Автореферат (Огнестойкость монолитных железобетонных ограждающих стен резервуарных парков), страница 2

Москва,6Академия ГПС МЧС России, 2016); 4-й Всероссийской научно-практическойконференции, посвященная году гражданской обороны: «Актуальные вопросысовершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасностиобъектов» (г. Иваново, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧСРоссии, 2017).Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырехглав, заключения, списка литературы и трех приложений. Содержание работыизложено на 152 страницах текста, включает в себя 42 таблицы, 66 рисунков,список литературы из 140 наименований.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, проанализирован объект и предмет исследования, показаны научная новизна работы и ее практическая значимость.В первой главе «Обоснование углеводородного пожара для определенияогнестойкости ограждающих стен резервуарных парков» представлены анализнормативных требований к огнестойкости ограждающих стен резервуарныхпарков, анализ температурных режимов пожаров, используемых в мировойпрактике для определения огнестойкости СК, особенности возникновенияи развития пожаров проливов горючих жидкостей при разрушениях РВС,температурно-временная зависимость для определения предела огнестойкостиограждающих стен резервуарных парков.Анализ нормативных требований к огнестойкости ограждающих стенрезервуарных парков показал, что такие преграды должны выполняться изнегорючих материалов и иметь предел огнестойкости не менее Е 150.

В связис чем, в работе поставлен вопрос о корректности применения для определенияпредела огнестойкости рассматриваемых ограждающих стен стандартногометода испытаний, так как температурный режим пожара пролива нефти илинефтепродукта при авариях РВС имеет ряд существенных отличий от СТРП.Кроме этого отмечается, что все большее применение для обустройства,в том числе и противопожарных преград, находят ТБ и ФТБ, которые такжемогут применяться и для сооружений ограждающих стен РВС, однако вопросамогнестойкости СК выполненных на их основе в условиях воздействия высокихтемператур пожара до настоящего времени уделено недостаточно внимания.Анализ температурных режимов пожаров отличных от СТРП и используемых в мировой практике для определения огнестойкости СК, применяемых,например, при строительстве объектов нефтехимического производства, туннелей, морских буровых платформ и других ответственных сооружений производственных объектов, показал, что они не могут быть применены для определения фактического предела огнестойкости ограждающих стен резервуарных7парков, так как не учитывают особенности пожара пролива нефти или нефтепродукта при разрушении РВС.

То есть использование существующих режимовпожаров приведет либо к существенному завышению, либо к занижениюфактических пределов огнестойкости ограждающих стен резервуарных парков,что, очевидно, является недопустимым.С целью обоснования и введения температурно-временной кривой«реального» пожара пролива горючей жидкости при разрушении РВС в работерассмотрены особенности его возникновения и развития, а также воздействияна ограждающие стены резервуарных парков. Следует отметить, что выявлениеособенностей углеводородного режима пожара произведено на основе анализаранее выполненных научно-исследовательских работ по сбору и обработке статистических данных о разрушениях РВС с горючими жидкостями на объектахТЭК, как в России, так и за рубежом, результатов экспериментальных исследований процесса образования и движения волны прорыва при разрушенииРВС-700 м3 с водой и численного моделирования этого процесса при разрушении РВС номинальной вместимостью от 700 до 50000 м3, научных работ и специализированной справочной литературы, посвященных вопросам оценки температуры горения нефти и нефтепродуктов, а также опыта применения ограждающих стен в резервуарных парках производственных объектов.

В результатевыполненного анализа выявлены следующие особенности возникновенияи развития пожаров проливов горючих жидкостей при разрушениях РВС:– пожарная нагрузка (нефть, нефтепродукты) с максимальной среднеповерхностной температурой пламени 1200 °С;– быстрый рост температуры пожара за счет сгорания большого количествапожарной нагрузки и поддержание ее до полного выгорания пожарной нагрузки;– пожар пролива горючей жидкости на открытой местности (в границахограждения) с постоянным и неограниченным доступом кислорода;– непосредственное воздействие пламени пожара пролива горючейжидкости на ограждающую стену.При этом, по аналогии построения различных температурно-временныхзависимостей, могут быть приняты следующие временные значения для получения зависимости «реального» пожара пролива горючей жидкости в резервуарном парке: не более 1 мин.

