Informacja produktowa

3MTM NovecTM 1230 Środek Gaśniczy
Dokument techniczny
Informacja produktowa
Wprowadzenie
3M™ Novec™ 1230 to przedstawiciel najnowszej generacji zamienników halonów. Jest środkiem gaśniczym o doskonałej skuteczności, znakomitym profilu
środowiskowym i wysokim marginesie bezpieczeństwa dla ludzi.
▪ potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP) = 0
▪ potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) = 1
▪ czas życia w atmosferze (ALT) = 5 dni
▪ wysoki margines bezpieczeństwa dla ludzi przebywających w chronionym pomieszczeniu
Formuła środka gaśniczego 3M™ Novec™ 1230 oparta jest na opatentowanym przez 3M związku chemicznym – ketonie fluorowym.
W nomenklaturze ASHRAE, czyli Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji, opisywany jest jako FK-5-1-12 i
pod taką nazwą występuje w standardach NFPA 2001 oraz ISO 14520, odnoszących się do czystych środków gaśniczych.
Novec™ 1230 łączy w sobie bezpieczeństwo dla ludzi, nieszkodliwość dla środowiska naturalnego i wyjątkową efektywność gaśniczą. To pierwsza perspektywiczna, zrównoważona technologia ochrony przeciwpożarowej dla obszarów szczególnych zagrożeń wśród środków chemicznych będących następcami
halonów.
Właściwości fizyczne
Novec™ 1230 opuszcza instalację gaśniczą jako gaz, w temperaturze pokojowej pozostaje jednak cieczą. W obu stanach skupienia nie przewodzi prądu.
Napięcie przebicia pary środka Novec™ 1230 w stanie nasycenia przy ciśnieniu 1 atm i w temperaturze 21°C poprzez przerwę analityczną 2,7 mm
to 15,6 kV – czyli niemal 2,3 razy tyle, co w przypadku suchego azotu. Napięcie przebicia środka Novec™ 1230 w stanie płynnym w tych samych warunkach wynosi 48 kV.
Novec™ 1230 ma właściwości zbliżone do wielu środków należących do pierwszej generacji następców halonów – z jednym zasadniczym wyjątkiem: związek ten w normalnych warunkach otoczenia jest cieczą. Jego temperatura wrzenia to 49,2°C, co oznacza, że produkt ten ma o wiele niższą prężność pary
niż inne czyste środki gaśnicze, które w tych samych warunkach występują w postaci gazowej.
Novec™ 1230 ma bardzo niskie ciepło parowania – około 25 razy niższe niż woda. A ponieważ cechuje się też wyższą prężnością pary, paruje 50-krotnie
szybciej od wody. To pozwala mu na niezwykle szybkie przejście ze stanu ciekłego w gazowy po wyładowaniu z dyszy gaśniczej. W prawidłowo zaprojektowanej instalacji NovecTM 1230 natychmiast po wyzwoleniu paruje, szybko i równomiernie wypełniając chronioną przestrzeń.
Tabela właściwości
Dane nieprzeznaczone do specyfikacji technicznych. Wszystkie wartości określone dla temp. 25°C, o ile nie zaznaczono inaczej.
Właściwości
Novec™ 1230
wzór chemiczny
CF3CF2C(0)CF(CF3)2
masa cząsteczkowa
316,04
temperatura wrzenia (przy ciśnieniu 1 atm)
49,2°C
temperatura krzepnięcia
–108°C
punkt krytyczny
168,7°C
ciśnienie krytyczne
18,65 bar
objętość krytyczna
494,5 c3/mol
gęstość krytyczna
639,1 kg/m3
gęstość – ciecz nasycona
1,60 g/ml
gęstość – gaz (przy ciśnieniu 1 atm)
0,0136 g/ml
objętość właściwa – gaz (przy ciśnieniu 1 atm)
0,0733 m3/kg
ciepło właściwe – ciecz
1,103 kJ/kg°C
ciepło właściwe – para (przy ciśnieniu 1 atm)
0,891 kJ/kg°C
ciepło parowania (w temp. wrzenia)
88,0 kJ/kg
lepkość kinematyczna cieczy (temperatura 0°C / 25°C)
0,0056/0,0039 cm2/s
prężność pary
0,404 bar
względna wytrzymałość dielektryczna (1 atm) (N2 = 1,0)
2,3
Choć Novec™ 1230 w temperaturze pokojowej jest cieczą, jego prężność pary wystarcza, by w tych warunkach osiągnął stężenie gaśnicze w chronionej
przestrzeni. Przy temperaturze 25°C można osiągnąć stężenie aż do 39%, zanim wystąpi stężenie nasycenia. Typowe stężenia projektowe w przypadku
Noveca™ 1230 w większości zastosowań mieszczą się w przedziale od 4 do 6% objętości chronionego pomieszczenia. Znaczna różnica pomiędzy stężeniem projektowym i stężeniem nasycenia pozwala uniknąć kondensacji pary.
