Լիթիումային մարտկոցների անվտանգությունը միշտ էլ մտահոգիչ է եղել արդյունաբերության մեջ: Իրենց հատուկ նյութական կառուցվածքի և գործառնական բարդ միջավայրի պատճառով, երբ տեղի է ունենում հրդեհի վթար, այն կհանգեցնի սարքավորումների վնասների, գույքի կորստի և նույնիսկ զոհերի: Լիթիումի մարտկոցի հրդեհից հետո հեռացումը դժվար է, երկար ժամանակ է պահանջում և հաճախ ներառում է մեծ քանակությամբ թունավոր գազերի առաջացում: Հետևաբար, ժամանակին հրդեհաշիջումը կարող է արդյունավետորեն վերահսկել կրակի տարածումը, խուսափել լայնածավալ այրումից և անձնակազմի համար ավելի շատ ժամանակ տրամադրել փախուստի համար:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների ջերմային փախուստի ընթացքում հաճախ տեղի են ունենում ծուխ, հրդեհ և նույնիսկ պայթյուն: Հետևաբար, ջերմային փախուստի և դիֆուզիայի խնդիրը վերահսկելը դարձել է օգտագործման գործընթացում լիթիումային մարտկոցների արտադրանքի հիմնական մարտահրավերը: Հրդեհաշիջման ճիշտ տեխնոլոգիայի ընտրությունը կարող է կանխել մարտկոցի ջերմային փախուստի հետագա տարածումը, ինչը մեծ նշանակություն ունի հրդեհի առաջացումը ճնշելու համար:

Այս հոդվածում կներկայացվեն շուկայում ներկայումս առկա հիմնական հրդեհաշիջման սարքերը և մարման մեխանիզմները, ինչպես նաև կվերլուծվեն տարբեր տեսակի կրակմարիչների առավելություններն ու թերությունները:

Կրակմարիչների տեսակները

Ներկայումս շուկայում առկա կրակմարիչները հիմնականում բաժանվում են գազի կրակմարիչների, ջրի վրա հիմնված կրակմարիչների, աերոզոլային կրակմարիչների և չոր փոշու կրակմարիչների: Ստորև ներկայացված է կրակմարիչի յուրաքանչյուր տեսակի ծածկագրերի և բնութագրերի ներածություն.

ՊերֆտորհեքսանՊերֆտորհեքսանը թվարկված է ՏՀԶԿ-ի և ԱՄՆ EPA-ի PFAS գույքագրման մեջ: Հետևաբար, պերֆտորհեքսանի օգտագործումը որպես հրդեհաշիջման միջոց պետք է համապատասխանի տեղական օրենքներին և կանոնակարգերին և հաղորդակցվի բնապահպանական կարգավորող մարմինների հետ: Քանի որ ջերմային տարրալուծման ժամանակ պերֆտորհեքսանի արտադրանքը ջերմոցային գազեր են, այն հարմար չէ երկարաժամկետ, մեծ չափաբաժիններով, շարունակական ցողման համար: Այն խորհուրդ է տրվում օգտագործել ջրի ցողման համակարգի հետ համատեղ։

Տրիֆտորմեթան.Տրիֆտորմեթանային նյութերը արտադրվում են միայն մի քանի արտադրողների կողմից, և չկան հատուկ ազգային ստանդարտներ, որոնք կարգավորում են հրդեհաշիջման այս տեսակը: Սպասարկման արժեքը բարձր է, ուստի դրա օգտագործումը խորհուրդ չի տրվում:

Hexafluoropropane:Այս մարման միջոցը հակված է վնասելու սարքերը կամ սարքավորումները օգտագործման ընթացքում, և դրա գլոբալ տաքացման ներուժը (GWP) համեմատաբար բարձր է: Հետևաբար, hexafluoropropane-ը կարող է օգտագործվել միայն որպես անցումային հրդեհաշիջման միջոց:

Հեպտաֆտորպրոպան.Ջերմոցային էֆեկտի պատճառով այն աստիճանաբար սահմանափակվում է տարբեր երկրների կողմից և կկանգնի վերացման։ Ներկայումս դադարեցվել է հեպտաֆտորպրոպանային նյութերի արտադրությունը, ինչը կհանգեցնի տեխնիկական սպասարկման ընթացքում առկա հեպտաֆտորպրոպան համակարգերի վերալիցքավորման հետ կապված խնդիրների: Հետեւաբար, դրա օգտագործումը խորհուրդ չի տրվում:

Իներտ գազ.Ներառյալ IG 01, IG 100, IG 55, IG 541, որոնց թվում IG 541-ն ավելի լայն կիրառություն ունի և միջազգայնորեն ճանաչված է որպես կանաչ և էկոլոգիապես մաքուր հրդեհաշիջման միջոց: Այնուամենայնիվ, այն ունի շինարարության բարձր արժեքի, գազի բալոնների մեծ պահանջարկի և տարածքի մեծ զբաղվածության թերությունները:

