Пригодность к эксплуатации пассивной противопожарной защиты

Пассивная противопожарная защита (ППЗ) предназначена для уменьшения последствий, которые может вызвать пожар. ППЗ можно описать как покрытие, которое изолирует критически важные компоненты конструкции и оборудования таким образом, чтобы снизить скорость повышения температуры для поддержания устойчивости конструкции и целостности.

Конструктивная устойчивость дает время для вентиляции помещения (продувки), прекращения работы или замедления темпов распространения пожара, что позволяет мобилизовать аварийные службы. Однако ППЗ не уменьшает высвобождение или последующее воспламенение запасов.

Не существует национальных и международных стандартов для оценки противопожарных характеристик “устаревших” систем ППЗ. Однако имеются публикации с руководящими указаниями, которые можно использовать в качестве вспомогательной информации при оценке систем ППЗ в процессе эксплуатации. Ответственность за интерпретацию этих документов должен нести инженер, имеющий подтвержденный опыт в области обеспечения целостности и разбирающийся в применении и проверке систем пассивной противопожарной защиты.

Приведенный ниже список не является исчерпывающим, а скорее представляет собой краткий обзор литературы, имеющейся для оценки этих функциональных покрытий в процессе эксплуатации.

  • Стандарт NACE RP0198-2004 (№ 21084): Контроль коррозии под теплоизоляцией и огнестойкими материалами. Системный подход.
  • Информационный бюллетень по охране труда, технике безопасности и защите окружающей среды в прибрежных зонах № 12/2007: Рекомендации по критериям приемлемости поврежденных покрытий пассивной противопожарной защиты (ППЗ).
  • Отчет объединенной промышленной группы MMI, MMU013-P2-R-01: Критерии приемлемости поврежденных покрытий пассивной противопожарной защиты.
  • Институт инженеров-химиков: Огнестойкость покрытий пассивной противопожарной защиты после длительного воздействия атмосферных условий.

Хотя в данной статье мы ставим своей целью дать представление о типах дефектов, с которыми можно столкнуться на эксплуатируемых нефтегазовых объектах в Великобритании, по-прежнему важно учитывать тип пожарной опасности и потенциальное распространение пожара, для предотвращения которого используется ППЗ. Эта информация обычно содержится: для операций выше по потоку — в описании техники безопасности объекта, а для операций ниже по потоку — в описании COMHH.

В статье будут рассмотрены дефекты и аномалии, связанные с цементирующими портландцементными и эпоксидно-вспучивающимися системами ППЗ. Мы определяем аномалию как нечто, ухудшившееся до такой степени, что может не функционировать при необходимости, а дефект — как нечто, требующее корректирующих действий или продолжающее ухудшаться.

Легкие вермикулито-портландцементные (вяжущие) системы

Легкие цементирующие системы ППЗ широко применяются на объектах нефтяной и газовой промышленности и обеспечивают хороший уровень прочности и противопожарной защиты. Однако во многих случаях из-за плохого понимания требований к техническому обслуживанию использование этих вермикулито-портландцементных систем сократилось на объектах выше по потоку.

Можно утверждать, что плохое понимание требований к техническому обслуживанию привело к постоянному откладыванию ремонтных работ, что вызвало постоянное ухудшение состояния системы и во многих случаях потребовало полной замены. В конечном счете, можно сказать, что легче сохранять регулярно поддерживаемое покрытие, чем покрытие, которое было оставлено разрушаться.

Цементирующие системы ППЗ изначально были разработаны как относительно дешевый материал, который удовлетворял некоторым из самых сложных сценариев возгорания. Кроме того, считалось, что из-за щелочности системы подложка будет нормализоваться, обеспечивая хорошую противокоррозионную защиту, однако необходимость в техническом обслуживании систем была упущена из виду. Недостаток знаний по техническому обслуживанию привел к постоянному разрушению системы, в которой допускалось проникновение влаги, что приводило к карбонизации свободной извести в портландцементе и снижению щелочности. Пониженная щелочность впоследствии создала более благоприятную среду для возникновения коррозии.

Тем не менее, легкие цементирующие системы по-прежнему представляют ценность в качестве систем ППЗ и по-прежнему широко используются благодаря тому, что являются экономически эффективным решением. В проектах переработки и сбыта нефтепродуктов обычно используют более легкие строительные материалы, такие как стальные профили меньших размеров. Небольшие размеры профиля (значения HP/A) могут способствовать увеличению толщины пленки некоторых систем ППЗ, таких как эпоксидные смолы.

