INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

52

UNITATEA DE INVATARE IV DOTAREA NAVELOR CU ECHIPAMENTE ŞI INSTALAŢII DE STINGERE A

INCENDIILOR

Cerinţele tehnice prevăzute în convenţiile internaţionale sunt prevăzute în Regulile registrului de clasificaţie sub a cărui supraveghere se construieşte nava, iar Regulile nu contravin convenţiilor internaţionale (SOLAS). Încă din timpul construcţiei unei nave, supravegherea se exercită asupra protecţiei constructive contra incendiului, după cum urmează: - asupra materialelor folosite pentru amenajarea interioară a încăperilor navei, din punctul de vedere al rezistenţei la foc a acestora; - asupra instalaţiilor de stingere şi semnalizare a incendiului; - asupra obiectelor aflate în inventarul de incendiu şi amplasarea acestora pe navă. În cazul în care mijloacele de stins incendiu folosite la navă nu au fost omologate, constructorii sunt obligaţi să prezinte documentele ce certifică comportarea acestora la foc. În ceea ce priveşte organizarea activităţii de prevenire şi luptă contra incendiilor la bordul navei, sunt prevăzute următoarele reguli: 1) Pe fiecare navă în postul central de incendiu, în timonerie, sau în locuri vizibile pe coridoare, trebuie afişate planuri generale ale navei, în care să se arate clar pentru fiecare punte: - amplasarea posturilor de comandă; - amplasarea construcţiilor rezistente la foc; - încăperile prevăzute cu instalaţii fixe de detectare şi semnalizare a incendiului, cu indicarea locurilor în care se găsesc dispozitivele şi armăturile de comandă ale instalaţiilor menţionate, precum şi a hidranţilor de incendiu; - căile de acces şi căile de evacuare; - instalaţia de ventilaţie şi numerele distinctive ale ventilatoarelor care deservesc fiecare spaţiu; - amplasarea inventarului de incendiu; 2) În locul planurilor de informare indicate la punctul (1), se pot tipări broşuri care să conţină aceste informaţii ce trebuie să fie păstrate de fiecare ofiţer, iar un exemplar într-un loc uşor accesibil. 3) Un al doilea set de planuri sau o broşură trebuie să se păstreze permanent în afară suprastructurii, într-o cutie etanşă la apă, care să se deschidă uşor şi care să fie accesibilă pompierilor de la mal. Pentru aceasta cutia se plasează în general lângă scara de bord într-un loc care să poată fi iluminat cu lumina de avarie. În cazul în care cutia nu se află lângă scara de bord vor fi prevăzute marcaje care să indice cu claritate locul unde se află aceste planuri. 4) Informaţiile din planuri şi broşuri trebuie să fie date atât în limba română, cât şi în limba engleză. Această prescripţie nu este impusă, navelor care nu efectuează voiaje internaţionale. 5) Orice modificare în protecţia contra incendiilor a navei trebuie înscrise imediat în documentele indicate mai sus. 6) Într-o mapă separată, ce va fi ţinută într-un loc uşor accesibil, se vor păstra instrucţiunile privind deservirea şi funcţionarea tuturor mijloacelor şi instalaţiilor existente la bord, pentru combaterea şi localizarea incendiului.

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

53

6.1 CHIMIA FOCULUI

Arderea este o reacţie de oxidare rapidă a unei substanţe în prezenţa oxigenului atmosferic, cu dezvoltare de căldură şi în general însoţită de lumină. Pentru a exista procesul de ardere, este obligatorie prezenţa simultană a trei elemente, găsite în literatura de specialitate şi sub denumirea de – triunghiul focului. Acestea sunt: - substanţa combustibilă (materialul); - substanţa care întreţine arderea (oxigenul); - sursa de aprindere (temperatura); Fenomenul arderii poate fi împărţit în doi timpi: - în primul timp au loc procese care consumă căldură denumită „fază endotermă„ (încălzirea combustibilului, formarea de noi compuşi chimici, transformări fizice). - în al doilea timp au loc fenomene care produc căldură „fază exotermă„ (oxidarea completă a elementelor combustibile) Arderea substanţelor şi materialelor combustibile are loc numai în faza gazoasă; deci materialele combustibile solide, înainte de a arde se gazeifică. Lichidele nu ard, ci numai vaporii acestora, care se formează în cantitate suficientă la suprafaţa lichidului, numai după ce se depăşeşte temperatura de inflamabilitate. Pentru a se produce arderea, substanţa combustibilă şi oxigenul din aer trebuie să se găsească într-un anumit raport cantitativ. La presiunea normală, la majoritatea substanţelor combustibile, arderea începe la un conţinut de cel puţin 14-18% oxigen în aer şi numai unele substanţe ard la un procent mai mic de oxigen în aer ( de ex: acetilena la 3,7% oxigen). Procesul de ardere pentru substanţele combustibile solide, lichide şi gazoase se desfăşoară la fel şi constă în 3 faze: oxidarea, aprinderea, arderea propriu-zisă. Combustibilitatea reprezintă proprietatea unor materiale de a arde în prezenţa oxigenului sau a aerului atmosferic. Clasificarea materialelor din punctul de vedere al combustibilităţii, se face în funcţie de capacitatea acestora de a se aprinde şi a întreţine arderea printr-o cantitate de căldură ce contribuie la dezvoltarea incendiului prin aprinderea altor materiale învecinate. Există trei grupe de materiale clasificate după acest criteriu: 1. Materiale combustibile. Sunt acele materiale care sub acţiunea temperaturilor înalte sau a focului se aprind, ard sau se carbonizează şi continuă această acţiune şi după îndepărtarea sursei de aprindere. 2. Materiale greu combustibile. Sunt acele materiale care sub influenţa temperaturilor înalte sau chiar a focului se aprind, ard mocnit sau se carbonizează dar aceste acţiuni încetează la dispariţia sursei de aprindere. 3. Materiale incombustibile. Sunt acele materiale care sub influenţa temperaturilor înalte sau a focului nu se aprind, nu se carbonizează şi nici nu ard mocnit (nisip sticlă, beton, etc.). Pornind de la această clasificare nava este protejată încă din faza de construcţie prin utilizarea unor materiale rezistente la foc. Astfel, la bord se disting două tipuri de astfel de construcţii: 1. Construcţii rezistente la foc tip A, care îndeplinesc condiţiile: sunt executate din oţel sau material echivalent; sunt suficient de rigide; trebuie să fie astfel executate încât focul şi fumul să nu treacă prin ele timp de 60 minute; să fie izolate cu materiale

