Вимоги промислової безпеки в області блискавкозахисту резервуарних парків нафти і нафтопродуктів

1. останні Статті
2. ЗМІ про Ростехнадзоре

Дата публікації: 3.05.2010

Не секрет, що існуюча нормативна база відображає рішення далеко не всіх питань забезпечення пожежної та промислової безпеки небезпечних виробничих об'єктів (СПО), причому багато норм не переглядалися десятки років і морально застаріли. Недосконалість діючих вимог промислової безпеки в деякій мірі компенсується розробкою відомчих нормативних документів, стандартів організацій, спеціальних технічних умов при проектуванні в тих випадках, коли те чи інше питання безпеки не знаходить відображення в існуючих нормативних правових актах. Але розробка, погодження та затвердження таких документів вимагають значних матеріальних і організаційних ресурсів. Найчастіше пропоновані інноваційні рішення викликають опір узгоджувальних органів і часом так і залишаються нереалізованими. Можливо, ситуацію в деякій мірі зможе виправити прийняття на законодавчому рівні рішень, запропонованих Президентом Російської Федерації, що дозволяють використовувати при проектуванні, будівництві та експлуатації норми і правила Європейського союзу [1].

Але чи достатньо дозволити російським промисловцям користуватися міжнародними нормами? Наявність можливості, взагалі кажучи, не обов'язково передбачає, що вона буде правильно реалізована. Компанії, що експлуатують ОПО, при цьому пріоритетному векторі, направленому на розвиток ринку, перш за все, зацікавлені в отриманні прямої вигоди. І швидше за все вибір того чи іншого іноземного нормативу буде часто обумовлюватися не турбота про безпеку, а дешевизною реалізації закладених в ньому вимог. Але навіть в тому випадку, коли компанія справді поставить за мету зробити експлуатацію виробничого об'єкта безпечнішою, чи буде вона на це здатна? Адже для того щоб вирішити ту чи іншу проблему безпеки, перш за все необхідно цю проблему усвідомити, зрозуміти, чим вона викликана. Потрібен високий рівень знань серед працівників компанії, що дозволяє самостійно вирішувати, які нормативи вибрати, які вимоги і як необхідно виконувати. Практика показує, що, на жаль, знання в галузі промислової безпеки зовсім не такі високі, як цього, мабуть, зажадає надається перспектива застосування передових міжнародних вимог.

Загальні проблеми нормативного регулювання промислової безпеки можна проілюструвати на прикладі аналізу вимог промислової безпеки в області блискавкозахисту, який був проведений під час вивчення причин конкретної аварії на об'єкті зберігання нафти (рис. 1).

Аварія сталася літнім вечором під час грози, що вибухнула над територією резерву-арного парку нафти. Послідовність подій така: блискавичний розряд в групу резервуарів з нафтою; розтин і загоряння резервуара, в який влучила блискавка; через 20 хв внаслідок інтенсивної теплового навантаження вибух сусіднього резервуара, викид палаючої нафти; подальша ескалація аварії на сусідні резервуари і обладнання. В результаті загинули 4 людини; з чотирьох резервуарів три зруйновані; прямі втрати перевищили 100 млн. руб. Причини аварії встановлювали наглядові органи, залучаючи експер тів і вчених. Згідно з офіційним актом розслідування причина виникнення аварійної ситуації - «обставини непереборної сили маловивченого природного явища - грозовий розряд». Дуже показова формулювання: «маловивчених природне явище». При цьому в Росії працюють одні з кращих в світі фахівців в галузі фізики блискавок, працюють профільні наукові інститути, видаються наукові праці [2-5]. Незважаючи на загальну для російської науки проблему нестачі фінансування, відсутність сучасної і дорогої експериментальної бази, ведуться дослідження, заслуговують високих оцінок світової наукової спільноти. Так, дослідження російських вчених Е.М. Базеляна і Ю.П. Райзера по збільшенню надійності блискавко-захисту використовувалися при підготовці стандартів щодо блискавкозахисту Національної Асоціації Пожежної Безпеки (США) [6,7].

Мал. 1. Наслідки аварії:

Проте, учасники комісії з розслідування, що говорять про маловивченою цього природного явища, цілком мають рацію, адже логічно, що «вивченість» повинна закінчуватися формулюванням і впровадженням нормативних вимог, що перешкоджають виникненню негативних наслідків при реалізації природного явища. Але, як показав аналіз, явище, яке послужило причиною виникнення аварії на ОПО, не знаходить відображення в загальноросійських нормах в області блискавкозахисту.

