ФАКТЫ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ПРИ ПОЖАРАХ

Вестник магистратуры. 2015. № 2(41). Том I

ISSN 2223-4047

УДК 62

Р.В. Кочкуров

ФАКТЫ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ПРИ ПОЖАРАХ

В статье рассмотрена проблема разгерметизации фланцевых соединений при пожарах приводящие к увеличению площади возгорания. Рассмотрено несколько случаев возникновения пожаров вследствие разгерметизации фланцевых соединений, а так же случаи когда при разгерметизации площадь пожаров существенно увеличивалась.

Ключевые слова: фланцевые соединения, пожар, разгерметизация, оборудование, нефтегазовая отрасль.

Факты разгерметизации фланцевых соединений при пожаре недостаточно изучены и требуют проведения исследований.

Фланцевое соединение - деталь, служащая для прочного и герметичного соединения труб, трубопроводной арматуры, присоединением труб друг к другу, к машинам, аппаратам и ёмкостям, для соединения валов и других вращающихся деталей (фланцевое соединение). Фланцы используют попарно (комплектом).

На сегодняшний день нет точных сведений, касающихся подробностей течения разгерметизации фланцевых соединений при возгорании. Благодаря исследованиям удалось установить, что гипотеза про выгорание прокладок и сальников, как основного виновника разгерметизации, не совсем верна. На основе результатов анализа места возгорания выяснилось, что даже фланцевые соединения, которые имели металлические прокладки под воздействием высокой температуры не смогли сохранить герметичность [2].

Так как фланцевые соединения нашли широкое применение в нефтедобывающей отрасли, нарушения герметичности могут повлечь за собой серьезные аварии техногенного характера, такие как разгерметизация запорной арматуры резервуаров и аппаратов, разгерметизация трубопроводов. Причиной подобных поломок считается наличие у фланцевого соединения шпилек, которые под воздействием высоких температур удлиняются, что и приводит к разгерметизации.

Разгерметизация фланцевых соединений часто происходила во время сгорания нефти и нефтепродуктов при пожарах в резервуарных парках с нефтью. Разгерметизация способствовала поступлению дополнительных горючих веществ к существующему пожару.

Известен случай пожара в США, произошедший на заводе фирмы Du Pont de Nemours & Со, который произошел вследствие утечки газа по фланцевому соединению трубопровода, работающего под давлением 2.8 МПа. Поскольку температура газа превышала температуру самовоспламенения, во время утечки образовалось несильное пламя. Оно спровоцировало нагревание шпилек, и как следствие их температурное удлинение. Все это привело к тому, что герметичность соединения была полностью потеряна. Вследствии разгерметизации в цехе начался пожар. На данный момент на предприятии успешно используется система, которая предполагает монтаж обечайки на фланцах в местах расположения заслонок.

Еще один случай пожара случился на Ривневской атомной электростанции 5 января 2004 года. Его результатом стала остановка первого энергоблока. В процессе расследования пожара было установлено, что горел трансформатор первого блока. Кроме того было установлено, что вытекание масла происходило через разгерметизированные фланцевые соединения.

На одном нефтеперерабатывающем заводе произошла авария на вакуумном блоке установки первичной переработки нефти. Разрушились штуцера на трансферной линии подачи мазута в вакуумную колонну, вследствие этого возникло возгорание на поверхности аппарата, которое распространилось на площадку около насосов и в пространство под опорной обечайкой. При попытке тушения огня внутри опорной обечайки произошла разгерметизация фланце-

© Кочкуров Р.В., 2015.

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2015. № 2(41). Том I

вых соединений, сопровождающаяся хлопками, выходом мазута из колонны и увеличением интенсивности горения.

На Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем комбинате в резервуарном парке произошел пожар. Вследствие большого дыхания резервуара образовалось газовое облако. Газовое облако было отнесено ветром непосредственно к печи технологической установки, которая находилась в 172 метрах от резервуара, что привело к ее воспламенению. Огонь перебросился на три резервуара. По пути следования газового облака загорелась трава и остатки нефтепродуктов на площади в 2.5 гектара. Горение возле резервуара вызвало бурное газообразование и повышение давления в резервуаре. Крыша резервуара лопнула по сварным швам. Когда полностью выгорели прокладки во фланцевых соединениях и сальники в задвижках, а также частично нарушилась целостность трубопровода, возросло поступление ЛВЖ в зону горения. Из-за частой смены направления ветра тушение затруднялось. На крыше соседнего резервуара воспламенялись бензиновые пары, выходящие через световые люки, предохранительные и дыхательные клапана. Узел задвижек резервуара тоже часто оказывался в огне.

Любая авария, в особенности возникающая при работе с легковоспламеняющимися жидкостями и газами, влечет за собой опасный исход. Однако, одной из самых серьезных и непредсказуемых аварийных ситуаций, с точки зрения последствий, является разгерметизация. В этом случае необходимо четко осознавать масштабы повреждения, чтобы просчитать возможный результат. Наиболее вероятными считаются несколько вариантов развития дальнейших событий. Изначально принято выделять два базовых случая, при которых происходит разгерметизация, а затем и утечка [1].

В первом случае причиной может послужить пожар, во втором - утечка может случиться при стандартных условиях работы. Кроме того, опираясь на величину поражений и источник аварии, различают три наиболее распространенные ситуации развития аварии:

•Разгерметизации происходящие при нормальных условиях. Причиной может стать влияние величины давления, ширина уплотнения, качество уплотнительной поверхности так и плотность газа.

•Разгерметизации происходящие при локальных воспламенениях. Причиной может стать нагрев шпилек фланцевого соединения и как следствие удлинение шпилек из-за температурного расширения.

•Разгерметизация при масштабных возгораниях. Причиной может стать нагрев шпилек фланцевого соединения вследствие полного охвата оборудования, трубопроводов, и.т.д. пламенем.

Как видно, в каждом из вышеупомянутых инцидентов принципиально важную роль играют время, на протяжении которого фланцы подвергаются влиянию высокой температуре, а также температура воздействует на материал.

Таким образом, напрашивается следующий вывод: фланцевые соединения крайне подвержены влиянию высокой температуры. Кроме этого, по достижению температурой определенного предела начинается процесс потери герметичности.

Библиографический список

1.Пожарная безопасность технологических процессов. Часть №2. Анализ пожарной опасности и защиты технологического оборудования / С.А. Горячев, С.В. Молчанов, В.П. Назаров и др. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.-221 с.

2.Сучков В.П. Актуальные проблемы обеспечения устойчивости к возникновению и развитию пожара технологий хранения нефти и нефтепродуктов. Обзорная инф. Транспорт и хранение нефтепродуктов. — М.:ЦНИИТЭнефтехим. 1995.-68 с.

КОЧКУРОВ Роман Владимирович - магистрант кафедры «Техносферная безопасность», Тюменский государственный нефтегазовый университет.