Огнестойкость фланцевых соединений технологических систем с нефтью и нефтепродуктами

• Автор: Рубцов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1. Классификация фланцевых соединений

1.2. Характерные пожары, связанные с разгерметизацией фланцевых соединений.

1.3. Сценарий развития пожара при разгерметизации

фланцевых соединений.

1.4. Анализ нормативной базы о требованиях

к огнестойкости фланцевых соединений.

1.5. Анализ научноисследовательских работ по изучению огнестойкости фланцевых соединений.

1.6. Выводы, постановка цели и задач исследования

Глава 2. Математический эксперимент по нагреву фланцевого

соединения в условиях пожара.
2.1. Моделирование нестационарного теплообмена во фланцевом соединении при омывании его пламенем пожара
2.2. Анализ величин, входящих в полученные уравнения.
2.2.1. Обоснование плотности теплового потока при омывании пламенем фланцевого соединения.
2.2.2. Определение коэффициентов теплоотдачи при омывании пламенем фланцевого соединения.
2.5. Результаты численного эксперимента
2.6. Выводы по главе.
Глава 3. Физический эксперимент по нагреву фланцевого
соединения в условиях пожара.
3.1. Постановка задачи экспериментальных исследований
3.2. Разработка стенда для проведения огневых испытаний
3.2.1. Анализ использования фланцевых соединений на технологических системах с нефтью и нефтепродуктами.
3.2.2. Конструктивные особенности экспериментальной
установки фланцевого соединения.
3.2.3. Обоснование модельного очага пожара
3.2.4. Измеряемые величины и средства измерения.
3.3. Методика проведения эксперимента по нагреву фланцевых соединений без огнезащиты.
3.4. Результаты экспериментальных исследований по нагреву фланцевых соединений без огнезащиты.
3.5. Погрешность измерений.
3.6. Результаты проверки адекватности численного эксперимента данными натурного эксперимента.
3.7. Упрощнная модель нагрева шпильки фланцевого соединения
в условиях пожара
3.8. Выводы по главе.
Глава 4. Экспериментальное исследование эффективности огнезащиты
фланцевых соединений вспучивающимся покрытием
4.1. Анализ способов огнезащиты фланцевых соединений.
4.2. Физикохимические основы механизма работы вспучивающихся огнезащитных покрытий.
4.3. Требования к огнезащитным покрытиям для стальных конструкций
4.4. Метод испытаний огнезащитных покрытий на
фланцевых соединениях
4.5. Результаты огневого испытания фланцевого соединения
с огнезащитой
4.6. Выводы по главе.
Глава 5. Практическое приложение результатов исследования Методика определения огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий для фланцевых соединений.
5.1. Термины и определения
5.2. Методика определения огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий для фланцевых соединений
5.3. Обработка результатов испытаний
5.4. Требования к протоколам испытания и техника безопасности
Общие выводы по диссертации
Список литературы


Нарушение герметичности фланцевого соединения вызывается не разрушением фланцев или шпилекболтов, а деформациями в элементах фланцевого соединения, изза повышения внешней температуры, которая воздействует на это соединение. В надежности разъемных соединений главное значение имеет их резерв по герметичности, поэтому надежность фланцевого соединения характеризуется, прежде всего, способностью сохранять требуемую герметичность в течение заданного интервала времени в конкретных условиях. Установлено, что разъемные соединения являются наиболее уязвимыми местами при нормальном режиме эксплуатации, а особенно при пожаре 2. В результате нарушения их герметичности возникают утечки горючих жидкостей и газов например, на нефтяных и газовых скважинах, у резервуаров с нефтепродуктами, на технологических установках. Настоящая работа является продолжением комплекса исследований, проводимых в Академии ГПС МЧС России по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтегазовой отрасли. Целью диссертационной работы является определение огнестойкости фланцевых соединений технологических систем с нефтью и нефтепродуктами и огнезащитной эффективности вспучивающегося покрытия, нанеснного на фланцевое соединение. Объектом исследования является фланцевое соединение технологических систем с нефтью и нефтепродуктами в условиях пожара. В качестве предмета исследования рассматривается процесс нестационарного теплообмена, при омывании фланцевого соединения пламенем пожара нефтепродукта. Предложена математическая модель и методика численного расчта температурного поля фланцевого соединения, омываемого пламенем нефтепродукта. Впервые создан стенд, на котором экспериментально определн фактический предел огнестойкости фланцевых соединений. Экспериментально установлено, что на разгерметизацию фланцевых соединений в условиях пожара не влияет ни степень затяжки шпилек, ни толщина уплотнительной поверхности. Разгерметизация фланцевых соединений наступает вследствие неравномерных температурных деформаций возникающих в элементах фланцевой арматуры. Экспериментально установлен специфический эффект огнезащитного действия вспучивающегося огнезащитного покрытия применительно к огнезащите фланцевых соединений. Практическое применение вспучивающихся огнезащитных составов на фланцевых соединениях, которые соединяют между собой технологические системы с нефтью и нефтепродуктами, позволит снизить процесс протекания аварийной ситуации с дальнейшим переходом е в пожар, его каскадного и катастрофического развития на нефтегазовых объектах. ООО КИНЕФ Ленинградская обл. Кириши ЕКП. СПЗ, изм. Пожарная безопасность технологических процессов в Академии ГПС МЧС России. БЕЗОПАСНОСТИ СБ Международного форума информатизации г. Международной научнопрактической конференции Пожарная и аварийная безопасность объектов г. БЕЗОПАСНОСТЬ XXI ВЕКА г. БЕЗОПАСНОСТИ СБ Международного форума информатизации г. Москва, Академия ГПС МЧС России, . Публикации по теме диссертационного исследования опубликовано научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации для публикации основных научных результатов. Структура и объм работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по диссертации, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 3 страницах текста, включает в себя 7 таблиц, рисунка, список использованной литературы из 4 наименований. Глава 1. Случаи разгерметизации фланцевых соединений в условиях пожара вызывают необходимость изучения их поведения в условиях пожара. Фланцевые соединения являются наиболее распространнным видом разъемных соединений, используемых на технологическом оборудовании. Они нашли широкое применение в нефтяной, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Их применяют для присоединения к аппаратам и машинам трубопроводов, запорных устройств, контрольноизмерительных приборов КИП, а также для соединения между собой отдельных частей машин и аппаратов. Фланцевое соединение состоит из двух симметрично расположенных фланцев, уплотнительного устройства и крепежных элементов болтов или шпилек, гаек, шайб рис. Рис. На рис. Рис. Рис.