CC BY
17
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
УДК 614.841.412
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ПОДГОТОВКИ И ПРОВЕДЕНИЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ НЕФТЯНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
Предложен гидроабразивоструйный способ подготовки наружной поверхности действующих нефтяных резервуаров к окраске и ультразвуковой диагностике. Рассмотрены методы обеспечения пожаровзрывобезопасности гидроабразивоструйной очистки.
Наиболее пожаровзрывоопасными операциями при эксплуатации нефтяных резервуаров являются подготовка и проведение ремонтных работ. Указанный вывод основан на анализе статистики пожаров в России. Ежегодно объем и количество аварийных и ремонтных работ на резервуарах увеличиваются из-за старения резервуарного парка России. Одной из основных причин выхода из строя стального резервуара является коррозия.
Основной мерой защиты нефтяных резервуаров от коррозии и, соответственно, снижения количества аварийных и ремонтных работ является их надежная окраска.
Современные материалы, рекомендуемые для защиты наружной поверхности резервуаров, являются стойкими к атмосферной коррозии и ультрафиолетовому излучению, а также обладают высокой отражающей способностью, что обеспечивает уменьшение потерь нефти при испарении. Снижение количества аварийных и ремонтных работ и потерь нефти уменьшает пожаровзрывоопасность нефтяных резервуаров, а также экологическую нагрузку на окружающую среду.
Антикоррозийная защита резервуаров нефти путем нанесения защитных покрытий проводится с учетом конструктивных особенностей резервуаров, условий их эксплуатации и требуемого срока службы.
Антикоррозийная защита проводится в соответствии с ГОСТ 12.3.016-87 [1], РД 413160-0101297858-02 [2], регламентом ОР-16.01-28.21.00-КТН-049-1-04 [3] и правилами технической эксплуатации резервуаров [4].
Подготовка резервуара к покраске с приданием определенной шероховатости поверхности металла осуществляется абразивной очисткой.
По существующим нормативным документам абразивная очистка относится к огневым работам [5-7]. Необходимым условием выполнения ремонтных огневых работ на резервуарах является предварительная полная зачистка их от остатков нефтепродуктов [4, 5, 7-9]. В настоящее время из-за повышенной пожарной опасности абразивная очистка на действующих резервуарах запрещена.
Опасность абразивной обработки заключается в том, что ее проведение сопровождается нагревом металла, происходит искрообразование и накопление зарядов статического электричества, поэтому этот способ относится к пожаровзрывоопасным технологическим операциям при проведении работ на действующих резервуарах [5-7].
Для очистки поверхностей нефтяных резервуаров от лакокрасочных материалов используются гидравлические методы. Удаление слоя краски осуществляется водой под большим давлением (до 250 МПа и выше). Однако этот способ, как известно, нуждается в дорогостоящем оборудовании и не обеспечивает требуемое состояние поверхности по шероховатости, необходимое для ее окраски и ультразвуковой диагностики.
Обеспечение пожаровзрывобезопасности (ПВБ) и требуемой шероховатости могут быть достигнуты применением гидроабразивоструйного способа подготовки наружной поверхности нефтяных резервуаров к окраске, т.е. подводом абразива к очищаемой поверхности в струе воды. Однако при этом
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОН
необходимо обеспечить ПВБ и рациональное использование данного способа.
Анализ различных нормативно-технических документов, регламентирующих пожарную безопасность нефтяных резервуаров, свидетельствует об отсутствии нормативных требований к гидро-абразивоструйной очистке действующих нефтяных резервуаров.
Способы обеспечения ПВБ создавались в работах В. П. Назарова, О. М. Волкова, В. П. Сучкова, В. А. Домничева, В. И. Попова, В. В. Булгакова. Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на действующих нефтяных резервуарах целесообразно разрабатывать исходя из известного принципа разрыва связей мнемонического треугольника горения, тремя сторонами которого являются: окислитель, горючее и источник зажигания. В настоящее время существуют следующие способы обеспечения ПВБ гидроабразивоструйной очистки:
1) предварительная вентиляция резервуара;
2) снижение (предотвращение) опасности источников зажигания;
3) флегматизация газового пространства резервуара.
Принципом обеспечения ПВБ предварительной вентиляцией является снижение концентрации паров нефти в газовом пространстве резервуара до величины, меньшей значения нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР). Предварительную вентиляцию целесообразно применять на резервуарах с понтоном.
Принцип обеспечения ПВБ второй группы способов основан на снижении концентрации в газовом пространстве резервуара до ПДВК, исключении контакта источника зажигания и горючих веществ. Это обеспечивается, например, с помощью пожарно-механических пен (ПМП), изменения уровня взлива нефти, снижения электростатической опасности.
