Повышение огнестойкости металлических конструкций объектов нефтегазовой отрасли применением вспучивающихся красок

• Автор: Халилова, Регина Асхатовна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ ОГНЕСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1 Металлы, сплавы и их поведение в условиях пожара

1.1.1 Особенности состава, строения и свойств строительных сталей

1.1.2 Характеристика и классификация сталей

1.1.3 Стали, применяемые в строительстве. Стальные изделия и

конструкции

1.1.4 Поведение металлов и сплавов в условиях пожара

1.2 Огнезащита в системе пожарной безопасности зданий и сооружений

1.2.1 Роль огнезащиты в повышении огнестойкости строительных конструкций различных типов
1.2.2 Способы огнезащиты
1.2.3 Технологии огнезащиты
1.2.4 Огнезащитные вспучивающиеся краски
1.2.5 Компоненты средств огнезащиты
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исследование огнезащитной эффективности
2.1.1 Образцы для испытаний
2.1.2 Условия нанесения огнезащитных покрытий на образцы
2.1.2 Оценка результатов испытаний
2.1.3 Протокол испытания
2.2 Оценка остаточного ресурса металлических конструкций после огневого воздействия
2.2.1 Методика расчета малоцикловой прочности
2.2.2 Установка для испытаний на малоцикловую усталость
2.2.3 Устройство для определения момента излома образца и подсчета числа циклов до разрушения
2.2.4 Изготовление образцов
2.2.5 Методика проведения испытаний
2.3 Рентгеноструктурный анализ
2.4 Рентгеноспектральный анализ
2.5 Методы исследований параметров микроструктуры и механических свойств стали
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ВСПУЧИВАЮЩИХСЯ КРАСОК
3.1 Определение огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий
3.2 Исследование динамики вспучивания состава на защищаемой поверхности
3.3 Исследование технологии нанесения огнезащитного покрытия
3.4 Испытания на малоцикловую усталость
3.5 Рентгеноструктурный анализ
3.6 Рентгеноспектральный анализ
3.7 Влияние огнезащитных покрытий на микроструктуру и циклические свойства конструкционной стали Ст. 3 в условиях воздействия высокой температуры
3.7.2 Результаты исследований
ГЛАВА 4 РАСЧЕТ ОГНЕСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
4.1 Объект исследования
4.2 Расчет пределов огнестойкости несущих металлических конструкций
4.2.1 Расчет температуры прогрева металлических конструкций при воздействии «стандартного» пожара
4.2.2 Расчет несущей способности металлических конструкций при воздействии «стандартного» пожара
4.3 Расчет фактического предела огнестойкости колонны К
4.4 Расчет фактического предела огнестойкости шахтной лестницы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Актуальность темы
Развитие и интенсификация нефтегазовой отрасли в современных условиях сопровождаются ростом числа аварийных ситуаций, приводящих к возгоранию или взрыву углеводородных веществ. Повышение пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающих комплексов является важнейшей составной частью обеспечения защищенности населения от угроз техногенного и экологического характера [1].
Сооружения на объектах нефтегазовой отрасли изготавливаются, как правило, из углеродистой стали различных марок, которая отличается высокой теплопроводностью. Это приводит к тому, что в условиях пожара незащищенные металлические конструкции быстро прогреваются до температур, превышающих 400-500°С. Под воздействием этих температур и нормативной нагрузки интенсивно развиваются температурные деформации, что ведет к быстрому разрушению сооружения (в пределах всего 0,12-0,25 часа). Повышение предела огнестойкости конструкций, т. е. времени от начала воздействия пожара до наступления предельного состояния (для металлических сооружений - потери несущей способности) до требуемого уровня достигается применением огнезащиты [2-4].
Применяемые для огнезащиты обычные (невспучивающиеся) материалы, как правило, занимают дополнительный объем и увеличивают за счет собственной массы нагрузку на защищаемую конструкцию. Кроме того, средства огнезащиты должны не только обеспечивать защиту конструкции от внешнего огневого воздействия, но и обладать адгезией к подложке материала конструкции, долговечностью в нормальных условиях эксплуатации, технологичностью при изготовлении и нанесении на защищаемую конструкцию. Этим требованиям соответствуют вспучивающиеся огнезащитные составы, огнезащитный эффект которых основан на образовании при тепловом воздействии пористой массы с низкой теплопроводностью, которая препятствует притоку тепла к
Глины вспучиваются лишь в том случае, если их масса приведена в состояние определенного размягчения, характеризующегося оптимальной вязкостью, при одновременном выделении равномерно распределенных газообразных продуктов, способных произвести работу по расширению глины.
Основная масса газов выделяется при температурах до 900°С. Вспучивание в среде азота существенно больше, чем в среде воздуха. Расчеты показывают, что для эффективного вспучивания глины требуется ничтожно малое количество исходного вещества, поставляющего ту или другую газопарообразную фазу в момент парообразования. Особо важным является интервал температур, внутри которого происходит уменьшение кристаллической и нарастание жидкой фазы. Такой интервал можно назвать интервалом размягчения. Чем шире интервал размягчения, тем благоприятнее условия для вспучивания.
По мере нагревания материала до 900-1000°С общая пористость при изменяющемся характере распределения пор по размеру сначала непрерывно растет, а затем, при спекании, резко падает. Важно отметить, что общая пористость уменьшается в основном за счет более крупных пор при возрастающем количестве мельчайших.
Минеральные волокна. Минеральное волокно, представляющее собой гибкое протяженное тело, длина которого значительно превосходит его толщину, является основой любой волокнистой системы. Несколько волокон большой длины, собранных в пучок, образуют нить. В зависимости от характера переплетения и числа сложений нити ткань может иметь различную конфигурацию поверхности. Непосредственно из волокон изготавливают ваты, войлок, холсты, штапельные ткани.
Волокнистые композиции с низкой теплопроводностью относятся к числу лучших теплоизоляторов. Благодаря низкой стоимости наиболее широкое применение в производстве огнезащиты нашли материалы на основе силикатных волокон (минеральной ваты). Среди природных