Газовое огнетушащее вещество Инерген

Наименование по ISO 14520/NFPA: IG-541, Inergen

Другие наименования: Инертген

Химическая формула: N₂ + Ar + CO₂

Основные физико-химические свойства

Инерген – газовое огнетушащее вещество (ГОТВ), состоящее из 52 % азота, 40 % аргона и 8 % углекислого газа. Смесь натуральных газов с очень низкой химической реактивностью, по своему составу и свойствам похожая на воздух.

Инерген – газовое огнетушащее вещество (ГОТВ), состоящее из смеси аргона, азота и углекислого газа.

Инерген – смесь натуральных газов без цвета и запаха с очень низкой химической реактивностью.

Молярная масса	34 г/моль
Плотность при P = 101,3 кПа и T = 20 °C	1,42 кг/м3
Нормативная объёмная огнетушащая концентрация	36,5 % об.
Масса ГОТВ для создания огнетушащей концентрации в объёме 1 м3	5,93 кг

Состав

Состав Инергена: 52 % азота, 40 % аргона и 8 % углекислого газа.

Вещество	Обозначение	Воздух, % об.	Инерген, % об.	Инерген + воздух, % об.
Азот	N2	78	40
Кислород	O2	21	-
Аргон	Ar	0,93	52
Углекислый газ	CO2	0,03	8
Другие	Ne, Kr, CH4,He, H2, Xe, …	< 0,04	-
Молярная масса		29	34

Инерген по своему составу и свойствам похож на воздух.

Химическая реактивность

Обладает очень низкой химической реактивностью.

·         Не вступает во взаимодействие с предметами, которые находятся в помещении

·         Не разлагается под действием высоких температур

·         Нетоксичен. Безопасен для людей

Плотность

Плотность Инергена близка к плотности воздуха

·         При длительной экспозиции (до 20 минут) не скапливается в верхней и нижней частях защищаемого помещения

·         Создаёт равномерную огнетушащую концентрацию во всём защищаемом объёме

Инерген минимизирует вероятность повторных возгораний

Благодаря тому, что Инерген чуть тяжелее воздуха, он отлично перемешивается, создавая равномерную огнетушащую концентрацию по всей высоте защищаемого помещения на всё время экспозиции.

Компоненты Инерген подобраны таким образом, что при его применении образуется среда, близкая по плотности к атмосферному воздуху. Это позволяет длительное время поддерживать равномерную огнетушащую концентрацию в помещении.

Азот легче воздуха. Из-за разницы плотностей на массы газа действует архимедова сила: более плотный воздух вытесняет менее плотный азот вверх. При этом на воздух также влияет сила тяжести, и он сильнее притягивается к Земле, а азот — слабее. Таким образом, при долгих экспозициях азот может скапливаться в верхней части помещения. При этом пожарная нагрузка, как правило, находится в нижней части. Возможно повторное возгорание. Поэтому следующим этапом в освоении ГОТВ на основе натуральных газов стало создание смеси Аргонит, плотность которой чуть больше плотности воздуха. Инерген стал самым совершенным ГОТВ из всей серии с плотностью как у Аргонита и благодаря добавке СО₂, которая активизирует дыхательные способности человека в условиях гипоксии.

С ГОТВ ФК-5-1-12 создаётся обратная ситуация. Это очень "тяжёлый" газ и он скапливается внизу защищаемого помещения, где образуется зона с избыточной его концентрацией. При этом концентрация вверху помещения может быть недостаточной, что в свою очередь также может привести к повторным возгораниям.

Распределение ГОТВ по всему объёму помещения с концентрацией не ниже нормативной

Критическая точка

Вещество	Критическая температура	Критическое давление
Аргон	- 122,46 °C	4,863 МПа
Азот	-146,95 °C	3,9 МПа
Углекислый газ	31,1 °C	7,38 МПа

Сжижение газов возможно только при температурах и давлениях ниже критических. При «комнатных» температурах Инерген не сжижается. Инерген хранится в установках газового пожаротушения в виде сжатого газа.

