Bọt chữa cháy là chất chữa cháy được sử dụng phổ biến để kiểm soát các đám cháy chất lỏng dễ cháy như xăng, dầu và một số dung môi hóa chất. Nhờ khả năng tạo lớp phủ trên bề mặt nhiên liệu, bọt Foam giúp ngăn hơi cháy thoát ra, hạn chế tiếp xúc với không khí và giảm nguy cơ đám cháy bùng phát trở lại.
Tuy nhiên, không phải loại bọt nào cũng phù hợp với mọi đám cháy. Việc lựa chọn cần căn cứ vào đặc tính nhiên liệu, thành phần chất tạo bọt và phương pháp phun. PCCC Ngày Đêm sẽ giải thích bọt chữa cháy là gì, nguyên lý hoạt động, các loại bọt phổ biến và ứng dụng trong công tác PCCC.
Định nghĩa bọt chữa cháy là gì? Thành phần
Bọt chữa cháy là tập hợp các bong bóng chứa khí, được tạo thành từ dung dịch nước pha với chất tạo bọt chữa cháy theo tỷ lệ thích hợp. Khi được phun lên bề mặt vật liệu cháy, bọt hình thành lớp phủ giúp hạn chế hơi nhiên liệu thoát ra và hỗ trợ kiểm soát đám cháy.
Theo TCVN 7278-1:2024, cần phân biệt ba khái niệm: chất tạo bọt cô đặc, dung dịch tạo bọt và bọt chữa cháy. Đây là ba trạng thái khác nhau trong quá trình tạo ra chất chữa cháy dạng bọt.
Về thành phần, bọt chữa cháy Foam được tạo thành từ:
- Nước: Thành phần chính trong dung dịch tạo bọt, có khả năng hấp thụ nhiệt và hỗ trợ làm mát vùng cháy.
- Chất tạo bọt cô đặc: Chứa các chất hoạt động bề mặt và phụ gia giúp tạo, duy trì cấu trúc bọt. Thành phần cụ thể phụ thuộc từng chủng loại.
- Không khí hoặc khí thích hợp: Được đưa vào dung dịch trong quá trình tạo bọt, hình thành các bong bóng có khả năng bao phủ bề mặt nhiên liệu.
Trong hệ thống chữa cháy, chất tạo bọt cô đặc thường được pha với nước ở nồng độ danh định như 1%, 3% hoặc 6%. Tỷ lệ thực tế phải tuân theo thông số của sản phẩm và thiết bị định lượng.
Chẳng hạn, với dung dịch tạo bọt có nồng độ 3%, về nguyên tắc cần 3 phần chất tạo bọt cô đặc và 97 phần nước tính theo thể tích. Sau đó, dung dịch được đưa qua thiết bị tạo bọt để kết hợp với không khí.
Hiệu quả của bọt không chỉ phụ thuộc vào nồng độ pha trộn mà còn liên quan đến độ nở, độ ổn định, khả năng tiết nước và mức độ tương thích với nhiên liệu.
Tác dụng của bọt chữa cháy là gì trong công tác PCCC
Bọt Foam chữa cháy chủ yếu tác động lên quá trình duy trì sự cháy bằng cách tạo lớp phủ, hạn chế hơi nhiên liệu và hỗ trợ làm mát. Những cơ chế này phối hợp nhằm khống chế ngọn lửa và giảm nguy cơ cháy trở lại.
Cách ly, tạo lớp phủ trên bề mặt chất cháy
Đối với đám cháy chất lỏng, hơi nhiên liệu thoát ra từ bề mặt mới là thành phần trực tiếp tham gia phản ứng cháy. Vì vậy, việc hạn chế hơi nhiên liệu phát tán có ý nghĩa quan trọng trong quá trình dập lửa.
Khi bọt được phun đúng kỹ thuật, các bong bóng liên kết tạo thành lớp phủ trên bề mặt chất lỏng. Lớp bọt hoạt động như một hàng rào, hạn chế hơi nhiên liệu thoát ra và giảm khả năng tiếp xúc với oxy trong không khí.
Đối với bọt AFFF, một số công thức còn có khả năng hình thành màng nước trên bề mặt nhiên liệu hydrocarbon phù hợp. Màng nước kết hợp với lớp bọt giúp tăng hiệu quả bao phủ và kiểm soát hơi cháy.
Tuy nhiên, lớp bọt chỉ phát huy tác dụng khi duy trì được độ ổn định. Nếu lớp phủ bị phá vỡ do tác động cơ học, nhiệt hoặc điều kiện nhiên liệu, hơi cháy có thể tiếp tục thoát ra.
