Анализ безопасности на резервуарном парке нефтеперекачивающей станции

Язык труда и переводы:
УДК:
614.849
Дата публикации:
21 августа 2021, 00:50
Категория:
Б4. Промышленная и экологическая безопасность
Авторы
Неверова Ангелина Анатольевна
НОЦ исследований экстремальных ситуаций МГТУ им. Н.Э. Баумана
Татаринов Виктор Викторович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Проведен анализ безопасности на резервуарном парке нефтеперекачивающей станции и осуществлен выбор метода неразрушающего контроля. Для это было выполнено построение дерева событий возникновения и развития пожароопасных ситуаций на типовом объекте. Приведен расчет частоты возникновения пожароопасных ситуаций. Рассмотрены оптимальные методы неразрушающего контроля, на основе анализа полученных данных были приведены рекомендуемые меры по снижению риска возникновения аварии.
Ключевые слова:
нефтеперекачивающая, резервуарный парк, разрушение резервуара, дерево событий, неразрушающий контроль
Основной текст труда

Общая характеристика объекта

Нефтеперекачивающая станция (далее — НПС) представляет собой комплекс сооружений, а также оборудования для обеспечения приема, накопления, а также перекачки нефти по магистральному нефтепроводу. Большую часть территории на НПС занимает резервуарная группа, предназначенная для приема и хранения необходимого запаса нефтепродуктов.

Цель настоящего исследования — провести анализ безопасности на резервуарном парке нефтеперекачивающей станции и осуществить выбор метода неразрушающего контроля.

В качестве типового объекта рассмотрена НПС, в состав которой входит резервуарный парк, состоящий из четырех резервуаров вертикальных цилиндрических РВСПК-50000. Общий вид модели объекта показан на рис. 1.

Рис. 1. Общий вид модели объекта

Определение инициирующих пожароопасные ситуации событий

Для построения множества сценариев возникновения и развития пожароопасных ситуаций на рассматриваемом типовом объекте в соответствии с [1] был использован метод логических деревьев событий. Построение логических деревьев событий, лежащих в основе оценки пожарного риска для рассматриваемого объекта, осуществлялось исходя из следующих предпосылок.

1. В качестве инициирующих пожароопасные ситуации и пожары на объекте рассматривают следующие события:

  • разгерметизация резервуаров с образованием пролива в обваловании;
  • полное разрушение резервуаров с образованием пролива в обваловании и переливом части жидкости за пределы обвалования;
  • разгерметизация или полное разрушение трубопроводов топлива в пределах обвалования с образованием пролива в обваловании;
  • разгерметизация или полное разрушение трубопроводов топлива за пределами обвалования с образованием пролива на свободной поверхности.

2. Принимают, что случаи разгерметизации резервуара, характеризующиеся его полным разрушением, относятся к квазимгновенному разрушению резервуара (распад резервуара на приблизительно равные по размеру части в течение секунд или долей секунд). Для этих случаев принимается, что происходит перелив части хранимого в резервуаре продукта через обвалование.

3. Реализация инициирующих пожароопасные ситуации событий, связанных с разгерметизацией резервуаров и трубопроводов, приводит к образованию пролива в пределах обвалования, а в случае полного разрушения резервуара также и к проливу вне обвалования.

4. Условные вероятности и последовательность событий при возникновении и развитии пожароопасных ситуаций, связанных с разгерметизацией технологического оборудования, приняты согласно приложению 3 пособия [2].

Определение перечня пожароопасных ситуаций и сценариев их развития

Частота реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий на оборудовании, частоты утечек из технологических трубопроводов — принимались в соответствии с приложением 1 методики [1] и приложением 2 [2]. Сценарии развития пожароопасных ситуаций представлены на рис. 2–4.

Рис. 2. Дерево событий при возникновении инициирующего события «Разгерметизация 25 мм»
Рис. 3. Дерево событий при возникновении инициирующего события «Разгерметизация 100 мм»
Рис. 4. Дерево событий при возникновении инициирующего события «Разрушение»

Мероприятия по снижению рисков возникновения аварий

Эксплуатация резервуаров должна осуществляться в соответствии с инструкцией по надзору и обслуживанию, утвержденной руководителем эксплуатирующего предприятия [3].

Одним из важнейших условий обеспечения высокой надежности и безопасности резервуаров является использование при их изготовлении мелкозернистых сталей с высокой стойкостью к хрупким разрушениям, а также получение качественных сварных соединений с минимальным уровнем пластических деформаций [4].

Основные мероприятия должны быть направлены на исключение дефектов в заводских сварных швах. При проведении обследований резервуаров наблюдаются грубые отклонения размеров сварных швов от требований ГОСТ. Следовательно, обязательным требованием для обеспечения надежности резервуаров является раннее обнаружение дефектов, при этом основным  инструментом становится применение неразрушающих методов контроля.

На основании документа ГОСТ Р 56542–2015 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов» [5] классификация неразрушающих именно физических методов контроля подразделяется на девять видов контроля, так называемые классы видов неразрушающего контроля представлены в табл. 1.

