CC BY
76БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ
SAFETY OF FACILITIES
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.841.44:699.812
DOI 10.25257/FE.2023.1.51-59
© С. А. ШВЫРКОВ1, В. В. ВОРОБЬЁВ1, Е. А. АФАНАСЬЕВ1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Анализ нормативного метода оценки доли перелившейся через ограждение жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара
АННОТАЦИЯ
Тема. При оценке пожарных рисков на объектах хранения нефти и нефтепродуктов необходимо, в том числе, рассматривать сценарий растекания жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара. Образующаяся в этом случае волна прорыва способна переливаться через защитные ограждения. Нормативный метод позволяет оценить долю перелившейся жидкости только через ограждения в виде вертикальных защитных стен, в то время как наибольшее распространение на указанных объектах защиты получили земляные обвалования трапецеидальной формы с различным углом откосов. В статье обоснована актуальность продолжения исследований по оценке доли перелившейся через ограждения различной геометрической формы жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара.
Методы. Использовались методы статистического анализа данных о реально произошедших квазимгновенных разрушениях резервуаров на производственных объектах в России и за рубежом, в том числе, натурного эксперимента по разрушению РВС-700 с водой, а также наблюдения, сравнения, описания, обобщения.
Результаты. Показано, что формулировка термина квазимгновенное разрушение резервуара требует внесения дополнений и уточнений, исходя из анализа статистических данных о разрушениях вертикальных стальных резервуаров. Уточнен
механизм раскрытия стенки вертикального стального резервуара, приводящий к возникновению волны прорыва и дана её характеристика. Обоснована ограниченность применения существующего метода оценки доли перелившейся жидкости только через ограждения в виде вертикальных защитных стен.
Облапь применения результатов. Результаты исследования могут быть положены в развитие положений методики определения расчётных величин пожарного риска на производственных объектах при рассмотрении сценария, связанного с растеканием жидкости в случае квазимгновенного разрушения вертикального стального резервуара.
Выводы. По результатам анализа положений рассматриваемого метода обоснована необходимость продолжения исследований, направленных на оценку доли перелившейся через ограждения различной геометрической формы жидкости при разрушении резервуара, значение которой необходимо для количественной оценки величин пожарных рисков на производственных объектах.
Ключевые слова: нефть, нефтепродукты, нефтегазовая отрасль, нефтехранилище, резервуарный парк, резервуар, разрушение, волна прорыва, ограждение, перелив, пожарный риск
© S.A. SHVYRKOV2, V.V. VOROBYOV2, E.A. AFANASYEV2
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Analysis of the normative method for assessing the proportion of liquid overflowing through safety enclosure
in case of quasi-explosive tank failure
ABSTRACT
Purpose. When assessing fire risks at oil and petroleum product storage facilities, it is necessary, alongside, to consider the scenario of a liquid spill in case of quasi-explosive tank destruction. The breakthrough wave formed in this case is able to overflow through safety enclosure. The normative method allows assessing the proportion of overflowing liquid only through the enclosure in the form of vertical protective walls, while earth dikes of trapezoidal shape with different slope angles have become most widespread at the specified objects of protection. The article justifies the relevance of continuing the research on assessing the proportion of liquid overflowing through enclosures of
various geometric shapes in case of quasi-explosive destruction of the tank.
Methods. Statistical data analysis methods on actual quasi-explosive tank failures at production facilities in Russia and abroad have been used, including a full-scale experiment on the destruction of VST-700 with water, as well as observations, comparisons, descriptions, and generalizations.
Findings. It is shown that the definition of the term quasi-explosive tank failure requires additions and clarifications based on statistical data analysis on the destruction of vertical steel tanks. The mechanism for opening the wall of a vertical
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 1
steel tank has been clarified, which leads to the occurrence of a breakthrough wave, and its characteristics has been given. The application limitations of the existing method for estimating the proportion of overflowing liquid only through the enclosures in the form of vertical protective walls have been justified.
Research application field. The results of the study can be used for developing the tenets of the method for determining fire risk design values at production facilities when considering a scenario related to a liquid spill in case of quasi-explosive destruction of a vertical steel tank.
Conclusions. Based on the analysis results of the tenets of the method under consideration, the necessity to continue
studies aimed at assessing the proportion of liquid overflowing through enclosures of various geometrical shapes during tank destruction, the value of which is needed for quantitative assessment of fire risks at production facilities, has been justified.
