AFFF چیست؟

AFFF = Aqueous Film Forming Foam

یعنی:

فوم آبی فیلم‌ساز

این فوم برای خاموش‌کردن آتش‌های ناشی از سوخت‌های هیدروکربنی طراحی شده است، مانند:

• بنزین
• گازوئیل
• نفت سفید
• نفت خام
• Jet Fuel
• روغن‌های هیدروکربنی
• برخی فرآورده‌های نفتی

ویژگی شاخص AFFF این است که علاوه بر ایجاد لایه فومی، روی سطح سوخت یک فیلم آبی بسیار نازک ایجاد می‌کند.

همین فیلم آبی یکی از تفاوت‌های اصلی AFFF با فوم‌های پروتئینی مانند FP است.

مکانیزم عملکرد AFFF

وقتی محلول AFFF روی سطح سوخت تخلیه می‌شود، چند اتفاق هم‌زمان رخ می‌دهد:

مرحله اول — تشکیل فوم

کنسانتره AFFF با آب در نسبت مشخص مخلوط می‌شود و سپس توسط نازل یا تجهیزات مناسب با هوا ترکیب شده و فوم تولید می‌شود.

مرحله دوم — حرکت فوم روی سوخت

فوم به‌دلیل ویژگی‌های سطحی خود روی سطح بنزین یا سایر هیدروکربن‌ها حرکت می‌کند.

مرحله سوم — تشکیل فیلم آبی

بخشی از آب موجود در فوم به شکل یک aqueous film روی سطح سوخت پخش می‌شود.

این فیلم می‌تواند بسیار سریع سطح سوخت را پوشش دهد.

مرحله چهارم — جلوگیری از انتشار بخارات

فیلم و blanket فومی، سطح سوخت را از هوا جدا می‌کنند و میزان آزادشدن بخارات قابل اشتعال را کاهش می‌دهند.

مرحله پنجم — خنک‌سازی

آب موجود در فوم گرمای سطح سوخت را جذب می‌کند و به کاهش دمای ناحیه حریق کمک می‌کند.

در نتیجه، AFFF با ترکیبی از:

Separation + Vapor Suppression + Cooling + Film Formation

باعث کنترل و خاموش‌شدن حریق می‌شود.

AFFF بیشتر روی سرعت پخش و تشکیل فیلم تمرکز دارد.

ساختار شیمیایی AFFF

فرمول دقیق AFFF هر شرکت معمولاً اختصاصی است، ولی از نظر عملکردی می‌توان اجزای اصلی را به این گروه‌ها تقسیم کرد:

1. Fluorinated Surfactants

مهم‌ترین بخش عملکردی AFFF.

وظیفه آنها کاهش کشش سطحی و ایجاد شرایط لازم برای تشکیل فیلم آبی روی سوخت است.

2. Hydrocarbon Surfactants

برای:

• تولید فوم
• کنترل اندازه حباب‌ها
• پایداری فوم
• بهبود wetting

استفاده می‌شوند.

3. Foam Stabilizers

برای افزایش پایداری فوم و جلوگیری از تخریب سریع ساختار حباب‌ها.

4. Solvents

برای حل‌کردن و پایدار نگه‌داشتن مواد فعال.

5. Electrolytes / Salts

می‌توانند برای تنظیم رفتار سورفکتانت‌ها و ویژگی‌های محلول استفاده شوند.

6. pH Buffers

برای کنترل pH و پایداری فرمولاسیون.

7. Corrosion Inhibitors

برای کاهش خوردگی تجهیزات و سیستم ذخیره‌سازی.

ترکیب دقیق و درصد هرکدام کاملاً وابسته به فرمولاسیون سازنده است. مطالعات فنی روی AFFF نشان می‌دهند که بخش‌های اصلی شامل سورفکتانت‌های هیدروکربنی، سورفکتانت‌های فلورینه و سایر مواد مانند بازدارنده‌های خوردگی و بافرها هستند.

چرا AFFF روی سوخت فیلم ایجاد می‌کند؟

این قسمت از نظر شیمی فیزیک خیلی جالب است.

AFFF طوری طراحی شده که کشش سطحی محلول فوم نسبت به سوخت بسیار پایین باشد.

در نتیجه محلول آبی می‌تواند روی سطح سوخت پخش شود.

در واقع یک aqueous film بین فوم و سطح سوخت شکل می‌گیرد.

بنابراین:

Surface Tension پایین → Spreading سریع‌تر → Film Formation → کاهش بخارات سوخت

به همین دلیل کلمه Film Forming در نام AFFF قرار گرفته است.

پارامتر مهم: Surface Tension

در کنترل کیفیت AFFF، Surface Tension یکی از پارامترهای بسیار مهم است.

برای نمونه، Fomtec برای یک AFFF 3% S مقدار:

Surface tension ≤ 19.0 mN/m

را اعلام کرده است.

البته این عدد را نباید به‌عنوان Specification عمومی تمام AFFFها در نظر گرفت؛ مقدار دقیق باید بر اساس فرمولاسیون و استاندارد محصول خودتان تعیین شود.

آنالیز فیزیکوشیمیایی AFFF

اگر بخواهی AFFF را در کارخانه QC کنی، این پارامترها مهم هستند:

Appearance

معمولاً:

Clear to yellowish / Pale yellow liquid

البته رنگ به فرمولاسیون بستگی دارد.

مثلاً Fomtec برای چند نوع AFFF رنگ Pale Yellow یا Clear to Yellowish گزارش کرده است.

Specific Gravity

برای نمونه یک AFFF 3% تجاری:

1.015 ± 0.010 g/ml @20°C

گزارش شده است.

pH

در همان محصول:

6.5 – 8.5

گزارش شده است.

Viscosity

در همان نمونه:

≤15 mPa·s @20°C

گزارش شده است.

Freezing Point

در این محصول:

حدود -5°C

گزارش شده است.

اما انواع Low Temperature AFFF نیز وجود دارند؛ بنابراین نقطه انجماد کاملاً وابسته به فرمولاسیون است. برای نمونه AFFF 3% Ultra LT تا حدود -25°C طراحی شده است.