CC BY
29
© Г.Х. Самигуллин, В.А. Воронов, М.Н. Назарова, 2015
УДК 629.039.58
Г.Х. Самигуллин, В.А. Воронов, М.Н. Назарова
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ СВЕРХНОРМАТИВНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НЕФТЕГАЗОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
В условиях существующих реалий настоятельной необходимостью является разработка принципиально новых стратегий сверхнормативной эксплуатации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, которая должна содержать систему комплексных научно-технических и организационно-методических решений. Обоснованы предпосылки к созданию отдельного регламентирующего документа по промышленной безопасности зданий и сооружений, рассмотрены требования к нему. В данном документе должны быть отражены вопросы отраслевой специфики, должны быть сформулированы указания по периодичности профилактических осмотров и обследований, рекомендации по составу и объему диагностических работ, обоснован перечень методов неразрушающего контроля и испытаний. Предложена система классификации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, учитывающих широкий комплекс показателей для характеристики объемно-планировочных решений и условий эксплуатации.
Ключевые слова: здания и сооружения; нефтехимия и нефтепереработка; промышленная безопасность; нормативный документ.
Значительная часть основных фондов — зданий и сооружений опасных производственных объектов выработало свой ресурс и продолжает эксплуатироваться в чрезвычайно сложных условиях [1]. При отсутствии возможности глубокой модернизации предприятий возрастает роль безопасной эксплуатации стареющих объектов.
Нефтегазовая отрасль является одной базовых отраслей, обеспечивающих промышленный и экономический потенциал России. Реконструкция и модернизация нефтегазовых пред-
приятий выполнялись в пределах существующей инженерной инфраструктуры, которой зачастую отводилась вспомогательная роль. Между тем инженерные коммуникации зданий и сооружений обеспечивают как реализацию основных технологических процессов, так и сохранность и долговечность самих зданий и сооружений. Возникновение неисправностей в тепло, водо- и энергоснабжения многократно увеличивает скорость возникновения и развития дефектов и повреждений, приводящих внештатным ситуациям.
Основная часть нефтегазовых предприятий создавалась в широком временном диапазоне. В качестве примера можно рассмотреть динамику запуска в эксплуатацию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий - с 1911 года (Краснодарский НПЗ) по 1981 год (НовошахтинскийНПЗ) [2]. Сводные сведения по возрасту нефтеперерабатывающих предприятий представлены на рис. 1.
Из представленных данных видно, что подавляющая часть -68 % нефтеперерабатывающих предприятий была введена в эксплуатацию более 50 лет назад.
Наличие повышенных концентраций коррозионно-актив-ных веществ, таких как сера, кислоты, щелочи, дымовые газы и т.д. приводит к коррозионному поражению поверхности любых строительных конструкций (металлических, железобетонных, каменных) с их последующим разрушением либо деградацией физико-механических свойств.
Рис. 1. Динамика ввода в эксплуатацию нефтеперерабатывающих заводов на территории России
Длительная, превышающая установленные нормативные сроки, эксплуатация зданий и сооружений, (т.е. сверхнормативная эксплуатация) в условиях значительного коррозионного воздействия, природно-климатических и технологических нагрузок обуславливает деградацию физико-механических свойств материалов. Для обеспечения безопасности длительно эксплуатируемых производственных зданий и сооружений проводится экспертиза промышленной безопасности в соответствии с Федеральным Законом «О промышленной безопасности» [3].
В условиях существующих реалий настоятельной необходимостью является разработка принципиально новых стратегий сверхнормативной эксплуатации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, которая должна содержать систему комплексных научно-технических и организационно-методических решений:
— разработать правила технической эксплуатации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, эксплуатируемых в условиях воздействия коррозионно-активных сред;
— развить методы неразрушающего контроля элементов конструкций, позволяющих своевременно и достоверно обнаруживать дефекты и повреждения, расчетно- аналитические процедуры оценки степени их опасности;
— обосновать методики обследования и диагностирования строительных конструкций, способы интерпретации результатов технической диагностики, критерии оценки и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений;
— разработать методы оценки и обеспечения промышленной безопасности зданий и сооружений, систематизации показателей безопасности, ресурса, надежности в зависимости от условий эксплуатации.
Одной из основных проблем в области промышленной безопасности является недостаток нормативной, технической и методической литературы по вопросам обеспечения безопасной эксплуатации зданий и сооружений. «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [4] закладывает правовую основу в обеспечении безопасной эксплуатации зданий и сооружений общего назначения, но для его реализации необходима разработка полноценной системы нормативно-правовых и технических нормативных документов.
В нефтегазовой отрасли, в силу исторически сложившихся обстоятельств, накоплен большой опыт по эксплуатации оборудования и трубопроводов на основе применения нормативов по промышленной безопасности, где детально прописывается конструктивное оформление, требования по оснащению, техническому обслуживанию и ведению эксплуатационной документации [5-6]. В настоящее время требования в части обеспечения промышленной безопасности зданий и сооружений разбросаны по различным регламентам, правилам и инструкциям по безопасной эксплуатации технических устройств и обеспечению безопасности производств.