Tabela właściwości
Ciecz palna
Stężenie projektowe [% obj.]
aceton
5,6
alkohol etylowy
7,2
n-heptan
5,9
heptan techniczny
5,6
olej napędowy
4,5
metanol
8,5
keton etylowo-metylowy
5,9
Minimalne stężenie projektowe, badania na podstawie pożarów testowych według standardów NFPA dla cieczy palnych x 1,3
Działanie środka gaśniczego Novec™ 1230, podobnie jak innych fluorowęglowodorowych zamienników halonu, polega na odprowadzaniu ciepła z ognia.
Po uwolnieniu Novec™ 1230 tworzy gazową mieszaninę z powietrzem. Ma ona znacznie większą pojemność cieplną niż samo powietrze. Większa pojemność cieplna oznacza, że mieszanina gazów pochłonie więcej energii (ciepła) na każdy stopień zmiany jej temperatury.
Przy odpowiednim stężeniu projektowym mieszanina środka gaśniczego z powietrzem absorbuje tyle ciepła, że całkowicie likwiduje warunki, w których może
występować proces spalania. Na skutek obecności środka gaśniczego wzrasta ilość ciepła, jaką pożar traci na rzecz otoczenia. W efekcie strefa spalania
chłodzi się do temperatury, w której pożar gaśnie. Novec™ 1230 ma największą pojemność cieplną spośród dostępnych na rynku zamienników halonu, co
w efekcie daje najniższe stężenie gaśnicze dla danego paliwa.
Typowe zastosowania
Novec™ 1230 jest skutecznym środkiem gaśniczym przeznaczonym zarówno do gaszenia lokalnego, jak i objętościowego, także w strefach zagrożonych
wybuchem. W zastosowaniach przemysłowych może służyć również do inertyzacji atmosfer wybuchowych (w postaci płynnej). Został opracowany z myślą
o obszarach wymagających szczególnej ochrony, takich jak:
Komunikacja
• wieże kontroli lotów
• kontenery teleinformatyczne
• stacje przekaźnikowe telefonii komórkowej
• przekaźnikowe stacje kontenerowe
• centra telekomunikacji satelitarnej
• centrale telefoniczne
• serwerownie dostawców usług internetowych
• pomieszczenia kontroli w studiach telewizyjnych i radiowych
Przemysł
• komory bezechowe do badań
• laboratoria badawcze
• pomieszczenia czyste
• pomieszczenia kompresorów
• strefy podwyższonego ryzyka
• komory badań środowiskowych
• rafinerie
• platformy wiertnicze
• przepompownie
• instalacje gazu i ropy naftowej
• mieszalnie farb
• drukarnie
• zakłady przemysłu włókienniczego
Medycyna
• sale operacyjne
• aparaty do rezonansu magnetycznego
Elektronika i elektryka
• rozdzielnie energetyczne
• serwerownie z urządzeniami przetwarzania i przesyłania danych
• sterownie
• pomieszczenia kontroli elektrowni konwencjonalnych i nuklearnych
• dyspozytornie systemów energetycznych
• dyspozytornie elektrowni
• bazy danych i archiwa
• obudowane generatory i turbiny
• magazyny części elektronicznych
• pomieszczenia transformatorów
• pomieszczenia UPS
• skarbce banków
Placówki kultury
• galerie sztuki
• archiwa
• projektornie kinowe
• zabytkowe budynki
• biblioteki – muzea
Transport
• symulatory lotów
• statki
• pojazdy wojskowe
• jachty
Profil środowiskowy
Substancje organiczne wyemitowane do atmosfery są z niej eliminowane na wiele różnych sposobów. Badania nad środkiem Novec™ 1230 określiły jego
wpływ na środowisko poprzez analizę mechanizmu eliminacji właściwego dla tego związku chemicznego i jego czasu utrzymywania się w atmosferze.