Làm lạnh, làm mát vùng cháy tức thì
Ngoài khả năng cách ly, thành phần nước trong bọt giúp hấp thụ nhiệt từ nhiên liệu và các bề mặt đang nóng. Quá trình này góp phần giảm nhiệt độ tại khu vực được phun và hỗ trợ hạn chế sự phát triển của đám cháy.
Khi bọt tiếp xúc với bề mặt nóng, một phần nước có thể thoát ra khỏi các bong bóng và tham gia quá trình làm mát. Mức độ làm mát phụ thuộc vào lượng nước, đặc tính của bọt và nhiệt lượng tại hiện trường.
Đối với đám cháy xăng dầu, cơ chế quan trọng nhất vẫn là kiểm soát hơi nhiên liệu bằng lớp phủ bọt. Tác dụng làm mát đóng vai trò hỗ trợ và không đồng nghĩa bọt có thể khiến mọi loại chất lỏng cháy giảm nhiệt ngay lập tức.
Hiệu quả chữa cháy còn phụ thuộc vào cường độ phun và lượng bọt được duy trì trên bề mặt. Nếu lớp bọt bị phá hủy liên tục, khả năng hấp thụ nhiệt và ngăn cháy sẽ suy giảm.
Tác dụng làm loãng của bọt chữa cháy
Bên cạnh khả năng cách ly và làm mát, bọt chữa cháy còn có thể tạo ra tác dụng làm loãng đối với một số chất lỏng dễ cháy hòa tan trong nước. Cơ chế này xuất hiện khi nước từ bọt tiếp xúc và hòa trộn với nhiên liệu, làm giảm nồng độ chất cháy tại khu vực tiếp xúc.
Trong điều kiện phù hợp, sự pha loãng có thể làm giảm khả năng tạo hơi dễ cháy của hỗn hợp, từ đó hỗ trợ quá trình khống chế ngọn lửa. Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc vào tính chất nhiên liệu, lượng nước tham gia và mức độ pha trộn thực tế.
Phân loại các loại bọt chữa cháy phổ biến hiện nay
Bọt chữa cháy được phân loại dựa trên thành phần, cơ chế dập cháy và khả năng sử dụng với từng loại nhiên liệu. Trong đó, AFFF, AR-AFFF và F3 là ba loại bọt phổ biến trong các hệ thống chữa cháy bằng Foam.
Bọt chữa cháy AFFF
AFFF (Aqueous Film Forming Foam) là bọt chữa cháy tạo màng nước, chuyên dùng để xử lý các đám cháy chất lỏng hydrocarbon như xăng, dầu và nhiên liệu không hòa tan trong nước.
Khi phun, AFFF tạo lớp bọt kết hợp với màng nước trên bề mặt nhiên liệu, giúp hạn chế hơi cháy thoát ra và ngăn tiếp xúc với oxy. Nhờ khả năng lan phủ nhanh, loại bọt này thường được ứng dụng tại kho xăng dầu, khu lưu trữ nhiên liệu và cơ sở công nghiệp.
Tuy nhiên, AFFF thông thường không phù hợp với nhiều loại cồn, dung môi phân cực. Ngoài ra, thành phần chứa fluor trong AFFF truyền thống có thể gây tác động lâu dài đến môi trường do liên quan đến nhóm hóa chất PFAS.
Bọt chữa cháy AR-AFFF
AR-AFFF (Alcohol Resistant Aqueous Film Forming Foam) là bọt chữa cháy tạo màng nước có khả năng kháng cồn, phù hợp với một số đám cháy chất lỏng phân cực như ethanol, methanol và dung môi hòa tan trong nước.
Điểm khác biệt của AR-AFFF là khả năng hình thành lớp bảo vệ giữa bọt và nhiên liệu, hạn chế chất lỏng phân cực phá hủy cấu trúc bọt. Loại bọt này cũng có thể sử dụng với nhiên liệu hydrocarbon phù hợp.
AR-AFFF thường được ứng dụng tại nhà máy hóa chất, kho dung môi và cơ sở sử dụng cồn công nghiệp. Tuy nhiên, cần lựa chọn đúng sản phẩm, nồng độ pha trộn và phương pháp phun theo đặc tính nhiên liệu.