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

54

incombustibile astfel încât creşterea temperaturii pe partea opusă să fie sub 139 °C într-un timp: de 60 minute pentru A-60, 30 minute pentru A-30, 15 minute pentru A-15 şi 0 minute pentru A-0. 2. Construcţii ce întârzie propagarea focului tip B, care îndeplinesc condiţiile: sunt realizate în totalitate din materiale incombustibile; nu permit trecerea focului timp de 30 minute; trebuie să fie izolate pe partea opusă astfel ca temperatura să nu crească mai mult de 139 °C într-un timp de 15 minute pentru B-15 şi 0 minute pentru B-0.

6.2 CAUZELE PRODUCERII INCENDIILOR

Incendiul este o ardere declanşată cu sau fără voia omului, scăpată de sub control, în urma căreia se produc pagube materiale şi pentru a cărei întrerupere şi lichidare este necesară intervenţia printr-o acţiune de stingere. Deci pentru definiţia noţiunii de incendiu sunt necesare trei elemente: existenţa unei arderi scăpate de sub control; producerea de pagube materiale în urma arderii; necesitatea intervenţiei printr-o acţiune de stingere în scopul întreruperii şi lichidării arderii. Lipsind unul dintre aceste elemente, arderea respectivă nu poate fi considerată un incendiu. După felul arderii, incendiile sunt de două feluri: - incendii mocnite care se caracterizează prin producerea de căldură în interiorul focarului, degajarea gazelor de ardere şi formarea de fum, iar după un timp oarecare apar flăcările. - incendii cu flăcări care se produc încă de la început ca urmare a arderii materialelor combustibile solide, lichidelor şi gazelor, având ca formă de manifestare flăcările, gazele de ardere, fumul, degajarea de căldură şi propagarea rapidă. În funcţie de materialul combustibil ce stă la baza arderii, conform International Association of Standardisation, incendiile se clasifică în clase, astfel: Clasa A - materiale combustibile solide (lemn, cauciuc, cărbuni, etc.); Clasa B – lichide combustibile precum şi solide care prin încălzire se topesc (smoala, ceara, parafina); Clasa C – gaze combustibile (metan, butan, propan); Clasa D – metale combustibile (aluminiu) precum şi aliajele acestora (sodiu, potasiu, magneziu, zirconiu, etc.). Fără clasă – incendiile datorate instalaţiilor şi echipamentelor electrice Indiferent de natura lui, incendiul are patru faze: - în prima fază se degajă produse de ardere invizibile (fără fum, fără flacără, foarte puţină căldură); - în faza a doua apare fumul dar nu şi flăcările; se degajă foarte puţină căldură; - în cea de-a treia fază apare flacăra, incendiul poate fi observat, însă cantitatea de căldură este totuşi redusă; - în faza a patra cantitatea de căldură degajată creşte, aerul se dilată, arderea se intensifică, deci incendiul este în plină dezvoltare. Întrucât s-a constatat că un incendiu nedescoperit la timp se lichidează extrem de greu, s-a trecut la construirea anumitor tipuri de detectoare care să-l depisteze din faza incipientă. Astfel, pentru prima faza de dezvoltare a incendiului, s-au construit 2 tipuri de detectoare: unul care funcţionează pe baza fenomenului variaţiei umidităţii, datorate

