Пожарный шланг

Пожарный шланг (или шланг ) является высоким давлением шланга , который несет воду или другое огнезащитное вещество (например, пенопласт ) к огню , чтобы погасить его. На открытом воздухе он крепится либо к пожарной машине, либо к пожарному крану . В помещении его можно постоянно прикреплять к стояку или водопроводной системе здания .

Внутренний пожарный шланг с огнетушителем

Обычное рабочее давление пожарного рукава может варьироваться от 8 до 20  бар (от 800 до 2000  кПа ; от 116 до 290  фунтов на кв. Дюйм ), в то время как в соответствии со стандартом пожарного рукава NFPA 1961 его разрывное давление превышает 110 бар. (11000 кПа; 1600 фунтов на квадратный дюйм) [1] Шланг является одним из основных и необходимых элементов противопожарного оборудования. Подавать воду необходимо либо из открытого водопровода, либо из напорного водопровода. Шланги делятся на две категории в зависимости от их использования: всасывающий шланг и напорный шланг.

После использования пожарный шланг обычно подвешивают для просушки, потому что стоячая вода, которая остается в шланге в течение длительного времени, может испортить материал и сделать его ненадежным или непригодным для использования. Поэтому типичное пожарное депо часто имеет высокую конструкцию, позволяющую приспособить длину шланга для такого профилактического обслуживания, известную как башня для шлангов .

Иногда пожарные рукава используются для сдерживания толпы (см. Также водометы ), в том числе, в первую очередь, Буллом Коннором в кампании Бирмингема против протестующих во время Движения за гражданские права в 1963 году.

Пожарный шланг с финской муфтой

До середины 19 века большинство пожаров тушили водой, доставляемой на место происшествия ведрами. В оригинальных ручных насосах вода сливалась через небольшую трубу или монитор, прикрепленный к верхней части бака насоса. [2] Лишь в конце 1860-х годов стали широко доступны шланги, облегчающие транспортировку воды от ручных насосов, а позже и паровых насосов к огню. [3]

В Амстердаме, Голландская республика, суперинтендант пожарной команды Ян ван дер Хейден и его сын Николас предприняли следующий шаг в области пожаротушения, построив первый пожарный шланг в 1673 году. [4] Эти 50 футов (15 м) ) отрезки кожи сшивались вместе, как голенище сапога. [5] Даже с учетом ограничений по давлению, присоединение шланга к насадке «гусиная шея» позволило приблизиться к нему и более точно подать воду. Ван дер Хейдену также приписывают раннюю версию всасывающего шланга, в котором для сохранения прочности использовалась проволока. [6] В Соединенных Штатах пожарный шланг был представлен в Филадельфии в 1794 году. Этот брезентовый шланг оказался недостаточно прочным, и тогда был использован сшитый кожаный шланг. Сшитый кожаный шланг имел тенденцию к разрыву, поэтому шланг, сделанный из кожи, скрепленный медными заклепками и шайбами, был изобретен сотрудниками Филадельфийской компании Humane Hose Company. [7]

Примерно в 1890 году пожарные рукава без подкладки из круговой льняной пряжи начали заменять кожаные рукава. Конечно, они были намного легче. Когда волокна шланга из льна намокали, они набухали и стягивали ткань, в результате чего шланг становился водонепроницаемым. Шланги без футеровки из-за их недостаточной прочности были быстро заменены резиновыми шлангами в муниципальных пожарных службах. Они продолжали использоваться на внутренних шлангопроводах и стойках для шлангов до 1960-1980-х годов. В январе 1981 года Управление по безопасности и гигиене труда пересмотрело свои стандарты, так что шланги без футеровки больше не должны были устанавливаться на внутренних шлангопроводах. [8]

После изобретения процесса вулканизации как средства превращения необработанной мягкой резины в более твердый и более полезный продукт пожарная служба постепенно перешла от громоздкого и ненадежного кожаного шланга к льняному шлангу без подкладки, а затем к многослойному резиновому шлангу. Шланг с подкладкой и покрытием с внутренним армированием тканью. Этот резиновый шланг был громоздким, тяжелым и жестким, как кожаный, но не протекал. Он также оказался более прочным, чем льняной шланг без подкладки. Его обернутая конструкция напоминала некоторые шланги, используемые сегодня в промышленности, например, шланги для подачи топлива, используемые для обслуживания авиалайнеров. [3]

