3M TM Novec TM 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 (LT) = 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 SHRE, czyli merykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji, opisywany jest jako FK-5-1-12 i pod taką nazwą występuje w standardach NFP 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. 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 Novec TM 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 CF 3 CF 2 C(0)CF(CF 3 ) 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 c 3 /mol gęstość krytyczna 639,1 kg/m 3 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 m 3 /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 cm 2 /s prężność pary 0,404 bar względna wytrzymałość dielektryczna (1 atm) (N 2 = 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 NFP 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 CO 2 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 nna[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. 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 CO 2. 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 Novec 1230 Halon 1211 Halon 1301 HFC-125 HFC-227ea potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP) 1 0,0 4,0 12,0 0,0 0,0 potencjał tworzenia efektu cieplarnianego IPCC 2 1 1890 7140 3500 3220 czas życia w atmosferze [lata] 0,014 16 65 29 34,2 1 Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) 1998. 2 Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) 2007. 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 Reakcje Novec 1230 narażenie inhalacyjne 4 godz. praktycznie nietoksyczny (LC 50 > 100 ppm) reakcja alergiczna układu sercowo-naczyniowego brak działania (NOEL 1 = 100 ppm) ostra toksyczność przy działaniu na skórę niska toksyczność (LD 50 > 2000 mg/kg) test mesa (mutagenność) negatywny podrażnienie pierwotne skóry brak podrażnienie pierwotne oczu minimalne ostra toksyczność przy przyjęciu drogą pokarmową niska toksyczność (LD 50 > 2000 mg/kg) działanie uczulające na skórę brak narażenie inhalacyjne 28 dni NOEL w tym badaniu: 4000 ppm zmiany na poziomie chromosomalnym brak 1 NOEL (no observable adverse effect level) najwyższa dawka lub stężenie substancji, dla których nie obserwuje się żadnego działania niepożądanego
Wartość NOEL 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 Temperatura ekspozycji Zmiana stopnia twardości w Shore a Zmiana wagi [%] Zmiana objętości [%] neopren 25 C 1,8 0,6 1,2 100 C 2,2 +2,3 +0,8 guma butylowa 25 C 2,7 +0,2 +0,1 100 C 4,0 +4,3 +4,2 fluoroelastomer 25 C 6,2 +0,7 +0,6 100 C 12,6 +9,5 +10,6 kauczuk etylenowo-propylenowy (EPDM) 25 C 4,7 +0,6 +0,3 100 C 5,7 +3,3 +2,4 silikon 25 C bz. +3,1 +2,8 100 C 5,4 +6,0 +5,1 kauczuk nitrylowy 25 C 0,7 0,3 0,5 100 C +2,5 +4,6 +0,7 Interakcja środka Novec 1230 z różnymi metalami Metale stop aluminium 6252 T6511 stop mosiądzu UNS C36000 stal nierdzewna ISI typ 304L stal nierdzewna ISI typ 316L miedź UNS C12200 stal węglowa STM 516 klasa 70 Efekt : 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 NFP 2001 Standard on Clean gent 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 merykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji SHRE. 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 G Siemens Sp. z o.o. Infrastructure & Cities Building Technologies MINIMX Minimax Polska Sp. z o.o. oraz dystrybutorzy osprzętu firm TYCO SEVO Systems Źródła [1] Taniguchi N., Wallington T.J., Hurley M.D., Guschin.G., Molina L.T., Molina M.J., Journal of Physical Chemistry, 107 (15), 2674-2679, 2003. [2] D nna 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 ssessment Report of the Intergovernmental Panel on Climat Change [Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., veryt K.B., Tignor M., Miller H.L. (red.)], Cambridge University Press, Cambridge, Wlk. Brytania i Nowy Jork, US, 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 erosol 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 l. Katowicka 117 Kajetany, 05-830 Nadarzyn tel. (22) 739 60 00 fax: (22) 739 60 01 e-mail: elektronika@mmm.com www.3m.pl/novec1230