Key words: oil, oil products, oil and gas industry, oil storage, tank farm, tank, destruction, breakthrough wave, enclosure, overflow, fire risk
П
ВВЕДЕНИЕ
орядок расчёта величин пожарного риска на производственных объектах, установленный «Методикой определения расчётных величин пожарного риска на производственных объектах», утвержденной приказом МЧС России от 10.07.2009 № 404 (далее Методика), предусматривает оценку опасных факторов, реализующихся при различных сценариях пожаров, взрывов на территории объекта и в селитебной зоне вблизи объекта. К одному из таких сценариев относится растекание жидкости при квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара (РВС), под которым в Методике понимается внезапный (в течение секунд или долей секунд) распад РВС на приблизительно равные по размеру части, при этом часть хранимой в нём до аварии жидкости может перелиться через ограждение.
В Методике приводится метод, позволяющий оценить долю жидкости, перелившейся через ограждение при квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара, при этом приняты следующие допущения:
- рассматривается плоская одномерная задача;
- время разрушения РВС много меньше характерного времени движения гидродинамической волны до ограждения;
- жидкость является невязкой;
- трение жидкости о поверхность земли отсутствует;
- поверхность земли является плоской, горизонтальной.
Система уравнений, описывающих движение жидкости, имеет вид:
Эи dt дх
д(и2
2 w
(1)
= 0
где И - высота столба жидкости над фиксированным уровнем, м; Ис - высота подстилающей поверхности над фиксированным уровнем, м; и -средняя по высоте скорость движения столба жидкости, м/с; х - координата вдоль направления движения жидкости, м; t - время, с; д - ускорение свободного падения, м/с2.
С учётом геометрии задачи (рис. 1) граничные условия имеют вид:
Эh дх
= 0;
х=Ь
gHh-a)
, если h > а
0, если h<a
где a - высота ограждения, м; b - расстояние от центра РВС до ограждения, м.
/
Уровень начального столба жидкости
Уровень жидкости ^ в промежуточный момент времени (результаты расчёта)
* R k 4 L »
b „
Рисунок 1. Типичная картина движения жидкости в ограждении при квазимгновенном разрушении резервуара: h0 - начальная высота столба жидкости в РВС, м;
R - ширина РВС, м; L - расстояние от стенки РВС до ограждения, м Figure 1. Typical pattern of the liquid flow in the enclosure during quasi-explosive destruction of the tank: h0 - initial height of the liquid column in the VST, m; R - VST width, m; L - distance from the VST wall to the enclosure, m
y
h
x
Для оценки массовой доли жидкости 0 (%), перелившейся через ограждение к моменту времени Т (с), в Методике предлагается использовать следующую формулу:
I
J uN(hN-a)dt
h0R
(2)
где им - средняя по высоте скорость движения столба жидкости при х = Ь, м/с; - высота столба жидкости при х = Ь, м.
График расчётной и экспериментальной зависимостей массовой доли перелившейся через ограждение жидкости от безразмерного параметра а/И0 представлен на рисунке 2.
А1
АНАЛИЗ ПОЛОЖЕНИИ МЕТОДА
нализируя положения рассматриваемого 1 метода необходимо, во-первых, отметить недостаточно корректное определение термина квазимгновенное разрушение резервуара. Основываясь на анализе статистики аварий РВС [1-10] квазимгновенное разрушение более корректно следует определять как полную потерю целостности корпуса резервуара и выход в течение короткого промежутка времени (не более 10-15 с) на прилегающую территорию всей хранящейся в нём жидкости в виде мощного потока - волны прорыва. Соответственно под волной прорыва понимается
Q, % 60
Рисунок 2. Зависимость доли перелившейся через ограждение жидкости Q от параметра a/h0 Figure 2. Dependence of the fraction of liquid overflow through the enclosure Q on the parameter a/h0
волна, образующаяся при квазимгновенном разрушении РВС, характеризующаяся резкой нестационарностью, наличием фронта в виде бора (вала), движущегося с большой скоростью и обладающего большой разрушительной силой (рис. 3 [7, 11, 12]).
Во-вторых, важно указать на особенность разрушения конструкции РВС, заключающуюся в раскрытии его стенки, в основном, вследствие разрушения наиболее нагруженного элемента -узла сопряжения стенки с днищем резервуара.