Bardzo niewielka rozpuszczalność w wodzie wykluczyła hydrolizę jako najbardziej znaczący mechanizm usuwania tej substancji z atmosfery. Podstawowym
mechanizmem jest tu fotoliza, czyli dysocjacja fotochemiczna. Novec™ 1230 cechuje się znaczną absorpcją energii świetlnej o długości fali zbliżonej do
promieniowania UV, co skutkuje jego krótkim czasem życia w atmosferze. Dysocjacja fotochemiczna w warunkach atmosferycznych i mechanizm rozpadu
tej substancji były przedmiotem prac dwóch niezależnych zespołów badawczych [1, 2]. Ocena szybkości dysocjacji fotochemicznej związku chemicznego
pozwoliła na ustalenie, że utrzymuje się on w atmosferze około tygodnia. Jest to zbieżne z wynikami badań prowadzonych w laboratoriach 3M, mówiących
o okresie 5 dni.
Potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP)
Novec™ 1230 ma zerową wartość ODP.
Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP)
GWP to parametr mówiący o potencjalnym oddziaływaniu na klimat związku chemicznego o właściwościach gazu cieplarnianego obecnego w atmosferze.
Dwie główne cechy decydujące o tym, czy dana substancja będzie działać jak gaz cieplarniany, to poziom absorpcji promieniowania podczerwonego i czas
utrzymywania się w atmosferze. Zgodnie z definicją ustaloną przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) wskaźnik GWP substancji oblicza się
jako całkowite wymuszenie radiacyjne spowodowane uwolnieniem 1 kilograma danego związku chemicznego w odniesieniu do ocieplenia spowodowanego
przez 1 kilogram CO2 w określonym przedziale czasu.
Potencjalny wpływ na klimat w przypadku środka Novec™ 1230 jest bardzo ograniczony przez jego krótką żywotność w atmosferze i niski potencjał
tworzenia efektu cieplarnianego. Wartość GWP ketonu fluorowego została ustalona na 1 lub mniej, w obliczeniach metodą IPCC 2007, przy uwzględnieniu
100-letniego horyzontu czasowego oddziaływania (obejmującego zarówno bezpośredni wpływ samej substancji, jak i efekt pośredni produktów jej rozpadu).
Zespoły, którymi kierowali Taniguchi[1] i D’Anna[2], doszły do podobnego wniosku: „W przypadku środka Novec™ 1230 można mówić o potencjale tworzenia efektu cieplarnianego o pomijalnej wartości”.
Możliwości redukcji emisji gazów cieplarnianych
Przemysł zabezpieczeń przeciwpożarowych w znacznie mniejszym stopniu przyczynia się dziś do emisji gazów cieplarnianych – w porównaniu do poziomu,
który osiągnął w okresie stosowania środków halonowych. A jednak wysoki potencjał tworzenia efektu cieplarnianego cechujący gazy HFC, czyli zamienniki
halonów i wciąż duży zasób bazujących na nich systemów gaśniczych sprawiają, że rozmiar emisji nie zmalał drastycznie. Jedno wyładowanie z instalacji
średniej wielkości zawierającej gazy HFC samo w sobie jest znaczące. Przeciętna instalacja z halonem 1301 zawierała 200 kg tego środka, porównywalna instalacja wykorzystująca np. HFC-227ea – 347 kg czynnika gaśniczego. Przy wartości GWP wynoszącej 3220 wyzwolenie tego ładunku HFC-227ea
odpowiada ekwiwalentowi 1 100 000 kg CO2. To ilość porównywalna z emisją spalin generowaną przez ponad 240 typowych amerykańskich samochodów
osobowych przez cały rok!
Wyładowanie środka Novec™ 1230 powoduje diametralnie mniejszą emisję gazów cieplarnianych – to 99,9% redukcja w porównaniu do jakiegokolwiek
chemicznego środka HFC używanego w ochronie przeciwpożarowej.
Dzięki temu Novec™ 1230 jest rozwiązaniem pozwalającym zakładom przemysłowym w nieskomplikowany sposób obniżyć emisję gazów cieplarnianych
w jednym z obszarów.
Porównanie parametrów środowiskowych
Dane nieprzeznaczone do specyfikacji technicznych.
Informacje dotyczące wszystkich gazów poza środkiem Novec™ 1230 zaczerpnięte zostały z ogólnodostępnych źródeł.
Właściwości
potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP)1
potencjał tworzenia efektu cieplarnianego – IPCC2
czas życia w atmosferze [lata]
1
Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) 1998.
2
Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) 2007.