Bọt chữa cháy không chứa fluor (F3)
F3 (Fluorine-Free Foam) là bọt chữa cháy không chủ ý bổ sung hợp chất chứa fluor trong công thức. Loại bọt này được phát triển nhằm giảm những tác động môi trường liên quan đến PFAS trong bọt chữa cháy truyền thống.
F3 hoạt động chủ yếu bằng cách tạo lớp bọt ổn định, bao phủ nhiên liệu, hạn chế hơi cháy và hỗ trợ làm mát. Tùy công thức, F3 có thể được sử dụng cho đám cháy hydrocarbon hoặc một số chất lỏng phân cực.
Khi sử dụng F3, cần kiểm tra khả năng tương thích với hệ thống pha trộn và thiết bị phun. Đặc biệt, không nên thay thế trực tiếp AFFF bằng F3 khi chưa đánh giá hiệu quả chữa cháy và các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống.
Từ góc độ kỹ thuật, không có một loại bọt phù hợp tuyệt đối với mọi điều kiện. Việc lựa chọn phải dựa trên tính chất nhiên liệu, quy mô đám cháy và thông số thiết kế của hệ thống.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống chữa cháy bọt Foam
Hệ thống chữa cháy bọt Foam hoạt động bằng cách phối trộn nước với chất tạo bọt cô đặc theo tỷ lệ thiết kế. Dung dịch sau phối trộn được dẫn đến thiết bị phun, kết hợp với không khí để hình thành bọt và phủ lên bề mặt chất cháy.
Tùy cấu hình hệ thống, quá trình chữa cháy có thể được kích hoạt tự động hoặc bằng tay. Đối với hệ thống cố định có chức năng tự động, quy trình vận hành cơ bản gồm:
- Phát hiện đám cháy: Hệ thống báo cháy hoặc thiết bị phát hiện chuyên dụng truyền tín hiệu đến bộ điều khiển.
- Kích hoạt hệ thống: Bộ điều khiển thực hiện lệnh mở van và khởi động thiết bị cấp nước theo cấu hình thiết kế.
- Pha trộn dung dịch: Nước đi qua cụm định lượng, kết hợp với chất tạo bọt cô đặc theo nồng độ quy định.
- Tạo bọt và phun chữa cháy: Dung dịch được đưa đến thiết bị phun, tạo thành lớp bọt bao phủ khu vực cháy.
- Duy trì lớp bọt: Hệ thống tiếp tục cung cấp dung dịch theo cường độ và thời gian thiết kế, giúp dập cháy và hạn chế cháy lại.
Hiệu quả hoạt động phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là khả năng định lượng chính xác, áp lực cấp nước và đặc tính đầu phun. Nếu tỷ lệ pha trộn không đạt yêu cầu, chất lượng bọt và khả năng kiểm soát hơi nhiên liệu có thể suy giảm.
Đối với các hệ thống chữa cháy chất lỏng, phương pháp phun cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả. Tia phun quá mạnh có thể khuấy động nhiên liệu, phá vỡ lớp bọt hoặc làm chất lỏng cháy bắn ra ngoài.
Vì vậy, quá trình thiết kế hệ thống chữa cháy bọt foam phải bảo đảm sự tương thích giữa chất tạo bọt, thiết bị định lượng, mạng đường ống và thiết bị phun. Các thông số cần được xác định theo loại nhiên liệu, diện tích bảo vệ và yêu cầu kỹ thuật tương ứng.
Bọt chữa cháy Foam được dùng để xử lý đám cháy nào?
Bọt chữa cháy Foam được sử dụng chủ yếu đối với đám cháy loại B, đặc biệt là các đám cháy chất lỏng dễ cháy. Tùy loại chất tạo bọt và chứng nhận sản phẩm, bọt cũng có thể được sử dụng với một số đám cháy vật liệu rắn loại A.
Đối với đám cháy chất lỏng, phạm vi ứng dụng cần phân biệt theo tính chất hòa tan với nước.
| Nhóm đám cháy | Ví dụ | Loại bọt có thể sử dụng |
| Chất lỏng hydrocacbon không hòa tan với nước | Xăng, dầu diesel, dầu hỏa | AFFF, AR-AFFF hoặc F3 phù hợp |
| Chất lỏng phân cực hòa tan với nước | Ethanol, methanol, một số dung môi | AR-AFFF hoặc F3 kháng cồn được thử nghiệm phù hợp |
| Vật liệu rắn thông thường | Gỗ, giấy, một số vật liệu hữu cơ | Bọt được thiết kế và chứng nhận cho đám cháy loại A |
Đối với xăng dầu, lớp bọt có khả năng bao phủ mặt chất lỏng và hạn chế hơi nhiên liệu thoát ra. Đây là lý do Foam thường được xem xét cho các khu vực lưu trữ, sử dụng hoặc vận chuyển nhiên liệu lỏng.