50
40
30
20
10
1,0
1,2
a (а) б (b)
Рисунок 3. Кадры видеосъемки квазимгновенного разрушения РВС-700 м3 с водой (а), образования волны прорыва и её перелива через земляное обвалование (б) при проведении натурного эксперимента
Figure 3. Video footage of the quasi-explosive destruction of the RVS-700 with water (a), the formation of a breakthrough wave and its overflow through the earth dike (b) during a full-scale experiment
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 1
При этом стенка разрушается, как правило, на всю высоту и за счёт больших радиальных усилий, связанных с давлением жидкости при её истечении из резервуара, отрывается от днища, а её края разворачиваются на 120-180°. Обечайка резервуара с силой отбрасывается с основания в сторону, противоположную направлению истечения потока, а крыша обрушивается на днище или частично отрывается по образующей от стенок резервуа-
ра [1, 7, 9]. Анализ статистики показывает, что рассмотренный процесс характерен для конструкций РВС, практически независимо от их номинальной вместимости (рис. 4).
При этом важно отметить, что именно раскрывающиеся в течение нескольких секунд (квазимгновенно, почти мгновенно) края стенки резервуара формируют основное направление истечения потока жидкости (волны прорыва), который
г (d) Л (e)
Рисунок 4. Положение элементов конструкции РВС после квазимгновенного разрушения: а - РВС-700 м3; б - РВС-2000 м3; в - РВС-5000 м3; г - РВС-10000 м3; л - РВС-20000 м3
Figure 4. Position of VST structural elements after quasi-induced destruction: а - RVS-700; b - RVS-2000; c - RVS-5000; d - RVS-10000; e - RVS-20000
и способен перелиться через ограждение. Таким образом, не совсем понятно, что имеется в виду в Методике под распадом резервуара на приблизительно равные по размеру части.
В-третьих, подробное описание представленной в Методике математической модели (система уравнений (1)) а также её численное решение на ЭВМ с использованием схемы Мак-Кормака [13] (расчётная зависимость на рисунке 2), с учётом соответствующих начальных и граничных условий, представлено в работе [14]. При этом выявлено, что количество жидкости 0, перелившейся через ограждение, слабо зависит от соотношения 1/Я в диапазоне его изменения от 2 до 5. Этот вывод качественно согласуется с данными, приведёнными в работе [15] и обусловлен неучётом в математической модели трения жидкости о подстила -ющуюся поверхность. Кроме этого установлено, что величина 0 зависит лишь от отношения а/И0, но не от величин а и Л0 в отдельности. Данный вывод также согласуется с результатами работы [15]. Важным является также вывод о высоких значениях 0 даже при больших высотах ограждений (0,5 < а/И0 < 1), что является следствием нестационарных гидродинамических процессов при квазимгновенном разрушении РВС с жидкостью и свидетельствует о необходимости совершенствования нормативных требований к ограждениям резер-вуарных парков.
Относительно вывода о слабой зависимости 0 в диапазоне изменения 1/Я от 2 до 5 необходимо отметить, что под величиной Я понималась ширина РВС, то есть его диаметр. В связи с чем речь идёт о влиянии на 0 ограждений, которые должны быть установлены на расстояниях от 2 до 5 диаметров РВС. Однако на производственных объектах рассматриваемые расстояния существенно меньше, что обусловлено, в первую очередь, экономической целесообразностью, поэтому сделанный вывод имеет малую практическую значимость. Отметим, что требования к размещению типовых ограждений РВС изложены, в частности, в СП 155.13130 «Склады нефти и нефтепродуктов. Требования пожарной безопасности», который регламентирует принимать расстояние от стенок РВС до подошвы внутренних откосов обвалования или до ограждающих стен не менее 3 м от РВС объёмом до 10 000 м3 и 6 м - от РВС объёмом 10 000 м3 и более. Непосредственно диаметры наиболее широко применяемых на практике типовых РВС номинальным объёмом от 700 до 30 000 м3 в соответствии с требованиями ГОСТ 31385 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические
условия» изменяются в диапазоне соответственно от 10,43 до 45,60 м.
