Bạn cần biết những điều gì trước khi lựa chọn và sử dụng vòi chữa cháy?

Vòi chữa cháy là gì và tại sao cấu tạo của nó lại quan trọng

Vòi cứu hỏa là một ống linh hoạt áp suất cao được thiết kế để mang nước hoặc các chất chữa cháy khác từ nguồn có áp suất - chẳng hạn như vòi cứu hỏa, máy bơm cứu hỏa hoặc hệ thống ống đứng - đến điểm cần dùng chất chữa cháy để kiểm soát hoặc dập tắt đám cháy. Mặc dù vòi cứu hỏa có thể trông giống như một thiết bị đơn giản, nhưng cấu trúc của nó bao gồm các vật liệu được lựa chọn cẩn thận và dung sai kỹ thuật để xác định liệu nó có chịu được áp lực cơ học và nhiệt cực cao khi chữa cháy đang hoạt động hay không. Một ống mềm bị hỏng dưới áp lực trong quá trình chữa cháy sẽ gây nguy hiểm cho cả lính cứu hỏa và những người mà họ đang cố gắng bảo vệ. Đây là lý do tại sao vòi chữa cháy phải tuân theo các tiêu chuẩn sản xuất nghiêm ngặt, yêu cầu kiểm tra thường xuyên và chứng nhận hiệu suất được xác định rõ ràng ở hầu hết các quốc gia và khu vực pháp lý.

Cấu trúc cơ bản của vòi chữa cháy bao gồm một ống bên trong dẫn nước, một hoặc nhiều lớp gia cố cung cấp khả năng chịu áp lực và tính toàn vẹn của cấu trúc, và lớp áo khoác bên ngoài bảo vệ chống mài mòn, nhiệt và hư hại từ môi trường. Các vật liệu cụ thể được sử dụng trong mỗi lớp, số lượng lớp gia cố và loại khớp nối ở mỗi đầu đều khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng dự kiến ​​— từ hệ thống chữa cháy công nghiệp đến các đường tấn công của sở cứu hỏa thành phố và việc triển khai chữa cháy vùng đất hoang.

Các loại vòi chữa cháy chính và ứng dụng cụ thể của chúng

Vòi chữa cháy không phải là một danh mục sản phẩm đơn lẻ mà là một nhóm các loại ống chuyên dụng, mỗi loại được tối ưu hóa cho một vai trò cụ thể trong hoạt động phòng cháy và chữa cháy. Việc lựa chọn đúng loại là điều cần thiết cho cả hiệu quả hoạt động và tuân thủ an toàn.

Vòi tấn công

Vòi tấn công là loại vòi chữa cháy chính được đội cứu hỏa sử dụng để đưa nước trực tiếp vào đám cháy. Chúng được thiết kế để chịu được áp suất làm việc cao - thường là 175 đến 300 psi (12 đến 20 bar) - trong khi vẫn đủ linh hoạt để lính cứu hỏa cơ động trong không gian hạn chế và xung quanh chướng ngại vật. Các ống tấn công thường có đường kính 38mm (1,5 inch) và 45mm (1,75 inch) để chữa cháy kết cấu bên trong và đường kính 65mm (2,5 inch) cho các hoạt động ngăn chặn luồng chính hoặc bên ngoài. Chúng có lớp vải dệt bên ngoài - thường được làm từ polyester hoặc hỗn hợp polyester-cotton - bên trên lớp lót bên trong bằng cao su hoặc nhựa nhiệt dẻo.

Ống cấp và ống có đường kính lớn (LDH)

Ống cấp, bao gồm cả ống có đường kính lớn (LDH), được sử dụng để di chuyển khối lượng nước lớn trên khoảng cách xa hơn, thường là từ vòi hoặc nguồn nước đến xe cứu hỏa hoặc máy bơm chữa cháy. LDH thường có đường kính 100mm (4 inch) và 125mm (5 inch) và được thiết kế để hoạt động ở áp suất làm việc vừa phải - thường là 100 đến 200 psi (7 đến 14 bar). Bởi vì những ống này mang theo lượng nước lớn thay vì dòng chảy có tốc độ cao nên chúng được tối ưu hóa về khả năng dòng chảy và dễ dàng triển khai từ lòng ống thay vì khả năng chịu áp suất cao cần có của các đường tấn công.

