Extincteur

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Contexte

L'extincteur à main est simplement un récipient sous pression d'où est expulsé un matériau (ou un agent) pour éteindre un incendie. L'agent agit sur la chimie du feu en éliminant un ou plusieurs des trois éléments nécessaires au maintien du feu, communément appelé le triangle du feu . Les trois côtés du triangle du feu sont le combustible, la chaleur et l'oxygène. L'agent agit pour éliminer la chaleur en refroidissant le carburant ou pour créer une barrière entre le carburant et l'apport d'oxygène dans l'air environnant. Une fois le triangle de feu brisé, le feu s'éteint. La plupart des agents ont un effet durable sur le carburant pour réduire la possibilité de se rallumer. Généralement, les agents appliqués sont l'eau, la mousse chimique, la poudre sèche, le halon ou le dioxyde de carbone (CO ₂ ). Malheureusement, aucun agent n'est efficace pour combattre tous les types (classes) d'incendies. Le type et l'environnement du matériau combustible déterminent le type d'extincteur à conserver à proximité.

Historique

Les extincteurs, sous une forme ou une autre, n'ont probablement postdaté l'incendie que de peu de temps. L'extincteur plus pratique et unifié maintenant courant a commencé comme un récipient sous pression qui crachait de l'eau, et plus tard, une combinaison d'éléments liquides. Les extincteurs plus anciens comprenaient des bouteilles contenant une solution de bicarbonate de soude (bicarbonate de sodium) et de l'eau. A l'intérieur, un récipient d'acide sulfurique était positionné au sommet du corps. Cette conception devait être renversée pour être activée, de sorte que l'acide se déverse dans la solution de bicarbonate de sodium et réagisse chimiquement pour former suffisamment de dioxyde de carbone pour pressuriser le cylindre du corps et chasser l'eau par un tuyau de refoulement. Ce dispositif volatil a été amélioré en plaçant l'acide dans une bouteille en verre, conçue pour être brisée par un piston placé sur le dessus du corps du cylindre ou par un marteau frappant un engin annulaire sur le côté pour libérer l'acide. Encombrante et parfois inefficace, cette conception nécessitait également des améliorations.

Conception

En plus d'utiliser différents agents, les fabricants d'extincteurs utilisent généralement un certain type de récipient sous pression pour stocker et décharger l'agent extincteur. Les moyens par lesquels chaque agent est déchargé varient. Les extincteurs à eau sont pressurisés avec de l'air à environ 150 livres par pouce carré (psi), soit cinq fois un pneu de voiture pression - d'un compresseur. Une poignée à serrage rapide actionne une valve à ressort vissée dans le cylindre de pression. A l'intérieur, un tuyau ou "tube plongeur" ​​s'étend jusqu'au fond du réservoir de sorte qu'en position verticale, l'ouverture du tube est immergée. L'eau est libérée sous forme de flux constant à travers un tuyau ou une buse, poussée par la pression stockée au-dessus de celle-ci.

Les extincteurs à eau de type « cartouche à gaz » fonctionnent à peu près de la même manière, mais la source de pression est une petite cartouche de gaz carbonique (CO ₂ ) à 2 000 psi, plutôt que de l'air. Pour faire fonctionner une unité de cartouche de gaz, l'extrémité de l'extincteur est frappée contre le sol, ce qui fait qu'une pointe pointue perce la cartouche, libérant le gaz dans le récipient sous pression. Le CO libéré ₂ se dilate plusieurs centaines de fois son volume d'origine, remplissant l'espace gazeux au-dessus de l'eau. Cela met le cylindre sous pression et force l'eau à monter à travers un tuyau plongeur et à sortir par un tuyau ou une buse pour être dirigée vers le feu. Cette conception s'est avérée moins sujette aux fuites (perte de pression dans le temps) que de simplement pressuriser l'ensemble du cylindre.

Dans les extincteurs à mousse, l'agent chimique est généralement maintenu sous pression stockée. Dans les extincteurs à poudre sèche, les produits chimiques peuvent être mis sous pression stockée ou un expulseur à cartouche de gaz peut être utilisé; le type à pression stockée est plus largement utilisé. Dans les extincteurs à dioxyde de carbone, le CO ₂ est retenu sous forme liquide sous 800 à 900 psi et est « auto-expulsant », ce qui signifie qu'aucun autre élément n'est nécessaire pour forcer le CO ₂ hors de l'extincteur. Dans les unités au halon, le produit chimique est également retenu sous forme liquide sous pression, mais un surpresseur de gaz (généralement de l'azote) est généralement ajouté au récipient.