По выводу о необходимости совершенствования нормативных требований к ограждениям резервуарных парков следует указать, что в 2009 г. введён в действие ГОСТ Р 53324 «Ограждения резервуаров. Требования пожарной безопасности», в приложениях к которому представлены методы определения геометрических параметров дополнительной защитной стены и ограждающей стены с волноотражающим козырьком, разработанные на кафедре пожарной безопасности технологических процессов Академии ГПС МЧС России [7, 11, 12] и предназначенные для полного удержания волны прорыва.
В-четвертых, на рисунке 2 представлена также экспериментальная зависимость 0 от а/И0, которая практически во всей рассматриваемой области даёт несколько заниженные по сравнению с результатами расчётов значения 0, что объясняется, как отмечено ранее, неучётом трения жидкости и подстилающей поверхности, а также турбулентности.
Подробное описание теоретических исследований, а также методики проведения экспериментов и обработки данных представлены в работе [15]. При этом важно отметить, что эксперименты по определению 0 проводились в прямоугольном канале длиной около 1,22 м с одной стороны которого был обустроен кубовый резервуар со стороной грани около 0,23 м. Передняя стенка этого резервуара при проведении опытов быстро вручную выдергивалась из канала и поток под действием гидростатического давления устремлялся вдоль канала, набегая на вертикальную (90°) или наклонную (30° или 60°) стенку, заранее установленную на определённом расстоянии от резервуара и обращённую в сторону воздействия волны.
В результате экспериментов установлено, что наиболее эффективны для удержания части потока жидкости вертикальные стены, в то время как рассматриваемые наклонные стены волна более легко огибает, переливается и покрывает значительное пространство позади ограждения. Так, объём разлившейся жидкости через наклонную стену почти вдвое больше, чем через вертикальную стену такой же высоты. При этом независимо от угла наклона рассматриваемых стен указанный объём за их пределами отличается незначительно, около 10 % исходного объёма жидкости.
Относительно полученных результатов необходимо отметить, прежде всего, упрощённую геометрическую форму резервуара в виде куба.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 1
То есть под сомнение может быть поставлен вопрос о геометрическом подобии, так как речь идёт о цилиндрических РВС.
Реализуемое в экспериментах выдёргивание одной створки резервуара, по сути, приводит к движению жидкости «из-под щита», хорошо изученному в разделах гидравлики [16]. Однако такой процесс несколько искажает условия формирования волны прорыва при разрушении РВС, механизм раскрытия стенок которого описан ранее.
Наконец, о практическом использовании результатов. Наклонные стены по отношению к набегающему потоку жидкости на практике не применяются. Вертикальные стены, рассчитываемые на гидростатическое удержание пролитой жидкости, имеют ограниченное применение и незначительную высоту (рис. 5а). В то время как основные ограждения резервуарных парков производственных объектов имеют земляные обвалования трапецеидальной формы с углом откосов 45° или 60° (см. рис. 3). В редких случаях такие обвалования,
с целью предупреждения их размыва атмосферными осадками, укрепляются бетонной стяжкой или укладываемыми поверх откосов железобетонными плитами (рис. 5б). Ещё реже встречаются земляные обвалования с внедрёнными в их гребень вертикальными железобетонными плитами (рис. 5в).
Таким образом, представленные на рисунке 2 зависимости справедливы, по всей видимости, только для вертикальных ограждающих стен. При этом открытым остается вопрос о возможности их применения для оценки доли перелившейся при разрушении РВС жидкости через обвалования трапецеидальной формы, в том числе, с вертикальными стенами, внедрёнными в их гребень.
При этом следует отметить, что земляные обвалования, а также ограждения из железобетонных блоков или плит, кирпичных или каменных кладок на цементном растворе, рассчитанных на гидростатическое давление, не способны удерживать волну прорыва, особенно при разрушении РВС, номинальной вместимостью 5 000 м3 и более.
в (с)
Рисунок 5. Варианты типовых ограждений резервуарных парков: а - вертикальная ограждающая стена из негорючих материалов; б - земляное обвалование с обетонированием откосов; в - земляное обвалование с внедрёнными в гребень железобетонными плитами Figure 5. Variants of typical tank farm enclosures: a - vertical enclosing wall made of noncombustible materials; b - earth dike with concreting of slopes; с - earth dike with reinforced concrete slabs embedded in the ridge
a (a) б (b)
Рисунок 6. Участки промыва земляного обвалования потоком нефти при аварии РВС-5000 м3 (a) и разрушения железобетонного ограждения потоком воды при аварии РВС-20000 (б) Figure 6. Areas of earth dike flushing with an oil flow in case of accident at RVS-5000 (a) and destruction of reinforced concrete enclosure with a water flow in case of accident at RVS-20000 (b)
Статистика неоднократно отмечала промыв потоком гребня и тела земляных обвалований, вплоть до минусовых отметок, разрушения участков ограждающих стен из негорючих материалов (рис. 6). Указанные обстоятельства также необходимо учитывать при оценке пожарных рисков [7, 17].