Пожарные шланги, подключенные к пожарной машине в Вогане, Онтарио
"> File:TokyoMetropolitanFireDepartment-FireHoseDrill.ogvВоспроизвести медиа
Пожарная служба Токио проводит учения по пожарному рукаву

В конструкции современных пожарных рукавов используются различные натуральные и синтетические ткани и эластомеры . Эти материалы позволяют хранить шланги во влажном состоянии без гниения и противостоять разрушающему воздействию солнечного света и химикатов. Современные шланги легче, чем старые конструкции, что снижает физическую нагрузку на пожарных. [9] Различные устройства становятся все более распространенными для удаления воздуха из внутренней части пожарного рукава, обычно называемые пылесосами для пожарных рукавов . Это делает шланги меньше и в некоторой степени жесткими, что позволяет разместить больше шлангов в одном отсеке устройства пожаротушения. [10]

Всасывающий шланг

Всасывающий шланг проложен на стороне всасывания насоса (впуск), где вода, проходящая через него, находится под давлением ниже или выше атмосферного. Он разработан, чтобы противостоять внутреннему и внешнему давлению. Он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление внешнего воздуха, когда внутри образуется разрежение. Он также должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать давление гидранта. Обычно прибор должен иметь около 10 м всасывающего шланга длиной 3 м или 2,5 м. Диаметр шланга зависит от производительности насоса, и обычно используются три стандартных размера, такие как 75 мм, 100 мм и 140 мм.

Частично встроенный всасывающий шланг

Частично залитый всасывающий шланг обычно изготавливается из прочной резиновой прокладки, полностью залитой спиралью и закаленной оцинкованной стальной проволокой. Эта заделка устроена так, что обеспечивает полный водный путь и относительно гладкую внутреннюю поверхность. Стенка шланга состоит из нескольких слоев полотна и резиновой прокладки, так что витки каждого из них лежат на полпути между витками другого. Вся стена укрепляется вулканизацией.

Полностью заделанный всасывающий шланг (гладкое отверстие)

Полностью заделанный (гладкий) всасывающий шланг имеет толстую внутреннюю резиновую прокладку, полностью заделанную спиралью из проволоки. Всасывающий шланг должен быть сконструирован так, чтобы выдерживать давление 10,5 бар.

Подающий шланг

Напорный шланг укладывается с напорной стороны насоса (выпускного отверстия), и вода, проходящая через него, всегда находится под давлением, превышающим атмосферное. Напорный шланг делится на две категории: перколяционный шланг и неперколяционный шланг.

Перколяционный шланг Перколяционный шланг используется в основном для тушения лесных пожаров. Просачивание воды через шланг защищает шланг от повреждения падающими на него тлеющими углями или укладкой шланга на горячую землю.

Шланг без просачивания В противопожарных службах для подачи воды обычно используются шланги без просачивания. Шланг без просачивания состоит из усиленной оболочки из полиэфирной или нейлоновой пряжи. Этот тип шланга имеет внутреннюю подкладку из вулканизированной резины, прикрепленную к рубашке с помощью клея. В некоторых случаях рекомендуется использовать шланг без просачивания, так как потери на трение будут намного меньше, чем у шлангов с просачиванием.

Футерованные шланги делятся на 3 типа:

Тип 1: шланг с футеровкой без обработки внешней оболочки: такой шланг впитывает жидкость в армирующую оболочку и требует сушки после использования.

Тип 2: Шланг с покрытием: у него тонкое эластичное внешнее покрытие, которое снижает поглощение жидкости оболочкой и может немного улучшить сопротивление истиранию.

Тип 3: Шланг с покрытием с покрытием: Шланг с покрытием с покрытием имеет более толстое эластичное покрытие, которое предотвращает поглощение жидкости, но также значительно улучшает сопротивление истиранию и нагреванию.