Кроме того, при техническом обслуживании иногда более практично производить ремонт по принципу «идентичности», а не искать конструктивные отклонения. Оригинальная конструкция указанных систем ППЗ была бы принята/одобрена сертифицирующим органом, таким как Lloyds или DNV. Это будет основано на сертификации предпожарных и пожарных испытаний, а также на ряде других соображений. Следовательно, если требуется отремонтировать оригинальную, скажем, цементирующую систему ППЗ с использованием эпоксидного материала ППЗ, первоначальная проектная документация теперь изменена. Таким образом, следует искать конструктивные отклонения как часть процесса внесения изменений.

Кроме того, в эксплуатируемой инфраструктуре, когда срок службы объекта известен, наиболее экономичным решением будет ремонт цементной системы по принципу «идентичности», который может обеспечить достаточную долговечность в течение всего срока службы установки или компонента.

Существует множество ситуаций, связанных с коррозией под системой противопожарной защиты (CUF), приписываемых цементным системам, однако необходимо учитывать, что в первые годы нефтегазодобычи эти цементные системы были широко распространены. Следует также учитывать, что, возможно, большое количество известных проблем с CUF связано с износом инфраструктуры и во многих случаях с тем, что эти объекты все еще эксплуатируются значительно дольше их первоначального расчетного срока службы.

Следовательно, учитывая слабое понимание требований к техническому обслуживанию в сочетании с объемом эксплуатируемых цементирующих систем, это, возможно, способствовало возникновению мнения о том, что система подвержена коррозии под системой противопожарной защиты. Однако не предполагается, что цементирующие системы должны быть предпочтительнее новых, более экологически безопасных систем, а только то, что эти оригинальные системы во многих случаях обеспечивали хороший уровень ППЗ и предпожарной долговечности дольше первоначального расчетного срока службы самих объектов.

Примеры дефектов и аномалий (степень серьезности соответствует принципам документа HSE 12/2007 об оценке систем ППЗ в процессе эксплуатации).

Аномалия, приоритет 1. Не функционирует в случае пожара.

Система ППЗ повреждена (отсутствие, пропуски) и не будет работать должным образом. Это приведет к серьезному выходу из строя ППЗ при угрозе пожара, в результате чего важный элемент защищаемого компонента подвергнется воздействию огня.

Катастрофическое разрушение: дефектная система армирования, коррозионное вспучивание, расширение и сжатие металлоконструкций, вибрация или смещение, общее разрушение из-за отсутствия технического обслуживания, сбой в системе крепления и отслоение от подложки.

Аномалия, приоритет 2. Не функционирует в случае пожара.

Повреждение системы ППЗ возможно в результате эрозии из-за преобладающих ветров, проблем с обслуживанием оборудования, горячих поверхностей, стока влаги, отсутствия технического обслуживания или ненадлежащей эксплуатации.

Дефект, приоритет 1. Если не устранить, дефект перерастет в аномалию.

Незначительные повреждения усугубятся, если их не устранить, но не приводят к немедленному снижению показателей огнестойкости. Если не предпринять соответствующие меры, это приведет к дальнейшему ухудшению состояния.

Система ППЗ подвержена различным уровням разрушения: разрушению верхнего слоя, разрушению/отсутствию мастики, эрозии/отслаиванию внешнего слоя ППЗ. Ударные повреждения и изменения погодных условий приведут к еще большему разрушению систем.

Толстопленочная эпоксидная пассивная противопожарная защита

Толстопленочные эпоксидные системы ППЗ широко применяются на объектах нефтегазодобычи и, возможно, могут считаться не требующими технического обслуживания. Однако эпоксидные системы ППЗ не лишены проблем и могут быть подвержены ряду механизмов разрушения. Такие разрушения обычно являются результатом воздействия внешних факторов.

Типичные проблемы, связанные с эпоксидными системами ППЗ, в основном являются результатом механической модификации, когда работы по техническому обслуживанию приводят к ослаблению прочности сцепления адгезионных систем, что приводит к разрушению соединения на границе раздела грунтовка-сталь. При снижении адгезионной прочности может произойти расслоение.

Эпоксидная система ППЗ может быть подвержена растрескиванию, однако трещины при техническом обслуживании отличаются от трещин, связанных со стадией изготовления, и их не следует путать. Трещины при техническом обслуживании обычно обнаруживаются вблизи мест повышенной температуры, где излучаемое или проводящее тепло повышает температуру подложки выше рекомендуемой рабочей температуры материала, что приводит к образованию небольших трещин, которые распространяются со временем.