Кроме этого, следует указать и на возможность значительного (до 70-80 %) перелива жидкости через ограждение в случае разрушения РВС в сторону ограждения, стенки которого сопряжены под прямым углом. В работе [7], например, рекомендовано с целью снижения доли перелива жидкости обустраивать ограждения восьмиугольной формы, где стенки сопряжены под углом 135°. Пренебрегать этим возможным событием при оценке пожарных рисков также не рекомендуется.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате анализа положений норма -тивного метода оценки доли перелившейся через ограждение жидкости при квазимгновенном разрушении РВС выявлена возможность его применения только для ограждений в виде вертикальных стен. При этом требуется уточнение зависимости доли перелившейся через ограждение жидкости, поскольку теоретические и экспериментальные данные получены для движения волны прорыва в канале, образующейся при разрушении резервуара кубовой формы, что не соответствует условию геометрического подобия [18, 19].
В связи с применяемыми на практике в абсолютном большинстве трапецеидальными земляными обвалованиями следует продолжить исследования по оценке переливающейся через них жид-
кости, в первую очередь, для типовых резервуаров номинальным объёмом от 700 до 30 000 м3, получивших наибольшее распространение на объектах хранения нефти и нефтепродуктов. Такие исследования могут выполняться как теоретически с использованием методов вычислительной гидродинамики [7, 20-22], так и методами гидравлического лабораторного моделирования [7, 23, 24]. Обработка полученных данных позволит ответить на вопрос о возможности применения в этом случае существующих зависимостей для вертикальных стен или получить альтернативные зависимости.
Также следует более детально изучить вопрос о доли переливающейся жидкости при разрушении РВС в сторону сопряжения стенок под прямым углом, как для вертикальных, так и для трапецеидальных форм ограждений.
Таким образом можно констатировать, что продолжение исследований, направленных на оценку доли перелившейся через различные ограждения жидкости в случае квазимгновенного разрушения РВС, является актуальным и своевременным, а результаты, безусловно, будут носить прикладной характер.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Розенштейн И. М. Аварии и надежность стальных резервуаров. М.: Недра, 1995. 253 с.
2. Прохоров В. А. Оценка параметров безопасности эксплуатации нефтехранилищ в условиях Севера. М.: Недра-Бизнесцентр, 1999. 142 с.
3. Галеев В. Б., Гарин Д. Ю., Закиров О. А., Фролов Ю. А., Байбурин Р. А., Шарафиев М. Р. Аварии резервуаров и способы их предупреждения: научно-техническое издание / Под ред. В. Б. Галеева и Р. Г. Шарафиева. Уфа: Уфимский полиграфком-бинат, 2004. 164 с.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 1
4. Землянский А. А. Принципы конструирования и экспериментально-теоретические исследования крупномасштабных резервуаров нового поколения. Саратов: СГТУ, 2005. 324 с.
5. Atherton W. An empirical investigation of catastrophic and partial failures of bulk storage vessels and subsequent bund wall overtopping and dynamic pressures. A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of Liverpool John Moores University for the Degree of Doctor of Philosophy. Liverpool, John Moores University Publ., 2008. 239 p. DO1:10.24377/LJMU.t.00005866
6. Волков О. М. Пожарная безопасность резервуаров с нефтепродуктами. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. 398 с.
7. Швырков С. А. Пожарный риск при квазимгновенном разрушении нефтяного резервуара: монография. М.: Академия ГПС МЧС России, 2015. 289 с.
8. Захарова М. И. Анализ риска аварий резервуаров и газопроводов в условиях Севера // Безопасность труда в промышленности. 2015. № 2. С. 54-64.
9. Алексеев А. А., Большаков А. М., Макаров Н. К. Неравномерные осадки и разрушения вертикальных резервуаров в условиях Арктики // Нефтегазовое дело. 2017. Т. 15. № 3. С. 69-72.