Ống lâm nghiệp và vùng đất hoang dã

Vòi chữa cháy vùng đất hoang có trọng lượng nhẹ, nhỏ gọn và được thiết kế để đội cứu hỏa mang theo trên địa hình gồ ghề. Chúng có đường kính nhỏ hơn — thường là 19mm (0,75 inch) và 25 mm (1 inch) — và được cấu tạo bằng lớp vỏ tổng hợp nhẹ bên ngoài lớp lót nhựa nhiệt dẻo chống mài mòn từ đất đá và mảnh vụn rừng. Do các ống dẫn ở vùng đất hoang thường xuyên bị kéo lê trên địa hình không bằng phẳng và tiếp xúc với nhiệt từ thảm thực vật đang cháy nên lớp vỏ ngoài của chúng phải có khả năng chống mài mòn đặc biệt trong khi vẫn đủ linh hoạt để cuộn và đóng gói nhanh chóng.

Ống tăng áp

Ống tăng áp là ống cao su cứng, không thể thu gọn, thường được lưu trữ trên một cuộn trên thiết bị chữa cháy. Chúng được sử dụng cho các đám cháy nhỏ, hoạt động dọn dẹp và các tình huống tấn công ban đầu khi cần cung cấp nước nhanh chóng, nhẹ nhàng mà không cần thời gian bố trí một ống tấn công phẳng. Ống tăng áp được đánh giá là có áp suất làm việc cao và cực kỳ bền, nhưng đường kính tương đối nhỏ — thường là 19mm đến 32mm — hạn chế khả năng dòng chảy của chúng so với các ống tấn công lớn hơn.

Ống hút

Ống hút hay còn gọi là ống hút cứng là loại ống cứng hoặc bán cứng dùng để hút nước từ các nguồn tĩnh như ao, sông, bể bơi vào máy bơm chữa cháy. Khác với ống áp lực, ống hút phải chịu được áp suất âm (chân không) do máy bơm tạo ra mà không bị xẹp. Chúng được chế tạo bằng dây gia cố xoắn ốc cứng được gắn vào tường cao su để duy trì mặt cắt tròn trong điều kiện chân không. Đường kính ống hút tiêu chuẩn cho thiết bị chữa cháy nằm trong khoảng từ 75mm đến 125mm (3 đến 5 inch).

Xếp hạng áp suất vòi chữa cháy và hiệu suất dòng chảy

Xếp hạng áp suất là một trong những thông số kỹ thuật quan trọng nhất đối với bất kỳ vòi chữa cháy nào. Hai giá trị áp suất rất quan trọng: áp suất kiểm tra dịch vụ, là áp suất mà ống phải được kiểm tra định kỳ mà không bị rò rỉ hoặc có dấu hiệu hư hỏng, và áp suất làm việc định mức, là áp suất tối đa mà ống được thiết kế để duy trì trong quá trình hoạt động bình thường. Áp suất nổ - thường gấp ba đến năm lần áp suất làm việc - đại diện cho điểm mà tại đó ống mềm sẽ bị hỏng nghiêm trọng và giới hạn an toàn thích hợp giữa áp suất làm việc và áp suất nổ là yêu cầu an toàn và thiết kế cơ bản.

Hiệu suất tốc độ dòng chảy cũng quan trọng không kém và là hàm của đường kính ống, áp suất vận hành và chiều dài ống. Tổn thất do ma sát - sự giảm áp suất xảy ra khi nước di chuyển qua ống - tăng khi chiều dài ống dài hơn, đường kính nhỏ hơn và tốc độ dòng chảy cao hơn. Sở cứu hỏa tính toán tổn thất do ma sát một cách cẩn thận khi lập kế hoạch bố trí ống mềm để đảm bảo có đủ áp suất vòi phun tại thời điểm bị tấn công bất kể lượng ống đã được triển khai giữa máy bơm và vòi phun là bao nhiêu.