Таблица 1

Классификация видов неразрушающего контроля

Вид контроля

Категория вида контроля

Требования к материалу объекта

Оптический

Для оптически прозрачных материалов — объемный,

для непрозрачных — поверхностный

Любой твердый или жидкий

Проникающими веществами

Поверхностный

Любой твердый

Магнитный

То же

Ферромагнитные металлы

Электромагнитный

«

Любые металлы

Электрический

«

Радиоволновый

Объемный

Любые неметаллы

Радиационный

То же

Любой твердый

Акустический

«

Любой твердый или жидкий

Тепловой

«

Существуют две раздельные группы методов НК: активные и пассивные, которые представлены в табл. 2. При пассивном методе НК выявление дефектов происходит без постороннего воздействия на контролируемый материал и без предварительной подготовки контролируемого участка, что влияет на скорость проведения контроля — значительно выше по сравнению с активными методами НК.

Таблица 2

Методы неразрушающего контроля

Пассивные

Активные

Используются информация заложенная внутри металла, по показаниям собственной энергии металла

 

Внешнее физическое воздействие, получение информации по результатам воздействия на материал

 

Тепловой контроль, акустико-эмиссионный, методы магнитной памяти металла

 

Рентгенографический, ультразвуковой, капиллярные, магнитопорошковый и т. п.

 

Процесс контроля на опасных производственных объектах представляет ответственное мероприятие связанное с жизнью людей и их благополучия, по этой причине выполнять работы имеют право только те специалисты, так называемые «дефектоскописты», которые обучены и аттестованы в соответствии с требованиями «Правил аттестации персонала в области неразрушающего контроля» ПБ 03-440–02 [6], выдавать заключения могут дефектоскописты с квалификацией не ниже II уровня по определенному методу для определенного вида объекта. Лаборатории неразрушающего контроля (ЛНК), выполняющие диагностирование, обязаны иметь соответствующие лицензии и аттестованы в соответствии с требованиями «Правила аттестации лабораторий неразрушающего контроля» ПБ 03-372–00 [7] и рекомендательно добровольно аккредитованы согласно требованиям «Общие требования к аккредитации органов по оценке соответствия» СДА-01–2009 [8] и СДА–15 [9].

При проведении диагностирования резервуаров широкое распространение получили следующие методы неразрушающего контроля: визуальный и измерительный, рентгенографический, ультразвуковой, капиллярный, магнитопорошковый и акустико-эмиссионный [10].

Для типового объекта был выбран метод контроля проникающими веществами, который подразумевает применение газоаналитического, газогидравлического, вакуумно-жидкостного и капиллярного методов контроля. Для контроля герметичности днищ и стенок резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов в основном применяется вакуумно-жидкостный метод.

Аппаратурой и средством контроля являются электрический и механический вакуумный насос, для измерения давления вакуумный манометр и непосредственно камера, где создается вакуум. Для резервуаров создаваемый вакуум в камере должен быть не менее минус 0,75 кгс/см2, при этом вакуум камера обычно состоит из толстого оргстекла со штуцером, на месте примыкания штуцера к объекту контроля нанесена толстая пористой резины. Схема работы данного прибора представлена на рис. 5.

Рис. 5. Поиск сквозных дефектов в днище резервуара

Таким образом, помимо соблюдения регламента работ по заполнению и опорожнению нефтепродуктов, обновлению антикоррозионных покрытий и проведению текущих освидетельствований с установлением их фактического качества, своевременное выявление дефектов с помощью современных методов контроля и мониторинга значительно увеличивает ресурс РВС, снижает риск аварии, а, следовательно, повышает безопасность объекта.

Литература
  1. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (утв. приказом МЧС от 10.07.2009 г. № 404, с изм., утв. приказом МЧС России от 14.12.2010 г. № 649.
  2. Пособие по определению расчетных величин пожарного риска для производственных объектов / Д.М. Гордиенко, Ю.Н. Шебко и [др.]. М.: ВНИИПО МЧС России, 2012. 242 с.
  3. Руководство по технической эксплуатации складов и объектов горюче-смазочных материалов предприятий гражданской авиации (утв. МГА СССР 27.07.1991 N 9/И). URL: https://demo.garant.ru/#/document/71398860/paragraph/21/doclist/450/showentries (дата обращения 15.06.2021).
  4. Розенштейн И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров. М.: Недра, 1995. 253 с.
  5. ГОСТ Р 56542–2015. Контроль неразрушающий, классификация видов и методов. М.: Сандартинформ, 2015. 5 с.
  6. ПБ 03-440–02. Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля. М.: НТЦ Промышленная безопасность, 2010. 58 с.
  7. ПБ 03-372–00. Правила аттестации лабораторий неразрушающего контроля. М.: ПИО ОБТ, 2000. 14 с.
  8. СДА–01. Общие требования к аккредитации органов по оценке соответствия. М.: НТЦ Промышленная безопасностьи, 2009. 136 с.
  9. СДА 15–2009. Требования к испытательным лабораториям. М.: НТЦ Промышленная безопасность, 2009. 95 с.
  10. Металлические конструкции. Общий курс / Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Веденников и [др.]. М.: Стройиздат, 1986. 550 с.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.