Прозрачность

Прозрачен. Не ухудшает видимость в помещении при эвакуации.

Инерген в газообразном состоянии не обладают цветом и запахом.

Все ГОТВ в газообразном состоянии не обладают цветом и запахом. «Сжиженные» ГОТВ (Хладоны, ФК-5-1-12, СО₂) хранятся в модулях газового пожаротушения в виде жидкости. При выпуске в помещение испаряются, забирая тепло из воздуха. Воздух охлаждается ниже точки росы и образуется туман, ухудшающий видимость в помещении.

«Сжатые» ГОТВ (Инерген, Аргон, Азот) хранятся в модулях газового пожаротушения в виде газа. При выпуске в помещение остаются прозрачными, не ухудшая видимость при эвакуации.

Параметры других натуральтных ГОТВ

Параметр	Инерген	Азот	Аргон	Аргонит
Нормативная объёмная огнетушащая концентрация, % (об.)*	36,5	34,6	39,0	36,8
Молярная масса, г/моль	34	28	40	34
Плотность паров, кг/м3**	1,42	1,17	1,66	1,4
Коэффициент заполнения модулей, кг/л	0,408	0,303	0,499	0,408

* По Н-гептану

** При P = 101,3 кПа и Т = 20°C

Приложение. Молярные массы и плотности

Молярные массы эл-ов (табл. Менделеева), г/моль:

·         Азот - 14,007

·         Аргон - 39,948

·         Углерод - 12,011

·         Кислород - 15,999

Молярные массы веществ, г/моль:

·         Двуокись углерода (CO₂) – 12 + 16 * 2 = 44

·         Аргонит (N₂ + Ar) – 0,5 * 14 * 2 + 0,5 * 40 = 34

·         Инерген (N₂ + Ar + CO₂) – 0,52 * 28 + 0,4 * 40 + 0,08 * 44 = 14,56 + 16 + 3,52 = 34,08

·         Воздух – 29

·         ФК-5-1-12 – 316

Плотности веществ при P = 101,325 кПа и Т = 20°C = 293,15 К, кг/м³:

Ro = (P*M)/(R*T)

·         Азот: 2800 / (8,31*293,15) = 1,15

·         Воздух: 29 * 101,325 / 2436,0765 = 1,2

·         Двуокись углерода: 44 * 101 / 2436 = 1,82

При постоянном давлении и температуре плотность прямо пропорциональна молярной массе.

Механизм тушения

Снижение концентрации кислорода в защищаемом помещении (объеме)

Снижение в помещении концентрации кислорода ниже порога в 15%, при котором процесс горения прекращается.

---

Инерген по механизму тушения пламени относится к классу инертных разбавителей.

Воздух, которым мы дышим, содержит порядка 21 % кислорода. При этой концентрации может произойти воспламенение любого горючего вещества. Инерген снижает концентрацию кислорода в помещении до 12-15 % - уровень при котором процесс горения прекращается.

Производство и хранение

Инерген производится в РФ. Согласно ТР ЕАЭС 043/2017 подлежит обязательному декларированию на соответствие требованиям технического регламента. Инерген хранится в газообразном состоянии в модулях газового пожаротушения. Сохранность контролируется по манометру. Срок службы ГОТВ не ограничен. При переосвидетельствования баллонов Инерген выпускается в атмосферу. Повторное использование экономически нецелесообразно.

Ограничения на срок службы ГОТВ в составе АУГП накладываются только сроками технического освидетельствования баллонов.

Сертификация и декларирование

Газовые огнетушащие вещества (ГОТВ) входят в единый перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации / декларации на соответствие ТР ЕАЭС 043/2017. Исключение составляют азот, аргон и диоксид углерода (СО₂), которые изготавливаются по ГОСТ (в соотв. с ГОСТР 53280.3-2009).