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

55

evaporării apei din materialul combustibil ce este supus arderii şi al doilea ce funcţionează pe sesizarea fenomenului ionizării aerului. Pentru detectarea incendiului în faza a doua se pot folosi detectoare cu cameră de ionizare şi cu celulă fotoelectrică – detectoare de fum. În faza a treia se folosesc detectoare de flăcări (detectoare de raze infraroşii şi detectoare de raze ultraviolete). În faza a patra se folosesc detectoare termice, ce evidenţiază creşterea temperaturii, care au dezavantajul că sesizează incendiul destul de târziu, când acesta este în plină dezvoltare. A nu stabili exact cauza reală a incendiului înseamnă a nu cunoaşte adevărul şi ca urmare a nu putea lua măsurile constructive necesare în vederea înlăturării pericolului de incendiu. Cunoaşterea pericolului şi a cauzelor ce pot duce la declanşarea unui incendiu au o mare importanţă pentru fiecare comandant de navă, şef mecanic, ofiţer, inginer constructor de nave şi chiar pentru fiecare membru al echipajului. În general cauzele care pot conduce la incendii la bordul navelor se împart în trei mari grupe şi anume: cauze pur tehnice, focul deschis, neglijenţa şi indisciplina, care sunt cu atât mai periculoase pe măsură ce se manifestă într-unul din compartimentele navei cu grad de risc ridicat în ceea ce priveşte apariţia incendiului la bord. Compartimente cu risc ridicat de incendiu: a) – în compartimentul maşini: camera pompelor de marfă (petroliere), tancuri de carburanţi şi lubrifianţi, eşapamente, caldarine, căldări, tablouri electrice, separatoare, generatorul de sudură autogenă. b) – castel: camera de navigaţie (cabina), camerele acumulatoarelor, cabina staţie radio TFF, bucătărie, cambuza, magaziile de materiale. c) – puntea covertă - magazii de marfă, gurile de încărcare-descărcare a petrolului şi a produselor albe la petroliere, gurile de efectuarea plinului cu combustibil la celelalte nave, camera convertizoarelor. d) – forpeak - magazia de pituri, magazia nostromului, atelierul de tâmplărie. Cauzele producerii incendiilor la nave sunt descrise, după cum urmează: a) – Cauze pur tehnice 1. – Energia electrică. - incendii datorate exploatării necorespunzătoare a instalaţiilor şi utilajelor electrice (încărcarea reţelei electrice cu receptori, peste parametrii pentru care a fost construită; folosirea în tablourile electrice a siguranţelor necalibrate); - incendii datorate scurtcircuitelor (folosirea cablurilor electrice prost izolate sau cu izolaţia îmbătrânită). Scurtcircuitul se poate produce între un conductor şi firul neutru, între două conductoare sau chiar între trei conductoare, deci poate fi monofazat, bifazat şi trifazat. - incendii datorită utilizării lămpilor portative electrice fără globuri de protecţie antiexplozie în compartimente în care se degajă gaze (pituri, presarea injectoarelor, atelier tâmplărie); - incendii datorate nesupravegherii receptorilor electrici conectaţi la reţea şi neizolării termice corespunzătoare a corpurilor de încălzit (radiatoarelor electrice), faţă de materialele combustibile; - incendii datorate descărcărilor electrice atmosferice.

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

56

- incendii datorate sarcinilor electrostatice care se formează la pomparea benzinei şi a altor produse petroliere prin conducte şi furtunuri de cauciuc, la filtrarea şi amestecarea lichidelor combustibile, la pulverizarea şi curgerea lor liberă. 2. – Energia termică. Se ştie că radiaţia termică transmisă sub formă de unde electromagnetice, în cazul unor surse puternice de căldură, poate aprinde materiale combustibile existente la anumite distanţe. Având în vedere că transmiterea căldurii de la un corp la altul se face prin conductibilitate (în interiorul aceluiaşi corp) şi prin convecţie (la gaze şi lichide) iar radiaţiile termice pot aprinde materialele combustibile şi la o distanţă mai mare de sursa de căldură considerăm cauze termice care pot produce incendii la nave următoarele : - neizolarea sau izolarea necorespunzătoare a galeriilor de evacuare atât de la motorul principal cât şi de la auxiliare şi caldarine; - neizolarea termică a unor porţiuni din tubulatura de încălzire centrală, care trec prin încăperi combustibile sau în care se păstrează materiale combustibile; - transmiterea căldurii de la flacăra oxiacetilenică, prin pereţii navei, la tancurile de carburanţi, lubrifianţi sau la mărfurile; - supraîncălzirea punţilor – în special la navele petroliere – când acestea se găsesc in zonele calde (tropice, ecuator); - carbonizarea unor produse uitate în cuptorul plitei sau pe aceasta; - folosirea lămpilor de benzină defecte sau în imediata apropiere a materialelor combustibile. 3. – Energia chimică Incendiile pot să apară datorită următoarelor cauze: - producerea accidentală de acetilenă, datorită păstrării incorecte a carbidului (contactul cu apa) sau a neetanşeităţii elementelor componente ale aparatului de sudură autogenă; - degajarea în exces a hidrogenului la încărcarea acumulatoarelor, datorită nereducerii la timp a curentului de încărcare; - producerea excesivă a gazelor, ca urmare a neacoperirii vaselor în care se păstrează diluant, acizi, benzine, petrol, nitro-lacuri, etc. şi lipsei ventilaţiei în încăperile în care se păstrează aceste produse (magazia de pituri, magazia nostromului, atelierul de tâmplărie, etc); - păstrarea la un loc a substanţelor chimice ce reacţionează unele cu altele, ca: acizii cu apa, carbidul cu apa, amoniacul cu mercurul. - autoaprinderea mărfurilor în vrac depozitate necorespunzător: cărbunele şi azotatul de amoniu, datorită proprietăţii lor de a se oxida puternic; bumbacul sub formă de fibre, fire sau ţesături, impregnat cu uleiuri sicative; lacurile de ulei de in şi de terebentină rămase pulverizate în încăperi închise; rumeguşul de lemn, etc. 4. – Acţiuni mecanice. Incendiile pot să apară datorită următoarelor cauze: - aruncarea şpanului supraîncălzit de la strung peste cârpe şi stupă îmbibate în grăsimi; - producerea scânteilor la polizor în prezenţa gazelor (atelierele de tâmplărie şi strungărie); - producerea de scântei ca urmare a trecerii blacheurilor de punţile navelor petroliere; a folosirii la aceste nave a sculelor din metale feroase, în compartimente cu