Khớp nối vòi cứu hỏa: Tiêu chuẩn, vật liệu và khả năng tương thích

Khớp nối vòi cứu hỏa là phụ kiện ở mỗi đầu của vòi cho phép nó được kết nối với vòi chữa cháy, máy bơm, vòi phun và các phần vòi khác. Khả năng tương thích của khớp nối là một vấn đề vận hành quan trọng — nếu hai ống sử dụng các tiêu chuẩn khớp nối không tương thích thì chúng không thể được kết nối tại hiện trường, điều này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng hoạt động hiệu quả của sở cứu hỏa. Một số tiêu chuẩn ghép nối được sử dụng trên toàn cầu và sở cứu hỏa phải duy trì các tiêu chuẩn ghép nối nhất quán trên kho thiết bị của họ và đảm bảo rằng các đối tác hỗ trợ lẫn nhau sử dụng hệ thống tương thích hoặc mang theo bộ chuyển đổi thích hợp.

• Chủ đề tiêu chuẩn quốc gia (NST) / NH: Tiêu chuẩn khớp nối được sử dụng rộng rãi nhất ở Hoa Kỳ, khớp nối NST sử dụng bước ren và đường kính ren cụ thể cho phép ống mềm, vòi phun và thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau kết nối một cách đáng tin cậy. NST được quy định trong NFPA 1963 và là yêu cầu pháp lý đối với các sở cứu hỏa nhận tài trợ của liên bang ở Hoa Kỳ.
• Khớp nối Storz: Storz là một hệ thống khớp nối không ren, đối xứng được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu, Úc và ngày càng tăng ở Bắc Mỹ. Cả hai đầu của khớp nối Storz đều giống hệt nhau, giúp loại bỏ vấn đề giao phối nam/nữ của khớp nối ren và cho phép kết nối nhanh hơn theo cả hai hướng. Khớp nối Storz đặc biệt phổ biến trên các ống có đường kính lớn và kết nối vòi.
• Khớp nối tức thời tiêu chuẩn Anh (BS): Được sử dụng rộng rãi ở Vương quốc Anh và nhiều quốc gia trong Khối thịnh vượng chung, khớp nối tức thời BS là hệ thống kiểu lưỡi lê một phần tư vòng cho phép kết nối và ngắt kết nối nhanh chóng. Chúng có sẵn với nhiều đường kính khác nhau và tương thích với nhiều nhà sản xuất theo thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của Anh.
• Vật liệu ghép: Khớp nối vòi chữa cháy được sản xuất từ hợp kim nhôm, đồng thau hoặc nhôm anod cứng. Khớp nối bằng nhôm có trọng lượng nhẹ và chống ăn mòn, khiến chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ống mềm tấn công được lính cứu hỏa mang theo. Khớp nối bằng đồng thau nặng hơn nhưng cực kỳ bền và thường được ưu tiên cho các kết nối ống đứng cố định và hệ thống chữa cháy công nghiệp nơi trọng lượng không phải là mối quan tâm hàng đầu.

Các tiêu chuẩn và chứng nhận chính cho vòi chữa cháy

Vòi chữa cháy được sử dụng trong các ứng dụng chữa cháy và an toàn sinh mạng chuyên nghiệp phải tuân theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt chi phối các yêu cầu về kết cấu, hiệu suất và thử nghiệm của chúng. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này là bắt buộc đối với việc mua sắm của sở cứu hỏa ở hầu hết các khu vực pháp lý và là tiêu chuẩn chất lượng cơ bản cho các hệ thống chữa cháy công nghiệp và thương mại.

• NFPA 1961: Tiêu chuẩn của Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia bao gồm các yêu cầu về sản xuất và hiệu suất của vòi chữa cháy tại Hoa Kỳ. Nó quy định các yêu cầu về xây dựng, xếp hạng áp suất, quy trình kiểm tra bằng chứng và hướng dẫn về tuổi thọ sử dụng.
• EN 14540: Tiêu chuẩn Châu Âu đối với các ống nằm phẳng không thấm nước được sử dụng trong dịch vụ chữa cháy, quy định các yêu cầu về kết cấu, hiệu suất áp suất và dung sai kích thước cho các ống được sử dụng trên khắp các quốc gia thành viên EU.
• Danh sách UL: Thử nghiệm và niêm yết của Underwriters Laboratories (UL) cung cấp thêm sự đảm bảo cho thị trường về việc tuân thủ hiệu suất của vòi chữa cháy trong các ứng dụng thương mại và công nghiệp ở Bắc Mỹ.
• ISO 14557: Tiêu chuẩn quốc tế dành cho các ống hút và cụm ống cao su và nhựa chữa cháy, cung cấp cơ sở cơ sở có thể áp dụng trên toàn cầu về hiệu suất và thử nghiệm của ống hút.

