Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. «Газовая промышленность»
  4. Газовая промышленность 8.2023
Газовая Промышленность 8.2023

Научный отчет

УДК 614.841.34
(UDK 614.841.34)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (OCCUPATIONAL AND INDUSTRIAL SAFETY)

ОГНЕЗАЩИТА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЭПОКСИДНЫМИ СОСТАВАМИ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

(FIREPROOFING OF STEEL STRUCTURES WITH EPOXY PRODUCTS AS AN EFFECTIVE TOOL TO ENSURE FIRE SAFETY OF OIL AND GAS FACILITIES)

В связи с усложнением технологических процессов и ростом объемов производства увеличивается использование легковоспламеняющихся, горючих жидкостей и СУГ. Как следствие, большую актуальность приобретает проблема обеспечения пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса. Для защиты металлических конструкций от воздействия низких и высоких температур используют различные системы огнезащитных покрытий. Материалы на основе эпоксидной смолы за счет своих характеристик (в частности, устойчивости к химическим и климатическим воздействиям) способны обеспечить огнестойкость стальных конструкций при попадании на них криогенных жидкостей.
В статье рассмотрены общие положения метода расчета огнестойкости конструкций объектов нефтегазового комплекса при пожаре, в том числе углеводородном. Приведены результаты испытаний трех покрытий на эпоксидном связующем после имитации разлива сжиженных углеводородов и последующего развития углеводородного режима пожара, а также в результате стандартных испытаний для определения огнезащитной эффективности. Были измерены температуры на образцах по окончании криогенного воздействия, и установлено время от начала нагревания до наступления предельного состояния образцов при углеводородном температурном режиме пожара. Моделирование методом конечных элементов, проведенное в программном комплексе ELCUT, показало хорошую корреляцию с результатами эксперимента (расхождение не более 10 %) и позволило определить теплофизические свойства образовавшегося пенококса в конце огневых испытаний решением обратной задачи теплопроводности.
Поскольку испытания на криогенное воздействие проводятся согласно собственным методикам производителей огнезащитных материалов, требуется разработка российских стандартов для однозначной оценки полученных результатов. Приводятся данные о проектах нормативных документов ПАО «Газпром» в области повышения пределов огнестойкости сложных технических объектов.

As processes are becoming more complex and production is growing, the use of highly flammable and combustible liquids and liquefied hydrocarbon gases becomes more extensive. As a result, fire safety of oil and gas facilities becomes increasingly important. Various fireproof coating systems are used to protect steel structures against low and high temperatures.
Due to their properties (in particular, resistance to chemicals and weather), epoxy-based materials can ensure the fire resistance of steel structures exposed to cryogenic liquids.
This article reviews general provisions of the structural design method in terms of fire resistance for oil and gas facilities subject to protection during a fire, including a hydrocarbon fire. Test results for three coatings based on an epoxy binder after simulation of a spill of liquified hydrocarbons and subsequent onset of a hydrocarbon fire are provided; also included are results of standard fireproofing performance testing. Temperatures of specimens after cryogenic exposure were measured, as well as the time from the start of thermal exposure to the specimens reaching limit state under temperature conditions of a hydrocarbon fire. A finite element method simulation in ELCUT software application showed a good correlation with the experiment results (maximum 10 % divergence) and allowed for determination of the thermal and physical properties of coked foam produced at the end of fire tests by solving an inverse thermal conductivity problem.
Since cryogenic tests are carried out according to internal procedures of fireproofing materials manufacturers, Russian standards must be developed for unambiguous evaluation of results. Drafts of PJSC Gazprom standards intended to increase fire ratings of complex technical facilities are described.

НЕФТЕГАЗОВЫЙ КОМПЛЕКС, СТАЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, УГЛЕВОДОРОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЖАРА, ЭПОКСИДНОЕ ПОКРЫТИЕ, КРИОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, ОГНЕВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, ОГНЕЗАЩИТА

OIL AND GAS INDUSTRY, STEEL STRUCTURE, HYDROCARBON FIRE, EPOXY COATING, CRYOGENIC EXPOSURE, FIRE EXPOSURE, FIREPROOFING

Ю.Е. Тюленев, ПАО «Газпром» (Санкт-Петербург, Россия), Y.Tyulenev@adm.gazprom.ru

М.В. Гравит, к.т.н., доц., ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» (Санкт-Петербург, Россия), marina.gravit@mail.ru

Д.Е. Шабунина, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», d.shabunina00@gmail.com

Yu.E. Tyulenev, PJSC Gazprom (Saint Petersburg, Russia), Y.Tyulenev@adm.gazprom.ru

M.V. Gravit, PhD in Engineering, Associate Professor, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University (Saint Petersburg, Russia), marina.gravit@mail.ru

D.E. Shabunina, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, d.shabunina00@gmail.com

Гордиенко Д.М. Пожарная безопасность особо опасных и технически сложных производственных объектов нефтегазового комплекса: дис. … д-ра техн. наук. М.: Акад. гос. противопожар. службы МЧС России, 2018. 386 с.

EN 1991-1-2. Eurocode 1: Actions on structures – Part 1–2: General actions – Actions on structures exposed to fire. Brussels: CEN, 2002. 59 p.