После заправки ГОТВ выдаётся паспорт качества, подтверждающий состав смеси.

Название

Можно купить 2 варианта Инергена: Инерген и Инертген. На Инерген кончился период охраны ТЗ.

Воздействие на защищаемый объект

Не причиняет ущерб защищаемому объекту

·         Обладает очень низкой химической реактивностью. Не вступает во взаимодействие с веществами, хранящимися в помещении

·         Инерген термически стабилен. При пожаре не образуется токсичных веществ

·         Не оставляет твердых или жидких осаждаемых веществ после применения

·         Не проводит электрический ток

·         Не вызывает коррозию металлов

·         Удаление остатков ГОТВ и продуктов горения не вызывает трудностей и продолжительных перерывов в технологическом процессе

—

Инерген - абсолютно инертен. ФК-5-1-12 реагирует с рядом веществ, в т.ч.с водой и её парами с образованием токсичных соединений, что требует особых условий обращения.

Так же отмечается потенциальная возможность коррозии металлов в присутствии ФК-5-1-12 и воды и необходимость дальнейших исследований в области воздействия ФК-5-1-12 на электронное оборудование.

Воздействие на человека

·         Нетоксичность: класс опасности 4 по ГОСТ 12.1.007 (малоопасные и неопасные вещества)

·         Огнетушащая концентрация не превышает величин NOAEL и LOAEL

·         Двуокись углерода в составе активизирует дыхательные способности организма

·         Не ухудшает видимость в помещении, обеспечивая безопасную эвакуацию персонала

·         Не разлагается под действием высоких температур. Отсутствуют токсичные продукты разложения

Риски, связанные с недостатком кислорода (гипоксией)

Основным фактором риска для здоровья человека в случае применения инертных разбавителей является понижение уровня кислорода в защищаемом помещении. Безопасным уровнем кислорода считается 10% - 12%, что соответствует величинам LOAEL и NOAEL для ГОТВ.

Параметр	Инерген (IG-541)	Азот (IG-100)	Аргон (IG-01)	Аргонит (IG-55)
Огнетушащая концентрация для n-гептана,% об.	36,5	34,6	39,0	36,8
NOAEL, % об.	43	43	43	43
LOAEL, % об.	52	52	52	52

Отдельным пунктом в стандарте ISO 14520 (пункт G.5.1.2 ISO 14520-1) отмечено, что Инерген обладает повышенной безопасностью для персонала в связи с содержанием небольшого количества диоксида углерода, который способствует поддержанию нормального дыхания в атмосфере с пониженным содержанием кислорода.

These values are based on the physiological effects on human subjects of hypoxic atmospheres. These values are the functional equivalents of NOAEL and LOAEL values, and correspond to 12 % minimum oxygen for the no-effect level and 10 % minimum oxygen for the low-effect level.

Наличие незначительной добавки СО2 в составе, которая в условиях гипоксической атмосферы помогает человеку более интенсивно усваивать кислород.

NOAEL и LOAEL

Уровень воздействия на организм какого-либо химического вещества, обнаруженный в ходе эксперимента или наблюдения, при котором не происходит биологически или статистически значимого увеличения частоты или тяжести каких-либо неблагоприятных эффектов тестируемого вещества.

NOAEL — наибольшая концентрация, не оказывающая явного действия.

LOAEL — наименьшая концентрация, оказывающая явное нежелательное действие.

Помещения с постоянным пребыванием людей

Международный стандарт ISO 14520 (п. G.5.2) по результатам масштабных медицинских экспериментов и многолетнего опыта эксплуатации установил следующее время безопасного пребывания в среде, образованной с применением натуральных сжатых газов (N₂, Ar, «Инерген» и «Аргонит»).