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

57

exces de gaze (camera pompelor de marfă, compartimentul maşini, la gurile de încărcare-descărcare a produselor petroliere etc.); - frecări ale unor piese în mişcare neunse (negresate) la timp; - spargerea unor conducte de alimentare cu combustibil; - smulgerea sub acţiunea presiunii a unor prezoane din filet, datorită exploatării şi întreţinerii necorespunzătoare; - scurgerea accidentală de carburanţi sau lubrifianţi din cauza unor defecte ascunse în instalaţii. b) – Foc deschis Utilizarea focului deschis reprezintă una din cauzele cel mai des întâlnite la iniţierea incendiului la bord ce poate fi efectul uneia din activităţile: - folosirea chibriturilor, lumânărilor, lămpilor aprinse în încăperi ale navei; - folosirea flăcării oxiacetilenice în apropierea materialelor combustibile; - lucrul cu lampa de benzină în locuri neamenajate în acest scop; - îndreptarea eşapamentului motopompei de avarie mobile spre vase cu benzină sau diluanţi descoperite. c) – Neglijenţă şi indisciplină Nerespectarea regulilor de comportare la bordul navei face să crească mult pericolul apariţiei incendiului la bord. Sinistrul poate apărea la bord, ca urmare a nerespectării următoarelor reguli: - aruncarea mucurilor de ţigară aprinse şi a chibriturilor, la întâmplare; - nefolosirea apei în scrumiere la navele petroliere; - uitarea alimentelor în cuptoare sau a vaselor pe reşouri; - neatenţia la efectuarea plinului cu carburanţi şi lubrifianţi, ce determină revărsarea acestora pe punte; - aruncarea cârpelor îmbibate în grăsimi, la întâmplare în compartimentul maşini; - nesupravegherea arzătorului de la caldarină; - nesupravegherea gurilor de încărcare-descărcare a mărfurilor la navele petroliere, unde se degajă gaze de ţiţei sau benzină în atmosferă; - nesupravegherea la cargouri a mărfurilor periculoase (carbid, trotil); - adormirea în cuşetă cu ţigara aprinsă; - folosirea abajururilor din hârtie la lămpile electrice (plafoniere, veioze); - fumatul sau aprinderea ţigării în timp ce se piturează în încăperi închise, cu vopsele pe bază de răşini sintetice (diluanţi); - fumatul sau aprinderea ţigării în apropierea generatorului de acetilenă sau a butoiului de carbid; - folosirea benzinei sau diluantului la spălarea îmbrăcămintei din fibre sintetice; În ceea ce priveşte propagarea şi izolarea incendiului la bord nava beneficiază pe de-o parte de măsurile pasive, impuse de registrele de clasificaţie, iar pe de altă parte de măsurile organizatorice ale echipajului, care luptă pentru izolarea şi stingerea incendiului. Măsurile pasive, care fac parte din protecţia constructivă a navei împotriva incendiilor, sunt: separarea de restul navei a încăperilor locuite; protecţia ieşirilor din compartimente prin perdele de apă; construcţia pereţilor din tablă sau din materiale

necombustibile (cu punct de aprindere mai mic de 750C), care asigură izolarea fiecărui compartiment; folosirea pentru covoare, saltele, huse, perdele etc. a unor materiale care nu trebuie să propage flăcările mai rapid decât ţesuturile de lână cu greutatea specifică de 800g/m2;

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

58

Măsurile active luate de echipaj pentru izolarea şi propagarea incendiului la bordul navei fac parte din tactica stingerii incendiului şi în esenţă cuprind: alarmarea rapidă a echipajului; manevrarea navei astfel încât flăcările incendiului să ajungă sub vânt pe calea cea mai scurtă, fără a pune în pericol însă bărcile de salvare sau plutele gonflabile (pentru a se menţine nava cu prova uşor în vânt se poate fila ancora cu 4-5 chei de lanţ la apă); punerea în funcţiune a pompelor principale de incendiu şi pregătirea celorlalte pompe, ce se pot cupla la magistrala de incendiu; scoaterea de sub tensiune a instalaţiei electrice în zona avariată şi pregătirea mijloacelor portative de iluminat; oprirea ventilaţiei în compartimentele stabilite ca fiind afectate de incendiu; stropirea pereţilor compartimentelor învecinate pentru a împiedica transmiterea căldurii şi răcirea acestora prin stropire cu apă; evacuarea materialelor explozive din zonele învecinate; probarea şi verificarea periodică a funcţionării instalaţiilor şi mijloacelor de stins incendiul, etc.

