Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Оценка огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций в высокотемпературных газовых потоках

https://doi.org/10.22227/0869-7493.2021.30.04.14-26

Полный текст:

Аннотация

Введение. При пожарах на объектах нефтегазовой отрасли часто возникают высокотемпературные газовые потоки, истекающие из отверстий, трещин, разрывов разгерметизированного оборудования и трубопроводов. Огнезащитная эффективность вспучивающихся покрытий стальных конструкций в высокотемпературных газовых потоках резко снижается, поэтому актуальна задача разработки методики адекватной оценки их огнезащитной эффективности.
Цели и задачи. Целями проведенного исследования являлись разработка методики оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций в высокотемпературных газовых потоках и экспериментальная оценка огнезащитной эффективности различных вспучивающихся покрытий. Решались следующие задачи исследования: оценка скорости истечения высокотемпературных газовых потоков из работающих под давлением разгерметизированных объектов; анализ методики определения огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций в спокойной (малоподвижной) газовой среде; разработка методики оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций в высокотемпературном газовом потоке; экспериментальная оценка огнезащитной эффективности различных вспучивающихся покрытий в высокотемпературном газовом потоке.
Методы. В работе использовались расчет скорости истечения высокотемпературных газовых потоков из работающих под давлением разгерметизированных объектов; анализ действующей методики определения огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций в спокойной (малоподвижной) среде, в которой учитывается только температура газа в печи. Предложена методика оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций в высокотемпературном газовом потоке, в которой учитывается температура и скорость газового потока. Для оценки огнезащитной эффективности вспучивающегося покрытия в высокотемпературном газовом потоке введен коэффициент относительной огнестойкости. Проведена экспериментальная оценка различных вспучивающихся покрытий, показавшая существенное снижение их огнезащитной эффективности в высокотемпературном газовом потоке, реализующем углеводородный температурный режим.
Результаты и их обсуждение. Взаимное аэродинамическое и тепловое воздействие газового потока существенно снижает огнезащитную эффективность вспучивающихся покрытий стальных конструкций, что подтверждается результатами экспериментов, проведенных по предложенной методике. В методике оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций учитывается температура и скорость газового потока, воздействующего на образец.
Выводы. Актуальна и необходима оценка огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций на работающих под давлением объектах нефтегазовой отрасли, так как в высокотемпературном газовом потоке наблюдается существенное снижение их огнезащитной эффективности.

Об авторах

А. Ю. Андрюшкин
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Россия

Андрюшкин Александр Юрьевич, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой технологии конструкционных материалов и производства ракетно­космической техники

190005, г. Санкт-Петербург, 1-ая Красноармейская ул., 1

РИНЦ ID: 717627; Scopus Author ID: 55603904600



А. А. Киршина
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Россия

Киршина Алена Андреевна, ассистент кафедры двигателей и энергоустановок летательных аппаратов

190005, г. Санкт-Петербург, 1-ая Красноармейская ул., 1



Е. Н. Кадочникова
Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
Россия

Кадочникова Елена Николаевна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры пожарной безопасности технологических процессов и производств

196105, г. Санкт-Петербург, Московский пр-т, 149

РИНЦ ID: 832642



Список литературы

1. Андрюшкин А.Ю. Применение сверхзвукового газодинамического напыления при многоструйной подаче газа для снижения вероятности отказа многослойных функциональных покрытий : монография. СПб., 2021. 258 с.

2. Андрюшкин А.Ю., Цой А.А. Определение параметров высокотемпературного газового потока при испытаниях огнезащитных покрытий // Безопасность жизнедеятельности. 2016. № 7 (187). С. 35–39.

3. Phan L.T., McAllister T.P., Gross J.L., Hurley M.J. Best practice guidelines for structural fire resistance design of concrete and steel buildings. Gaithersburg, Maryland : NIST, 2010. 200 p. DOI: 10.6028/nist.tn.1681

4. Garlock M., Kruppa J., Li G.-Q., Zhao B. White paper on fire behavior of steel structures. Gaithersburg, Maryland : NIST, 2014. 20 p. DOI: 10.6028/nist.gcr.15­984

5. Morys M., Illerhaus B., Sturm H., Schartel B. Variation of intumescent coatings revealing different modes of action for good protection performance // Fire Technology. 2017. Vol. 53. Pp. 1569–1587. DOI: 10.1007/s10694­017­0649­z

6. Kang J., Takahashi F., T’ien J.S. Computer tomography based structure characterization of expanded intumescent coatings for fire protection // Fire Technology. 2019. Vol. 55. Pp. 689–712. DOI: 10.1007/s10694­018­0796­x