10. Махутов Н. А, Большаков А. М., Захарова М. И. Анализ риска аварий объектов нефтегазовой отрасли в арктических климатических условиях // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 2. С. 48-54. D01:10.26896/1028-6861-2019-85-2-48-54
11. Швырков С. А. Разрушения резервуаров и способы минимизации негативных последствий // Технологии техносферной безопасности. 2022. Вып. 3(97). С. 8-24. D01:10.25257/TTS.2022.3.97.8-24
12. Швырков С. А, Буй Куанг Тиен, Воробьев В. В., Афанасьев Е. А. Технологии предотвращения чрезвычайных ситуаций при авариях резервуаров с нефтью и нефтепродуктами // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2020. № 3. С. 11-19. D01:10.25257/FE.2020.3.11-19
13. Anderson D., Tannenhil J., Pletcher R. Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer. Boca Raton, CRC Press, 2012, 774 p. D01:10.1201/b12884
14. Шебеко Ю. Н, Шевчук А. П., Смолин И. М. Расчёт влияния обвалования на растекание горючей жидкости при разрушении резервуара // Химическая промышленность. 1994. № 4. С. 22-25.
15. Greenspan H. P., Young R. E. Flow over a containment dyke // J. Fluid Mechanics. 1978. Vol. 87. 1ss. 1. Pp. 179-192. D01:10.1017/S0022112078002992
16. Моргунов К. П. Гидравлика: учебник. СПб: Лань, 2014. 288 с.
17. Федорян А. В. Защитное ограждение группы резервуаров с нефтепродуктом для минимизации последствий возможной аварии на объекте // Вестник НМС. 2020. № 17. С. 58-66.
18. Швырков С. А, Горячев С. А, Воробьев В. В., Швырков А. С. Лабораторное моделирование волны прорыва при разрушении резервуара типа «стакан в стакане» // Технологии техносферной безопасности. 2017. Вып. 2(72). С. 75-82.
19. Швырков С. А, Пузач С. В., Горячев С. А, Швырков А. С. Исследование параметров волны прорыва при разрушении резервуаров объёмом до 30000 м3 в лабораторных условиях // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2019. № 1. С. 12-18. D01:10.25257/FE.2019.1.12-18
20. Huo J., Luan X., Gong Y., Wang Z., Jiang J., Zhang B. Numerical study of bund overtopping phenomena after a catastrophic tank failure using the axisymmetric approach // Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 153. P. 464-471. D01:10.1016/j.psep.2021.07.044
21. Ramajo D. E., Corzo S. F., Damian S. M., Gimenez J. M., Nigro N. M. Numerical investigation of bund overtopping under storage tank failure events // J. Loss Prev. Process 1nd. 2018. Vol. 52. Pp. 113-124. D01:10.1016/j.jlp.2018.01.006
22. Liu Q., Chen Z, Liu H., Yin W., Yang Y. CFD simulation of fire dike overtopping from catastrophic ruptured tank at oil depot // J. Loss Prev. Process 1nd. 2017. Vol. 49. Pp. 427-436. D01:10.1016/j.jlp.2017.06.005
23. Швырков С. А, Горячев С. А, Швырков А. С. Результаты экспериментального определения минимальной высоты защитной стенки резервуаров типа «стакан в стакане» // Материалы международной научн-практич. конф., посвященной Году культуры безопасности: Современные пожаробезопасные материалы и технологии. Иваново. Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2018. Ч. 2. С. 180-184.
24. Megdiche I., Atherton W., AUanson D., Harris C. Effect of mitigation on the catastrophic failure of storage tanks // J. Loss Prev. Process 1nd. 2022. Vol. 80. 14 p. D01:10.1016/j.jlp.2022.104852
REFERENCES
1. Rozenshtein I.M. Avarii i nadezhnost' stafnykh rezervuarov [Accidents and reliability of steel tanks]. Moscow, Nedra Publ., 1995. 253 p. (in Russ.).
2. Prokhorov V.A. Otsenka parametrov bezopasnosti ekspluatatsii neftekhranilishch v usloviiakh Severa [Assessment of safety parameters for the operation of oil storage facilities in the conditions of the North]. Moscow, Nedra-Biznestsentr Publ., 1999. 142 p. (in Russ.).