Концентрация, % об.	< 43,0	43 - 52	52 - 62	> 62
Пребывание персонала в защищаемом помещении	Постоянное пребывание персонала	Постоянное пребывание персонала	Периодическое пребывание персонала	Периодическое пребывание персонала
Время безопасного воздействия, мин	5	3	0,5	Воздействие не допускается
Концентрация О2, % об.	> 12	12 - 10	10 - 8	< 8
Концентрация СО2, % об.	< 3,4	3,4 - 4,2	4,2 - 5	> 5

По безопасности для людей Инерген обладает значительно большим «запасом прочности», чем синтетические ГОТВ (в том числе ФК-5-1-12, считающийся «безопасным газом»).

Таким образом, превышение безопасной концентрации над нормативной при экспозиции 30 с составляет 79 % для азота, 59 % для аргона, 70 % для состава «Инерген» и 68 % для состава «Аргонит».

Указанные значения превышают известные аналогичные данные для хладона 125 (37,8 %) и хладона 227еа (59,7 %). Для остальных сжиженных газов сведения о безопасной концентрации при экспозиции 30 с неизвестны в связи с отсутствием подробных исследований.

Если учесть, что накопление указанной безопасной концентрации натурального сжатого газа требует нескольких десятков секунд, то становится очевидным, что персонал помещения может свободно дышать и беспрепятственно двигаться к выходу при идеальном визуальном контроле путей эвакуации. Это положение многократно проверено экспериментально.

При правильно подобной концентрации ГОТВ Инерген можно использовать в местах постоянного пребывания людей.

*стандарт ISO 14520 про другие газы такого не написано!!!

Воздействие на человека

При пожаре

Все синтезированные газы при подаче приводят к потере видимости на путях эвакуации, что может привести к панике и потере ориентации в пространстве. При подаче сжатых газов видимость в защищаемом помещении не изменяется.

Инерген, в отличии от искусственно синтезированных веществ, не подвержен термическому разложению при воздействии высоких температур в зоне горения. В связи с этим отсутствует риск отравления человека продуктами термического разложения ГОТВ.

Применение Инергена, в отличие от искусственно синтезированных газов, не сопровождается выделением HF, CO, H2Ov, F₂ и других токсичных продуктов разложения.

Угарный газ, фтор-водород, фтор в чистом виде и т.п.

Воздействие на окружающую среду

Инерген по праву считается самым экологически чистым газовым огнетушащим веществом. Все компоненты этого огнетушащего состава термически стабильны и не разлагаются при воздействии высоких температур. Азот и аргон не являются парниковыми газами, а углекислого газа (ПГП=1) в Инергене содержится всего 8 %. Таким образом, можно сказать, что состав не оказывает значимого воздействия на глобальное потепление. Потенциал глобального потепления (ПГП) < 1.

Инерген – смесь газов, входящих в состав атмосферы. Газы, входящие в состав смеси, содержатся в атмосфере Земли в значительном количестве.

·         Потенциал глобального потепления (GWP) < 1. Не является парниковым газом. Не квотируется в соответствии с Кигалийской поправкой к Монреальскому протоколу

·         Озоноразрушающий потенциал (ODP) = 0. Не разрушает озоновый слой.

·         Время жизни в атмосфере = 0. После выпуска в атмосферу компоненты состава продолжают своё естественное существование.

·         Исключена возможность пролива и попадания в сточные воды

Экономические преимущества

Натуральные ГОТВ широко распространены и производятся в России (в отличие от синтезированных сжиженных газов, таких как хладон 125, хладон 227еа, ФК-5-1-12 производства КНР).

Стоимость натуральных газов и их заправки/перезаправки значительно ниже синтезированных сжиженных газов,  таких как хладон 125, хладон 227еа, ФК-5-1-12.

Использование Инергена в качестве газового огнетушащего вещества является экономически выгодным, так как натуральные ГОТВ, к числу которых относится и данный газ, широко распространены и производятся в России. Соответственно, их непосредственная стоимость, а также стоимость заправки/перезаправки значительно ниже синтезированных сжиженных газов импортного производства (таких как хладон 125, хладон 227еа, ФК-5-1-12 производства КНР).