Типы

Есть несколько типов шлангов, разработанных специально для пожарных. Шланги, предназначенные для работы под избыточным давлением, называются сливными шлангами; они включают: атакующий шланг, питающий шланг, релейный шланг, лесной шланг и вспомогательный шланг. Шланги, предназначенные для работы под отрицательным давлением, называются всасывающими шлангами.

Имя Определение
Атака Атакующий шланг - это гибкий шланг с тканевым покрытием, используемый для подачи воды из пожарного насоса к форсунке. Этот шланг имеет номинальный внутренний диаметр от 1,5 до 3 дюймов (от 38 до 76 мм) и рассчитан на работу при давлении примерно до 400 фунтов на квадратный дюйм (2760 кПа). Стандартная длина составляет 50 футов (15,24 м). [11]
Шланги питания и реле Подающие и ретрансляционные шланги - это гибкие шланги большого диаметра с тканевым покрытием, используемые для подачи воды из удаленного гидранта в пожарный насос или для перенаправления воды от одного насоса к другому на большие расстояния. Эти шланги имеют номинальный внутренний диаметр от 3,5 до 5,0 дюймов (от 89 до 127 мм). Они предназначены для работы при давлениях примерно до 300 фунтов на квадратный дюйм (2070 кПа) для меньших диаметров и до 200 фунтов на квадратный дюйм (1380 кПа) для больших диаметров. Стандартная длина - 100 футов (30,48 м). [11]
Шланг для лесного хозяйства Шланг для лесного хозяйства - это гибкий шланг с тканевым покрытием, используемый для тушения пожаров в траве, кустах и ​​деревьях, где требуется легкий шланг для маневрирования по крутой или пересеченной местности. Шланг для лесного хозяйства имеет номинальный внутренний диаметр 1,0 и 1,5 дюйма (25 и 38 мм) и рассчитан на работу при давлении примерно до 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа). Стандартная длина - 100 футов (30,48 м).
Бустерный шланг Бустерный шланг - это толстостенный гибкий шланг с резиновым покрытием, используемый для тушения небольших пожаров. Он сохраняет свое круглое поперечное сечение, когда он не находится под давлением, и обычно переносится на катушке пожарного насоса, а не хранится в горизонтальном положении. Бустерный шланг имеет номинальный внутренний диаметр 0,75 и 1,0 дюйма (19 и 25 мм) и рассчитан на работу при давлении до 800 фунтов на квадратный дюйм (5 520 кПа). Стандартная длина - 100 футов (30,48 м). [12]
Всасывающий шланг Всасывающий шланг, иногда называемый жестким всасывающим шлангом, обычно представляет собой полужесткий шланг с резиновым покрытием и внутренним металлическим армированием. Он используется для откачивания воды из негерметичных источников, таких как пруды или реки. Шланг с жестким всасыванием состоит из нескольких слоев резины и тканого материала, внутри которых заключена спираль из стальной проволоки. В некоторых очень гибких жестких всасывающих шлангах используется тонкая крышка из поливинилхлорида со спиралью из поливинилхлорида. Всасывающий шланг имеет номинальный внутренний диаметр от 2,5 до 6,0 дюймов (от 64 до 152 мм). Стандартная длина составляет 10 футов (3,05 м).

Другой всасывающий шланг, называемый мягким всасывающим шлангом, на самом деле представляет собой короткий отрезанный тканевый гибкий сливной шланг, используемый для соединения всасывающего патрубка пожарного насоса с гидрантом под давлением. Это не настоящий всасывающий шланг, поскольку он не выдерживает отрицательного давления. [12]

Сырье

В прошлом хлопок был наиболее распространенным волокном, используемым в пожарных рукавах, но в большинстве современных рукавов используется синтетическое волокно, такое как полиэфирная или нейлоновая нить. Синтетические волокна обеспечивают дополнительную прочность и лучшую устойчивость к истиранию. Волокнистая пряжа может быть окрашена в различные цвета или может быть оставлена ​​естественной. [13]

В покрытиях и лайнерах используются синтетические каучуки, которые обеспечивают различную степень устойчивости к химическим веществам, температуре, озону, ультрафиолетовому (УФ) излучению, плесени, плесени и истиранию. Для конкретных применений выбираются различные покрытия и футеровки. [14]