В данном документе должны быть отражены вопросы отраслевой специфики - взрывопожароопасное сырье и целевые продукты нефтепереработки, наличие высокотемпературных процессов, химически агрессивных и коррозионно-опасных веществ и т. д. Кроме того, должны быть сформулированы указания по периодичности профилактических осмотров и обследований, рекомендации по составу и объему диагностических работ, обоснован перечень методов неразрушающего контроля и испытаний, обязательных к применению при экспертизе промышленной безопасности.
Содержание правил технической эксплуатации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий в обязательном порядке должно содержать следующее:
— сведения о температурно-влажностном и технологическом режиме эксплуатации, а так же к системам отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации, электроснабжения;
— требования содержанию и концентрации агрессивных и коррозионно-активных веществ, наличие средств защиты и нейтрализации;
— сведения по объему и периодичности технического состояния;
— состав и объем работ при экспертных обследованиях с указанием перечня работ, выполняемых в обязательном порядке;
— рекомендуемые методы оценки срока дальнейшей безопасной эксплуатации.
Теоретическое сопровождение вопросов обеспечения промышленной безопасности прежде всего должно предусмотреть создание научных основ классификации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, учитывающих широкий
комплекс показателей для характеристики объемно-планировочных решений и условий эксплуатации, совершенствование технологий обследования и диагностирования несущих и ограждающих конструкций и их элементов.
Предлагаемая система классификации зданий и сооружений приведена в табл. 1 и 2.
Для краткой характеристики здания при оценке его технического состояния класс «1а-С», состоящий из обозначения категории и типа здания будет означать одноэтажное каркасное сооружение из металла и (или) железобетона — технологическая этажерка, эксплуатируемая при наличии взры-вопожароопасных веществ и веществ с высокой коррозионной активностью.
В части реализации инженерно-технических мероприятий, обеспечивающих дальнейшую безопасную эксплуатацию зданий и сооружений необходимо разработать методику экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений нефтегазовых предприятий.
Таблица 1
Категорирования зданий и сооружений по условиям производства
Категория зданий и сооружений Функциональное назначение
Обозначение Степень опасности производства Обозначение Характеристика
I Чрезвычайно высокая — наличие взрыво-пожароопасных веществ а Открытые производственные цеха, технологические этажерки, реакторные блоки
II Высокая — наличие веществ с высокой коррозионной активностью б Производственные здания насосных и компрессорных цехов, склады, площадки хранения
III Средняя — наличие веществ со средней коррозионной активностью в Эстакады технологических трубопроводов, сливо-наливные эстакады
IV Низкая — наличие веществ с низкой коррозионной активностью г Административно-бытовые здания, операторные, щитовые, помещения КИПиА
Таблица 2
Система типизации зданий и сооружений
Тип Объемно-планировочные параметры Материальное исполнение
А Многоэтажные каркасные Железобетон (бетон), металл
В Многоэтажные безкаркасные Железобетон, кирпич
С Одноэтажные каркасные Железобетон (бетон), металл, кирпич
Одноэтажные безкаркасные Железобетон, кирпич
Е Смешанный неполный каркас, несущие кирпичные стены Железобетон (бетон), металл, кирпич
1. Анализ технической документации, предварительный визуальный осмотр; идентификация объекта диагностирования
J Ь
2. Выявление повреждающих факторов;
анализ динамики повреждений (с учвтом прежних исслешыний) ;
3. Выбор параметров, определяющих техническое состояние;оценка уровня повреждающих факторов отдельных конструкций и апементов
Ж
4. Инструмвнтальный контроль: - визуальный и измерительный контроль; - нв разрушающий контроль; - испытания мате риалов
5. Оценка достоверное тире зупыатов контроля; проведение дополнительного
J I
б. Анализ результатов обследования; оценка технического состояния, расчет остаточного ресурса, рекомендации по эксплуатации
Рис. 2. Схема алгоритма оценки технического состояния и остаточного ресурса зданий и сооружений
К настоящему времени в данной отрасли сложилась определенная практика в области оценки технического состояния и срока дальнейшей безопасной эксплуатации (рис. 2) с учетом требований промышленной безопасности [7, 8].
Как правило, экспертные работы выполняются в два этапа - подготовительный и основной. Подготовительный период предназначен для сбора и обработки информации из документов, проведения обследования
элементов зданий и сооружений. Основные работы проводятся с использованием специализированных инструментальных методов контроля, завершаются процедурами оценки техни-
ческого состояния и срока безопасной эксплуатации с последующим оформлением заключения экспертизы промышленной безопасности. Приведенные выше положения позволяют обеспечить продолжение методических и теоретических исследований в части разработки классификации зданий и сооружений с учетом эксплуатационных условий и коррозионной активности перерабатываемых углеводородных сред.
Реализация предложенных мероприятий позволит создать организационно-методические основы системы обеспечения безопасной эксплуатации зданий и сооружений как составной части комплексной системы обеспечения промышленной безопасности взрывопожароопасных предприятий нефтегазовой отрасли.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ханухов Х.М., Алипов A.B. Нормативное обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений и мониторинг их технического состояния/ Электронный журнал «Предотвращение аварий зданий и сооружений». URLhttp://pamag.ru/src/pressa/147.pdf
2. Сайт министерства энергетики РФ. Режим доступа:URL: http://minenergo.gov.ru/activity/perechen.