На даний момент єдиний загальноросійський документ, що містить обов'язкові вимоги до заходів і пристроїв для забезпечення безпеки людей, запобігання будівель, споруд, обладнання та матеріалів від вибухів, пожеж, руйнувань при впливі блискавки, що поширюється на об'єкти зберігання нафти, - введена в дію в жовтні 1987 м Інструкція по влаштуванню блискавкозахисту будівель і споруд (РД 34.21.122-87) [8]. Крім того, існують вимоги, встановлені Інструкцією по влаштуванню блискавкозахисту будівель, споруд і промислових комунікацій (СО 153-34.21.122-2003) [9]. Але останній документ хоча і є, без сумніву, більш актуальним ніж інструкція [8], це - стандарт РАО «ЄС Росії», який носить рекомендаційний характер для інших організацій, що експлуатують парки зберігання нафти. Відповідно до зазначених двома нормативами в основному і здійснюються проектування і експлуатація систем захисту від блискавок резервуарних парків, вони ж лежать в основі розроблюваних відомчих і корпоративних стандартів по захисту від блискавки. На відповідність вимогам цих документів державні наглядові органи оцінюють правильність проектних рішень і порядку експлуатації. Зазначеними інструкціями керувалася при розслідуванні причин аварії комісія, яка встановила, що система блискавкозахисту на об'єкті спроектована і експлуатувалася в Відповідно до цих документів. Експлуатація забезпечувала проектну надійність грозозахисту, найвищу, закладену в нормативі, - 0,995. Більш того, прийняті рішення по захисту від прямих ударів блискавок були високо оцінені провідними фахівцями та вченими в цій галузі, які показали, що фактично надійність не тільки відповідала, але і перевищувала встановлену і становила 0,99999.

В такому випадку виходить, що причиною аварії стала та, єдина за 100 тис. Років блискавка, яка «пройшла» через захист від блискавки з високим ступенем надійності. Дуже малоймовірно. Але більш імовірна реалізація одного з можливих вторинних проявів грозової активності - незавершених іскрових каналів. Саме такий висновок зробили експерти в результаті проведення експертизи.

Пояснимо, що ж являють собою ці незавершені іскрові канали.

Розглянемо заземлений провідник висотою h, з характерним радіусом заокруглення вершини r, встановлений в зовнішньому електричному полі E0. Коли нижня частина грозової хмари заряджена негативно, заземлений провідник заряджається позитивно, так як частина від'ємного заряду йде в землю. Тоді у вершини провідника, завдяки навіяного електричномузаряду, виникає поле:

Поле швидко убуває (на відстані декількох г), створюючи різницю потенціалів між провідником і навколишнім простором:

При середньому поле грозової хмари в місці розміщення заземленого споруди E0 = 150 В / см досить висоти

щоб на загострених конструкціях (r = 0,1 см) виник перепад потенціалів ΔUr min ≈ 300-400 кВ, достатній для іонізації повітря і початку формування коронного розряду.

Тобто крім прямого удару блискавки (від якого і захищає регламентируемая діючими вимогами промислової безпеки система блискавкозахисту з таким високим ступенем надійності) в резервуар або в зону горючих газових сумішей над його дахом причиною пожежі може стати утворення незавершених іскрових каналів, які порушуються електричним полем грозової хмари , а також електричними зарядами каналу блискавки, що проходить в безпосередній близькості від резервуара, наприклад при ударі в блискавковідвід. Незавершені іскрові розряди стартують від зовнішніх оббудовувань резервуара (огорожу даху, елементи дихальних клапанів і т.п.), коли напруженість електричного поля там перевищує поріг іонізації повітря, приблизно рівний 30 кВ / см в нормальних атмосферних умовах. Канал розряду здатний до підпалу горючої газової суміші навіть при довжині 1 10 см. Довжина формується каналу зростає з висотою об'єкта. На надвисоких об'єктах такі канали досягають хмари і перетворюються в так звані висхідні блискавки (рис. 2), подібні до тієї, що регулярно фіксується на Останкінській телевежі (блискавка галузиться в сторону розвитку).

Мал. 2. Форма висхідній блискавки

При аналізі сталася аварії для резервуара була побудована залежність напруженості електричного поля на поверхні смуги огорожі даху резервуара від висоти огорожі.

Мал. 3. Залежність кратності посилення зовнішнього поля від висоти огорожі даху

На рис. 3 добре видно, що при збільшенні висоти огорожі до 2,5 м кратність посилення зовнішнього поля збільшується в 2,5-3 рази. При цьому слід звернути увагу, на те, що установка громовідводи небезпеки розвитку іскрових розрядів не знімає.

