سیستم اطفا حریق گاز هالون چیست؟

مهر ۲۳, ۱۴۰۴
بدون نظر

سیستم اطفا حریق گاز هالون یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های مهار آتش در قرن بیستم بود که سال‌ها در صنایع، دیتاسنترها و هواپیماها به کار می‌رفت. این سیستم‌ها به دلیل سرعت عملکرد بالا و آسیب نرساندن به تجهیزات الکترونیکی محبوبیت فراوانی داشتند. اما با این حال، با گذشت زمان مشخص شد که گازهای هالون اثرات تخریب کننده بر روی لایه اوزون دارند و تهدیدی جدی برای محیط زیست محسوب می‌شوند. به همین دلیل، از آن زمان به بعد استفاده از این گازها در بسیاری از کشورها ممنوع اعلام شد. در ادامه این مقاله از گنجینه پاوان به بررسی تاریخچه، نحوه عملکرد، انواع، مزایا و معایب، و دلایل منع استفاده از گاز هالون می‌پردازیم.

معرفی سیستم اطفا حریق گاز هالون

سیستم اطفا حریق گاز هالون نوعی سیستم خاموش‌کننده حریق است که به جای آب، از گازهای شیمیایی هالوژنه برای مهار شعله‌ها استفاده می‌کند. این گازها شامل ترکیباتی از فلوئور، کلر، برم و کربن هستند که توانایی خنثی‌سازی واکنش‌های زنجیره‌ای مثلث حریق را دارند. برخلاف سیستم اطفا حریق آبی، سیستم گاز هالون به تجهیزات الکترونیکی و مدارها آسیب نمی‌زند و همین ویژگی باعث محبوبیت آن در زمان گذشته بود.

تاریخچه استفاده از گازهای هالون در اطفای حریق

استفاده از گازهای هالون به دهه 1940 میلادی برمی‌گردد. در آن زمان مهندسان آمریکایی به دنبال جایگزینی برای کربن دی‌اکسید هنگام خاموش کردن آتش بودند، زیرا CO₂ در فضاهای بسته برای خود افراد خطرناک و دردسرساز بود. سرانجام، شرکت DuPont از گازهای هالون 1301 (CF₃Br) و هالون 1211 (CBrClF₂) به عنوان عاملی برای اطفا استفاده کرد و باعث رایج شدن این سیستم شد.

در دهه‌های 60 و 70 میلادی، سیستم‌های گاز هالون به عنوان یک فناوری مدرن در حفاظت از تجهیزات گران‌قیمت معرفی شدند و حتی در هواپیماهای مسافربری، اتاق‌های کنترل و بانک‌‌ها استفاده می‌شدند؛ اما از دهه 1980 به بعد، تحقیقات نشان داد که این گازها به شدت باعث تخریب لایه اوزون شده و ماندگاری بالایی در جو دارند. این مسئله باعث شد تا این سیستم کنار گذاشته و فناوری‌های جدیدتر وارد بازار شوند.

نحوه عملکرد سیستم اطفا حریق گاز هالون

مکانیسم عملکرد گاز هالون مبتنی بر توقف واکنش زنجیره‌ای احتراق است. برخلاف سیستم‌های خنک‌کننده (اسپرینکلر‌ها) یا خفه‌کننده آتش (فوم)، گاز هالون با رادیکال‌های آزاد حاصل از سوختن ترکیب شده و فرآیند احتراق را در سطح مولکولی متوقف می‌کند.

به زبان ساده‌تر، زمانی که شعله‌های آتش در حال گسترش است، این رادیکال‌های آزاد حریق مانند H• و OH• هستند که باعث ادامه واکنش احتراق می‌شوند. گاز هالون با این رادیکال‌ها واکنش داده و آن‌ها را غیرفعال می‌کند. در نتیجه، آتش در عرض چند ثانیه خاموش می‌شود.

اجزای اصلی سیستم اطفای حریق هالون

هر سیستم اطفای حریق گازی از اجزای مشخصی تشکیل شده است که با همکاری یکدیگر آتش را مهار می‌نمایند. اجزای اصلی آن شامل عبارتند از:

سیلندر یا مخزن گاز هالون: محل ذخیره گاز در حالت مایع یا فشرده.
شیر کنترل و ولو الکترومغناطیسی: برای کنترل خروج گاز در زمان هشدار حریق.
لوله‌کشی و نازل‌های پخش گاز: جهت توزیع یکنواخت گاز در فضای مورد نظر.
سیستم اعلام حریق: شامل دتکتورهای دود، حرارت یا شعله که فرمان تخلیه را صادر می‌کنند.
کنترل پنل اطفای حریق: برای نظارت و هماهنگی تجهیزات.