Ջրի վրա հիմնված գործակալ.Լայնորեն օգտագործվում են նուրբ ջրային մառախուղային կրակմարիչները, որոնք ունեն լավագույն սառեցման ազդեցությունը: Դա հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ ջուրն ունի մեծ հատուկ ջերմային հզորություն, որը կարող է արագ կլանել մեծ քանակությամբ ջերմություն՝ սառեցնելով մարտկոցի ներսում չհակազդող ակտիվ նյութերը և այդպիսով արգելակելով ջերմաստիճանի հետագա բարձրացումը: Այնուամենայնիվ, ջուրը զգալի վնաս է հասցնում մարտկոցներին և մեկուսացնող չէ, ինչը հանգեցնում է մարտկոցների կարճ միացման:

Աերոզոլ:Իր էկոլոգիական բարեկեցության, ոչ թունավորության, ցածր գնի և հեշտ սպասարկման շնորհիվ աերոզոլը դարձել է հրդեհաշիջման հիմնական միջոցը: Այնուամենայնիվ, ընտրված աերոզոլը պետք է համապատասխանի ՄԱԿ-ի կանոնակարգերին և տեղական օրենքներին ու կանոնակարգերին, և պահանջվում է տեղական ազգային արտադրանքի սերտիֆիկացում: Այնուամենայնիվ, աերոզոլները չունեն սառեցման հնարավորություններ, և դրանց կիրառման ընթացքում մարտկոցի ջերմաստիճանը մնում է համեմատաբար բարձր: Հրդեհաշիջման նյութի արձակումից հետո մարտկոցը հակված է վերաբռնկման.

Կրակմարիչների արդյունավետությունը

Չինաստանի Գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի Հրդեհային գիտության պետական ​​առանցքային լաբորատորիան ուսումնասիրություն է անցկացրել՝ համեմատելով ABC չոր փոշու, հեպտաֆտորպրոպանի, ջրի, պերֆտորհեքսանի և CO2 կրակմարիչների հրդեհաշիջման ազդեցությունը 38A լիթիում-իոնային մարտկոցի վրա:

Հրդեհաշիջման գործընթացի համեմատություն

ABC չոր փոշին, հեպտաֆտորոպրոպանը, ջուրը և պերֆտորհեքսանը կարող են արագորեն մարել մարտկոցների հրդեհները՝ առանց վերալիցքավորման: Այնուամենայնիվ, CO2 կրակմարիչները չեն կարող արդյունավետորեն մարել մարտկոցների հրդեհները և կարող են առաջացնել բռնկում:

Հրդեհաշիջման արդյունքների համեմատություն

Ջերմային փախուստից հետո լիթիումային մարտկոցների վարքագիծը կրակմարիչների ազդեցության տակ կարելի է մոտավորապես բաժանել երեք փուլի՝ սառեցման փուլ, ջերմաստիճանի արագ բարձրացման փուլ և ջերմաստիճանի դանդաղ անկման փուլ:

Առաջին փուլըհովացման փուլն է, որտեղ մարտկոցի մակերեսի ջերմաստիճանը նվազում է կրակմարիչի արձակումից հետո: Սա հիմնականում պայմանավորված է երկու պատճառով.

• Մարտկոցի օդափոխում. Մինչ լիթիում-իոնային մարտկոցների ջերմային արտահոսքը, մարտկոցի ներսում մեծ քանակությամբ ալկաններ և CO2 գազ են կուտակվում: Երբ մարտկոցը հասնում է իր ճնշման սահմանաչափին, անվտանգության փականը բացվում է՝ ազատելով բարձր ճնշման գազը: Այս գազը փոխանցում է ակտիվ նյութերը մարտկոցի ներսում՝ միաժամանակ ապահովելով մարտկոցի որոշակի սառեցման ազդեցություն:
• Կրակմարիչի ազդեցությունը. Կրակմարիչի սառեցման ազդեցությունը հիմնականում առաջանում է երկու մասից՝ ջերմության կլանումը փուլային փոփոխության ժամանակ և քիմիական մեկուսացման ազդեցությունը: Փուլային փոփոխության ջերմության կլանումը ուղղակիորեն հեռացնում է մարտկոցի կողմից առաջացած ջերմությունը, մինչդեռ քիմիական մեկուսացման ազդեցությունը անուղղակիորեն նվազեցնում է ջերմության առաջացումը՝ ընդհատելով քիմիական ռեակցիաները: Ջուրն ամենակարևոր սառեցման ազդեցությունն ունի իր բարձր հատուկ ջերմային հզորության պատճառով, ինչը թույլ է տալիս նրան արագորեն կլանել մեծ քանակությամբ ջերմություն: Հետևում է պերֆտորհեքսանը, մինչդեռ HFC-227ea-ն, CO2-ը և ABC չոր փոշին զգալի սառեցման ազդեցություն չեն ունենում, ինչը կապված է կրակմարիչների բնույթի և մեխանիզմի հետ:

Երկրորդ փուլ ջերմաստիճանի արագ բարձրացման փուլն է, որտեղ մարտկոցի ջերմաստիճանը արագորեն բարձրանում է իր նվազագույն արժեքից մինչև իր գագաթնակետը: Քանի որ կրակմարիչները չեն կարող ամբողջությամբ դադարեցնել քայքայման ռեակցիան մարտկոցի ներսում, և կրակմարիչներից շատերն ունեն վատ սառեցման ազդեցություն, մարտկոցի ջերմաստիճանը ցույց է տալիս գրեթե ուղղահայաց վերընթաց միտում տարբեր կրակմարիչների համար: Կարճ ժամանակահատվածում մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձրանում է իր գագաթնակետին.