Пожарный шланг обычно производится на заводе, который специализируется на поставке шлангов для муниципальных, промышленных и лесных пожарных служб. Вот типичная последовательность операций, используемых для изготовления пожарного рукава с двойной рубашкой и резиновым покрытием. [15]

Подготовка пряжи
  • Есть две разные пряжи из волокон, которые сплетаются вместе, образуя оболочку шланга. Пряжа, идущая вдоль шланга, называется основной пряжей и обычно изготавливается из полиэстера или нейлона . Они образуют внутреннюю и внешнюю поверхности рубашки и обеспечивают устойчивость шланга к истиранию. Пряжа, которая наматывается плотной спиралью по окружности шланга, называется наполнительной пряжей и изготавливается из полиэфирных волокон. Они зажаты между перекрещивающимися нитями основы и обеспечивают прочность, чтобы противостоять внутреннему давлению воды. Пряжа из полиэфирной основы специально подготовлена ​​производителем пряжи и отправлена ​​на завод по производству шлангов. Никакой дополнительной подготовки не требуется.
  • Непрерывные волокна полиэстера собраны вместе в пучок из 7-15 волокон и скручены на крутильной рамке с образованием пряжи наполнителя. Скрученная и скрученная пряжа затем наматывается на катушку, называемую шпулькой с наполнителем. [15]
Плетение жакетов
  • Нити основы укладываются на шпулярник, который подает их в продольном направлении через круглоткацкий станок . В ткацкий станок устанавливаются две катушки с наполнителем.
  • Когда ткацкий станок запускается, катушки с наполнителем наматывают пряжу по кругу через пряжу основы. Как только бобины проходят, ткацкий станок перекрещивает каждую пару соседних нитей основы, чтобы захватить пряжу наполнителя между ними. Этот процесс плетения продолжается с высокой скоростью, поскольку нижний конец куртки медленно опускается через ткацкий станок, а бобины продолжают наматывать нити наполнителя по окружности куртки по тугой спирали. Тканый жакет наматывается на приемной бобине.
  • Внутренняя и внешняя куртки ткутся отдельно. Внутренняя оболочка плетется с немного меньшим диаметром, чтобы она могла поместиться внутри внешней оболочки. В зависимости от ожидаемого спроса за один раз можно соткать несколько тысяч футов куртки. После осмотра обе куртки отправляются на хранение.
  • Если внешняя оболочка должна быть покрыта, ее протягивают через погружной резервуар, заполненный материалом покрытия, а затем пропускают через печь, где покрытие сушится и отверждается. [15]
Экструзия лайнера
  • Блоки размягченной, липкой, неотвержденной резины загружаются в экструдер. Экструдер нагревает резину и выдавливает ее через отверстие между внутренней и внешней твердой круглой деталью, образуя трубчатую облицовку.
  • Затем резиновая подкладка нагревается в печи, где она подвергается химической реакции, называемой вулканизацией или отверждением. Это делает резину прочной и податливой.
  • Отвержденный лайнер проходит через машину, называемую резиновым каландром, которая формирует тонкий лист неотвержденной резины и оборачивает его вокруг внешней стороны лайнера. [15]
Формирование шланга
  • Куртки и лайнер обрезаются до нужной длины. Внутренняя оболочка вставляется во внешнюю, а затем подкладку.
  • К каждому концу шланга в сборе прикреплен штуцер для пара, и в шланг впрыскивается пар под давлением. Это заставляет футеровку набухать относительно внутренней оболочки и заставляет тонкий лист неотвержденной резины вулканизироваться и связывать футеровку с внутренней рубашкой.
  • Металлические концевые соединения или муфты прикрепляются к шлангу. Наружная часть каждой муфты надевается на внешнюю оболочку, а внутреннее кольцо вставляется в резиновую подкладку. Инструмент, называемый расширительным стержнем , помещается внутрь шланга и расширяет кольцо. Это сжимает кожухи и вкладыш между кольцом и зубцами на внешней части муфты, образуя уплотнение по всей длине шланга. [15]
Опрессовка шланга
  • Стандарты, установленные Национальной ассоциацией противопожарной защиты, требуют, чтобы каждая длина нового ударного шланга с двойной рубашкой и резиновой подкладкой была испытана под давлением до 600 фунтов на квадратный дюйм (41,4 бар; 4140 кПа), но большинство производителей испытывают давление 800 фунтов на квадратный дюйм (55,2 бар; 5520 кПа). ). После поставки шланг ежегодно испытывается пожарной службой под давлением 27,6 бар (2760 кПа). Пока шланг находится под давлением, его проверяют на утечки и определяют надежность крепления муфт.
  • После испытаний шланг осушается, сушится, скатывается и отправляется заказчику. [15]
Контроль качества

В дополнение к окончательному испытанию давлением каждый шланг подвергается различным проверкам и испытаниям на каждом этапе производства. Некоторые из этих проверок и испытаний включают визуальный осмотр, испытания на озоностойкость, испытания на ускоренное старение, испытания на адгезию соединения между футеровкой и внутренней оболочкой, определение степени перекручивания шланга под давлением, проверки размеров и многое другое. [15]

Будущее

Тенденция в конструкции пожарных рукавов за последние 20 лет заключалась в использовании более легких, прочных материалов с меньшими затратами на обслуживание.

Ожидается, что эта тенденция сохранится и в будущем по мере появления новых материалов и методов производства. Одним из результатов этой тенденции стало внедрение облегченных шлангов подачи с диаметрами, которые ранее были невозможны. Теперь доступны шланги диаметром до 12 дюймов (30,5 см) с номинальным давлением до 150 фунтов на кв. Дюйм (10,3 бар; 1030 кПа). Ожидается, что эти рукава найдут применение в крупномасштабном промышленном пожаротушении , а также при ликвидации последствий стихийных бедствий и военных операциях. [15]

Пожарные рукава бывают разных диаметров. Легкая одинарная конструкция, 3 ⁄ 4 , 1 и 1+1 / 2  дюйма шланг диаметра линия обычно используется в лесных пожарах подавления приложений. Сверхпрочная двойная, двойная куртка, 1+1 ⁄ 2 , 1+3 ⁄ 4 , 2, 2+1 ⁄ 2 , а иногда и 3-дюймовые линии используются для строительных работ. Линии подачиводы, используемые для подачиводык пожарным , часто встречаются в 3+1 ⁄ 2 , 4, 4+Диаметр 1 ⁄ 2 , 5 и 6 дюймов.

Существует несколько систем для ремонта отверстий в пожарных шлангах, наиболее распространенной из которых является Stenor Merlin , предлагающая заделочные материалы для шлангов типа 1, 2 и 3. Патчи бывают двух разных размеров и двух разных цветов (красный и желтый). Пластыри вулканизируются на шланге и обычно служат в течение всего срока службы шланга.

Шланговые соединения часто изготавливаются из латуни, хотя также требуются соединения из закаленного алюминия. [13] В странах, где используются быстродействующие муфты для напорных шлангов, кованый алюминий использовался на протяжении десятилетий, потому что потеря веса латуни для муфт Storz выше, чем для резьбовых соединений .

Резьбовые шланговые соединения используются в США и Канаде. В каждой из этих стран используются разные типы потоков. Многие другие страны стандартизировали быстродействующие муфты, которые не имеют охватываемого и охватываемого концов, но соединяются в любом случае. Опять же, международного стандарта нет: в Центральной Европе разъем Storz используется в нескольких странах. Бельгия и Франция используют разъем Guillemin . У Испании, Швеции и Норвегии есть свои собственные системы быстрой связи. Страны бывшего Советского Союза используют муфту ГОСТ. Барле-Нассау и Барле-Хертог , два муниципалитета на бельгийско-голландской границе, имеют общую международную пожарную службу. Пожарные машины оснащены адаптерами, позволяющими работать как с разъемами Storz, так и с разъемами Guillemin. [16]

В Соединенных Штатах все большее количество отделов используют муфты Storz для подачи шлангов большого диаметра или другие быстродействующие муфты. Поскольку использование не стандартизировано, в аппаратах взаимопомощи может быть отделение на грузовиках, предназначенное для множества переходников для шлангов.

