Анализ статистических данных об авариях на вертикальных стальных резервуарах

Николаенко Е.Ю.

С каждым годом количество аварий на резервуарах возрастает. Основной причиной этого роста является то, что большой процент резервуаров уже выработал свой проектный ресурс. Износ эксплуатируемых вертикальных стальных резервуаров согласно[1] составляет 60– 80%. Наряду с этим, основными предпосылками аварий также являются неравномерные просадки оснований, сложный характер нагружения конструкции в зоне уторного шва в сочетании с практическим отсутствием контроля сплошности этих сварных соединений, крупные размеры конструкций и связанная с этим протяженность сварных швов, которые трудно проконтролировать по всей длине, высокая скорость коррозийных повреждений и нарушение режимов эксплуатации.

При сборе информации использовались материалы централизованной системы сбора информации ВНИИПО, информационные письма, опубликованные в печати, личные базы данных специалистов, занимающихся указанной проблемой, а также данные электронных ресурсов сети internet. В то же время собранные данные не могут быть признаны полными. Это обусловлено, в первую очередь тем, что организации и компании не придают широкой огласке аварии, которые не сопровождались крупными пожарами, не приводили к травмам и гибели людей, а также большого ущерба третьим лицам и окружающей среде. Общее число аварий согласно[1] в 3-5 раз больше регистрируемых. Во вторых, существующие центры сбора информации об авариях и пожарах в резервуарах разрозненны, а имеющиеся базы данных не полностью отражают картину происходящего.

Анализ пожаров, происшедших в резервуарах представлен за период с 2001 по 2012 год. За исследуемый период на территории России зарегистрирован 61 пожар (рис.1), происшедший на резервуарах, из них около 90% зарегистрированных пожаров и загораний произошло на резервуарах, заполненных сырой нефтью и бензином.

Рис.1. Распределение пожаров в резервуарах по годам

Установлено, что основными источниками зажигания, от которых возникали пожары, являются: огневые и ремонтные работы (23,5 %), искры электроустановок (14,7 %), проявления атмосферного электричества (9,2 %), разряды статистического электричества (9,7 %), большая часть всех пожаров на резервуарах (42,2) произошла от самовозгорания пирофорных отложений, неосторожного обращения с огнем, поджогов и других источников зажигания (рис.2).

1. Пожары от самовозгорания пирофорных отложений,поджогов, неосторожного обращения с огнём - 42,2 %

2. Огневые и ремонтные работы - 23,5 %

3. Искры электроустановок - 14,7 %

4. Разряды статического электричества - 9,7 %

5. Проявления атмосферного электричества - 9,2 %

Рис.2 Основные источники зажигания

Важную информацию для разработки мер пожарной безопасности дают сведения о непосредственном источнике зажигания взрывоопасной паровоздушной смеси. Причиной 5% пожаров были повреждения оборудования, нарушения технологического режима, повышенная загазованность территории резервуарного парка. В этих случаях, естественно, источник зажигания является вторичным и второстепенным фактором, а защита должна быть направлена на поддержание исправности оборудования и нормальное ведение технологического процесса.

Из установленных непосредственных источников зажигания пожаров наиболее распространенный, огневые работы - 23 % (почти каждый третий пожар). Неосторожное обращение с огнем, допущенное при ремонте резервуаров, электрические и механические искры или горячие выхлопы глушителя автомобиля при очистке резервуара через нижний люк стали причиной 11,8 % пожаров. В целом при очистке и ремонте резервуаров произошло 37,6 % от общего числа. Необходимо отметить, что 18 % пожаров на резервуарах возникли от самовозгорания пирофорных отложений, причем 64 % пожаров, происшедших по этой причине, отмечено на объектах добычи нефти и 36 % - в резервуарных парках на нефтеперерабатывающих заводах.

Примечательно, что 65 % пожаров, происходит в весенне-летний период и основными источниками зажигания (не считая огневые и ремонтные работы) является проявление атмосферного электричества (22,2 %), а также огневые технологические установки (16,5 %). Здесь надо отметить, что в первом случае (разряды атмосферного электричества) загорались резервуары только на насосных станциях нефтепродуктов, что говорит о ненадежности существующей молниезащиты и необходимости ее усовершенствования на данных объектах.

Анализ статистических данных показывает, что резервуары средних и больших объёмов с нефтепродуктами, существующими автоматическими системами практически не тушатся в связи с утратой работоспособности системы вследствие взрыва паровоздушной смеси, формирующейся над поверхностью жидкости в резервуаре. Как правило, тушение пожаров в резервуарах осуществляется в основном мобильными средствами. Для тушения резервуаров такого объёма требуется сосредоточение в короткие сроки большого количества сил и средств пожарной охраны, что практически не представляется возможным, учитывая удалённость мест дислокации пожарных подразделений от подобного рода объектов, а также ряда других объективных причин. К моменту сосредоточения пожарных подразделений для тушения, пожары на подобных объектах принимают, как правило, катастрофические масштабы. Поэтому вероятность ликвидации подобных пожаров низкая, производится выжигание продукта, а силы и средства вводятся для защиты соседних резервуаров или технологических установок. В результате чего время ликвидации пожаров может составлять десятки часов, что может способствовать каскадному развитию аварийной ситуации.

Наиболее опасная ситуация возникает при полном разрушении РВС. Отличительными признаками квазимгновенного разрушения РВС являются полная потеря целостности корпуса, и выход в течение короткого промежутка времени на прилегающую территорию всей хранящейся в резервуаре жидкости в виде мощного потока – волны прорыва, обладающей высокой скоростью и большой разрушительной силой, которая разрушает нормативные обвалования и выходит за пределы территории объекта, часто приводя к катастрофическим последствиям. Площадь разлива нефтепродуктов достигает сотен тысяч квадратных метров. Согласно полученным данным в период с 2000 по 2010 годы произошло 32 случая квазимгновенных разрушений РВС, распределение которых по годам представлено на рисунке 3.

Рис.3. Распределение квазимгновенных разрушений по годам

Статистические данные о квазимгновенных разрушениях резервуаров показывают, что, несмотря на определённый прогресс, достигнутый в последнее время в резервуаростроении, гидродинамические аварии в резервуарных парках продолжают иметь место.

В связи с этим возникает острая необходимость определения меры возможности реализации опасности вследствие аварии на подобных объектах как для людей, находящихся на объекте, так и для населения, находящегося в соседней селитебной зоне и на ближайших объектах транспортной инфраструктуры (расчёт пожарного риска). Кроме того, возникает необходимость разработки и предложения мероприятий, компенсирующих повышенную пожарную опасность.