Novec™ 1230
Halon 1211
Halon 1301
HFC-125
HFC-227ea
0,0
4,0
12,0
0,0
0,0
1
1890
7140
3500
3220
0,014
16
65
29
34,2
Zagadnienia bezpieczeństwa
Nieszkodliwość środka Novec™ 1230 i bezpieczeństwo jego stosowania zostały gruntownie przebadane w testach toksyczności substancji, zarówno podczas jednorazowego kontaktu (toksyczność ostra), jak i powtarzalnego narażenia (toksyczność przewlekła). Środek ten we wszystkich testach potwierdził
swoją bardzo niską szkodliwość dla zdrowia i szeroki margines bezpieczeństwa w zastosowaniu jako czysty środek gaśniczy w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi. Kluczowe testy zostały przeprowadzone przez niezależne laboratoria, ich niektóre wyniki zestawia poniższa tabela:
Wyniki testów toksyczności
1
Reakcje
Novec™ 1230
narażenie inhalacyjne 4 godz.
praktycznie nietoksyczny (LC50 > 100 ppm)
reakcja alergiczna układu sercowo-naczyniowego
brak działania (NOAEL1 = 100 ppm)
ostra toksyczność przy działaniu na skórę
niska toksyczność (LD50 > 2000 mg/kg)
test Amesa (mutagenność)
negatywny
podrażnienie pierwotne skóry
brak
podrażnienie pierwotne oczu
minimalne
ostra toksyczność przy przyjęciu drogą pokarmową
niska toksyczność (LD50 > 2000 mg/kg)
działanie uczulające na skórę
brak
narażenie inhalacyjne 28 dni
NOAEL w tym badaniu: 4000 ppm
zmiany na poziomie chromosomalnym
brak
NOAEL (no observable adverse effect level) – najwyższa dawka lub stężenie substancji, dla których nie obserwuje się żadnego działania niepożądanego
Wartość NOAEL w każdym przypadku ostrej toksyczności została określona na 10% obj. powietrza (100 000 ppmv). Taki wynik mówi jednoznacznie,
że Novec™ 1230 nie tylko jest nieszkodliwy w przewidzianych dla niego zastosowaniach, ale także gwarantuje bardzo duży margines bezpieczeństwa
w stężeniach projektowych przyjętych w systemach gaśniczych. Typowa wartość takich stężeń, sytuująca się w przedziale 4,2-5,9%, oznacza margines
bezpieczeństwa od 69 do 138%.
Produkty rozkładu termicznego
Ponad 90% systemów wykorzystujących jakoś środek gaśniczy fluoropochodne węglowodorów, m.in. Novec™ 1230, chroni mienie o znacznej wartości
i infrastrukturę o znaczeniu krytycznym. To w dużej mierze urządzenia informatyczne i telekomunikacyjne. Ciągłość wykonywanych operacji jest tu absolutnym priorytetem, a stanowiące podstawę działania systemów podzespoły elektroniczne nie są odporne nawet na bardzo umiarkowane warunki pożarowe.
Dlatego też projekt systemu musi zakładać zdławienie pożaru na najwcześniejszym etapie.
W procesie gaszenia pożaru przez Novec™ 1230 powstają podobne ilości kwasu fluorowodorowego, co w przypadku innych środków halokarbonowych
o mechanizmie gaszenia opartym na właściwościach fizycznych. Praktyka przemysłowa ostatniej dekady dowiodła, że systemy gaśnicze oparte na halokarbonowych zamiennikach halonów są w stanie zminimalizować rozkład termiczny materiałów palnych i tym samym nie zwiększać potencjalnego zagrożenia
toksycznego ze strony pożaru (czyli ubocznych produktów spalania).
Kompatybilność materiałowa
Kompatybilność pierścieni typu o-ring ze środkiem Novec™ 1230
Czas ekspozycji: 1 tydzień w temp. 25°C, 100°C
Elastomery
neopren
guma butylowa
fluoroelastomer
kauczuk etylenowo-propylenowy (EPDM)
silikon
kauczuk nitrylowy
Temperatura
ekspozycji
Zmiana stopnia
twardości w
Shore’a
Zmiana wagi
[%]
Zmiana objętości
[%]
25°C
–1,8
–0,6
–1,2
100°C
–2,2
+2,3
+0,8
25°C
–2,7
+0,2
+0,1
100°C
–4,0
+4,3
+4,2
25°C
–6,2
+0,7
+0,6
100°C
–12,6
+9,5
+10,6
25°C
–4,7
+0,6
+0,3
100°C
–5,7
+3,3
+2,4
25°C
bz.