Այս փուլում զգալի տարբերություն կա տարբեր կրակմարիչների արդյունավետության մեջ մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացումը զսպելու համար: Արդյունավետությունը նվազման կարգով ջուր > պերֆտորհեքսան > HFC-227ea > ABC չոր փոշի > CO2 է: Երբ մարտկոցի ջերմաստիճանը դանդաղ է բարձրանում, այն ապահովում է ավելի շատ արձագանքման ժամանակ մարտկոցի հրդեհի նախազգուշացման համար և ավելի շատ արձագանքման ժամանակ օպերատորների համար:

Եզրակացություն

1. CO2. CO2-ի պես կրակմարիչները, որոնք հիմնականում գործում են շնչահեղձության և մեկուսացման միջոցով, վատ արգելակող ազդեցություն ունեն մարտկոցների բռնկման վրա: Այս ուսումնասիրության մեջ CO2-ով բռնկման լուրջ երևույթներ են տեղի ունեցել, ինչը այն դարձնում է ոչ պիտանի լիթիումային մարտկոցների հրդեհների համար:
2. ABC չոր փոշի / HFC-227ea. ABC չոր փոշին և HFC-227ea կրակմարիչները, որոնք հիմնականում գործում են մեկուսացման և քիմիական զսպման միջոցով, կարող են մասնակիորեն արգելակել մարտկոցի ներսում շղթայական ռեակցիաները: Նրանք մի փոքր ավելի լավ ազդեցություն ունեն, քան CO2-ը, բայց քանի որ չունեն սառեցման էֆեկտներ և չեն կարող ամբողջությամբ արգելափակել մարտկոցի ներքին ռեակցիաները, կրակմարիչն ազատվելուց հետո մարտկոցի ջերմաստիճանը դեռ արագորեն բարձրանում է:
3. Perfluorohexane: Perfluorohexane-ը ոչ միայն արգելափակում է մարտկոցի ներքին ռեակցիաները, այլև գոլորշիացման միջոցով կլանում է ջերմությունը: Հետևաբար, մարտկոցների բռնկման վրա դրա արգելակող ազդեցությունը զգալիորեն ավելի լավ է, քան մյուս կրակմարիչները:
4. Ջուր. Հրդեհաշիջման բոլոր միջոցներից ջուրն ամենաակնառու հրդեհաշիջման ազդեցությունն ունի: Դա հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ ջուրն ունի մեծ հատուկ ջերմային հզորություն, ինչը թույլ է տալիս արագորեն կլանել մեծ քանակությամբ ջերմություն: Սա սառեցնում է մարտկոցի ներսում չհակազդող ակտիվ նյութերը՝ դրանով իսկ արգելելով ջերմաստիճանի հետագա բարձրացումը: Այնուամենայնիվ, ջուրը զգալի վնաս է հասցնում մարտկոցներին և չունի մեկուսիչ ազդեցություն, ուստի դրա օգտագործումը պետք է չափազանց զգույշ լինի:

Ի՞նչ պետք է ընտրենք:

Մենք ուսումնասիրել ենք հակահրդեհային պաշտպանության համակարգերը, որոնք օգտագործվում են էներգիայի պահեստավորման համակարգերի մի քանի արտադրողների կողմից, որոնք ներկայումս գտնվում են շուկայում՝ հիմնականում կիրառելով հրդեհաշիջման հետևյալ լուծումները.

• Պերֆտորհեքսան + Ջուր
• Աերոզոլ + Ջուր

Երևում է, որսիներգետիկ հրդեհաշիջման միջոցներ Լիթիումի մարտկոցների արտադրողների հիմնական միտումն է: Օրինակ վերցնելով Perfluorohexane + Water-ը, Perfluorohexane-ը կարող է արագ հանգցնել բաց կրակը՝ հեշտացնելով ջրի նուրբ մառախուղի շփումը մարտկոցի հետ, մինչդեռ նուրբ ջրային մառախուղը կարող է արդյունավետորեն սառեցնել այն: Կոոպերատիվ գործողությունն ունի ավելի լավ հրդեհաշիջման և սառեցման ազդեցություն՝ համեմատած մեկ կրակմարիչ նյութի օգտագործման հետ: Ներկայումս ԵՄ մարտկոցների մասին նոր կանոնակարգը պահանջում է, որ մարտկոցների ապագա պիտակները ներառեն առկա հրդեհաշիջման միջոցներ: Արտադրողները նաև պետք է ընտրեն համապատասխան հրդեհաշիջման միջոց՝ ելնելով իրենց արտադրանքից, տեղական կանոնակարգերից և արդյունավետությունից: