Системы пожаротушения лесных машин

Как показывает практика, работники лесопромышленных предприятий наслышаны о системах пожаротушения. Именно «наслышаны»: у большинства эти системы ассоциируются лишь с защитой зданий и сооружений разного назначения, некоторые представляют их в виде огнетушителя, размещенного в кабине оператора. И только небольшая часть лесозаготовителей имели дело с системами пожаротушения лесных машин и хорошо осведомлены об их функционале.

Зато многим практикам знакома картина, когда в электросистеме, видавшей виды, но не встретившей хорошего механика и добросовестных операторов лесной машины, установлены «жуки» из предохранителей, сращенные кабели, искрящие аккумуляторы, рваные шины CAN, а силовые провода обгорелые и коротят на «массу». Часто видно, что убрать в машине и помыть ее некому. Вследствие этого в лесах нередко горят трактора, иногда вместе с парой-тройкой гектаров леса. Высохший мусор и опилки, пропитанные маслом и топливом, только и ждут малейшей искры – из выхлопной трубы, от коротящих проводов, из горячего выпускного коллектора или просто от нагрева карданного вала, вращающегося в раме, забитой опилками и древесным сором.

Другая довольно распространенная причина возгорания – воспламенение гидравлического масла при обрыве рукавов высокого давления. Масло из рукава пропитывает скопления щепы и хвои, эта смесь устойчиво горит. И если в первом случае у оператора машины есть теоретическая возможность спасти машину и не дать пожару перекинуться на деревья вокруг, то здесь применение ручных огнетушителей, как правило, бесполезно. Да и вероятность того, что имеющиеся в лесу огнетушители исправны и вовремя прошли проверку, каждый лесозаготовитель может оценить самостоятельно.

Источником огня может быть и залетевшая искра от сигареты или костра, причем тление древесного мусора может продолжаться несколько часов, до возникновения открытого пламени, когда двигатель машины уже заглушен и нет ни оператора, ни обслуживающего персонала.

Но даже если при возникновении пожара в лесной машине поблизости будут люди, далеко не всегда и с исправными огнетушителями под рукой им удается предотвратить очень большой ущерб: с момента возгорания до его визуального обнаружения иногда проходит много времени, и пожар успевает сильно разрастись. Кроме того, не все способны проявить должную реакцию, решительность и четкость действий в стрессовой ситуации. А ведь лесная машина может загореться как летом, так и зимой, и в сильные морозы, когда двигатель часто совсем не глушат, в пересменку людей просто может не оказаться рядом.

В закрытом отсеке двигателя температура около турбин может доходить до 370°C, рабочая температура воздуха примерно 100°C, излучающий эффект на поверхности двигателя достигает 180°C, высокое давление в системе также продуцирует тепло, а каталитические конверторы могут разогреваться от 250 до 1000°C. Нагревание вызывает самовозгорание наиболее распространенных углеводородных жидкостей: дизельного топлива – при 230°C, масла рулевой системы – 213°C, масла двигателя – 231°C, масла трансмиссии – 213°C, охлаждающей жидкости (50/50) – 483°С.

Особенностью работы лесных машин, выполняющих операции перемещения, – форвардеров, скиддеров – является работа двигателя и других механизмов под нагрузкой, при меняющихся режимах, что приводит к повышенному износу креплений патрубков, электрических соединений и пр.

Если пожар вызван коротким замыканием проводки, то тушить его сложно. Вода, используемая при тушении, попадая на раскаленный провод, разлагается на кислород и водород, которые способствуют развитию пожара.

Ежегодно в России сгорают десятки лесных машин. Стремясь уменьшить возможные потери, многие лесопромышленники страхуют машины. В случае выхода машины из строя из-за возгорания страховка покроет большую часть финансовых потерь, но получение выплаты от страховой компании займет определенное время. И даже при наличии необходимых средств далеко не всегда можно быстро заменить машину, поскольку большинство производителей работают под заказ, который выполняется в срок до нескольких месяцев. В такой ситуации нельзя забывать и о потерях вследствие простоя, которые могут быть весьма существенными.

Во избежание пожаров на лесных машинах большинство ведущих лесопромышленных компаний, таких как «Илим», УЛК, «Титан», «Сегежа», оснащают их автоматическими системами пожаротушения.

Сегодня в мире применяются несколько основных систем пожаро­тушения:

• порошковые;
• жидкостные химические с разным давлением;
• аэрозоль/газ.

Примером жидкостной может служить система пожаротушения, выпускаемая шведской фирмой Dafo. Пульт управления этой системы оснащен индивидуальным источником питания, не зависящим от бортового электропитания машины, а значит, система гарантированно сработает, даже если бортовая сеть не запитана. При подаче команды с пульта срабатывает система управления, к которой подключен баллон с азотом, обеспечивающий срабатывание системы. В свою очередь, баллон с азотом присоединен к баллону с огнетушащей суспензией, а тот через диафрагму подключен к системе трубопроводов, выходящих на форсунки. Форсунки устанавливаются индивидуально, в зависимости от конструктивных особенностей компоновки машины. При срабатывании системы азот действует на поршень баллона с суспензией, который, разрывая диафрагму, выталкивает суспензию в трубопровод, к форсункам. Достоинством системы является постоянное давление в форсунках при распылении суспензии.

Суспензия, поступая из форсунок, превращается в пену только после столкновения ее частиц с препятствием. Используемый состав не проводит электричество, прекращает доступ кислорода к источнику возгорания и охлаждает его, то есть борется со всеми составляющими пожарной триады одновременно и предотвращает повторное возгорание. При этом суспензия не вступает в реакцию с металлическими и неметаллическими частями двигателя и трансмиссии, не окисляет проводку, а ее попадание в защищаемый отсек машины и последующее смывание водой равноценно обычной помывке. С точки зрения систем лесной сертификации, несомненным достоинством суспензии является экологическая безопасность и саморазложение в природной среде, подтверждаемые международными сертификатами. При работе с этой системой пожаротушения персонал даже не надевает перчаток.

Суспензия замерзает при –90°С, но система работоспособна до –50°С, при дальнейшем понижении температуры азот превращается в жидкость и теряет свойства энергоносителя. Баллон с суспензией срабатывает при любом положении машины. Жизненный цикл системы 10 лет.

Порошковые и другие системы сифонного типа по принципу действия схожи с жидкостными, но агентом тушения в них выступает твердая фаза. Недостатком порошковых систем являются ограниченные условия применения. Они не действуют, если машина стоит или находится на склоне более 45°, а также если емкость перевернута. Кроме того, порошок со временем слеживается – силы гравитации прижимают его частицы к емкости. Вибрация способствует разделению азота и порошка, частицы которого еще больше сближаются. А из-за давления в баллоне они спрессовываются. Со временем от спрессовавшегося порошка невозможно очистить канал подачи, так что система может не сработать.

В соответствии с руководством по эксплуатации порошок необходимо проверять два раза в год и заменять, если он слежался. Порошок гигроскопичен, и при регулярном открывании емкости впитывает влагу, зимой это может стать причиной его замерзания. Кроме того, химически порошок представляет собой особый тип соли, во влажной среде вызывающей коррозию деталей машины.

Иногда в целях экономии спрессованный порошок пытаются снова измельчить, но это приводит к потере противопожарных свойств состава и засорению системы.

В жидкостных химических системах пожаротушения в качестве агента используется смесь воды и пены и создается высокое давление, иначе легкие капли смеси будет сбивать поток воздуха или выхлопных газов. Место возгорания должно быть окутано водным туманом. При «холодном пожаре» водный туман не эффективен, поскольку выделяется мало тепла, обеспечивающего превращение водного тумана в пар, который должен вытеснить кислород и погасить пламя.

При использовании аэрозолей и газовых систем пожаротушения необходимо поддерживать требуемую концентрацию газа до полного гашения огня и охлаждения объектов. Но это невозможно на открытых площадках, таких как части двигателя. Кроме того, при срабатывании этих систем неизбежно сильное задымление, что недопустимо для транспорта.

Надежная система пожаротушения предусматривает три способа запуска, в том числе автоматический. Эффективным вариантом стал кабель-детектор, состоящий и двух проводов, разделенных слоем парафина. Такой кабель срабатывает при 180°С, когда парафин расплавляется во время пожара.