+3,1
+2,8
100°C
–5,4
+6,0
+5,1
25°C
–0,7
–0,3
–0,5
100°C
+2,5
+4,6
+0,7
Interakcja środka Novec™ 1230 z różnymi metalami
Metale
Efekt
stop aluminium 6252 T6511
A
stop mosiądzu UNS C36000
A
stal nierdzewna AISI typ 304L
A
stal nierdzewna AISI typ 316L
A
miedź UNS C12200
A
stal węglowa ASTM A 516 klasa 70
A
A: brak odbarwień lub śladów zniszczeń materiału bądź rozpadu cieczy w zadanej temperaturze, minimalna ekspozycja 10 dni, 48°C.
Certyfikaty i atesty
Novec™ 1230 fluid został ujęty w edycji 2008 normy NFPA 2001 Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems i edycji 2006 normy ISO 14520 Gaseous Media Fire Extinguishing Systems. W obu tych dokumentach występuje pod nazwą FK-5-1-12, zgodną z nomenklaturą Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji ASHRAE.
Sprzedaż środka gaśniczego 3M™ Novec™ 1230 wymaga wpisania go do rejestru związków chemicznych właściwego dla danego kraju lub regionu.
W Polsce Novec™ 1230 uzyskał atest Narodowego Instytutu Zdrowia – Państwowego Instytutu Higieny.
Systemy ze środkiem Novec 1230 oferowane przez ich producentów muszą zaś uzyskać aprobatę techniczną i certyfikat wydawane przez CNBOP.
Dystrybucja
Środek Novec™ 1230 jest dostępny wyłącznie jako integralny element systemu gaśniczego, który uzyskał odpowiedni certyfikat i aprobatę techniczną. Jego
sprzedaż na całym świecie prowadzić sześć firm produkujących taki osprzęt, będących globalnymi partnerami 3M, oraz firmy projektowe i instalacyjne
będące ich przedstawicielami. W Polsce są to:
KIDDE Safety Europe Ltd
Przedstawicielstwo w Polsce:
UTC CCS Manufacturing Polska Sp. z o.o.
UTC Climate, Controls & Security Systems
SIEMENS AG
Siemens Sp. z o.o.
Infrastructure & Cities
Building Technologies
MINIMAX
Minimax Polska Sp. z o.o.
oraz dystrybutorzy osprzętu firm
TYCO
SEVO™ Systems
Źródła
[1] Taniguchi N., Wallington T.J., Hurley M.D., Guschin A.G., Molina L.T., Molina M.J., Journal of Physical Chemistry A, 107 (15), 2674-2679, 2003.
[2] D’Anna B., Sevellag S., Wirtz K., Nielsen C.J., Environmental Science and Technology, 39, 8707-8711, 2005.
[3] IPCC 2007; Climat Change 2007: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climat Change [Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. (red.)], Cambridge University Press,
Cambridge, Wlk. Brytania i Nowy Jork, USA, pp. 996, 2007.
Rodzina produktów
3M™ Novec™
Marka Novec™ jest symbolem wielu różnych, opatentowanych produktów 3M. Receptura i parametry użytkowe każdego z nich są wyjątkowe, a to co je łączy to fakt, że są bezpieczne,
skuteczne i ekologiczne. Wśród nich są środki myjące dla przemysłu precyzyjnego i elektronicznego, nośniki ciepła, środek gaśniczy oraz inne substancje chemiczne do specjalnych
zastosowań.
3M™ Novec™ Engineered Fluids ▪ 3M™ Novec™ Aerosol Cleaners ▪ 3M™ Novec™ 1230 Fire Protection Fluid ▪ 3M™ Novec™
Electronic Coatings ▪ 3M™ Novec™ Electronic Surfactants
Uwaga: Wszystkie informacje, dane techniczne oraz zalecenia odnoszące się do produktów firmy 3M zawarte w tym dokumencie oparte są na testach i doświadczeniach, które oceniamy jako wiarygodne. Ze względu
na wiele czynników mogących mieć wpływ na poprawne działanie produktu, a będących poza możliwościami sprawdzenia przez 3M, takich jak różnorodność czynników środowiskowych i odmiennych warunków pracy, nie
możemy jednak zagwarantować całkowitej skuteczności zastosowanego przez użytkownika produktu firmy 3M. W związku z tym, że czynniki środowiskowe i odmienne warunki pracy są znane użytkownikowi produktu
i podlegają jego kontroli, to użytkownik ponosi pełną odpowiedzialność za wybór produktu do konkretnego zastosowania.
3M Poland Sp. z o.o.
Dział Elektroniki
Al. Katowicka 117
Kajetany, 05-830 Nadarzyn
tel. (22) 739 60 00
fax: (22) 739 60 01
e-mail: [email protected]
www.3m.pl/novec1230