Riêng đám cháy cồn và dung môi phân cực, cần sử dụng bọt có khả năng kháng cồn phù hợp. Các loại bọt thông thường có thể bị phá hủy khi tiếp xúc với nhiên liệu hòa tan trong nước.
TCVN 7278-1:2024 đưa ra yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt độ nở thấp sử dụng trên chất lỏng không hòa tan với nước. Trong khi đó, TCVN 7278-3:2025 quy định nhóm chất tạo bọt tương ứng cho chất lỏng hòa tan với nước.
Bọt Foam thông thường không được sử dụng tùy tiện trong các trường hợp sau:
- Thiết bị đang mang điện nếu chất chữa cháy và phương pháp sử dụng không được xác nhận an toàn.
- Kim loại cháy hoặc những hóa chất phản ứng mạnh với nước.
- Dầu mỡ nấu ăn ở nhiệt độ cao nếu không có chất chữa cháy chuyên dụng phù hợp.
- Các chất lỏng có khả năng phá hủy lớp bọt hoặc phản ứng nguy hiểm với thành phần nước.
Ngoài ra, chữa cháy bằng bọt không chỉ nhằm dập tắt ngọn lửa. Trong các tình huống tràn đổ nhiên liệu chưa bắt cháy, những loại bọt phù hợp còn có thể được sử dụng để hạn chế hơi dễ cháy phát tán theo phương án ứng phó đã được xây dựng.
Vì vậy, lựa chọn bọt chữa cháy cần dựa trên thông tin về nhiên liệu, hiệu quả thử nghiệm và hướng dẫn kỹ thuật. Không nên chỉ căn cứ vào tên AFFF, AR-AFFF hoặc F3 để đánh giá khả năng chữa cháy.
Dịch vụ thiết kế hệ thống chữa cháy Foam tại PCCC Ngày Đêm
Hệ thống chữa cháy Foam thường được ứng dụng tại những khu vực có nguy cơ cháy chất lỏng như kho nhiên liệu, nhà xưởng hóa chất và cơ sở sản xuất công nghiệp. Để bảo đảm hiệu quả, phương án thiết kế cần xác định đúng nhiên liệu, diện tích bảo vệ, cường độ phun và thời gian chữa cháy.
PCCC Ngày Đêm cung cấp dịch vụ tư vấn, thiết kế, thi công và bảo trì hệ thống phòng cháy chữa cháy, bao gồm các giải pháp chữa cháy bằng bọt Foam theo yêu cầu công trình.
Quá trình triển khai tập trung vào khảo sát nguy cơ cháy, xác định phương án cấp nước, lựa chọn giải pháp phối trộn và bố trí thiết bị phun phù hợp. Những thành phần quan trọng như nguồn nước, trạm bơm, bồn chứa chất tạo bọt và thiết bị định lượng cần được tính toán đồng bộ.
Đặc biệt, việc thiết kế phải xem xét khả năng tương thích giữa chất tạo bọt với thiết bị và loại nhiên liệu. Đây là yếu tố quan trọng khi lựa chọn hệ thống mới hoặc cải tạo hệ thống Foam hiện hữu.
Nếu cần thiết kế, thi công hoặc cải tạo hệ thống chữa cháy Foam, liên hệ PCCC Ngày Đêm qua hotline 0919 297 776 để được khảo sát và tư vấn giải pháp phù hợp với công trình.
Như vậy, với bài viết trên đây chắc hẳn quý bạn đọc đã giải đáp được “bọt chữa cháy là gì” rồi đúng không? Bọt chữa cháy là chất chữa cháy được tạo thành từ nước, chất tạo bọt và khí, có khả năng hình thành lớp phủ trên bề mặt nhiên liệu. Các tác dụng quan trọng của bọt Foam gồm ngăn hơi cháy, hỗ trợ làm mát và trong một số điều kiện, làm loãng chất cháy hòa tan với nước.
Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc vào đặc tính nhiên liệu, loại bọt và phương pháp sử dụng. Với các công trình có nguy cơ cháy chất lỏng, việc lựa chọn đúng chất tạo bọt và thiết kế hệ thống phù hợp sẽ giúp nâng cao khả năng bảo vệ an toàn PCCC.
