Исследование огнезащитных свойств интумесцентных материалов, применяемых на промышленных объектах Арктического региона при ускоренном старении

Введение. Использование огнезащитных материалов на промышленных объектах, расположенных в Арктическом регионе, требует особого подхода к исследованию сохранения их работоспособности в условиях низких температур и агрессивной окружающей среды. В связи с этим вопрос оценки огне­защитной способности средств огнезащиты представляется востребованным и актуальным.

Цели и задачи. Данная работа направлена на исследование сохранности огнезащитных свойств огне­защитного материала под влиянием климатических факторов в условиях открытой промышленной среды. Для осуществления цели исследования были выполнены следующие задачи:

• проведено искусственное старение образцов огнезащитного покрытия в соответствии с применяемыми методиками на 5, 15 и 25 лет;
• исследована устойчивость к влиянию погодных факторов и сохранению огнезащитных характеристик материалов в ходе их использования методами термического анализа;
• проведена оценка огнезащитной эффективности образцов после ускоренного искусственного старения, имитирующего длительную эксплуатацию.

Методы. Для осуществления исследования сохранности огнезащитных свойств анализируемых образцов покрытий были применены следующие методы:

• метод искусственного климатического старения;
• методы синхронного термического анализа;
• метод оценки огнезащитной эффективности.

Результаты. Результаты испытаний анализируемых образцов огнезащитных материалов при искусственном ускоренном старении показали незначительное ухудшение огнезащитных характеристик покрытия при увеличении количества циклов. Сделан вывод о возможности применения вышеуказанных методов для проведения качественной оценки сохранности огнестойких характеристик исследуемых материалов.

Выводы. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают, что анализируемые покрытия сохраняют огнезащитную способность при условии соблюдения требований, указанных в технической документации. Следовательно, исследуемый огнезащитный материал интумесцентного типа может быть рекомендован для промышленных объектов, расположенных в регионах с преобладанием низких температур.

1. Gravit М., Shabunina D. Structural Fire Protection of Steel Structures in Arctic Conditions // Buildings. 2021. Vol. 11 (11). P. 499. DOI: 10.3390/buildings11110499. EDN VTEVLC.

2. Захарова М.И. Анализ и оценка риска аварий резервуаров и газопроводов при низких температурах : автореф. дис. … канд. техн. наук. Уфа : Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т., 2015. 22 с. EDN ZPPZEP.

3. Спиридонов А.А., Фадеев А.М. Современные технологии при реализации нефтегазовых проектов в Арктике // Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2022. № 2 (10). С. 25–31. DOI: 10.51823/74670_2022_2_25. EDN ZJVOQA.

4. Калач А.В., Головина Е.В., Клементьев Б.А. Обзор вариантов обеспечения огнезащиты стальных конструкций объектов нефтегазового комплекса в условиях Арктического региона // Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации : мат. VIII Междунар. науч.-практ. конф., в 2 ч., Москва, 17–18 марта 2022 года. Ч. 1. М. : Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, 2022. С. 317–320. EDN AUXBUS.

5. Зыбина О.А., Устинов А.А., Бабикова А.С. Совершенствование методов оценки огнезащитной эффективности интумесцентных покрытий для защиты металлоконструкций // Огнезащита материалов и конструкций Spbpu FPM-2023 : сб. тезисов докладов I Междунар. науч.-практ. конф. Санкт-Петербург, 2023. С. 192–195. EDN GJGKFR.

6. Головина Е.В., Калач А.В. Исследование огнезащитных свойств терморасширяющихся материалов для использования в климатических условиях Арктической зоны // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2023. № 6 (32). С. 5–12. DOI: 10.22227/0869-7493.2023.32.06.5-12

7. Пехотиков А.В. и др. Актуальные вопросы применения средств огнезащиты для стальных конструкций // Евростройпрофи. 2015. № 79. С. 34–38.

