حفاظت از تاسیسات فرایندی با پوشش های ضد حریق

حفاظت از تاسیسات فرایندی با پوشش های ضد حریق

ترجمه: آرش قاسمی (مدیر HSE پتروشیمی بوعلی سینا)

مجتمع های پتروشیمی و گاز بدلیل ماهیت خطرناک خود همواره در معرض خطر حریق بوده اند و اثرات بالقوه اجتماعی، سیاسی، مالی و زیست محیطی را در پی دارند. از آنجایی که حریق در تأسیسات پتروشیمی یا فرآیند پالایش گاز، می تواند باعث افزایش ناگهانی درجه حرارت شود احتمال گسترش حریق بسیار زیاد و اثرات آن نیز به مراتب می تواند ویرانگرتر نسبت به حریق در سایر تاسیسات دیگر باشد.

در این مجال به توضیحی اجمالی در خصوص پوشش های ضدحریق در این تاسیسات پرداخته می شود.

حریق بزرگ در پایانه ذخیره سازی نفت بانسفیلد بریتانیا در سال ۲۰۰۵ منجر به مجموعه ای از انفجارهای بعدی شد که حریق در نهایت ۲۰ مخزن ذخیره بزرگ را فرا گرفت. این انفجارها تا فاصله ۲۰۰ کیلومتری قابل شنیدن بود و باعث مصدومیت ۲۴۴ نفر شد. دیگر حریق های مهم اخیر و حوادث مرتبط با انفجار حریق پالایشگاه BP تگزاس در سال ۲۰۰۵ و حریق پالایشگاه نفت کاتانو در سال ۲۰۰۹ است.

هر دوی این موارد نیاز حیاتی به یک ارزیابی قوی از ریسک های مربوطه و ارائه حفاظت مؤثر در برابر حریق و انفجار را که می تواند به محدود کردن پیامدهای این نوع بلایا کمک کند دارند.

حریق های هیدروکربنی

یکی از مهمترین خطراتی که تأسیسات نفت، پتروشیمی و گاز با آن مواجه هستند خطر حریق فورانی Jet Fire است. حریق فورانی معمولاً شامل یک شعله قوی است که توسط سوخت بسیار قابل احتراق ایجاد می شود و در یک جهت خاص و در نتیجه نشت یا شکاف در مخزنی که سوخت را در خود جای داده است آزاد می شود. این وضعیت می تواند سطوح شدیدی از گرمای موضعی به علاوه درجات اغراق آمیز شار گرما و آشفتگی ایجاد کند و در مقایسه با شعله های غیرهیدروکربنی به مراتب توانایی بیشتری در تخریب اقدامات حفاظتی در برابر حریق آسیب رساندن به سازه های فولادی و تخریب سایر ظروف فرایندی مخازن و خطوط لوله دارد.

خواص یک حریق فورانی به عوامل بسیاری مانند نرخ ترکیب سوخت و شرایط آزادسازی بستگی دارد ولی با اینکه تحقیقات قابل توجهی در خصوص کنترل چنین حوادثی در سال های اخیر انجام شده است هنوز زمینه های زیادی از عدم قطعیت پیرامون این موضوع وجود دارد. اگرچه خطرات ناشی از آن به راحتی قابل درک است فرآیند انتقال حرارت از حریق به مخازن ذخیره سازی اینطور نیست. این یکی از دلایلی است که حریق های فورانی و در واقع حریق های هیدروکربنی به تنهایی با روش های فعال حفاظت حریق، به سختی قابل کنترل هستند، زیرا این روش ها فقط برای اطفاء حریق طراحی شده اند. این چالش یک نیاز واقعی برای مهار و کنترل حریق فورانی با استفاده از اقدامات غیر فعال حفاظت حریق ایجاد میکند که در آن تأکید بر ضد حریق نمودن سازه فولادی یا بتنی از اثرات حریق و محدود کردن هرگونه افزایش دما است.

حفاظت سازه های فولادی

اجزای ساختاری اصلی ساخته شده در تأسیسات پتروشیمی اغلب از فولاد هستند. ماده ای که گاهی کمتر از سایر گزینه ها در معرض اثرات مخرب حریق است. فولاد به عنوان یک ماده سفت و سخت قوی و قابل اعتماد در نظر گرفته میشود که در برابر هر چیزی مقاومت می کند. متأسفانه موضوع همیشه اینطور نیست. هنگامی که فولاد در معرض افزایش دما قرار می گیرد می تواند با سرعت نگران کننده ای استحکام خود را از دست بدهد به ویژه زمانی که تحت فشار ناشی از حریق های هیدروکربنی و فورانی باشد. اقدامات غیر فعال حفاظت از حریق سرعت انتقال حرارت به سازه فولادی را کاهش می دهد و زمان لازم برای رسیدن به نقطه ای که در آن شکست سازه رخ میدهد را به طور قابل توجهی به تأخیر می اندازد. همچنین باعث می شود که زمان مناسبی برای تخلیه کارکنان و تحت کنترل قرار دادن حریق فراهم شود و به محدود کردن اثرات مخرب یک حریق بزرگ کمک می کند.

