Россия
Представлено научное обоснование технологий модифицирования огнетушащих веществ и защитных составов для объектов нефтегазового комплекса при использовании углеродных наноструктур в качестве модификаторов. Экспериментальными и расчетными методами установлено, что введение модификаторов в водосодержащие огнетушащие составы в концентрации 0,75 об. % позволяет снизить время тушения модельного очага пожара класса «B», уменьшить массовую скорость выгорания на 75 % и критическую интенсивность подачи огнетушаших веществ на 78 % по сравнению с немодифицированными составами. Полученный результат вызван интенсификацией теплоотвода из зоны горения и сорбцией кислорода углеродными наночастицами. При модифицировании огнезащитных вспучивающихся составов формируется армирующий каркас углеродных наноструктур, способствующий образованию мелкоячеистого пенококса с пониженной теплопроводностью, обеспечивающий пролонгацию теплозащитного действия огнезащитного покрытия на 45–61 %. Технико-экономическое обоснование подтверждает рентабельность технологии модифицирования при стоимости модификатора не выше 200 руб./г и концентрации углеродных наноструктур 0,2–0,5 об.%. Комплексный научный подход, объединяющий экспериментальные и расчетные методы исследования, закладывает научную основу для проектирования экономически целесообразных огнетушащих и огнезащитных составов повышенной эффективности для объектов нефтегазового комплекса.
углеродные наноструктуры, пожаротушение, огнезащитная эффективность эффективность, пенококс, технико-экономическое обоснование, наномодифицирование, астралены
1. Лукьянов Д.Е. Пожарная безопасность в процессе переработки нефтегазовых продуктов: современные вызовы и решения // Вестник науки. 2025. Т. 4. № 4 (85). С. 908–914.
2. Иванов А.В., Дали Ф.А., Шидловский Г.Л. Электрофизический метод улучшения огнетушащих и теплоизоляционных характеристик веществ на основе воды для тепловой защиты резервуаров с нефтепродуктами // Безопасность жизнедеятельности. 2020. № 3. С. 25–29.
3. Нанотехнологии и пожарная безопасность / С.Н. Копылов [и др.] // Пожарная безопасность. 2011. № 3. С. 71–74.
4. Olenick S.M., Carpenter D.J. An updated international survey of computer models for fire and smoke // Journal of Fire Protection Engineering. 2003. Vol. 13. Iss. 2. P. 87–110. DOI:https://doi.org/10.1177/1042391503013002001.
5. Olawoyin R. Nanotechnology: The future of fire safety // Safety science. 2018. Vol. 110. P. 214–221. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ssci.2018.08.016.
6. Miladinović L. Application of nanotechnology in the development of personal protective equipment for firefighters and rescuers // Annual conference on Challenges of Contemporary Higher Education. Kopaonik, Serbia, 2025. P. 674–683.
7. Nanotechnology safety in the marine industry / H.K. Megbenu [et al.] // Nanotechnology Safety. Elsevier, 2025. Vol. P. 229–249. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijft.2024.100583.
8. Mbamalu E.E., Chioma U.E., Epere A. Applications of fire retardant polymer composites for improved safety in the industry: a review // Proceedings of the Indian National Science Academy. 2025. Vol. 91. No. 2. P. 415–433. DOI:https://doi.org/10.1016/B978-0-443-15904-6.00018-6.
9. Исследование эксплуатационных характеристик огнезащитных покрытий на основе эпоксидных смол, модифицированных астраленами / А.В. Иванов [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. 2020. Т. 29. № 1. С. 55–68. DOI:https://doi.org/10.18322/PVB.2020.29.01.55-68.
10. Investigation of extinguishment process of liquid hydrocarbon flames by aqueous suspensions of astralenes / A.N. Ponomarev [et al.] // Fire Technology. 2021. Т. 57. No. 4. P. 2061–2075. DOI:https://doi.org/10.1007/s10694-021-01094-1.
11. Иванов А.В. Тушение модельных очагов класса «В» наномодифицированными огнетушащими составами: закономерности и эффекты // Техносферная безопасность. 2022. № 4 (37). С. 34–44.
12. Nanotechnology in fire protection – application and requirements / A. Rabajczyk [et al.] // Materials. 2021. Vol. 14. No. 24. P. 7849. DOI:https://doi.org/10.3390/ma14247849.
13. Integration of industry 4.0 technologies in fire and safety management / P. Negi [et al.] // Fire. 2024. Vol. 7. No. 10. P. 335. DOI:https://doi.org/10.3390/fire7100335.
14. Апробация образцов тканей, модифицированных углеродными наноструктурами, в составе боевой одежды пожарного в рамках опытно-исследовательских учений «Безопасная Арктика-2023» / О.А. Москалюк [и др.] // Пожарная безопасность: современные вызовы. Проблемы и пути решения. 2023. С. 163–168.
15. Ковальчук М. В., Нарайкин О. С., Яцишина Е. Б. Конвергенция наук и технологий – новый этап научно-технического развития // Вопросы философии. 2013. № 3. С. 3–11.
16. Киселева В.С., Иванов А.В. Апробация огнетушащего состава в условиях низких температур с использованием пожарной техники // Актуальные проблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. 2024. С. 107–110.
17. Горение гептана в модельном резервуаре / Д.А. Корольченко [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. 2015. Т. 24. №. 2. С. 67–70.
18. Горшков В.И. Тушение пламени горючих жидкостей: монография. М.: Пожнаука, 2007. 267 с.
19. Думилин А.И. Параметры тушения пламени горючих жидкостей распыленной водой // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 4. С. 85–90.
20. Адсорбция кислорода фуллеренами и углеродными наноструктурами / В.П. Белоусов [и др.] // Журнал физической химии. 2007. Т. 81. № 10. С. 1847–1855.
21. Еремина Т.Ю. Моделирование и оценка огнезащитной эффективности вспучивающихся огнезащитных составов // Пожаровзрывобезопасность. 2003. Т. 12. № 5. С. 22–29.
22. Фисенко Ю.В. Инвестирование инновационной деятельности в сфере нанотехнологий // Интеллектуальная собственность. Промышленная собственность. 2011. № 5. С. 62–70.
23. Juas B., Mattsson B. Economics of fire technology // Fire Technology. 1994. Vol. 30. No. 4. P. 468–477. DOI:https://doi.org/10.1007/BF01039945.
24. Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие. М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. 210 с.
25. Андросов А.С., Бегишев И.Р., Салеев Е.П. Теория горения и взрыва: учеб. М.: Академия ГПС МЧС России, 2015. 248 с.
26. Al-Mayman S.I., Al-Abbadi N.M., Atieh M.A. Thermal oxidation kinetic of carbon nanotubes (CNTs) // Arabian Journal for Science and Engineering. 2014. Т. 39. № 2. С. 621–630. DOI:https://doi.org/10.1007/s13369-013-0689-8.
27. Термодинамическое подобие многослойных конических нанотрубок и графита / Г.Я. Кабо [и др.] // Свиридовские чтения. 2015. С. 60–67.