6.3 INSTALAŢII DE STINS INCENDIU

Condiţiile necesare apariţiei unui incendiu, aşa cum a mai fost arătat, sunt: existenţa oxigenului O2; existenţa materialului combustibil; temperatura necesară iniţierii arderii. Acest triunghi în care apar cele trei condiţii ce trebuie îndeplinite simultan sugerează şi mijloacele de stingere, astfel : Concentraţia de oxigen O2. Micşorarea procentului de O2 sub 9 % duce la stingerea jarului, iar sub 15% nu se mai întreţine arderea, de aici rezultă necesitatea existenţei instalaţiilor: cu dioxid de carbon, cu abur, cu haloni, de gaz inert la petroliere. O altă metodă constă în întreruperea alimentarii cu O2 a focarului de incendiu, prin interpunerea unui strat de spumă chimică, de unde rezultă instalaţia de stins incendiu cu spumă. Mărimea temperaturii T. La bord temperatura poate creşte natural sau artificial. Natural de la radiaţiile solare şi artificial în compartimentul de maşini sau acolo unde se execută activităţi cu degajare de căldură. Coborârea temperaturii se realizează prin răcire, adică stropirea cu apă şi de aici rezultă necesitatea existenţei instalaţiei de stins incendiu cu apă. Existenţa combustibililor C. Existenţa combustibililor la bord nu poate fi înlăturată, dar se iau măsuri de prevenire şi stingere a incendiilor (P.S.I.). Încă din faza de proiectare se iau masuri de amenajare a încăperilor navale cu materiale rezistente la foc (proprietăţile materialelor de a se aprinde şi a întreţine arderea). Dacă nu putem acţiona eficient asupra condiţiilor ce determină apariţia incendiului, acesta se poate stinge uşor, dacă se acţionează asupra lui în faza incipientă, atunci când focul nu are putere. Această concluzie a dus la dezvoltarea instalaţiilor de avertizare. Concluzionând asupra celor de mai sus, instalaţiile de stins incendiu într-o caracterizare foarte generală se împart: - Instalaţii de suprafaţă; - instalaţii de stins incendiu volumice. După principiul de stingere a incendiilor, instalaţiile de stins incendiu se clasifică, astfel : 1. Prin coborârea temperaturii – Instalaţii de stins incendiu cu apă – cu jet compact, cu apă pulverizată, cu perdele de apă, de stropire şi inundare; 2. Prin reducerea procentului de oxigen - cu gaz inert;

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

59

- cu dioxid de carbon; - cu abur; - cu lichide a căror vaporizare formează gaz inert; - cu pulberi care prin sublimare formează gaz inert. 3. Prin izolarea focarului cu spuma chimică; cu spuma aeromecanică.

6.3.1 INSTALAŢIA DE STINS INCENDIU CU JET COMPACT DE APĂ Instalaţiile de stins incendiu cu apă folosesc pentru stingerea incendiilor apă sărată sau dulce, răcind substanţele aflate în procesul de ardere până la o temperatură inferioară celei de aprindere. În general instalaţia de stins incendiu cu jet compact de apă se compune din: pompe de incendiu (numărul pompelor se alege în funcţie de tonajul navei tabelul 6.1), tubulatura de distribuire a apei (magistrale liniare şi magistrale inelare), gurile de incendiu, furtunurile de incendiu, ciocurile de barză pentru crearea jetului. Cu jeturi cinetice de apă se pot stinge incendiile din zona punţilor şi platformelor dar nu şi produsele petroliere arzând, lacurile şi vopsele sau instalaţiile electrice în funcţiune. Observaţie: Unele substanţe cum sunt: carbura de calciu, varul nestins, kaliul sau potasiul intră în reacţia exotermă (cu cedare de căldură) cu apa şi pot produce compuşi de reacţie care în amestec cu aerul sunt explozivi, înteţind astfel incendiul. De asemenea acţionând cu jet de apă asupra unor substanţe aflate în stare de pulverizare (zahăr, praf de ebonită, plută măcinată), acestea sunt antrenate şi efectul apei este limitat prin extinderea suprafeţei focarului. În aceste cazuri, eficienţa este dată de instalaţia cu apă pulverizată, care prin împrăştierea apei sub formă de particule fine reuşeşte un dublu efect, adică, pe de-o parte vaporizarea apei şi răcirea suprafeţelor aprinse, iar pe de altă parte degajarea aburului ce duce la reducerea procentului de oxigen în apropierea focarului. Cu cât pulverizarea apei este mai fină, cu atât este mai eficientă stingerea şi este mai larg domeniul de utilizare al acestei instalaţii. Instalaţia de stins incendiul cu jet compact de apă are ca finalitate asigurarea prezenţei apei la gurile de incendiu la o presiune de (25…32) m CA, presiune necesară dirijării jetului de apă la o distanţă de circa (20 …25) m. Numărul de guri de incendiu montate pe nave este stabilit de condiţia ca în orice parte a fiecărei încăperi magazii sau punţi să poată ajunge cel puţin două jeturi din ajutaje diferite, dintre care pentru unul se admite că poate fi adus cu două furtunuri flexibile îmbinate. Furtunurile şi îmbinările sunt standardizate, cu deosebirea că cele aflate pe punte au lungimea de 20 m, iar cele aflate în zona încăperilor au o lungime de 10 m, ceea ce face posibil ca distanţa dintre gurile de incendiu să fie pe punţile deschise de 40 m, iar în zona încăperilor de 20 m. Considerăm o instalaţie de stins incendiu cu jet compact de apă oarecare (fig. 6.3.1). Pompele P1 şi P2 introduc apă, în magistrala liniară, care merge pe puntea principala şi alimentează gurile de incendiu pe două ramuri distincte şi de asemenea magistralele inelare amplasate în suprastructura navei. Pe tubulatura de aspiraţie şi respectiv refulare a pompelor se montează aparate de măsură şi control ce monitorizează funcţionarea acestora.