3. Galeev V.B., Garin D.Yu., Zakirov O.A., Frolov Yu.A., Baiburin R.A., Sharafiev M.R. Avarii rezervuarov i sposoby ikh preduprezhdeniia: nauchno-tekhnicheskoe izdanie [Tank accidents and ways to prevent them: scientific and technical publication]. Ufa, Ufimskii poligrafkombinat Publ., 2004. 164 p. (in Russ.).
4. Zemlianskii A.A. Printsipy konstruirovaniia i eksperimentalno-teoreticheskie issledovaniia krupnomasshtabnykh rezervuarov novogo pokoleniia [Design principles and experimental and theoretical studies of large-scale reservoirs of a new generation]. Saratov, SSTU Publ., 2005. 324 p. (in Russ.).
5. Atherton W. An empirical investigation of catastrophic and partial failures of bulk storage vessels and subsequent bund wall overtopping and dynamic pressures. A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of Liverpool John Moores University for the Degree of Doctor of Philosophy. Liverpool, John Moores University Publ., 2008, 239 p. (in Eng.). DOI:10.24377/LJMU.t.00005866
6. Volkov O.M. Pozharnaja bezopasnost' rezervuarov s nefteproduktami [Fire safety of tanks with oil products]. Saint Petersburg, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University Publ., 2010. 398 p. (in Russ.).
7. Shvyrkov S.A. Pozharnyi risk pri kvazimgnovennom razrushenii neftianogo rezervuara [Fire risk in case of quasi-instantaneous destruction of an oil reservoir]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2015. 289 p. (in Russ.).
8. Zakharova M.I. Analysis of the risk of accidents of tanks and gas pipelines in the conditions of the North. Bezopasnost' truda v promyshlennosti - Occupational Safety in Industry. 2015, no. 2, pp. 54-64 (in Russ.).
9. Alexeev A.A., Bolshakov A.M., Makarov N.K. Differential draft the bottoms of vertical reservoirs, operating in arctic conditions. Neftegazovoe delo - Petroleum Engineering. 2017, vol. 15, no. 3, pp. 69-72 (in Russ.).
10. Makhutov N.A., Bol'shakov A.M., Zakharova M.I. Accident risk analy sis of oil and gas facilities in arctic climatic conditions. Zavodskaja laboratorija. Diagnostika materialov -Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials. 2019, vol. 85, no. 2, pp. 48-54 (in Russ.). DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-2-48-54
11. Shvyrkov S.A. Destruction of tanks and ways to minimize negative consequences. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti -Technology of Technosphere Safety. 2022, iss. 3(97), pp. 8-24 (in Russ.). DOI:10.25257/TTS.2022.3.97.8-24
12. Shvyrkov S., Bui Quang Thien, Vorobyev V., Afanasiev E. Emergency prevention techniquesin accidents with tanks for oil and petroleum products. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and Emergencies: Prevention, Elimination. 2020, no. 3, pp. 11-19 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2020.3.11-19
13. Anderson D., Tannenhil J., Pletcher R. Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer. Boca Raton, CRC Press, 2012, 774 p. (in Eng.). D0l:10.1201/b12884
14. Shebeko Yu.N., Shevchuk A.P., Smolin I.M. Calculation of the effect of bunding on the spreading of a combustible liquid during the destruction of the reservoir. Himicheskaja promyshlennost' - Chemical Industry. 1994, no. 4, pp. 22-25 (in Russ.).
15. Greenspan H.P., Young R.E. Flow over a containment dyke. J. Fluid Mechanics, 1978. vol. 87, no. 1, pp. 179-192 (in Eng.). D0I:10.1017/S0022112078002992
16. Morgunov K.P. Gidravlika [Hydraulics]. Saint Petersburg, Lan' Publ., 2014. 288 p. (in Russ.).
17. Fedoryan A.V. Guard a group of tanks with oil products to minimize the effects of a potential accident at the facilit. Vestnik nauchno-metodicheskogo soveta po prirodoobustrojstvu i vodopol'zovaniju - Vestnik Scientific and Methodological Council in Environmental Engineering and Water Management. 2020, no. 17, pp. 58-66 (in Russ.).
18. Shvyrkov S.A., Goryachev SA., Vorobyov V.V., Shvyrkov A.S. Laboratory simulation of wave breakthrough at destruction of the tank type "glass in the glass". Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti - Technology of Technosphere Safety. 2017, iss. 2(72), pp. 75-82. Available at: https://elibrary.ru/item.asp? id=29871124 (accessed January 23, 2023) (in Russ.).