Kiểm tra, thử nghiệm và tuổi thọ vòi chữa cháy

Kiểm tra thường xuyên và kiểm tra dịch vụ hàng năm là những yêu cầu cơ bản để duy trì vòi chữa cháy trong điều kiện vận hành an toàn. NFPA 1962 cung cấp hướng dẫn chi tiết về cách bảo quản, sử dụng, kiểm tra, thử nghiệm dịch vụ và thay thế vòi chữa cháy ở Bắc Mỹ cũng như các tiêu chuẩn quốc gia tương tự được áp dụng ở các quốc gia khác. Các hoạt động kiểm tra và thử nghiệm sau đây là yêu cầu tiêu chuẩn của ngành:

• Kiểm tra áp suất dịch vụ hàng năm: Tất cả các vòi chữa cháy phải được kiểm tra thủy tĩnh ở áp suất kiểm tra dịch vụ định mức ít nhất một lần mỗi năm. Ống được điều áp để kiểm tra áp suất và được giữ trong một khoảng thời gian xác định - thường là một phút - trong khi được kiểm tra xem có rò rỉ, hư hỏng áo khoác, phồng lên hoặc trục trặc khớp nối hay không. Bất kỳ ống nào không đạt yêu cầu kiểm tra áp suất phải được ngừng sử dụng ngay lập tức.
• Kiểm tra trực quan sau mỗi lần sử dụng: Sau mỗi lần triển khai, các ống phải được kiểm tra trực quan dọc theo toàn bộ chiều dài của chúng xem có vết cắt, trầy xước, bỏng, nấm mốc, hư hỏng khớp nối và tình trạng miếng đệm trước khi nạp lại vào thiết bị.
• Sấy khô đúng cách trước khi bảo quản: Vòi chữa cháy phải được làm khô hoàn toàn trước khi cất giữ hoặc đóng gói vào các bệ vòi. Việc bảo quản ống mềm sẽ thúc đẩy nấm mốc phát triển trên vỏ sợi tự nhiên và có thể gây hư hỏng lớp lót trong ống tổng hợp được bảo quản trong ngăn chứa thiết bị nóng trong thời gian dài.
• Xếp lại để thay đổi điểm gấp: Ống mềm được bảo quản ở dạng gấp phẳng phải được định kỳ đặt lại hoặc cuộn lại để thay đổi vị trí của các nếp gấp, ngăn chặn các đường nhăn cố định phát triển trên áo khoác hoặc lớp lót có thể trở thành điểm hỏng dưới áp lực.
• Giới hạn tuổi thọ sử dụng: NFPA 1962 khuyến nghị tuổi thọ sử dụng tối đa là mười năm đối với vòi chữa cháy đang hoạt động kể từ ngày sản xuất, bất kể tình trạng vật lý rõ ràng của nó. Ống đã đến tuổi này phải ngừng hoạt động chữa cháy tuyến đầu và được tái sử dụng cho mục đích huấn luyện hoặc loại bỏ hoàn toàn khỏi dịch vụ.

