒小，表面活性高，能高效地摧毀火焰中的自由基，從而達(dá)到化學(xué)抑制滅火作用。固體顆粒分散在氣體中形成的氣溶膠，可長時(shí)間保持穩(wěn)定而不至于發(fā)生沉降，并能繞過障礙物，以一種全淹沒的方式散布到各個(gè)死角，達(dá)到高效滅火的目的。

二、熱氣溶膠滅火裝置的運(yùn)輸危險(xiǎn)性分類

2023年8月，聯(lián)合國《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》（TDG）第二十三修訂版發(fā)布，新增了滅火劑散布裝置的條目，滅火劑散布裝置有兩個(gè)UN號(hào)，見表1。

根據(jù)聯(lián)合國《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》中的特殊規(guī)定407，確定熱氣溶膠滅火裝置的運(yùn)輸危險(xiǎn)性分類，需要按順序進(jìn)行三部分試驗(yàn)，包括試驗(yàn)6（c）：外部火燒（篝火）試驗(yàn)；排除1類試驗(yàn)；物品啟動(dòng)時(shí)，單個(gè)包件的外部溫度試驗(yàn)。

（一）試驗(yàn)6（c）：外部火燒（篝火）試驗(yàn)（見表3）

該試驗(yàn)是模擬爆炸物在火災(zāi)發(fā)生的情況下，觀察爆炸物對(duì)火燒的反應(yīng)，是否發(fā)生整體爆炸、迸射危險(xiǎn)、輻射熱、猛烈燃燒或其他危險(xiǎn)，確定爆炸物的項(xiàng)別。根據(jù)聯(lián)合國《試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》章節(jié)16.61的試驗(yàn)6（c），將不少于3個(gè)運(yùn)輸包裝件且總體積不小于015m3的試驗(yàn)樣品堆放在支托架（高1m）格柵上，并用鐵絲捆在一起。在支托架格柵的下面交錯(cuò)地架起浸過液體燃料的木條或放置盛有液體燃料的托盤，木條堆或托盤的4個(gè)邊緣均應(yīng)超出包裝件1m。堆放方式應(yīng)使燃料燃燒時(shí)空氣暢通，減少冒煙。將驗(yàn)證板（2000mm×2000mm×2mm的鋁片）豎立在試樣堆的三面，驗(yàn)證板距試樣堆外表面4m，放置方式應(yīng)使其中心與試樣的中心一樣高。下風(fēng)面不放置驗(yàn)證板，試驗(yàn)應(yīng)在風(fēng)速低于6m/s的條件下進(jìn)行。從燃料的兩邊（一邊為頂風(fēng)邊）同時(shí)點(diǎn)燃，使火焰至少達(dá)到試樣所有側(cè)面的一半。燃燒至少維持30min。在適當(dāng)位置放置好測試和記錄儀器。試樣在外部火燒作用下，觀察試驗(yàn)現(xiàn)場及檢測情況，做出試驗(yàn)結(jié)果判定。

根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場及檢測的情況，按照?qǐng)D1所述的判定程序，確定熱氣溶膠滅火裝置是否可劃入14S。

（二）排除1類試驗(yàn)

聯(lián)合國《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》中的排除1類的要求很高，分別從物品外表面溫度、外部外殼狀況、1米處的分貝值、閃光或火焰情況、煙霧狀況這五個(gè)方面做了限制?；跍缁饎┥⒉佳b置的特殊性，免除了外表面溫度和煙霧狀況的要求。將未包裝的熱氣溶膠滅火裝置和80±10g/m2的紙放置在一起，然后放置在直徑為1米的圓形平面正中間。用電激發(fā)（也可以用其他激發(fā)方式）熱氣溶膠滅火裝置，在距離試樣1米處，開啟分貝儀連續(xù)記錄分貝值，同時(shí)觀察記錄試驗(yàn)現(xiàn)象。試驗(yàn)進(jìn)行三次。三次都滿足以下試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，熱氣溶膠滅火裝置的危險(xiǎn)性可排除于第1類之外：外部外殼沒有破裂、破碎或熱氣溶膠滅火裝置或其分離部件在任何方向上的位移不超過1米；1米處的聲音報(bào)告不超過135dB（C）峰值；放置的紙張未被點(diǎn)燃。

（三）物品啟動(dòng)時(shí)，單個(gè)包件的外部溫度試驗(yàn)