19. Shvyrkov S., Puzach S., Goryachev S., Shvyrkov A. Research of breakout wave parameters at destruction of tanks with a capacity up to 30 000 m3 in experimental conditions. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya -
Fire and Emergencies: Prevention, Elimination. 2019, no. 1, pp. 12-18 (in Russ.). D0l:10.25257/FE.2019.1.12-18
20. Huo J., Luan X., Gong Y., Wang Z., Jiang J., Zhang B. Numerical study of bund over-topping phenomena after a catastrophic tank failure using the axisymmetric approach. Process Safety and Environmental Protection. 2021, vol. 153, pp. 464-471 (in Eng.). D0I:10.1016/j.psep.2021.07.044
21. Ramajo D.E., Corzo S.F., Damian S.M., Gimenez J.M., Nigro N.M. Numerical investigation of bund overtopping under storage tank failure events. J. Loss Prev. Process Ind., 2018, vol. 52, pp. 113-124 (in Eng.). DOI: 10.1016/j.jlp.2018.01.006
22. Liu Q., Chen Z., Liu H., Yin W., Yang Y. CFD simulation of fire dike overtopping from catastrophic ruptured tank at oil depot. J. Loss Prev. Process Ind., 2017, vol. 49, pp. 427-436 (in Eng.). D0I:10.1016/j.jlp.2017.06.005
23. Shvyrkov S.A., Gorjachev S.A., Shvyrkov A.S. The results of experimental determination of the minimum height of the protective wall of the "glass in a glass" tanks. In: Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhennoj Godu kul'tury bezopasnosti: Sovremennye pozharobezopasnye materialy i tehnologii [Proceedings of the international scientific and practical conference dedicated to the Year of Safety Culture: Modern fireproof materials and technologies]. Ivanovo, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of EMERC0M of Russia Publ., 2018, part 2, pp. 180-184 (in Russ.).
24. Megdiche I., Atherton W., Allanson D., Harris C. Effect of mitigation on the catastrophic failure of storage tanks. J. Loss Prev. Process Ind., 2022, vol. 80, 14 p. (in Eng.). D0I:10.1016/j. jlp.2022.104852
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Сергей Александрович ШВЫРКОВ Н
Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры пожарной безопасности технологических процессов,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 9466-3857 Аи^огЮ: 479363
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7449-8794 Н pbtp@mail.ru
Владимир Викторович ВОРОБЬЁВ
Кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры пожарной безопасности технологических процессов,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 5048-5126 Аи^огЮ: 764350
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6899-6786 pbtpagps@yandex.ru
Евгений Александрович АФАНАСЬЕВ
Адъюнкт факультета подготовки научно-педагогических кадров, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 3684-9915 Аи^Ю: 1131199
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3046-1310 salva47@mail.ru
Поступила в редакцию 05.12.2022 Принята к публикации 18.01.2023
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Sergey A. SHVYRKOV H
Grand Doctor in Engineering, Professor,
Professor of the Department of fire safety in technological processes,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow,
Russian Federation
SPIN-KOA: 9466-3857
AuthorlD: 479363
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7449-8794 H pbtp@mail.ru
Vladimir V. VOROBYOV
PhD in Engineering, Associate Professor,
Professor of the Department of fire safety in technological processes,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow,
Russian Federation
SPIN-KOA: 5048-5126
AuthorlD: 764350
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6899-6786 pbtpagps@yandex.ru
Evgeniy A. AFANASYEV
Postgraduate student of research and teaching staff training faculty,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow,
Russian Federation
SPIN-KOA: 3684-9915
AuthorID: 1131199
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3046-1310 salva47@mail.ru
Received 05.12.2022 Accepted 18.01.2023
Для цитирования:
Швырков С. А, Воробьёв В. В., Афанасьев Е. А. Анализ нормативного метода оценки доли перелившейся через ограждение жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2023. № 1. С. 51-59. 001:10.25257/РЕ.2023.1.51-59
For citation:
Shvyrkov S.A., Vorobyov V.V., Afanasyev E.A. Analysis of the normative
method for assessing the proportion of liquid overflowing through
safety enclosure in case of quasi-explosive tank failure.
Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya -
Fire and emergencies: prevention, elimination, 2023, no. 1, pp. 51-59.
D0I:10.25257/FE.2023.1.51-59