7. Schaumann P., Kirsch T. Protected steel and composite connections: simulation of the mechanical behaviour of steel and composite connections protected by intumescent coating in fire // Journal of Structural Fire Engineering. 2015. Vol. 6. Issue 1. Pp. 41–48. DOI: 10.1260/2040­2317.6.1.41

8. Fox D.M., Cho W., Dubrulle L., Grützmacher P.G., Zammarano M. Intumescent polydopamine coatings for fire protection // Green Materials. 2020. DOI: 10.1680/jgrma.19.00065

9. Lucherini A., Giuliani L., Jomaas G. Experimental study of the performance of intumescent coatings exposed to standard and non­standard fire conditions // Fire Safety Journal. 2018. Vol. 95. Pp. 42–50. DOI: 10.1016/j.firesaf.2017.10.004

10. Puspitasari W.C., Ahmad F., Ullah S., Hussain P., Megat-Yusoff P.S.M., Masset P.J. The study of adhesion between steel substrate, primer, and char of intumescent fire retardant coating // Progress in Organic Coatings. 2019. Vol. 127. Pp. 181–193. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2018.11.015

11. Nolan D.P. Handbook of fire and explosion protection engineering principles for oil, gas, chemical and related facilities. Gulf Professional Publ., 2011. 340 p. DOI: 10.1016/C2009­0­64221­5

12. Correia A.M., Pires T.A.C., Rodrigues J.P.C. Behaviour of steel columns subjected to fire // Proceedings of the Sixth International Seminar on Fire and Explosion Hazards. Leeds, UK : University of Leeds, 2011. Pp. 879–890. DOI: 10.3850/978­981­08­7724­8_13­01

13. Qing Xu, Guo-Qiang Li, Jian Jiang, Yong C. Wang. Experimental study of the influence of topcoat on insulation performance of intumescent coatings for steel structures // Fire Safety Journal. 2018. Vol. 101. Pp. 25–38. DOI: 10.1016/j.firesaf.2018.08.006

14. Meijing Liu, Shenggang Fan, Wenjun Sun, Runmin Ding, Ting Zhu. Fire­resistant design of eccentrically compressed stainless steel columns with constraints // Fire Safety Journal. 2018. Vol. 100. Pp. 1–19. DOI: 10.1016/j.firesaf.2018.06.006

15. Maciulaitis R., Grigonis M., Malaiskiene J. The impact of the aging of intumescent fire protective coatings on fire resistance // Fire Safety Journal. 2018. Vol. 98. Pp. 15–23. DOI: 10.1016/j. firesaf.2018.03.007

16. Korolchenko D., Eremina T., Minailov D. New method for quality control of fire protective coatings // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 471. Issue 11. DOI: 10.1088/1757­899X/471/11/112016

17. Андрюшкин А.Ю., Цой А.А. О методике определения эффективности огнезащитных покрытий для стальных конструкций в условиях факельного углеводородного горения // Вестник Санкт-­Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России. 2016. № 2. С. 45–53. URL: https://vestnik.igps.ru/wp­content/uploads/V82/7.pdf

18. Андрюшкин А.Ю., Цой А.А., Смирнова М.А. Об основных предпосылках метода испытаний огнезащитных покрытий в высокотемпературных газовых потоках // Проблемы управления рисками в техносфере. 2016. № 1 (37). С. 39–46. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25984067

19. Андрюшкин А.Ю., Цой А.А., Смирнова М.А. О методе испытаний огнезащитных покрытий в высокотемпературных газовых потоках // Проблемы управления рисками в техносфере. 2016. № 2 (38). С. 37–45.

20. Цой А.А., Демехин Ф.В. Испытание огнезащитных материалов в условиях углеводородного температурного режима // Вестник Санкт-­Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России. 2015. № 4. С. 139–142. URL: https://vestnik.igps.ru/wp­content/uploads/V74/4.pdf


Для цитирования:


Андрюшкин А.Ю., Киршина А.А., Кадочникова Е.Н. Оценка огнезащитной эффективности вспучивающихся покрытий стальных конструкций в высокотемпературных газовых потоках. Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2021;30(4):14-26. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2021.30.04.14-26

For citation:


Andryushkin А.Yu., Kirshina A.A., Kadochnikova E.N. The evaluation of the fire-retardant efficiency of intumescent coatings of steel structures exposed to high-temperature gas flows. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2021;30(4):14-26. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/0869-7493.2021.30.04.14-26

Просмотров: 91


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)