بسیاری از شعله های هیدروکربنی ناشی از انفجار در مجاورت محصولات قابل اشتعال بوده که اغلب باعث پارگی مخازن و شروع نشت می شود؛ بنابراین اگر قرار است هر نوع حفاظت غیرفعال حریق مؤثر باشد باید بتواند درجاتی از نیروی انفجاری را تحمل کند، به طوری که در جای خود باقی بماند و حفاظت مداوم را فراهم کند. شاید مؤثرترین روش برای محافظت از فولاد در چنین مناطق پرخطر، استفاده از سیستم پاشش اسپری آب باشد.

پوشش ضدحریق

این نوع سیستم پوشش یکپارچه معمولاً می تواند محافظت قابل اعتمادی در برابر انفجار اولیه و هرگونه حریق بعدی ایجاد کند. این امر آن را برای استفاده در انواع سازه ها و ظروف فرایندی در تأسیسات نفت، گاز و پتروشیمی، ایده آل می کند عملکرد این نوع راه حل در صدها کاربرد ثابت شده است و برخی از سیستم ها به طور مستقل آزمایش شده و مطابق با استانداردهای تست بین المللی، مانند 1987 :20-21 BS476: Parts ضمیمه D ، مورد تائید قرار گرفته اند. استاندارد 834 ISO و استانداردهای ایالات متحده آمریکا ASTM E119 ، UL263 ، UL1709 و XR719.

سیستم های بهتر موجود پیش مخلوطی از ورمیکولیت و سیمان پرتلند کنترل شده ارائه می دهند که قبل از استفاده با آب مخلوط می شود این کار را می توان با استفاده از اسپری روی یک چارچوب مشبک سیمی سبک انجام داد که پوششی یکپارچه تولید می کند و می تواند در برابر شوک های حرارتی موجود در حریق هیدروکربنی با شدت بالا مقاومت کند.

این به عنوان یک مانع حرارتی بسیار مؤثر عمل می کند که فرآیند انتقال حرارت را کند می کند و زمان لازم برای رسیدن فولاد ساختاری به دمای شکست خود را افزایش میدهد. این فرایند به نوبه خود می تواند فروپاشی کل سازه را به تأخیر بیاندازد یا از تخریب آن جلوگیری کند و به طور بالقوه جان افراد را در لحظات بحرانی نجات دهد. پوششی از این نوع معمولاً باعث ایجاد خوردگی در فولادی که روی آن اعمال می شود، نمی شود. با این حال اغلب بعنوان یک بستر اولیه برای ایجاد مقاومت طولانی مدت در برابر خوردگی استفاده می شود به ویژه زمانی که ساختار محافظت شده در معرض محیط طبیعی قرار می گیرد. این محلول علاوه بر محافظت قوی از سازه های فولادی برای حفاظت از سازه های بتنی نیز مناسب است زیرا به جلوگیری از فرآیند ریزش در برابر مواد منفجره کمک می کند بر اثر افزایش ناگهانی دما فرآیند پوسته پوسته شدن باعث ایجاد ترک های ریز در بتن می شود این امر می تواند منجر به شکسته شدن سطح بتن شود و در نهایت منجر به از دست دادن قابل توجهی از مقاومت سازه شود.

پوشش های ضد حریق برای کاربرد در خارج از محل با روش های تکمیل اسپری، غلتکی یا شناور، ایده آل می باشد. این نوع حفاظت در برابر حریق در اثر ضربه مکانیکی ترک نمیخورد و علاوه بر این دارای ترکیبی با چگالی کم است که وزن ثابت اضافه شده به سازه را کاهش می دهد.

ضخامت های مختلفی برای دستیابی به سطح حفاظتی مطلوب برای طیف وسیعی از کاربردهای مختلف موردنیاز است با این حال هر سازنده معتبر سیستم قادر خواهد بود محاسبات دقیق ضخامت مبتنی بر محاسبات رایانه ای را برای الزامات خاص مقاومت در برابر حریق ارائه دهد. دوام حفاظت در برابر حریق را نیز می توان با استفاده از یک پوشش سطحی، افزایش داد که در برابر نفوذ اسپری نمک آب شستشو نشت مواد شیمیایی، بارندگی سیستم های اسپری آب به مقدار زیاد و آسیب یخ زدگی ذوب، بعدی محافظت می کند حصول اطمینان از اینکه لایه حفاظت از حریق زیر دست نخورده باقی می ماند و می تواند حداکثر کارایی را ارائه دهد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ اطلاعات مهندسی و ایمنی در پروژه های صنعت نفت و گاز

⇐ نمونه شرایط اضطراری ERP در صنعت نفت

⇐ دانلود کتاب اطفاء حریق چاه های نفت و گاز

⇐ بررسی انواع سیستم های اطفاء حریق اتوماتیک