К другим проблемным областям можно отнести водопоглощение эпоксидной системы ППЗ. В состав эпоксидных смол входит большое количество компонентов, что придает материалу определенную гибкость, позволяя системе перемещаться. Однако, чем более гибкий материал, тем выше потенциал поглощения воды. Влага или вода в системе вызывает проблемы в отличие от цементирующих систем, где влага может улучшить противопожарные характеристики.

(Примечание: цементирующие системы ППЗ имеют двойственное действие: как барьер и за счет выделения влаги. Барьерные свойства физически препятствуют попаданию тепла в защищаемую зону. Выделение влаги или пара действует как охлаждающий агент на внешней поверхности).

Большинство, если не все, эпоксидных систем ППЗ содержат водорастворимые пигменты, поэтому любое перемещение влаги/воды может привести к вымыванию этих пигментов из системы, что приведет к снижению функциональных возможностей, т.е. к снижению огнестойкости. Отвердители также могут способствовать повышению восприимчивости системы к поглощению воды. Проблемы с поглощением воды можно решить путем нанесения верхних лакокрасочных покрытий, однако, если известно, что система ППЗ чувствительна к поглощению воды, то поддержание верхнего слоя увеличивает затраты на техническое обслуживание.

Примеры дефектов и аномалий (степень серьезности описана как и ранее)

Аномалия, приоритет 1. Не функционирует в случае пожара.

Система ППЗ повреждена (отсутствие, пропуски) и не будет работать должным образом. Это приведет к серьезному выходу из строя ППЗ при угрозе пожара, в результате чего важный элемент защищаемого компонента подвергнется воздействию огня.

Катастрофическое разрушение, отсутствие или ненадежная система армирования, общее разрушение из-за отсутствия технического обслуживания, халатность покрытчика, повреждение из-за чрезмерного поглощения воды.

Дефект, приоритет 1. Если не устранить, дефект перерастет в аномалию.

Незначительные повреждения усугубятся, если их не устранить, но не приводят к немедленному снижению показателей огнестойкости. Если не предпринять соответствующие меры, это приведет к дальнейшему ухудшению состояния.

Система ППЗ подвержена различным уровням разрушения: разрушению верхнего слоя, разрушению/отсутствию мастики, эрозии/отслаиванию внешнего слоя ППЗ. Ударные повреждения и изменения погодных условий приведут к еще большему разрушению систем.

Другие соображения при оценке обслуживания ППЗ

  1. Требуется ли оценка эксплуатационного риска?
  2. Анализ технического обоснования безопасности согласно COMAH для прибрежных и морских условий.
  3. Анализ необходимости в ППЗ, например, восстановите или удалите внесенные изменения.
  4. Ремонтировать в соответствии с рекомендациями производителя по ремонту или конструктивными отклонениями?

Тонкопленочная эпоксидная противопожарная защита

Хотя эта статья в основном посвящена техническому обслуживанию углеводородных систем ППЗ, для полноты картины кратко рассмотрим использование тонкопленочных эпоксидных систем ППЗ. Они предназначены для использования в неуглеводородной отрасли, например, в коммерческих зданиях, стадионах, аэропортах, больницах и т.д., при этом пожар описывается как целлюлозный, например, бумага/дерево, мебель и т.д. В то время как чрезмерная толщина углеводородного покрытия ППЗ не сказывается на огнестойкости, чрезмерная толщина целлюлозной системы ППЗ может привести к снижению уровня защиты.

В углеводородных системах ППЗ образование обуглившегося вещества является устойчивым и способно поддерживать само себя, в целлюлозных системах ППЗ образуются мелкие фракции обуглившегося вещества, как сигаретный пепел, и оно не может поддерживать само себя. Следовательно, при чрезмерной толщине может произойти снижение уровня защиты. Другой проблемой, связанной с длительным использованием целлюлозной системы ППЗ, может быть нанесение декоративного верхнего покрытия. Целлюлозный пожар менее опасен, чем углеводородный, поэтому тип и толщина могут ограничивать обугливание в тонкопленочной системе во время пожара.

