Анализ возможных причин разгерметизации технологической системы

2.2 Анализ возможных причин разгерметизации технологической системы

Необходимым условием обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации технологического оборудования является его прочность, под которой понимают способность конструкции воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх установленных величин.

Наблюдаемые на практике повреждения технологического оборудования происходят:

·  в результате недостатков конструктивного характера (неправильный расчет, неудачный выбор материала) и дефектов изготовления (скрытые внутренние дефекты материала, некачественная подгонка и сварка);

·  нарушения принятых режимов работы;

·  отсутствие или неисправность средств защиты от перегрузок;

·  некачественного технического обслуживания и ремонта.

Возможны следующие основные комбинации нарушений, в результате которых возникают повреждения технологического оборудования:

·  превышение расчетных нагрузок при сохранении расчетной прочности оборудования;

·  снижение расчетной прочности оборудования при сохранении расчетных нагрузок;

·  одновременное нарушение расчетных нагрузок и расчетной прочности.

Причины повреждений технологического оборудования принято классифицировать следующим образом:

·  повреждение в результате механических воздействий;

·  повреждение в результате температурных воздействий;

·  повреждение в результате химических воздействий.

2.2.1 Разгерметизация в результате механических воздействий

Под механическими воздействиями обычно понимают такие воздействия, которые возникают в результате превышения расчетных нагрузок на оборудовании при сохранении его расчетной прочности. Наиболее характерным механическим воздействием является чрезмерное внутреннее давление, возникающее в аппарате при переполнении его СУГ. Такое явление может иметь место:

·  при нарушении технологического режима;

·  внешнее воздействие;

·  при неисправности контрольно-измерительных приборов и защит ной автоматики.

2.2.2 Разгерметизация в результате температурных воздействий

Повреждение технологического оборудования может произойти в результате:

·  образования не предусмотренных расчетом температурных перенапряжений в материале стенок резервуара и трубопроводов;

·  ухудшений механических характеристик материалов при низких или высоких температурах.

2.2.3 Разгерметизация в результате химических воздействий

Обращающаяся в технологическом процессе вещества (СУГ) и окружающая среда вступают в химическое взаимодействие с материалами, из которых изготовлено технологическое оборудование, вызывая его разрушение (коррозию). Разрушающему действию коррозии наиболее подвержены слабые места оборудования:

·  швы;

·  разъемные соединения;

·  прокладки;

·  места изгибов и поворотов труб.

2.3 Расчет площади розлива сжиженных углеводородных газов в случае полной разгерметизации технологической системы

2.3.1 Определение показателей, характеризующих

пожарную опасность аварийного розлива СУГ

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность аварийного разлива СУГ, являются: площадь или зона разлива; коэффициент разлива, радиус зоны разлива; толщина слоя разлившейся жидкости.

Установлено, что площадь разлива жидкости F_ж по поверхности твердых тел прямо пропорциональна объему разлившейся жидкости V_ж:

F_ж = ƒ V_ж.

Коэффициент пропорциональности f в уравнении назван коэффициентом разлива жидкости. В СИ коэффициент разлива выражается в м²/м³ или м^-1 и показывает значение площади разлива единицы объема данной жидкости.

Остальные показатели пожарной опасности аварийного разлива пожароопасной жидкости можно определить исходя из площади разлива.

Площадь разлива жидкости характеризуют диаметром или радиусом круга, эквивалентного (по площади) разлившейся жидкости. Такой параметр можно найти, приняв площадь разлива к площади круга и вычислив из этого равенства радиус.

Кроме того, важна толщина слоя разлившейся жидкости δ_ж, которую определяют по формуле:

δ_ж = 1/ƒ.

Значение коэффициента разлива пожароопасной жидкости определяется в соответствии с НПБ 107-97 «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности», а именно:

f=150, если содержание (по массе) растворителей составляет >70%;

f=100, если содержание (по массе) растворителей составляет ≤70%.

F_ж=150·17,5=2625 м².

При крупномасштабных авариях, например, связанных с полным разрушением наземных вертикальных стальных резервуаров («Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории»), коэффициент разлива или вернее уже затопления определяют исходя из расположения наземного резервуара на местности:

f=12 – при расположении на возвышенности;

f=5 – при расположении на поверхности, имеющей уклон, благоприятствующий разливу жидкости, но не более 1%.

Приведенную форму разлива жидкости при расположении резервуара в низине или на ровной поверхности (с уклоном до 1%) – в виде круга с радиусом:

R_ж=;

Допускается определять показатели, характеризующие пожарную опасность разлива пожароопасных жидкостей, по материалам реальных аварий при адекватности анализируемых ситуаций или в лабораторных условиях.