روش تخلیه گاز و تاثیر آن بر آتش

در زمان تشخیص حریق، تجهیزات هشداردهنده از سیستم اعلام حریق فعال می‌شوند؛ سپس بعد از چند ثانیه شیر اصلی (Main valve) سیستم اطفا حریق گازی باز شده و گاز هالون را با فشار از نازل‌ها تخلیه می‌کند. این گاز در کمتر از ۱۰ ثانیه در محیط پخش شده و آتش را خاموش می‌کند. در ادامه، دمای محیط را به صورت موقت کاهش داده و هم‌زمان واکنش شیمیایی سوخت را متوقف می‌کند. از مزایای مهم این روش، عدم باقی‌ماندن پسماند یا رطوبت پس از اطفاست که همین ویژگی باعث محبوبیت آن شده بود.

انواع گاز هالون

گازهای هالون در چند نوع مختلف تولید می‌شدند که هر یک دارای ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌های خاصی بود. در ادامه انواع مختلف آن‌ها را برایتان شرح می‌دهیم.

گاز هالون 1211

هالون 1211 که با نام شیمیایی برم‌کلرو دی‌فلوئورومتان (CBrClF₂) شناخته می‌شود از جمله گازهای پراستفاده در این سیستم بود. این مدل به‌صورت دستی در کپسول‌های آتش نشانی قابل حمل استفاده می‌شد و برای آتش‌سوزی‌های کلاس B، A و C مناسب بود.

گاز هالون 1301

این مدل با نام شیمیایی سه‌فلوئوروبرم‌متان (CF₃Br) در سیستم‌های خودکار گازی استفاده می‌شد. هالون 1301 به‌دلیل تاثیرگذاری زیاد، انتخاب اول بیشتر مراکز داده بود.

گاز هالون 2402

هالون 2402 با فرمول C₂F₄Br₂، دارای نقطه جوش بالاتر و کاربرد محدودتری در صنایع بود. اگرچه این گاز موثر بود، اما بیشترین اثر تخریبی روی محیط زیست را داشت.

مزایا و معایب سیستم اطفاء حریق گاز هالون

سیستم‌های گازی هالون در زمان خود مزایای چشمگیری داشتند که باعث محبوبیتشان در صنایع شد، اما در مقابل معایبی هم داشتند که در نهایت منجر به کنار گذاشتنشان گردید. مزایا و معایب این سیستم‌ها در جدول زیر آورده شده است.

مزایا	معایب
خاموش کردن سریع آتش در چند ثانیه	هزینه بالای گاز و تجهیزات نگهداری
عدم ایجاد آسیب به وسایل الکترونیکی	اثرات زیست‌محیطی شدید بر لایه اوزون
عدم باقی‌ماندن پسماند پس از تخلیه	خطر خفگی برای انسان در فضاهای بسته
نیاز کم به فضای نصب نسبت به سیستم‌های دیگر	دشواری در شارژ مجدد مخازن پس از تخلیه
قابلیت اطفای حریق در تمام کلاس‌های آتش‌سوزی	الزام به رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه ایمنی

چرا استفاده از گاز هالون ممنوع شده است؟

علت اصلی ممنوعیت استفاده از گاز هالون، تخریب لایه اوزون و اثرات بلندمدت آن بر تغییرات اقلیمی‌ست. مطالعات علمی نشان دادند که ترکیبات برم‌دار در گازهای هالون هنگام آزاد شدن به جو رفته، بالا رفته و با مولکول‌های اوزون (O₃) واکنش می‌دهند. هر اتم برم می‌تواند هزاران مولکول اوزون را تجزیه کند؛
به همین دلیل، پروتکل مونترال (Montreal Protocol) در سال ۱۹۸۷ میلادی تولید و مصرف گازهای تخریب‌کننده لایه اوزون، از جمله هالون‌ها را محدود کرد. سرانجام از سال ۱۹۹۴ به بعد، تولید گاز هالون در بیشتر کشورهای توسعه‌یافته متوقف شد.

برخی از جایگزین‌های گاز هالون معرفی عبارتند از:

گاز FM-200 (هپتا فلوئوروپروپان)
گاز Novec 1230
ترکیبات Inergen (ترکیبی از نیتروژن، آرگون و CO₂)

نتیجه‌گیری

سیستم اطفا حریق گاز هالون را می‌توان یکی از دستاوردهای بزرگ مهندسی قرن بیستم دانست که نقش مهمی در حفاظت از زیرساخت‌های حیاتی ایفا کرد. با وجود عملکرد عالی در خاموش کردن سریع آتش و عدم آسیب به تجهیزات، اثرات مخرب آن بر محیط زیست باعث شد که تولید و استفاده از آن متوقف شود. آگاهی از تاریخچه و عملکرد هالون، به ما در درک مسیر تکامل فناوری‌های ایمن در حوزه اطفای حریق کمک می‌کند.