Два других способа запуска системы принудительные, с участием оператора, обнаружившего возгорание до срабатывания системы. Одна кнопка принудительного запуска системы установлена в кабине, на приборной панели, другая – снаружи машины, на тот случай, если оператор (либо обслуживающий персонал) обнаружил возгорание, находясь вне кабины, или, поддавшись инстинкту самосохранения, сначала выпрыгнул из кабины, а потом вспомнил о системе пожаротушения. Кнопки могут располагаться на всех бортах машины; для предотвращения случайного или самопроизвольного срабатывания системы они должны быть защищены специальными чехлами.

Системы пожаротушения мобильных машин, включая лесные, выпускают несколько компаний. Если такие системы входят в базовую комплектацию машины, их установку можно заказать на производстве. Например, систему Dafo устанавливают на заводах Volvo, John Deere, Scania, MAN, Ponsse, Komatsu, Eco-Log, Tigercat и др.

Также систему пожаротушения может установить дилер той или иной марки машин. Такой вариант предпочтительнее, поскольку при монтаже дилер учитывает особенности комплектации машин (например, габариты, расположение двигателя в моторном отсеке), поставляемых в Россию. Для установки системы пожаротушения дилер привлекает специалистов, представляющих производителя системы, или обходится силами собственных специалистов, которые должны иметь соответствующую подготовку, подтвержденную сертификатами производителя. В противном случае при возникновении конфликтной ситуации, например, из-за несрабатывания системы, производитель ответственности не несет.

Кроме того, машину можно оборудовать системой пожаротушения прямо на лесозаготовительном предприятии – двое сертифицированных специалистов справятся за два дня.

Система пожаротушения довольно дорогая покупка. Для среднего форвардера она обойдется примерно в 500 тыс. руб., а для крупной техники, скажем, большого погрузчика Liebherr, может потребовать до 1,5–1,8 млн руб. Но следует соотносить стоимость системы пожаротушения с общей стоимостью машины и возможным ущербом, который складывается из утраты машины и потерь от ее простоя. Кроме этого, затраты частично компенсирует снижение стоимости страхового полиса на машину, оснащенную системой пожаротушения.

Стоимость системы пожаротушения зависит от объема защищаемых от пожара отсеков на машине и их количества. Например, по расчетам специалистов Dafo, на 1 м³ защищаемого пространства требуется 5 л суспензии. А при повышенной пожароопасности, например, на погрузчиках, работающих на лесных складах со штабелями древесины, удельный объем суспензии стоит увеличить.

Стандартный баллон вмещает 525 л суспензии, если этого объема недостаточно, устанавливают несколько баллонов. Места расположения форсунок и их число определяются с учетом геометрии отсеков и коэффициента их неплотности, а также направления выхода огнетушащего состава.

Безусловным преимуществом высококачественной системы пожаротушения является возможность ее перезарядки после срабатывания. Эта услуга значительно дешевле установки новой системы, в случае Dafo в пять раз. Кроме этого, систему можно переставить с одной машины на другую, если они одного типа и идентичны по конструкции. Для другой модели придется приобрести новые трубопроводы и кабели.

В лесных машинах – харвестерах, форвардерах, скиддерах, процессорах, валочно-пакетирующих машинах прежде всего необходимо защищать от возгорания два отсека: отсек двигателя с небольшим подкапотным пространством с неплотностями, в котором размещено энергонасыщенное оборудование, и отсек распределителя, довольно просторный, с низким процентом неплотностей. Число форсунок и общий литраж системы пожаротушения зависят от объема подкапотного пространства и отсека распределителей.

В заключение следует отметить, что работоспособность даже самой совершенной системы пожаротушения в немалой степени определяется человеческим фактором, то есть операторами лесных машин, которые обязаны перед каждой сменой тестировать систему, чтобы удостовериться в ее исправности.

Текст
Игорь Григорьев, д-р техн. наук, профессор кафедры ТОЛК АГАТУ
Ольга Куницкая, д-р техн. наук, профессор кафедры ТОЛК АГАТУ