INSTALATII MECANICE NAVALE -NOTE DE CURS-

60

În cazul în care nava transporta mărfuri inflamabile se adoptă şi o pompă de avarie PA (6) care trebuie să îndeplinească condiţiile: - să poată fi acţionată cu un electromotor alimentat la sursa de energie debitată de generatorul de avarie aflat pe puntea principală; - debitul minim trebuie să fie suficient pentru funcţionarea a două guri de incendiu, dar nu mai mic de 25m3/h.

Fig. 6.3.1 Instalaţia de stins incendiu cu jet de apă

1. Magistrala apă de mare; 2. Pompe principale; 3. Magistrală suprastructură;

4. Magistrală punte; 5. Hidranţi; 6. Pompă avarie;

Observaţie: În prova exista o ramificaţie a instalaţiei de stins incendiu către puţurile lanţurilor de ancoră, care are rolul de a spăla lanţul ancorei la tragerea acesteia din apă. Pompele P1, P2 sunt amplasate sub linia de plutire (înecate), cu toate acestea trebuie să fie autoamorsabile pentru a evita o eventuală dezamorsare accidentală (de exemplu atunci când elicea navei funcţionează la marş înapoi şi introduce bule de aer pe sub navă, ce pot duce la dezamorsarea pompelor centrifuge, care sunt de regulă neamorsabile). Din analiza figurii 6.3.1 se observă că atât magistralele inelare 3 cât şi cele liniare de punte 4, pot fi alimentate distinct, cu una sau două pompe, ceea ce sporeşte fiabilitatea instalaţiei. Calculul instalaţiei de incendiu cu jet compact de apă. Debitul total minim al pompelor de incendiu, se calculează cu formula:

/h][mmKQ 32

min (6.3.1.1)

61

cu: 25H)(BL1,68m şi: K=0,016 - pentru pasagere; K=0,012 - pentru

petroliere; K= 0,008 - pentru celelalte nave; Presiunea la gura hidrantului ph şi numărul pompelor se stabilesc, conform tabelului 6.1, în funcţie de tonajul şi tipul navei. Astfel, se impune ca regulă pentru orice navă maritimă civilă, numărul minim de pompe şi presiunea minimă la hidrant ph. Observaţie: Prin impunerea presiunii la hidrant ph, se impune de fapt bătaia jetului compact de apă. Tabelul 6.1

Tonaj Pasagere Alte nave

brut [T.R.]

Număr pompe

ph [bar]

Număr Pompe

ph [bar]

<300 1 2,0 1 2,0

300< T 1000 2 2,8 1 2,6

1000< T<4000 2 2,8 2 2,6

T>4000 3 3.2 2 2,8

Alegerea pompelor de incendiu urmăreşte metodologia: 1. Se adoptă traseul de tubulaturi şi gurile de incendiu dispuse în funcţie de configuraţia navei conform regulilor de proiectare; 2. Se aleg trei trasee de calcul (k, l, m) presupuse că ar implica pierderi de sarcină

maximă, la capătul cărora se deschid n guri de incendiu: 1

min

q

Qn unde: ρp2Sq h1 -

reprezintă debitul specific Observaţie: Valoarea numărului de hidranţi n trebuie să fie mai mare sau egală cu doi, dacă nu se măreşte debitul minim calculat cu (6.3.1.1); 3. Pentru cele trei trasee alese pentru calcul se ca determina caracteristica hidrodinamică Hk, Hl, Hm. Se trasează grafic aceste caracteristici sub forma unor parabole:

2

kkhk QsρgzpH (6.3.1.2)

4. La înlocuirea valorii Qmin în relaţia (6.3.1.2) sau debitul mărit pentru cel puţin două guri de incendiu, se alege sarcina pompei: Hp= Max (Hk, Hl, Hm); (6.3.1.3)

5. Se calculează debitul individual al pompei de incendiu:

p

necp

kr

QQ

(6.3.1.4)

unde: r reprezintă numărul pompelor de incendiu (uzual două), iar kp un coeficient ce ţine cont că în paralel pompele nu-şi dublează debitul, care are valori între 0,8-0,85. Observaţie: Diametrele tubulaturilor ce aparţin instalaţiei de stins cu apă nu depăşesc de obicei (125-150)mm pentru navele de mărfuri şi 180 mm pentru navele de pasageri. Important este ca viteza apei pe tubulatură să se încadreze în limitele vitezei

recomandate de (2-2,5) ms. În mod orientativ diametrul tubulaturii magistrale poate fi calculat cu formula (6.3.1.5):