8. Комарова М.А., Гришин И.А., Шалабин М.В., Мельников Н.О. Разработка методов испытаний огнезащитных покрытий стальных строительных конструкций в процессе эксплуатации // Вестник НИЦ Строительство. 2024. № 1 (40). С. 21–34. DOI: 10.37538/2224-9494-2024-1(40)-21-34. EDN CJYXWA.

9. Eremina T., Korolchenko D. Fire Protection of Building Constructions with the Use of Fire-Retardant Intumescent Compositions // Buildings. 2020. No. 10 (10). P. 185. DOI: 10.3390/buildings10100185. EDN JBSWFO.

10. Докучаева Л.В., Старостенков А.С., Мельников Н.О. Исследование процессов ускоренного старения огнезащитных покрытий // Успехи химии и химической технологии. 2012. Т. 26. № 2 (131). С. 99–104. EDN RCCFNP.

11. Mohd Sabee M.M.S., Itam Z., Beddu S., Zahari N.M., Mohd Kamal N.L., Mohamad D. еt al. Flame Retardant Coatings: Additives, Binders, and Fillers // Polymers (Basel). 2022. No. 14 (14). P. 2911. DOI: 10.3390/polym14142911

12. Eremina T.Yu., Minaylov D.A., Klochkov Yu.S., Cahyadi B., Zybina O.A., Turkov V.A. Features of numerical simulation of a steel building structure heating with fire protection by intumescent coating // Proceedings on Engineering Sciences. 2024. Vol. 6. No. 3. Pp. 1077–1086. DOI: 10.24874/pes06.03.021. EDN YDWEUO.

13. Lucherini A., Giuliani L., Jomaas G. Experimental study of the performance of intumescent coatings exposed to standard and non-standard fire conditions // Fire Safety Journal. 2018. No. 95. Pp. 42–50. DOI: 10.1016/j.firesaf.2017.10.004

14. Siddiqui A.A., Ewer J.A., Lawrence P.J., Galea E.R., Frost I.R. Building Information Modelling for performance-based Fire Safety Engineering analysis : A strategy for data sharing // Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 42 (3). P. 102794. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102794

15. Еремина Т.Ю., Уткин С.В. Исследование изменений свойств огнезащитных покрытий интумесцентного типа методом термомеханического анализа // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2024. № 2 (33). С. 32–41. DOI: 10.22227/0869-7493.2024.33.02.32-41. EDN MHQLEL.

16. Weil E.D. Fire-protective and flame-retardant coating // Journal of fire sciences. 2011. No. 29 (3). Pр. 259–296. DOI: 10.1177/0734904110395469

17. Головина Е.В., Беззапонная О.В., Мансуров Т.Х. Влияние агрессивной среды на термостойкость и горючесть интумесцентного состава на основе силиконового связующего // Техносферная безопасность. 2017. № 4 (17). С. 44–50. EDN XIDHLM.

18. Kalafat K., Тaran N., Vakhitova L., Plavan V., Bessarabov V., Zagoriy G. Comparison of fire resistance of polymers in intumescent coatings for steel structures // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Nо. 10-106 (4). Pр. 45–54. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.209841. EDN EBOYFE.

19. Комарова М.А., Мельников Н.О., Шалабин М.В., Скоробогатов В.А., Головина Е.В. Огнезащитная эффективность покрытий металлических конструкций при ускоренном климатическом старении // Техносферная безопасность. 2024. № 4 (45). С. 3–22. EDN NBZDZG.

20. Cirpici B.K., Wang Y.C., Rogers B.D. An analytical approach for predicting expansion of intumescent coating with different heating conditions : Proceedings of the 12th International Congress on Advances in Civil Engineering. Turkey, 2016. Pp. 1–8. URL: https://www.researchgate.net/publication/308793883_An_Analytical_Approach_for_Predicting_Expansion_of_Intumescent_Coating_with_Different_Heating_Conditions

21. Шмакова О.А. Способы исследования эффективности огнезащитных покрытий металлоконструкций в условиях эксплуатации с течением времени // Гражданская оборона на страже мира и безопасности : мат. V Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. Всемирному дню гражданской обороны. М., 2021. С. 72–79. EDN AVDSAZ.