Незважаючи на порівняно невисоку вартість реалізації заходів з придушення іскрових каналів в повітрі, які полягають у виборі спеціальних огороджень даху резервуарів та інших конструктивних елементів, що піднімаються над дахом на 0,5 м і більше, або в пристрої електростатичних екранів на існуючих конструкціях, в діючих національних нормативах щодо блискавкозахисту небезпека загоряння за рахунок іскрових каналів вторинного походження не констатується, а засоби захисту від них не регламентуються (в норматив [8] введено тол ько вимога про обов'язкове включення в зону захисту блискавковідводів загазованого обсягу).

Також в більшості відомчих документів не передбачені заходи з придушення іскрових каналів. Єдиним винятком серед нормативних документів на території Росії є прийнятий в 2008 р стандарт щодо блискавкозахисту ВАТ «Газпром» [10], де сформульовані основні принципи захисту від таких розрядів. Незважаючи на те, що організація, експлуатувала об'єкт, де сталася аварія, входить у великий промисловий холдинг, який уважно стежить за забезпеченням безпеки експлуатації своїх об'єктів, розробляє і регулярно оновлює власні нормативи по захисту від блискавки, заходи з придушення іскрових каналів в них, на жаль, не відбивалися і тим самим не пропонувалися як обов'язкові при проектуванні.

Важливо згадати й інший суттєвий аспект блискавкозахисту, який також не знаходить відображення в нормативних документах. Причиною небезпечної ситуації часто стають ковзаючі іскрові розряди, які можуть формуватися уздовж поверхні грунту від точки введення в землю струму блискавки. У грунтах низької провідності, при недосконалому контурі заземлення об'єкта, вони досягають довжини в десятки метрів. Маючи температуру не менше 6000 ° С, канали підпалюють протікання рідкого палива і важкі газові суміші.

Проведений аналіз причин виникнення сталася аварії був адекватно сприйнятий керівництвом компанії, яке усвідомило необхідність доопрацювання і вдосконалення своїх нормативів. Але ціною за це розуміння стали людські життя і значних матеріальних збитків. А скільки компаній будуть продовжувати експлуатувати свої об'єкти, не знаючи про можливі небезпеки і не замислюючись про те, як їх уникнути?

Прагнучи знизити адміністративне навантаження на бізнес, державі, мабуть, ще рано залишати організації, які експлуатують ОПО, один на один з проблемами забезпечення безпеки, оскільки рішення таких проблем вимагає координованого системного підходу із залученням фахівців з різних галузей науки і сфер знань, який неможливий без державної участі.

Список літератури

1. Федеральний закон від 30.12.2009 № 385-ФЗ «Про внесення змін до Федерального закону« Про техниче ському регулювання ». - Російська газета. - № 255. - 2009.- 31 дек.
2. Базелян Е.М., Райзер Ю.П. Фізика блискавки і блискавкозахисту. - М .: Физматлит, 2001..
3. Базелян Е.М., Райзер Ю.П. Іскровий розряд. - М.: Видавництво МФТІ, 1997..
4. Черкасов В. Н. Захист вибухонебезпечних споруд від блискавки і статичної електрики. - М .: Стройиздат, 1984.
5. Rakov Vladimir A., ​​Ulman Martin A. Lightning: Physics and Effects. - New York: Cambridge University Press, 2006.
6. NFPA 780: Standard for the Installation of Lightning Protection Systems. - Quincy: National Fire Protection As
   sociation, 2008.
7. The Scientific Basis for Traditional Lightning Protection Systems. - San Francisco: The Committee on Atmospheric and Space Electricity of The American Geophysical Union, 2001..
8. РД 34.21.122-87. Інструкція по влаштуванню блискавкозахисту будівель і споруд. - Сер. 17. - Вип. 27. - М .: ВАТ «НТЦ« Промислова безпека », 2006.
9. СО 153-34.21.122-2003. Інструкція по влаштуванню блискавкозахисту будівель, споруд і промислових комунікацій. - Сер. 17. - Вип. 27. - М .: ВАТ «НТЦ« Промислова безпека », 2006.
10. СТО Газпром 2-1.11-170-2007. Інструкція по влаштуванню блискавкозахисту будівель, споруд і комунікацій ВАТ «Газпром». - М .: ТОВ «Інформаційно-рекламний центр газової промисловості», 2008.

© Д.В.Дегтярев, науч. Співробітник ЗАТ НТЦ ПБ
© А.С. Печеркіна, д-р техн. наук, проф., голова Ради директорів ЗАТ НТЦ ПБ

Журнал «Безпека праці в промисловості», № 2.2010

останні Статті

Чому кібербезпека так важлива для підприємств?

Штучний інтелект як інструмент мінімізації виробничого травматизму

Основні причини аварій на виробництвах

9 способів використання відеокамери для безпеки виробництва

Використання ЗІЗ - як уникнути травм на виробництві

інші статті

Інформація про Ростехнадзоре

ЗМІ про
Ростехнадзоре

Підприємства та нагляд

Новини
компаній