3. Федеральный закон от 21.07.97 № 116-фз (ред. 04.03.2013) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
4. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЭ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
5. ПБ 03-576-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (утв.постановлением Госгортехнадзора РФ от 11 июня 2003 г. N 91).
6. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 г. № 116).
7. Самигуллин Г.Х., Султанов М.М. Безопасная эксплуатация производственных зданий нефтеперерабатывающих заводов. Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело. - 2010. № 2. URL: http://www.ogbus.ru/ authors/ Samigullin/ Samigullin_2.pdf.
8. Самигуллин Г.Х., Султанов М.М. Определение остаточного ресурса производственных зданий и сооружений НПЗ. Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2011. № 2. С. 167-175. URL: http://www.ogbus.ru/ au-thors/Samigullin/ Samigullin_3.pdf. ИШЭ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Самигуллин Гафур Халафович — кандидат технических наук, заведующий кафедрой транспорта и хранения нефти и газа, samigullin_gch@spmi.ru, Воронов Владимир Александрович — кандидат технических наук, доцент, voronov_cdvp@spmi.ru,
Назарова Мария Николаевна — кандидат технических наук, доцент, samigullin_gch@spmi.ru,
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».
UDC 629.039.58
PROVIDING SECURITY OPERATION BUILDINGS AND STRUCTURES OIL AND GAS COMPANIES
Samigullin Gafur H, Candidate of Technical Sciences, Head of the department of transport and storage of oil and gas, e-mail: samigullin_gch@spmi.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia,
Voroniv Vladimir. A., Candidate of Technical Sciences, assistant professor, e-mail: voronov_cdvp@spmi.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia,
Nazarova Mariya N., Candidate of Technical Sciences, assistant professor, e-mail: samigullin_gch@spmi.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia.
In terms of the existing realities urgent need is to develop a fundamentally new strategies of excess buildings and structures oil and gas companies, which should contain a system of complex scientific-technical and organizational solutions. The article considers the background to the creation of a separate regulatory document on industrial safety of buildings and constructions, discussed requirements. This document should reflect the issues in industry, should be formulated guidelines for the frequency of routine inspections and surveys, recommendations for the composition and amount of diagnostic work, as well as the list of methods of non-destructive inspection and testing. The authors proposed a classification system of buildings and structures oil and gas companies that take into account a wide set of indicators to characterize the space-planning decisions and operating conditions.
Key words: buildings and structures; petrochemistry and oil refining; industrial security; normative document.
REFERENCES
1. Hanuhov H.M., Alipov A.V. Normativnoe obespechenie bezopasnoj jekspluatacii zdanij i sooruzhenij i monitoring ih tehnicheskogo sostojanija (Regulatory support the safe operation of buildings and their technical condition monitoring)/ Jelektronnyj zhurnal «Pre-dotvrashhenie avarij zdanij i sooruzhenij». URLhttp://pamag.ru/src/pressa/147.pdf
2. Sajt ministerstva jenergetiki RF. Rezhim dostupa:
URL: http://minenergo .gov.ru/activity/perechen.
3. Federal'nyj zakon ot 21.07.97 № 116-fz (red. 04.03.2013) «O promyshlennoj be-zopasnosti opasnyh proizvodstvennyh ob#ektov».
4. Federal'nyj zakon ot 30 dekabrja 2009 g. N 384-FZ «Tehnicheskij reglament o be-zopasnosti zdanij i sooruzhenij».
5. PB 03-576-03 Pravila ustrojstva i bezopasnoj jekspluatacii sosudov, rabotajushhih pod davleniem (utv.postanovleniem Gosgortehnadzora RF ot 11 ijunja 2003 g. N 91).
6. Federal'nye normy i pravila v oblasti promyshlennoj bezopasnosti «Pravila pro-myshlennoj bezopasnosti opasnyh proizvodstvennyh ob#ektov, na kotoryh ispol'zuetsja oborudovanie, rabotajushhee pod izbytochnym davleniem» (utv. prikazom Federal'noj sluzhby po jekologicheskomu, tehnologicheskomu i atomnomu nadzoru ot 25 marta 2014 g. No 116).
7. Samigullin G.H., Sultanov M.M. Bezopasnaja jekspluatacija proizvodstvennyh zdanij neftepererabatyvajushhih zavodov (Safe operation of industrial buildings refineries). Jelek-tronnyj nauchnyj zhurnal «Neftegazovoe delo. 2010. No 2. URL: http://www.ogbus.ru/ authors/ Samigullin/ Samigullin_2.pdf.
8. Samigullin G.H., Sultanov M.M. Opredelenie ostatochnogo resursa proizvodstvennyh zdanij i sooruzhenij NPZ (Determination of residual life of industrial buildings and structures refinery). Jelektronnyj nauchnyj zhurnal «Neftegazovoe delo». 2011. No 2. pp. 167175. URL: http://www.ogbus.ru/ authors/Samigullin/ Samigullin_3.pdf.