– время выхода на постоянную температуругорения; не менее 150 мин. – минимальное время продолжительности горения;не более 600 мин. – условное максимальное время продолжительности горения(при обосновании возможности реализации затяжных пожаров).На основе общего подхода к построению температурно-временных зависимостей для определения огнестойкости СК и с учетом выявленных особенностей пожаров при авариях РВС предложен углеводородный режим пожарапролива горючей жидкости – hydrocarbon curve oil spill (HCОS), необходимыйдля оценки огнестойкости ограждающих стен резервуарных парков. Общий видHCОS и его сравнительная характеристика с существующими режимамипожаров представлены соответственно на рисунке 1 и в таблице 1.8T, ºСстандартная кривая (СТРП)кривая тлеющего пожара (SHC)углеводородная кривая (HC)углеводородная кривая (HCM)кривая для туннеля (RABT/ZTV)кривая для туннеля (RWS)углеводородная кривая (HCOS)t, мин.Рисунок 1 – Общий вид температурно-временных зависимостейдля проведения испытаний строительных конструкций на огнестойкость:СТРП – по ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные.

Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования»; SHC по EN 1363-2:1999 «Fire resistance tests. Part 2: Alternativeand additional procedures» (Европа); HC – по EN 1363-2:1999 «Fire resistance tests. Part 2.Alternative and additional procedures» (Европа) и UL 1709 «Rapid Rise Fire Test of ProtectionMaterials for Structural Steel» (США); HCМ – по «Inter-ministry circular № 2000-63» (Франция);RABT/ZTV – по «Руководству по оснащению и эксплуатации дорожных туннелей» (RABT)и «Дополнительным техническим контрактным условиям» (ZTV) (Германия); RWS – по TNO«Fire Research Centre» (Нидерланды); HCОS – предлагаемый вид углеводородного режима пожараТаблица 1 – Сравнительная характеристика температурных режимов пожаровдля проведения испытаний строительных конструкций на огнестойкостьРежим пожараHCM RABT/ZTV RWSПараметрСТРПSHCHCHCOSМодель пожараНа открытомВ помещении(имитация горения)пространствеВид температурыСреднеСреднеобъемнаяпожараповерхностнаяМесто замера0,1 м от поверхности конструкциитемпературыМаксимальная968188511180 1300120013501200температура пожара, °С 1214212052Минимальнаяпродолжительность36033603180180140–170180150испытаний, мин.1на 60 мин.; 2на 360 мин.; 3как правило, не более 6 ч., что обусловлено полнымвыгоранием пожарной нагрузки9Во второй главе «Экспериментальное определение теплотехническихи прочностных характеристик образцов бетонов в условиях углеводородногорежима пожара» представлены результаты лабораторных исследованийпо определению теплотехнических и прочностных характеристик образцовразличных видов бетонов, необходимые для оценки фактического пределаогнестойкости ограждающих стен резервуарных парков расчетноаналитическим методом.Целью теплотехнической части расчета является определение температурыв сечении ограждающей стены, конструктивно выполненной из Б, ТБ или ФТБв условиях одностороннего огневого воздействия HCOS.

Однако для решенияэтой задачи необходимо в диапазоне температур от 20 до 1200 °С иметь данныепо изменению значений следующих параметров исследуемых видов бетонов:плотность (объемная масса) ρ, кг/м3; коэффициент удельной теплоемкостиcp, Дж/(кг∙K); коэффициент температуропроводности a, мм2/с; коэффициенттеплопроводности λ, Вт/(м∙K).Известно, что значение коэффициента теплопроводности материалав зависимости от температуры (Т) может быть определено по формуле:λ(Т) = а(Т)cp(Т)ρ(Т).(1)Однако, для возможности использования формулы (1) с целью нахождения зависимости вида λ = f(Т) необходимо прежде иметь зависимости видаа = f(Т), cp = f(Т) и ρ = f(Т), в данном случае, в диапазоне изменения температурыот 20 до 1100 °С.

На нахождение этих зависимостей и были направленыследующие экспериментальные исследования.Предварительно были изготовлены заготовки кубической формы со стороной грани 0,15 м, отлитые из бетонов соответственно по классической технологии, методом торкретирования и торкретирования с добавлением стальнойфибры диаметром 0,4 мм и длиной 20 мм. При подготовке бетонной смесидля всех заготовок применялся цемент марки М400 с заполнителем из гранитнойкрошки, с размером фракции не более 5 мм. Далее с использованием пологосверла и низкоскоростного отрезного станка из заготовок были сделаны цилиндрические образцы диаметром 12,5±0,1 мм и высотой 3,0±0,1 мм. Начальнаяплотность образцов при температуре 20 °С составляла для образцов из Б –2080±0,04 кг/м3, ТБ – 2116±0,04 кг/м3, ФТБ – 2330±0,05 кг/м3.Необходимость придания образцам такой формы и размеров определялась возможностью их исследования на высокоточном современном приборномоборудовании для термического анализа и измерения теплофизических характеристик в лаборатории термического анализа химического факультета МГУим.