62

d = (L/1,2)+25 [mm] (6.3.1.5) unde L este lungimea navei în [m]. Probarea funcţionării instalaţiei se face prin racordarea consumatorilor suplimentari (instalaţia sprinkler, instalaţia de stropire punţi, instalaţia de evacuare în caz de incendiu, instalaţia de stingere cu spumă) şi deschiderea a minim trei hidranţi pe o durată de două ore, timp în care se verifică: funcţionarea corectă a pompelor, aparatele de măsură şi control, etanşeitatea traseelor de tubulaturi, posibilitatea golirii instalaţiei, existenţa şi corespondenţa mărimilor mufelor dintre hidranţi, furtunuri şi ciocuri de barză. Observaţie: Instalaţia de stingere cu apă cu apă condiţionează securitatea navei şi din această cauză probarea şi recepţionarea acesteia trebuie efectuată la cheu, înaintea începerii probelor de marş. În timpul exploatării se va avea în vedere: golirea instalaţiei pe timp de iarnă, revizuirea anuală a valvelor, curăţirea şi vopsirea tubulaturii expusă coroziunii la cel puţin şase luni, primenirea periodică a apei din tubulaturi, înlocuirea garniturilor uzate, etc.

6.3.2 Instalaţia de stins incendiu cu apă pulverizată Instalaţiile de stins incendiu cu apă pulverizată au de regulă configuraţia ca în fig. 6.3.2.1 şi după capul ce realizează pulverizarea apei sunt de două tipuri şi anume:

Fig. 6.3.2.1 Instalaţia de stins incendiu cu sprinklere Fig. 6.2.2.2. Sprinkler -cu sprinklere - dispozitive ce realizează declanşarea şi pulverizarea automată a apei, la o temperatură prestabilită; -cu drencere - dispozitive ce realizează pulverizarea apei prin cuplarea lor de către personalul navei, după ce a constat veridicitate incendiului. 1. magistrală apă 2. armătură de închidere

63

3. supapa de siguranţă a hidroforului 4. hidrofor 5. tubulatură cu aer comprimat

6. armătură de reţinere-închidere 7. manometru

8. armătură de control – semnalizare - pornire 9. contactor de semnalizare a încăperii funcţionării

10. avertizor în încăperea staţiei de stingere 11. transmite semnal avertizor in PCA

12. magistrala sprinkler (secţie) 13. cap sprinkler 14. alimentarea de la pompele instalaţiei sprinkler 15. armătura de scăpare 16. racord filetat 17. ramă 18. obturator metalic 19. deflector

64

În general, aceste instalaţii sunt utilizate în compartimentele navei în care nu există supraveghere permanentă. Observaţie: Declanşarea sprinklerelor se face automat şi eficienţa instalaţiei creşte foarte mult la compartimentele nesupravegheate. Diferenţa dintre instalaţia cu sprinklere în raport cu instalaţia de drencere, este că aceasta din urmă se cuplează, după ce sistemul de semnalizare a intrat în funcţiune şi s-a confirmat apariţia incendiului la bord. Dispozitivele de semnalizare 10,11 sunt cuplate în comanda navei la un tablou sinoptic, ce semnalizează optic şi acustic prezenţa debitului în instalaţie. Pentru a putea fi eficientă, instalaţia de stins incendiu cu apă pulverizată trebuie ţinută tot timpul sub presiune. Acest lucru se face cu ajutorul hidroforului 4 şi a pompei acestuia, care este o pompă de apă dulce. Hidroforul se alege astfel încât să poată acoperi debitul de apă ce s-ar consuma în compartimentul cel mai mare ce este deservit de această instalaţie. După ce cantitatea de apă din hidrofor a trecut prin sprinklere, presiunea pe magistrala liniară scade brusc şi se sesizează releul de presiune 8, ce va pune în funcţiune pompa P, care continuă alimentarea instalaţiei cu apă de mare. Construcţia de principiu a sprinklerelor este dată în figura (6.3.2.2). La temperatura

de 70 C, datorită faptului că lichidul are un coeficient mare de dilatare, balonul se sparge şi permite pulverizarea apei în locul unde a fost constatat incendiu sau a avut loc creşterea temperaturii peste temperatura prescrisă. La magaziile cu substanţe explozive,

sprinklerele declanşează la temperatura de 30 C, iar dacă în timp de cinci minute

temperatura nu scade cu 5 C, atunci intră automat în funcţiune instalaţia de stropire şi inundare. Calculul instalaţiei cu sprinklere. Presupune respectarea etapelor: 1. Se întocmeşte schema izometrică a instalaţiei în compartimentele protejate; 2. Se calculează debitul pompei de alimentare Q, ţinând cont că acesta trebuie să corespundă suprafeţei de calcul Sc, care este suprafaţa cea mai mare a compartimentelor protejate de instalaţie.