Различные стили шланговых соединений повлияли на тактику ведения огня. Аппарат в Соединенных Штатах имеет «предварительные соединения»: шланг для определенной задачи помещается в открытый отсек, и каждый атакующий шланг подсоединяется к насосу. Такая тактика позволяет избежать длительных множественных подключений или проблем с мужскими и женскими сторонами. В странах, где соединители Storz (или аналогичные) использовались для атакующих шлангов в течение нескольких поколений, пожарные сбрасывают коллектор на границе опасной зоны, который соединен с устройством с помощью одной линии подачи. В результате крошечный элемент «шланговый соединитель» также повлиял на внешний вид и дизайн пожарного устройства.

Пожарные рукава должны выдерживать высокие растягивающие усилия во время эксплуатации. Они возникают как из-за давления, так и из-за потока. Величина осевого натяжения пожарного рукава составляет

где p - давление в шланге относительно давления окружающей среды, A 1 - площадь поперечного сечения шланга, ρ - плотность воды, Q - объемный расход. [17] Это натяжение одинаково независимо от угла изгиба шланга.

Когда форсунка подсоединяется к шлангу и вода выбрасывается, форсунка должна быть закреплена якорем, например, руками пожарного. Этот якорь должен прикладывать силу в направлении струи, которая называется реакцией сопла. Величина реакции сопла - это импульсный расход струи,

где A 2 - площадь поперечного сечения сопла. [17]

  • Садовый шланг
  • Шланговый мост
  • Шланговая муфта

  1. ^ "Давление разрыва" . Архивировано из оригинала 3 августа 2018 года.
  2. ^ Матесон, Юинг . Книга помощи машиностроительным предприятиям за рубежом. Лондон: Лондон, Нью-Йорк, E. & FN Spon, 1878. Печать.
  3. ^ a b Форнелл, Дэвид П. Справочник по управлению пожарным потоком. Сэдл-Брук, Нью-Джерси: Пожарная техника, 1991. Печать.
  4. ^ Саттон, Питер К. Ян ван дер Хейден 1637–1712. Нью-Йорк: Издательство Йельского университета, 2006. Печать.
  5. ^ «Развитие пожарного рукава». Интернет
  6. ^ Гилберт, Даррелл. «История пожарного рукава». Обсуждение Короны. Интернет. 19 октября 2009 г. Crownshoptalk.com
  7. ^ Шарф, Дж. Томас и Томпсон Уэсткотт. История Филадельфии, 1609–1884 . Филадельфия: LH Everts & Co., 1884. 1095. Print. https://books.google.com/books?id=8uYkAAAAYAAJ
  8. ^ "Регламент системы стояков и шлангов" 1910.158 (c) (3) (ii)
  9. ^ «Пожарный шланг». Как производятся продукты. Эд. Стейси Л. Блахфорд. Gale Cengage, 2002. eNotes.com . 2006. 22 ноября 2009 г. Пожарный шланг.
  10. ^ Грейчек, Рональд (декабрь 2010 г.). «Эволюция шлангового пакета». Журнал Wildland Fire .
  11. ^ a b NFPA 1961: Пожарный шланг. Национальная ассоциация противопожарной защиты, 1997 г.
  12. ^ a b NFPA 1963: Соединения пожарных шлангов. Национальная ассоциация противопожарной защиты, 1993.
  13. ^ а б Голдуотер, Сэм и Роберт Ф. Нельсон. «Применение гибких трубопроводов большого диаметра Super Aquaduct в противопожарных службах». Пожарная инженерия (апрель 1997 г.): 147-149.
  14. ^ Отчет Национальной ассоциации противопожарной защиты. Представлено Жаклин Уилмот. Вт, 3 мая 2016 г. [1]
  15. ^ a b c d e f g h "Пожарный шланг". Как производятся продукты. Эд. Стейси Л. Блахфорд. Gale Cengage, 2002. eNotes.com. 2006. 22 ноября 2009 г. Пожарный шланг.
  16. ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинального 28 июля 2013 года . Проверено 18 сентября 2013 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  17. ^ а б > «Реакция сопла пожарного (2017)». Пожарные технологии С. К. Чин, П. Б. Сандерленд, Г. Йомаас . DOI : 10.1007 / s10694-017-0661-3 .

  • Шланг для высоких температур
  • Краткая история пожарного рукава