Рекомендации по результатам проверок тонкопленочных систем

  1. Грунтовка: требуется ли для системы ППЗ предварительно одобренная грунтовка?
  2. Осядут ли активные пигменты на дно тары во время хранения?
  3. Можно ли разбавить ППЗ растворителями, чтобы облегчить нанесение?
  4. Были ли сняты фильтры с распылительного оборудования (фильтры могут удалить активные пигменты из покрытия)?
  5. Какова максимальная толщина до того, как противопожарные характеристики будут снижены?
  6. Сколько времени требуется на испарение растворителя перед нанесением верхнего слоя?
  7. Какой тип покрытия и толщину верхнего слоя можно использовать?
  8. Как учитывается воздействие на окружающую среду при нанесении и в процессе эксплуатации?

Выводы

Учитывая сложность обеспечения сохранности защитных покрытий и, в частности, ППЗ в процессе эксплуатации, на должность инженера по проверке “пригодности к эксплуатации” следует рассматривать людей, способных продемонстрировать глубокие знания процессов и процедур применения ППЗ. Они должны обладать экспертными знаниями о механизмах разрушения и понимать потенциальное влияние аномалии или дефекта ППЗ на срок службы и, что более важно, на пожаробезопасность. Они должны иметь опыт в составлении отчетов и давать рекомендации по скорости разрушения покрытия, позволяющие эффективно планировать ремонт.

Следует также понимать, что квалификация инспектора ППЗ отличается от квалификации инженера по проверке ППЗ в процессе эксплуатации тем, что инспектор по нанесению покрытий (ППЗ), как правило, занимается работой на начальной стадии нанесения покрытия и не должен рассматриваться как специалист, предоставляющий рекомендации по пригодности к эксплуатации из систем ППЗ.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Поддержание сохранности отслуживших сооружений – краткосрочные решения вопросов нанесения покрытий
Поддержание сохранности отслуживших сооружений – краткосрочные решения вопросов нанесения покрытий
Существует множество отслуживших объектов, особенно у компании N Sea, которые, скорее всего, в ближайшее время…
Саймон Хоуп
17.03.2021
330
Огнестойкий состав Plascoat® PPA571 FR, не содержащий галогенов
Огнестойкий состав Plascoat® PPA571 FR, не содержащий галогенов
Огнестойкого покрытия Plascoat® PPA571 FR, нового термопластичного противокоррозионного состава, специально разработанное для защиты зданий
13.02.2023
91
Экологичное огнестойкое покрытие для древесины
Экологичное огнестойкое покрытие для древесины
В недавно проведенной работе были получены экологически безопасные, высококачественные, огнестойкие, водорастворимые покрытия для древесины с…
07.03.2022
450
Предотвращение коррозии сосудистых стентов
Предотвращение коррозии сосудистых стентов
В недавно проведенном исследовании описан двойной усиленный контроль коррозии биоразлагаемого покрытия на магниевом сплаве для…
18.02.2023
22
Патент на покрытия Dartex
Патент на покрытия Dartex
Способны "зонировать" различные полиуретановые покрытия на опорных поверхностях, позволяя одной ткани выполнять множество функций.
11.04.2023
41
Коррозионностойкие сверхгидрофобные покрытия на основе графена на медной подложке
Коррозионностойкие сверхгидрофобные покрытия на основе графена на медной подложке
Ученые представили потенциостатическое осаждение, используемое для электроосаждения покрытий на основе никеля (Ni) и никель-графена (Ni-G)…
Притам Рой
06.12.2022
96
Новое поколение рулонных покрытий. Технология Tedlar®.
Новое поколение рулонных покрытий. Технология Tedlar®.
Превосходные свойства поливинилиденфторида (ПВДФ) хорошо известны в лакокрасочной промышленности и пользователям изделий из окрашенных металлов.
Джаред Трейси, Майкл Демко, компания DuPont
19.09.2022
279
Одностадийное изготовление сверхгидрофобного нанокомпозита
Одностадийное изготовление сверхгидрофобного нанокомпозита
Сверхгидрофобные покрытия, обладающие способностью к самоочищению и противокоррозионными свойствами, требуются во многих промышленных областях применения;…
18.08.2022
133
Влияния ультрафиолетового излучения на уложенные в штабеля трубы с наплавленным эпоксидным покрытием ч.2
Влияния ультрафиолетового излучения на уложенные в штабеля трубы с наплавленным эпоксидным покрытием ч.2
В этой статье рассказывается о втором этапе программы масштабного ремонта труб, хранящихся в Северной Америке,…
Кит И.У. Колсон, Джеймс Фергюсон
17.11.2021
454