Третья группа способов обеспечения ПВБ основана на принципе снижения концентрации окислителя в газовом пространстве резервуара и не требует его предварительной очистки. Необходимыми условиями ПВБ для этой группы способов являются [10]:
а) снижение концентрации кислорода при использовании инертных флегматизаторов (азота, аргона, углекислого газа, продуктов сгорания и т.п.) до значения меньше минимального взрывоопасного содержания кислорода (МВСК) с учетом коэффициента бе-
зопасности К,
б.к '
Ф без.к - Ф МВСК /К
б. к '
где фбезк — безопасная концентрация кислорода в газовом пространстве резервуара;
б) поддержание безопасной концентрации ингибитора (смеси ингибитора и инертного газа) фбез.ф выше минимальной флегматизи-рующей концентрации флегматизатора фф с учетом коэффициента безопасности Кб.ф :
ф без. ф - ф фК б. ф ;
в) обеспечение избыточного содержания паров углеводородов (природного или нефтяного газов) выше значения верхнего концентрационного предела распространения пламени (ВКПР) фв с учетом коэффициента без-
опасности К
б.в'
ф без. г - ф вКб. в .
Коэффициенты безопасности могут быть определены исходя из максимальных флуктуаций концентрации (снижения или увеличения концентраций в ходе проведения технологических операций), неравномерности распределения паров (газов) углеводородов (кислорода или флегматизатора) в газовом пространстве, погрешности газового анализа и точности определения показателя пожарной опасности по следующим формулам:
Кб.в -
рф1Е
' П ;
( ф Л 2 фф
ф ш
^Е
' V Т Ш1П у
1,1 [ф в + 0,7?] Ф в
1 1
2
б1
Ф
1 У
5 2;
Ке
Чрфф - Е
ф2 фф
ф
Ф
т Ш1П
4 Е
п1 1
ф 1
ф
1 У
(1,1 [ф ф + 0,7?]
Кб.н - урф ~77 Е
ф ф
( г Л2 т шах
+ 5 2;
ф 0
Л- Е П1 1
ф1
2
ф
1У
0,9 [ф н + 0,77?] | +5 2 -1 +5з;
ф н
I- 1 (ф к Л 2
Кб.к-к ^Е ^ +4:Е
777 2
ф1 + б 4
ф 0 У
Ч 1
V ф1 У
0,9 [ф мвск + 0,7?] Л +5 2
ф МВСК
где ф0 — исходная концентрация пара (газа) в резервуаре;
2
2
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2006 ТОМ 15
23
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
индексы г, ф, к относятся соответственно к парам углеводородов (горючего), флегматизатору, кислороду;
Фтт — минимальное значение концентрации при проведении технологической операции; п - п'{' — число контролируемых точек газового анализа;
Я — воспроизводимость метода определения показателя пожарной опасности при доверительной вероятности 0,95; б1 - б4 — среднее квадратичное отклонение экспериментальных значений; 51 - 54 — относительная погрешность газового анализа;
Рф — вероятность флуктуации концентрации при проведении технологической операции. Исходя из экспериментально-теоретических исследований обоснованы и разработаны рекомендации по обеспечению ПВБ гидроабразивоструйной очистки наружной поверхности действующих нефтяных резервуаров при проведении противокор-
розионной защиты. Это позволяет осуществлять окраску и ультразвуковую диагностику поверхности нефтяных резервуаров без вывода их из эксплуатации и с обеспечением ПВБ данных операций.
Указанные рекомендации внедрены в проекты производства работ ООО "Фирма "Теплокор" при проведении противокоррозионной защиты наружной поверхности 16 действующих нефтяных резервуаров РВС Ярославского нефтепроводного управления ООО "Балтнефтепровод", АК "Транснефть".
Технико-экономическая эффективность проведения противокоррозионной защиты наружной поверхности действующих нефтяных резервуаров определяется затратами на освобождение резервуаров от нефти, зачистку от донных отложений, дегазацию и длительностью вывода резервуара из эксплуатации. Применение гидроабразивоструй-ной очистки позволяет сократить время проведения работ в 8-10 раз и значительно снизить удельные затраты.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 12.3.016-87. Работы антикоррозионные. Требования безопасности.
2. РД 413160-01-01297858-02. Правила антикоррозионной защиты резервуаров. — М.: ОАО "АК "Транснефть", 2002.
3. 0Р-16.01-28.21.00-КТН-049-1-04. Регламент вывода из эксплуатации, проведения диагностики, капитального ремонта (реконструкции) резервуаров и ввода в эксплуатацию. — М.: ОАО "АК "Транснефть", 2004.
4. Правила технической эксплуатации резервуаров. Приложение № 2 к приказу ОАО "НК "Роснефть" от 28.01.2004 г. № 9. — М.: ОАО "НК "Роснефть", 2004.
5. Регламент организации огневых, газоопасных и других работ повышенной опасности на взрывопожароопасных и пожароопасных объектах предприятий системы ОАО "АК "Транснефть" и оформление нарядов-допусков на их подготовку и проведение. — М.: ОАО "АК "Транснефть", 2003.
6. Правила безопасности при эксплуатации магистральных нефтепроводов. — М., 1986.
7. РД 09-364-00. Типовая инструкция по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах.
8. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации. — М.: ВНИИПО МЧС РФ, 2003.
9. ТОИ Р-112-15-95. Типовая инструкция по общим правилам безопасности при проведении огневых работ на предприятиях нефтепродуктообеспечения. Министерство топлива и энергетики Российской Федерации. — М.: 1995.
10. Назаров В. П. Пожаровзрывобезопасность предремонтной подготовки и проведения огневых работ на резервуарах: Дис. ... докт. тех. наук. — М.: ВИПТШ МВД РФ, 1995.
Поступила в редакцию 16.11.06.
