Научно - технические разработки
И.А. Болодьян, зам. нач. ФГУ ВНИИПО МЧС России, нач. НИЦ ПП и ПЧСП, д-р техн. наук, проф., Ю.И. Дешевых, зам. нач. УГПН МЧС, канд. техн. наук, Ю.Н. Шебеко, зам. нач. НИЦ ПП и ПЧСП, нач. отд., д-р техн. наук, проф., Д.М. Гордиенко, зам. нач. отд., канд. техн. наук, В.П. Некрасов, руководитель НИС, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. (ФГУ ВНИИПО МЧС России), П.А. Трусков, менеджер по согласованию технических вопросов компании «Сахалин Энерджи Инвестмент Компании, Лтд.», д-р техн. наук, А.А. Бондарев, нач. отд. УГПН МЧС России
ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ГОРЮЧИХ И ТРУДНОГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Исследована пожарная опасность конструкций из горючих и трудногорючих материалов, используемых для теплоизоляции технологического оборудования и трубопроводов наружных технологических установок крупномасштабных комплексов сжижения природного газа. Рассмотрены особенности применения этих конструкций. Представлена методика их огневых испытаний на распространение горения в начальной стадии пожара. Проанализированы результаты испытаний и на их основе сделан вывод о возможности пожаробезопасного применения горючих и трудногорючих материалов в теплоизоляционных конструкциях технологического оборудования и трубопроводов объектов по производству сжиженного природного газа при условии проведения дополнительных мероприятий по противопожарной защите.
Введение
В настоящее время активно ведутся работы по созданию новых для нашей страны объектов - крупномасштабных комплексов по производству сжиженного природного газа (СПГ). Одна из особенностей технологических процессов сжижения природного газа - применение технологического оборудования (в том числе криогенного) и трубопроводов, в которых обращаются различные углеводороды при значениях температуры, существенно более низких, чем значения температуры окружающей среды. При этом возникает необходимость использования теплоизоляционных конструкций, которые сохраняли бы теплоизоляционные свойства при длительной эксплуатации в условиях низких температур. В связи с тем что конструкции из негорючих материалов имеют существенные недостатки, в мировой практике широкое применение на таких объектах получили теплоизоляционные конструкции из горючих и трудногорючих материалов.
Вместе с тем в отечественных нормативных документах, содержащих требования пожарной безопасности к теплоизоляции технологического оборудования и трубопроводов, либо не допускается применение горючих и трудногорючих материалов для теплоизоляции технологического оборудования и трубопроводов (например, [1]-[3]), либо устанавливаются значительные ограничения в их использовании (например, [4], [5]) в зависимости от группы горючести материалов, из которых выполнены теплоизоляционные конструкции.
В международных нормативных документах (например, BS EN 1473-1997) допускается использование горючих и трудногорючих материалов в теплоизоляционных конструкциях технологического оборудования и трубопроводов объектов по производству СПГ.
Следует отметить, что пожарная опасность теплоизоляции оборудования и трубопроводов в значительной степени определяется не только горючестью теплоизоляционных материалов, но и конструкцией теплоизоляции, а также свойствами материалов ее покровного слоя. При рассмотрении возможности использования тех или иных видов теплоизоляции очень важным вопросом является определение возможности распространения пожара по теплоизоляционным конструкциям. При этом необходимо исследовать пожарную опасность теплоизоляционной конструкции в целом, а не только составляющих ее материалов. Однако в России отсутствуют данные, позволяющие адекватно оценить возможность и степень распространения пожара по теплоизоляционным конструкциям, планируемым к применению на комплексах по производству СПГ, а также последствия воздействия пожара на эти конструкции. Поэтому для определения возможности использования на объектах по производству СПГ теплоизоляционных конструкций была разработана соответствующая методика и проведены необходимые огневые испытания. Остановимся подробнее на описании этой методики и результатов испытаний (следует отметить, что теплоизоляционные конструкции изотермических резервуаров хранения СПГ в настоящей статье не рассматриваются).
Типовые теплоизоляционные конструкции, используемые на объектах по производству СПГ
В настоящее время на объектах по производству СПГ для теплоизоляционных конструкций технологического оборудования и трубопроводов, работающих при низких температурах, предусматривается широкое использование следующих горючих и трудногорючих материалов:
- пенополиуретана (в качестве материала теплоизоляционного слоя);
- пенополиизоцианурата (в качестве материала теплоизоляционного слоя);
- армированного полиэфирного стеклопластика (в качестве материала покровного слоя);
- армированной стекловолокном эпоксидной смолы (в качестве материала покровного слоя);
- многослойной металлической фольги из алюминия и полиэфира (в качестве материала пароизоляционного слоя).
Теплоизоляционные конструкции, как правило, имеют следующую структуру:
- теплоизоляционный слой (слои);
- пароизоляционный слой (слои);
-покровный слой;
- элементы крепления (рис. 1).
Рис. 1. Структура теплоизоляционной конструкции, состоящей из теплоизоляционных слоев, выполненных из пенополиизоцианурата с покровным слоем из полиэфирного стеклопластика
Пенополиизоцианурат представляет собой жесткий пенопласт на основе вспененного полиизоцианурата с преимущественно закрытопористой структурой. Группа горючести (по ГОСТ 30244-94) - Г3.
Пенополиуретан представляет собой жесткий пенопласт на основе вспененного полиуретана с преимущественно закрытопористой структурой. Группа горючести - Г4.
Покрытие из полиэфирного стеклопластика представляет собой слоистый пластик на основе обработанного ультрафиолетовым (УФ) излучением сложного полиэфира, армированного стекловолокном. Группа горючести - Г2.
Покрытие из армированной эпоксидной смолы представляет собой слоистый пластик на основе эпоксидной смолы, армированной стекловолокном. Группа горючести - Г4.
Покрытие из полиэфирного стеклопластика применяется в комбинации с теплоизоляционным слоем, выполненным из пенополиизоцианурата. При нанесении теплоизоляции на оборудование и трубопроводы материал обрабатывается ультрафиолетовым излучением до формирования прочного и стойкого к воздействию окружающей среды покрытия. Покрытие из армированной эпоксидной смолы применяется в комбинации с теплоизоляционным слоем, выполненным из пенополиуретана. Указанные материалы наносятся в заводских условиях на готовые элементы оборудования и трубопроводные секции.
Методика огневых испытаний типовых теплоизоляционных конструкций
При огневых испытаниях моделировалось воздействие горения углеводородов на теплоизоляционные конструкции в начальной стадии пожара на наружной установке. Для приближения условий испытаний к реальной ситуации испытания проводились в открытом пространстве. В качестве сценариев пожара рассматривались пожар пролива и факельное горение. Исследуемые образцы представляли собой теплоизоляционные конструкции различного типа длиной не менее 3 м, нанесенные на стальные трубы длиной 4-6 м. Диаметр труб без теплоизоляции составлял 203 мм, а с нанесенной теплоизоляцией - 475 мм. Краткая характеристика образцов приведена в табл. 1.
Таблица 1
Характеристика испытанных образцов теплоизоляционных конструкций
— Все документы — Информационные материалы — ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ГОРЮЧИХ И ТРУДНОГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Городом с самыми дешевыми квартирами в новостройках оказался Воронеж
Аналитик Гутман: период с мая по июль является лучшим периодом для продажи дачи
«МК»: в России не отменят льготную ипотеку
Аренда квартир в Москве подешевела на 10 %
Вице-премьер Хуснуллин: ставка по ипотеке должна быть пять процентов