Массовая доля влаги является важным показателем качества огнетушащих порошков, от которого зависят такие их свойства, как слеживаемость, текучесть, влагопоглощение и, в конечном счете, огнетушащая способность. В силу этого, данный показатель обязательно присутствует в нормативно-технической документации на все виды огнетушащих порошков. Действующие НПБ 170-98 «Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования. Методы испытаний» регламентируют массовую долю влаги не более 0,35 % и предусматривают проведение определения содержания влаги в порошке путем его нагревания. Суть процесса измерения массовой доли влаги состоит в высушивании пробы порошка при температуре (55±5) оС. Высушивание производится в предположении, что при таком измерении достигается постоянство массы (согласно указаниям методики – примерно за 4 часа сушки) и при этом из порошка удаляется только сорбированная вода.
Выпускаемые в настоящее время ЗАО «ЭКОХИММАШ» огнетушащие порошки в качестве основных компонентов содержат бикарбонат натрия («Вексон-ВС»), фосфат аммония («Вексон-АВС») или хлорид натрия («Вексон-Д»). Если в отношении хлорида натрия нет каких-либо сомнений в его устойчивости при указанной температуре, то бикарбонат натрия начинает разлагаться уже при температуре 36-50 оС, по реакции:
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O (1)
Аммофос, используемый в настоящее время в качестве основного компонента универсальных (многоцелевых) огнетушащих порошков, представляет собой смесь моноаммонийфосфата (NH4H2PO4) и диаммонийфосфата (NH4)2HPO4, последний также легко разлагается с выделением аммиака при повышенных температурах по реакции:
(NH4)2HPO4 = NH4H2PO4 + NH3 (2)
Наличие и существенное влияние этих реакций подтверждается данными о давлении паров (CO2 + H2O) над разлагающимся бикарбонатом натрия и паров (NH3) над диаммонийфосфатом.
Были проведены экспериментальные исследования фактических изменений массы, наблюдаемых в процессе высушивания их при (55±5) ºС. Из полученных результатов следует, что выдерживание при температуре 55 оС огнетушащих порошков, содержащих бикарбонат натрия и фосфаты аммония, не позволяет высушить эти продукты до состояния постоянной массы. В отличие от термической сушки, при высушивании над концентрированной серной кислотой разложения огнетушащих порошков не происходит, а, напротив, достигается постоянство массы – после 30 часов обезвоживания кривая в обоих образцах переходит в соответствующую горизонтальную прямую.
С целью изучения фактического механизма изменения потери массы при термическом высушивании терморазлагающихся порошков были проведены также термогравиметрические исследования бикарбоната натрия (как продукта, входящего в состав порошка). Полученная на дериватограмме зависимость изменения массы образца от температуры нагрева (кривая ТГ) подтверждает, что при нагреве бикарбонат натрия медленно, но постоянно разлагается, а, начиная с температуры 84 оС, скорость разложения бикарбоната натрия резко возрастает.
Выводы
В ходе проведенных в настоящей работе исследований установлено, что входящий в состав огнетушащих порошков бикарбонат натрия является термонестабильным веществом – он неустойчив уже при невысоких температурах, диаммонийфосфату также свойственна потеря массы при нагревании. Наблюдаемое при сушке таких порошков (содержащих термонестабильные компоненты) изменение массы является суммой двух процессов, неразделимо накладывающихся друг на друга, – удаление влаги из порошка и происходящее одновременно с ним разложение его термически нестойких компонентов.
В связи с этим в нормативно-технической документации на огнетушащие порошки необходимо использовать методики определения влаги, исключающие тепловое воздействие на порошок. По нашему мнению, такой могла бы быть методика, предусматривающая удаление влаги путем высушивания над серной кислотой. В связи с тем, что эта методика длительна и в, силу этого, не всегда приемлема в производственных условиях, необходимо предусмотреть дополнительно также использование экспресс-методики выполнения измерений, которая была бы утверждена в установленном порядке и обеспечивала установленные нормативной документацией характеристики погрешности измерений (это могла бы быть методика определения массовой доли влаги с использованием влагомера, например, фирмы «Сарториус»). При этом в случае расхождений в оценке показателей качества и возникновении претензий к качеству продукта у потребителя измерения (арбитражный анализ) следует проводить только по первой методике.

http://www.pb01.ru