Абрамов И.В., Гравит М.В., Гумерова Э.И. Повышение пределов огнестойкости судовых и строительных конструкций при углеводородном температурном режиме // Газовая промышленность. 2018. № 5 (768). С. 106–115.

ГОСТ Р ЕН 1363-2–2014. Конструкции строительные. Испытания на огнестойкость. Альтернативные и дополнительные методы // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200113419 (дата обращения: 09.08.2023).

Гравит М.В., Шабунина Д.Е. Штукатурные составы как огнезащита стальных конструкций объектов нефтегазового комплекса // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2022. № 3. С. 46–55. DOI: 10.25257/FE.2022.3.46-55.

Гравит М.В., Шабунина Д.Е. Конструктивная огнезащита стальных конструкций в условиях арктического климата // Огнепортал: сайт. URL: https://ogneportal.ru/articles/19939 (дата обращения: 09.08.2023).

Zybina O., Gravit M. Intumescent coatings for fire protection of building structures and materials. Cham, Switzerland: Springer, 2020. 210 p. DOI: 10.1007/978-3-030-59422-0.

ГОСТ Р 53295–2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200071913 (дата обращения: 09.08.2023).

ELCUT 6.6. Руководство пользователя // ООО «Тор»: офиц. сайт. URL: https://elcut.ru/free_doc_r.htm (дата обращения: 09.08.2023).

ISO 20088-1:2016. Determination of the resistance to cryogenic spillage of insulation materials – Part 1: Liquid phase // ISO: офиц. сайт. URL: https://www.iso.org/standard/67009.html (дата обращения: 09.08.2023). Режим доступа: после приобретения.

Gravit M., Klementev B., Shabunina D. Fire protection of steel structures with epoxy coatings under cryogenic exposure // Buildings (Chicago). 2021. Vol. 11, No. 11. Article ID 537. DOI: 10.3390/buildings11110537.

Гравит М.В., Клеменьев Б.А., Шабунина Д.Е. Огнестойкость стальных конструкций c эпоксидной огнезащитой при криогенном воздействии // Огнепортал: сайт. URL: https://ogneportal.ru/articles/20500 (дата обращения: 09.08.2023).

ГОСТ 26020–83. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/901711178 (дата обращения: 09.08.2023). Режим доступа: по подписке.

Gordienko DM. Fire safety of especially hazardous and technically complex production facilities of the oil and gas industry. DSc thesis. Academy of State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters; 2018. (In Russian)

CEN. EN 1991-1-2. Eurocode 1: Actions on structures – Part 1–2: General actions – Actions on structures exposed to fire. Brussels: CEN; 2002.

Abramov IV, Gravit MV, Gumerova EI. Increase in the fire resistance limits of ship and building structures with hydrocarbon fire. Gas Industry [Gazovaya promyshlennost’]. 2018; 768(5): 106–115. (In Russian)

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology (Rosstandart). GOST R EN 1363-2–2014 (state standard). Fire resistance tests. Alternative and additional procedures. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200113419 [Accessed: 9 August 2023]. (In Russian)

Gravit MV, Shabunina DE. Plaster compositions as fire protection of steel structures at oil and gas facilities. Fire and Emergencies: Prevention, Elimination [Pozhary i chrezvychainye situatsii: preduprezhdenie, likvidatsiya]. 2022; (3): 46–55. https://doi.org/10.25257/FE.2022.3.46-55. (In Russian)

Gravit MV, Shabunina DE. Fire protection of steel structures in the Arctic climate. Available from: https://ogneportal.ru/articles/19939 [Accessed: 9 August 2023]. (In Russian)

Zybina O, Gravit M. Intumescent Coatings for Fire Protection of Building Structures and Materials. Cham, Switzerland: Springer; 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59422-0.

Rosstandart. GOST R 53295–2009. Fire retardant compositions for steel constructions. General requirement. Method for determining fire retardant efficiency. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200071913 [Accessed: 9 August 2023]. (In Russian)

OOO Tor (limited liability company). ELCUT 6.6. User guide. Available from: https://elcut.ru/free_doc_r.htm [Accessed: 9 August 2023]. (In Russian)

ISO. ISO 20088-1:2016. Determination of the resistance to cryogenic spillage of insulation materials – Part 1: Liquid phase. Available from: https://www.iso.org/standard/67009.html [Accessed: 9 August 2023]. (Available upon purchase)

Gravit M, Klementev B, Shabunina D. Fire protection of steel structures with epoxy coatings under cryogenic exposure. Buildings (Chicago). 2021; 11(11): article ID 537. https://doi.org/10.3390/buildings11110537.

Gravit MV, Klementev BA, Shabunina DE. Fire resistance of steel structures with epoxy fire protection under cryogenic exposure. Available from: https://ogneportal.ru/articles/20500 [Accessed: 9 August 2023]. (In Russian)

USSR State Committee of Standards. GOST 26020–83. Hot-rolled steel I-beam with parallel flange edges. Dimensions. Available from: https://docs.cntd.ru/document/901711178 [Accessed: 9 August 2023]. (Available upon subscription; in Russian)
Назад к журналу
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

О нас

 

 

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 505 Б

+7 (495) 240-54-57