Nguyên nhân phổ biến khiến vòi chữa cháy bị hỏng và cách phòng ngừa

Hiểu được các nguyên nhân thường gặp nhất gây ra sự cố hỏng vòi chữa cháy giúp sở cứu hỏa và người quản lý cơ sở thực hiện các biện pháp bảo trì phòng ngừa nhằm kéo dài tuổi thọ của vòi chữa cháy và giảm nguy cơ hỏng hóc khi sử dụng. Các yếu tố sau đây là nguyên nhân gây ra phần lớn tình trạng hư hỏng sớm của vòi chữa cháy:

• Thiệt hại do mài mòn: Kéo ống trên mặt đường gồ ghề, mép bê tông và mảnh vụn là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây mòn lớp áo khoác ngoài và cuối cùng là hư hỏng lớp lót. Sử dụng con lăn ống hoặc cầu ống bảo vệ tại các điểm giao cắt đường và tránh kéo ống mềm một cách không cần thiết trên các bề mặt mài mòn sẽ làm giảm đáng kể nguy cơ này.
• Ô nhiễm hóa chất: Tiếp xúc với sự cố tràn nhiên liệu, chất lỏng thủy lực, axit và các hóa chất khác có thể làm suy giảm cả lớp lót cao su và sợi tổng hợp. Các ống mềm được sử dụng tại các sự cố liên quan đến sự cố tràn hóa chất hoặc vật liệu nguy hiểm phải được khử nhiễm hoàn toàn ngay sau sự cố và kiểm tra các dấu hiệu xuống cấp của vật liệu trước khi đưa trở lại sử dụng.
• Xoắn dưới áp lực: Những khúc cua gấp trong ống điều áp tạo ra sự tập trung ứng suất nghiêm trọng có thể gây ra hiện tượng bong lớp lót hoặc hỏng áo khoác tại điểm gấp khúc. Kỹ thuật bố trí ống mềm thích hợp — duy trì những đường cong nhẹ nhàng thay vì uốn cong gấp — và việc sử dụng kẹp ống và dây nối để quản lý hình dạng ống trong quá trình vận hành giúp giảm nguy cơ xoắn.
• Thiệt hại về phương tiện giao thông: Việc chạy qua vòi chữa cháy bằng thiết bị chữa cháy hoặc các phương tiện khác là nguyên nhân gây ra hư hỏng khớp nối, rách áo khoác và chèn ép lớp lót bên trong. Phải luôn sử dụng đường dốc ống khi ống phải băng qua các làn đường giao thông đang hoạt động và người vận hành thiết bị phải được đào tạo về nhận thức về việc đặt ống xung quanh các phương tiện.
• Thực hành ghép nối không đúng cách: Khớp nối ren chéo, sử dụng lực quá mức hoặc không thay thế các miếng đệm bị hỏng dẫn đến rò rỉ khớp nối và hỏng kết nối dưới áp suất. Các ren khớp nối và miếng đệm phải được kiểm tra trước mỗi lần kết nối và các miếng đệm bị hỏng được thay thế như một hạng mục bảo trì định kỳ.

Chọn vòi chữa cháy phù hợp cho ứng dụng của bạn

Việc chọn đúng vòi chữa cháy đòi hỏi phải phù hợp với loại ống, đường kính, định mức áp suất, vật liệu vỏ và tiêu chuẩn khớp nối với các yêu cầu vận hành cụ thể của ứng dụng. Đối với sở cứu hỏa thành phố, quy trình lựa chọn được hướng dẫn bởi các tiêu chuẩn quốc gia, thông số kỹ thuật của thiết bị và quy trình vận hành được phát triển thông qua các chương trình đào tạo và kinh nghiệm. Đối với các cơ sở công nghiệp, tòa nhà thương mại và hệ thống chữa cháy tư nhân, việc lựa chọn phải được thực hiện với sự tư vấn của kỹ sư phòng cháy chữa cháy có trình độ, người có thể đánh giá các yêu cầu về tốc độ dòng chảy, áp suất hệ thống, hạn chế lưu trữ và các tiêu chuẩn quy định hiện hành. Trong mọi trường hợp, việc mua vòi chữa cháy từ các nhà sản xuất đã được chứng minh là tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế có liên quan - được xác minh bằng chứng nhận thử nghiệm của bên thứ ba - là bước đảm bảo chất lượng quan trọng nhất dành cho bất kỳ người mua nào. Vòi chữa cháy là thiết bị an toàn cho cuộc sống và hậu quả của việc chỉ định hoặc mua sản phẩm kém chất lượng được đo lường không phải bằng tài chính mà bằng mạng sống con người.