В области огневых испытаний конструкций в США, ЕС и России регламентируются «стандартный» (целлюлозный), наружный, медленно развивающийся (тлеющий) и углеводородный режим. Строительные конструкции (преимущественно стальные) резервуаров, оборудования, зданий и сооружений, а также конструкции танкеров и морских сооружений, при аварии, сопровождающейся пожаром и взрывом, подвергаются высокотемпературному воздействию, обусловленному количеством и типом пожарной нагрузки. Среднеповерхностная температура пламени большинства нефтепродуктов достигает 1000ºС. В связи с этим вышеуказанные конструкции должны обладать повышенным сопротивлением к особым нагрузкам - огнестойкостью, обусловленной горением именно углеводородного топлива, а так же, желательно, снабжены насосной станцией пожаротушения.
На основании международного сотрудничества, при участии технического комитета ИСО ТК92 «Пожарная безопасность» разработан стандарт на метод испытания строительных конструкций на огнестойкость ИСО 834-75 "Fire resistance tests Elements of buildinq constructions".
«Испытания на огнестойкость. Строительные конструкции» (в актуализированной редакции - ISO 834-1:1999), который является методологической основой для проведения подобных испытаний, в том числе и в России.
В ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования. Изм. 1 (проект 2014 г.) определяются требования к четырем температурным режимам. В проекте изменения к межнациональному ГОСТ 30247.0 в 2015 году также введены различные температурные режимы пожара и их буквенные обозначения: НС – углеводородная кривая, Е – наружная кривая, S – тлеющая кривая.
ГОСТ Р ЕН 1363-2-2014 Испытания на огнестойкость. Альтернативные и добавочные процедуры, где приводятся данные о различных температурных режимах, гармонизирован с аналогом - европейским EN 1363-2 и не гармонизирован с основным европейским стандартом EN 1363-1 [1].
Международный стандарт ISO 13702:2015, содержащий требования к углеводородному режиму пожара, ссылается на стандарты Американского Института Нефти (API) и американские стандарты ASTM E119 и UL 1709, при этом ссылочный стандарт ISO/TR 22899-2:2013 обращается снова к европейскиму стандарту EN 1363-2.
Американский стандарт UL 1709 содержит требования к испытанию конструкций при углеводородном режиме, ASTM E119 - при стандартном режиме. Исследования страховой компании Global Asset Protection Services приводят результаты экспериментов, показывающие на сколько отличаются расходы средств огнезащиты при различных условиях пожара.
Второе место (после нефтепроводов) по общему объему транспортируемых нефти и нефтепродуктов занимает водный транспорт и наиболее распространенным видом морского транспорта нефти и нефтепродуктов является танкер. Наибольшая опасность образования взрывоопасных смесей внутри танкера возникает в период разгрузочных операций, когда при понижении уровня жидкости в танк засасывается воздух и перемешивается с парами нефтепродукта. К конструкциям танкеров предъявляются требования по классу огнестойкости А, В и С, где конструкции типа А изготовлены таким образом, чтобы предотвратить прохождение через них дыма и пламени 60 минут стандартного испытания и изолированы негорючими материалами так, что бы средняя температура на стороне, противоположной огневому воздействию повышалось более, чем на 139°С по сравнению с первоначальной; при этом температура в любой точке, включая любое соединение, не должна повышаться более, чем на 180°С по сравнению с первоначальной, соответственно, конструкции классифицируются как А-60, А-30, А-15, А-0.
Конструкции типа В образованы переборками, палубами, подволоками или зашивками, которые должны сохранять непроницаемость для пламени в течение 30 минут стандартного испытания огнестойкости и снабжены изоляцией такой толщины, чтобы средняя температура поверхности, противоположной, огневому воздействию, не повышалась более, чем на 139°С по сравнению с первоначальной и в любой точке, включая любое соединение, не повышалась более, чем на 225°С по сравнению с первоначальной при воздействии пламени с любой стороны, соответственно, B-15 - в течение 15 минут, В-0 - в течение 0 минут.
Конструкции типа С – конструкции, изготовленные из негорючих материалов, требования по предотвращен до прохождения через них дыма и пламени и соблюдению перепада температур к ним не предъявляются [2].
Тем не менее, к конструкциям танкеров по классу Н требования не предъявляются, такие требования предъявляются только к конструкциям морских нефтедобывающих платформ. В таблице 1 представлены некоторые конструкции типа «Н» с официального сайта Российского морского судоходного регистра.
Как видно из приведенных данных (полная таблица за данный интервал времени включает 16 составов), средства огнезащиты для Н-режима горения представляют собой либо эпоксидные составы с армированием, либо различного типа минеральную вату [3]. Для наземных конструкций (таблица 2) в данный ряд добавляются штукатурные составы на основе портландцемента [4].
Примечание. ЭС – эпоксидная смола; армирование «+» - присутствует; числитель – толщина слоя огнезащитного покрытия, знаменатель – теоретический расход на кв.м.
Заключение. Необходимо дифференцировать объекты защиты по возможному режиму пожара, обосновать расчетом и подтвердить экспериментальными данными пределы огнестойкости конструкций;
Однозначные требования к пределам огнестойкости конструкций к воздействию углеводородного режима пожара присутствуют только для конструкций буровых платформ и морских установок, при этом существуют разногласия в регламентирующих документах, которые должны устанавливать соответствующую методику испытаний.
На объектах нефтегазовой отрасли и морской инфраструктуры в России, проектируемых по СТУ, применяются импортные средства огнезащиты, не сертифицированные в РФ.
ГОСТ Р EN 1363-2 не содержит описание методики проведения испытаний, не гармонизирован с основополагающими стандартами в области огнестойкости. Российские производители средств огнезащиты самостоятельно разрабатывают такие методики («НИИПИиИТвОБЖ», ООО «Дефендер», ООО «Химцентр» и др.)
Нормирование пределов огнестойкости конструкций для наземных зданий и сооружений в условиях углеводородного режима пожара отсутствует, в связи с чем процесс испытаний проходит бессистемно и приводит к дополнительным затратам производителей средств огнезащиты.
Литература
- Хасанов И. Р., Гравит М. В., Косачев А.А., Пехотиков А. В., Павлов В. В. Гармонизация европейских и российских нормативных документов, устанавливающих общие требования к методам испытаний на огнестойкость строительных конструкций и применению температурных режимов, учитывающих реальные условия пожара // Пожаровзрывобезопасность. — 2014. — Т. 23, № 3. — С. 49 – 57.
- Gravit M., Gumerova E., Bardin A., Lukinov V. (2018) Increase of Fire Resistance Limits of Building Structures of Oil-and-Gas Complex Under Hydrocarbon Fire. In: International Scientific Conference Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport EMMFT 2017. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 692. Springer, Cham.
- Ю. М. Халиуллин, О. В. Хинская, Н. П. Маслова, Н. П. Соколова, И. А. Годунов, С. Д. Швец, Е. М. Пономаренко, И. П. Степанова. Перспективы создания высокоэффективной огнезащиты судовых конструкций с применением терморасширяющихся составов нового поколения». 2005 г. Режим доступа: http://www.sstc.spb.ru/topdf/topdf.
- Дринберг А.С., Гравит М.В., Зыбина О.А. Огнезащита конструкций интумесцентными лакокрасочными материалами при углеводородном режиме пожара // Лакокрасочные материалы и их применение, № 1. 2018. С.44 - 50.
Автор: к.т.н., доцент Гравит Марина Викторовна, E-mail: marina.gravit@mail.ru, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»