由于滅火劑散布裝置存在潛在的誤噴危險(xiǎn)性，因此聯(lián)合國《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》中增加滅火劑散布裝置啟動(dòng)時(shí)運(yùn)輸包件外部溫度要求，以免意外啟動(dòng)時(shí)溫度過高，影響運(yùn)輸安全。取一箱熱氣溶膠滅火裝置試樣（最小運(yùn)輸包件）放在一個(gè)平整的平面，用電激發(fā)（也可以用其他激發(fā)方式）包件中的一個(gè)熱氣溶膠滅火裝置，用熱電偶連續(xù)記錄包件外部溫度。試驗(yàn)結(jié)束后，確定包件外部的溫度是否超過200℃。

四、滅火劑在正常占用空間內(nèi)的安全性

根據(jù)NFPA2010，滅火劑正常占用空間被認(rèn)為是安全的，這個(gè)安全是指經(jīng)批準(zhǔn)用于正常使用空間的氣溶膠滅火系統(tǒng)，其氣溶膠微粒密度不得超過美國環(huán)保局SNAP計(jì)劃認(rèn)為可接受的水平，產(chǎn)生的任何氣溶膠劑不得超過關(guān)鍵毒性效應(yīng)的偏離限值。我國研究熱氣溶膠滅火技術(shù)始于上世紀(jì)九十年代初，2004年公安部批準(zhǔn)發(fā)布了第一版熱氣溶膠滅火裝置的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《氣溶膠滅火系統(tǒng)第1部分：熱氣溶膠滅火裝置》（GA4991-2004）和氣溶膠滅火劑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（XF500-2004）。全國消防標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、固定滅火系統(tǒng)分技術(shù)委員會(huì)和滅火劑分技術(shù)委員會(huì)根據(jù)熱氣溶膠滅火裝置的特點(diǎn)，在廣泛征求生產(chǎn)商、設(shè)計(jì)單位、使用單位、管理部門的意見后，經(jīng)協(xié)商將XF4991和XF500兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)整合。整合后的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容統(tǒng)一納入XF4991-2010《氣溶膠滅火系統(tǒng)第1部分：熱氣溶膠滅火裝置》，并針對(duì)產(chǎn)品的現(xiàn)狀和國外標(biāo)準(zhǔn)的變化進(jìn)行了多方面的修訂，從產(chǎn)品的儲(chǔ)存性能、安全性能、腐蝕性能等方面對(duì)2004版標(biāo)準(zhǔn)作了修訂和補(bǔ)充[4]。安全性：用于生產(chǎn)氣溶膠發(fā)生劑的各種原料應(yīng)對(duì)生物無明顯毒害，燃燒產(chǎn)物不含破壞大氣臭氧層的有害成分；毒性：試驗(yàn)結(jié)束后，小鼠不應(yīng)喪失逃離能力，3天之內(nèi)小鼠不應(yīng)死亡；降塵率/（g/m3）≤08（S型）、≤90（K型）；固態(tài)沉降物腐蝕性：黃銅板顏色無明顯變化；水溶液pH值：70—95。因此，熱氣溶膠滅火裝置如能符合XF4991-2010《氣溶膠滅火系統(tǒng)第1部分：熱氣溶膠滅火裝置》的要求，相當(dāng)于其滅火劑在正常占用空間內(nèi)的安全性也達(dá)到安全要求。

結(jié)語

熱氣溶膠滅火裝置內(nèi)含爆炸性煙火藥劑，反應(yīng)類型為固相氧化還原反應(yīng)，存在反應(yīng)溫度高、放熱量大、裝置爆炸等問題。因此，擬運(yùn)輸前，需要通過6c試驗(yàn)來確定爆炸性分類，只有符合14s的分類標(biāo)準(zhǔn)，才能按照UN0514運(yùn)輸。在明確14s的分類后，如能夠滿足特殊規(guī)定407的附加條件后，才可以按照UN3559運(yùn)輸。目前，國內(nèi)尚未建立氣溶膠滅火裝置作為危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，本文根據(jù)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》和《試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》，梳理了熱氣溶膠滅火裝置的運(yùn)輸危險(xiǎn)分類和試驗(yàn)方法，不僅為保障熱氣溶膠滅火裝置的運(yùn)輸安全提供依據(jù)，還為運(yùn)輸、檢驗(yàn)鑒定、監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)制定等機(jī)構(gòu)提供參考。

參考文獻(xiàn)

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