Matières premières

Les extincteurs peuvent être divisés en quatre classes :classe A, classe B, classe C et classe D. Chaque classe correspond au type d'incendie pour lequel l'extincteur est conçu et, par conséquent, au type d'agent extincteur utilisé. Les extincteurs de classe A sont conçus pour lutter contre les feux de bois et de papier; Les unités de classe B combattent les incendies de liquides inflammables confinés ; Les extincteurs de classe C sont conçus pour lutter contre les incendies électriques sous tension ; et les unités de classe D combattent les incendies de métaux brûlants.

L'eau s'est avérée efficace dans les extincteurs utilisés contre les feux de bois ou de papier (classe A). Or, l'eau est un conducteur électrique. Naturellement, pour cette raison, il n'est pas sûr en tant qu'agent de lutter contre les incendies électriques où des circuits sous tension sont présents (classe C). De plus, les extincteurs de classe A ne doivent pas être utilisés en cas d'incendie de liquides inflammables (classe B), en particulier dans les réservoirs ou les navires. L'eau peut provoquer une explosion en raison de liquides inflammables flottant sur l'eau et continuant à brûler. En outre, le jet d'eau puissant peut éclabousser davantage le liquide brûlant sur d'autres combustibles. Un inconvénient des extincteurs à eau est que l'eau gèle souvent à l'intérieur de l'extincteur à des températures plus basses. Pour ces raisons, mousse, poudre chimique, CO ₂ , et des types de halon ont été développés.

La mousse, bien qu'à base d'eau, est efficace contre les incendies impliquant des liquides inflammables contenus (classe B). Un extincteur de deux gallons (7,5 litres) produira environ 16 gallons (60 litres) de mousse épaisse et collante qui refroidit et étouffe le feu. L'agent lui-même est un composé exclusif développé par les différents fabricants et contient une petite quantité de propylène glycol pour empêcher le gel. Il est contenu sous forme de mélange dans un cylindre sous pression similaire au type d'eau. La plupart des avions sont équipés de ce type d'extincteur. La mousse peut également être utilisée sur les feux de classe A.

L'agent en poudre sèche a été développé pour réduire le risque électrique de l'eau et est donc efficace contre les incendies de classe C. (Il peut également être utilisé contre les incendies de classe B.) La poudre est du bicarbonate de sodium finement divisé qui s'écoule extrêmement librement. Cet extincteur, également équipé d'un tube plongeur et contenant un gaz de mise sous pression, peut être soit à cartouche, soit du type à pression stockée comme discuté ci-dessus. De nombreux extincteurs à poudre chimique spécialisés conviennent également aux incendies de métaux, ou de classe D.

Dioxyde de carbone (CO ₂ ) extincteurs, efficaces contre de nombreux feux de liquides inflammables et électriques (Classes B et C), utilisent du CO ₂ à la fois comme agent et comme gaz de mise sous pression. Le dioxyde de carbone liquéfié, à une pression pouvant dépasser 800 psi selon la taille et l'utilisation, est expulsé par une corne évasée. L'activation de la poignée de serrage libère le CO ₂ dans l'air, où il forme immédiatement une « neige » blanche et pelucheuse. La neige, avec le gaz, réduit considérablement la quantité d'oxygène dans une petite zone autour du feu. Cela étouffe le feu, tandis que la neige s'accroche au combustible, le refroidissant en dessous du point de combustion. Le plus grand avantage du CO ₂ extincteur est l'absence de résidus permanents. L'appareil électrique qui était en feu a alors plus de chances de pouvoir être réparé. Contrairement au CO ₂ « la neige », l'eau, la mousse et les produits chimiques secs peuvent endommager des composants qui n'auraient pas été endommagés.

En tant qu'agents extincteurs, les halons sont jusqu'à dix fois plus efficaces pour éteindre les incendies que les autres produits chimiques. La plupart des halons sont non toxiques et extrêmement rapides et efficaces. Chimiquement inertes, ils sont inoffensifs pour les équipements délicats, y compris les circuits informatiques, et ne laissent aucun résidu. L'avantage du halon sur le CO ₂ extincteur est qu'il est généralement plus petit et plus léger. Le halon est un liquide lorsqu'il est sous pression, il utilise donc un tube plongeur avec de l'azote comme gaz de mise sous pression.

Le halon, du moins dans les extincteurs, pourrait bientôt devenir une référence à l'histoire. En 1992, 87 pays dans le monde ont convenu de mettre un terme à la Le récipient sous pression en aluminium est fabriqué par extrusion par impact. Dans ce processus, le bloc d'aluminium est placé dans une matrice et enfoncé à grande vitesse avec un outil de coulée de métal. La force liquéfie l'aluminium et le fait s'écouler dans la cavité autour de l'outil, formant ainsi le cylindre à extrémité ouverte.
Ce cylindre est ensuite terminé par des processus de rétrécissement et de filage, qui forment l'extrémité ouverte du cylindre. fabrication d'extincteurs au halon d'ici le 1er janvier 1994. Cela éliminera une menace potentielle pour la couche d'ozone protectrice de la terre, avec laquelle les molécules de halon, très résistantes à la décomposition, interagissent et détruisent.