Qmin= qSc (6.3.2.1) (unde q reprezintă debitul specific şi are valoarea de 5 litri pe minut şi metru pătrat) De asemenea regulile impun că pompa şi instalaţia de tubulaturi trebuie să asigure presiunea de lucru la nivelul sprinklerului montat cel mai sus, astfel încât să se asigure consumul de apă pentru acoperirea simultană a 280 m2 la norma indicată (5l/min m2). În acest caz Sc capătă valoarea de 280 m2 şi în calcul se va considera o altă suprafaţă de calcul doar dacă se depăşeşte această valoare. 3. Se determină sarcina pompei Hp ca la instalaţia de stins incendiul cu jet compact de apă, cu observaţia că presiunea la hidrant ph este înlocuită cu presiunea la sprinkler ps

(ps1,5 bari). 4. Numărul minim de sprinklere n, pentru cel mai mare compartiment, se calculează ca fiind raportul dintre debitul pompei Q şi debitul specific q. n=Q/q Cu toate acestea numărul de sprinklere pe o secţie nu trebuie să depăşească 200 întrucât există obligativitatea asigurării unei rezerve de apă dulce în hidrofor, astfel încât să se asigure funcţionarea instalaţiei timp de un minut, ceea ce ar duce la stocarea unor cantităţi mari de apă dulce. Amplasarea sprinklerelor în încăperile protejate se face la distanţa de 1,5 m faţă de perete (pe coridoare sunt dispuse central) şi la maxim 3m unul de celălalt. Astfel, diametrul de calcul al suprafeţei supravegheate este de maxim 3m. Pentru fiecare

65

secţie se vor prevedea dispozitive de suflare a tubulaturilor cu aer comprimat şi de spălare cu apă.

6.3.3 INSTALAŢIA CU PERDELE DE APĂ

La navele protejate cu astfel de instalaţii, în zona uşilor debitul de calcul al pompelor se va calcula pentru o intensitate de debitare de cel puţin 70 litri pentru 1m de lungime a perdelei de apă. Alimentarea cu apă a pompelor se face din magistrala instalaţiei de stins incendiu cu apă de mare. Instalaţia poate fi pusă în funcţiune manual (de la locul protejat) sau automat la semnalul unui traductor de flacără sau termic. Pulverizatoarele utilizate trebuie să asigure o zonă protejată cu o lăţime de cel puţin 0,5 m la o înălţime de 2m.

6.3.4 INSTALAŢIA DE STROPIRE ŞI INUNDARE

Acest tip de instalaţie se foloseşte în general la navele care transportă substanţe explozive, în scopul prevenirii incendiilor şi exploziilor. Acest lucru se realizează prin intervenţia automata a instalaţiei, atunci când temperatura în compartimentul

supravegheat depăşeşte valoarea de 30 C. De asemenea în caz de incendiu la bordul navei, această instalaţie are sarcina de a stropi pereţii exteriori magaziei de explozivi, de a realiza perdele de apă pe căile de acces din compartimentul de maşini sau stropirea anumitor suprafeţe ce au izolaţie de tip A (au izolaţie numai pe o parte), în dreptul căilor pentru vagoane sau culoarelor autovehicule. Debitele pompelor ce deservesc instalaţia de stropire trebuie să fie suficient pentru asigurarea următoarelor debite specifice: pentru stelajele magaziei de explozivi 24 l/min.m2; pentru stropirea ieşirilor din încăperile de maşini 30 l/min pentru 1 m liniar de perimetru orizontal; Dacă funcţionarea instalaţiei de stropire, nu asigură reducerea temperaturii până la nivelul necesar într-un timp maxim de 25 minute în magazia cu substanţe explozive, acesta se inundă. Inundarea se poate realiza printr-o instalaţie autonomă cu pompă sau cu instalaţia de stropire sau după caz. În figura (6.3.4.1) se prezintă schema unei instalaţii de stropire şi inundare a unei magazii cu substanţe explozive ce este supravegheată cu un traductor de temperatură 8, ce comandă o armătură cu acţiune rapidă 5.

66

Fig. 6.3.4.1 Instalaţia de stropire şi inundare

1, 3 – tubulaturi magistrale; 2-armătură de închidere; 4-supapă de siguranţă; 5-armătură cu acţiune rapidă; 6-semnalizator electrohidraulic; 7-tubulatură de descărcare; 8-traductoare termice;

9-pulverizatoare; 10-filtru pe evacuare; 11-armătură reglabilă de scăpare; 12-armătură cu sertar; 13-tubulatură de inundare; 14-tubulatură de evacuare; 15-armătură de închidere.

Pentru evacuarea apei din camera stropită, în pardoseală se montează sifoane prevăzute cu armături de scăpare automată 11, care intră în funcţiune atunci când nivelul apei în compartiment ajunge la (10…20) cm. Dacă temperatura nu scade, atunci compartimentul se inundă prin partea inferioară prin tubulatura 13 (se închide valvula 15), care este alimentată din magistrala instalaţiei de stins incendiu cu apă de mare 3. Dacă magazia are un volum redus, atunci inundarea se face cu instalaţia de stropire. După îndepărtarea pericolului de incendiu apa este evacuată, după caz, prin valvula 12 peste bord sau cu instalaţia de drenaj.