La plupart des autres éléments d'un extincteur sont en métal. Le récipient sous pression est généralement constitué d'un alliage d'aluminium, tandis que la vanne peut être en acier ou en plastique. D'autres composants, tels que la poignée d'actionnement, les goupilles de sécurité et le support de montage, sont généralement en acier.

Le processus de fabrication

La fabrication de l'extincteur à réservoir ou à cylindre nécessite plusieurs opérations de fabrication pour former le récipient sous pression, charger l'agent chimique, usiner la vanne et ajouter le matériel, le tuyau ou la buse.

Création de la cuve sous pression

• 1 Les récipients sous pression sont constitués de blocs en forme de rondelle (disque) en alliage d'aluminium spécial. Le palet est d'abord extrudé par impact sur une grande presse sous une forte pression. Dans l'extrusion par impact, le bloc d'aluminium est mis dans une matrice et enfoncé à très grande vitesse avec un outil métallique. Cette énorme énergie liquéfie l'aluminium et le fait s'écouler dans une cavité autour de l'outil. L'aluminium prend ainsi la forme d'un cylindre à extrémité ouverte avec beaucoup plus de volume que la rondelle d'origine.

Encolure et filage

• 2 Le processus de rétrécissement met un dôme sur l'extrémité ouverte du cylindre en resserrant Dans un extincteur à cartouche de gaz typique, une pointe perce la cartouche de gaz. Le gaz libéré se dilate rapidement pour remplir l'espace au-dessus de l'eau et pressuriser le récipient. L'eau peut alors être pompée hors de l'extincteur avec la force nécessaire. l'extrémité ouverte avec une autre opération appelée filature . Le filage roule doucement le métal ensemble, augmentant l'épaisseur de la paroi et réduisant le diamètre. Après le filage, les fils sont ajoutés.
• 3 Le navire est soumis à un essai hydrostatique, nettoyé et revêtu d'une peinture en poudre. Le navire est ensuite cuit dans un four où la peinture est durcie.

Ajout de l'agent extincteur

• 4 Ensuite, l'agent extincteur est ajouté. Si la cuve est du type "à pression stockée", la cuve est alors pressurisée en conséquence. Si une cartouche de gaz est nécessaire pour aider à expulser l'agent extincteur, elle est également insérée à ce moment.
• 5 Après l'ajout de l'élément extincteur, le récipient est scellé et la vanne est ajoutée. La vanne est constituée d'un corps usiné en barre métallique sur tour, ou d'une pièce moulée par injection plastique sur les versions économiques. Il doit être étanche et il doit avoir des dispositions pour le filetage dans le cylindre.

Assemblage final

• 6 L'opération finale de fabrication est l'assemblage de la poignée d'actionnement, des goupilles de sécurité et du support de montage. Ces pièces sont généralement formées à froid—formées à basse température—des formes en acier ou en tôle, achetées par le fabricant auprès d'un fournisseur extérieur. Des autocollants d'identification sont également placés sur la bouteille pour identifier la classe de feu appropriée ainsi que l'aptitude à la recharge. La plupart des versions économiques sont à usage unique et ne peuvent pas être rechargées.

Contrôle qualité

Tous les extincteurs aux États-Unis relèvent de la compétence de la National Fire Protection Association (NFPA), des Under-writer's Laboratories, de la Garde côtière et d'autres organisations telles que le service d'incendie de New York. Les fabricants doivent enregistrer leur conception et soumettre des échantillons pour évaluation avant de commercialiser un extincteur approuvé.

L'un des points de contrôle les plus cruciaux au cours du processus de fabrication se produit après l'ajout de l'agent extincteur et le scellement du récipient. Il est extrêmement important que la bouteille ne fuie pas le gaz de pressurisation, car cela rendrait l'extincteur inutile. Pour vérifier les fuites, une botte est placée sur le cylindre pour servir d'accumulateur. Un gaz à l'état de trace est libéré à l'intérieur et, en deux minutes, tout taux de fuite inacceptable peut être enregistré par un équipement sophistiqué de détection de pression et de gaz. Tous les extincteurs sont testés contre les fuites.

Le futur

Avec l'élimination progressive des halons, un nouvel agent non nocif remplacera très probablement le produit chimique dangereux au cours des prochaines années. En outre, de nouvelles applications des anciennes conceptions sont observées ; les plus répandus sont les capteurs automatiques de chaleur et d'incendie qui déchargent l'extincteur sans avoir besoin d'un opérateur.