ضد حریق سازی تاسیسات پتروشیمی
مقاوم سازی در برابر حریق، یک اقدام حفاظتی غیرفعال در مواجهه با حریق است که به عمل ایمن سازی محیط و سازه‌ها در برابر آتش و یا پیامدهای حاصل از رخداد حریق با استفاده از مصالح و متریال های خاص و طراحی شده جهت مقاومت در برابر حریق اشاره دارد. مقاوم سازی یک سیستم به وسیله مصالح استاندارد مقاوم ب حریق باعث پایداری مطلوب سیستم در حین حوادث حاصل از حریق گرفتگی میشود.
همواره به این نکته باید توجه داشت که اصطلاح نسوز لزوماً به این معنی نیست که یک آیتم هرگز نمی تواند بسوزد.
مقاوم سازی در برابر حریق در پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی برای به حداقل رساندن سوانح آتش سوزی که با خرابی تکیه گاه های سازه ای و گرم شدن بیش از حد مخازن تحت فشار رخ می دهد، استفاده می شود. آسیبی که آتش به طور بالقوه و با سرعت بسیار بالا قادر است به این صنایع وارد کند، به دلیل وجود مقادیر بسیار زیاد مواد مستعد آتش سوزی در این صنایع، می تواند قدرت تخریبی آتش را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
بنابراین هدف از نسوز کردن، خرید زمان است. روش سنتی مقاوم سازی در برابر آتش، بتن یا گنیت در محل ریخته شده است. سایر مواد نسوز مانند سیمان های سبک، تخته های سیمانی پیش ساخته، و پوشش های پف شونده به میزان کمتری، عمدتاً در مناطقی که کمتر بحرانی تلقی می شوند و کاهش وزن یک مزیت قابل توجه است، استفاده می شود.
هدف کلی مقاوم سازی در برابر حریق
به طور معمول، مقاوم سازی در برابر حریق برای محافظت از ساختار فولادی طراحی شده است که در تجهیزات با خطر یا با ارزش بالا به کار می رود. نقطه شکست در فولاد عموماً 1000 درجه فارنهایت در نظر گرفته می شود، زیرا این نقطه ای است که فولاد تقریباً 50٪ از استحکام ساختاری خود را از دست داده است. بنابراین، هدف، جلوگیری از رسیدن سازه فولادی به 1000 درجه فارنهایت در مدت زمان معینی است. برخی مخازن تحت فشار و مبدل های حرارتی ممکن است اثر خنک کنندگی قابل توجهی تحت تاثیر محتویات مایع درون خود داشته باشند و بنابراین، حفاظت در برابر حریق کمتری به طور کلی مورد نیاز دراین موارد است. برخی از سیستم های عایق حرارتی ممکن است نقش دوگانه ای به عنوان تاخیرانداز حریق داشته باشند و این امر در برخی از مخازن تحت فشار رایج است. لوله ها ممکن است عایق باشند اما به طور کلی مقاوم در برابر حریق در نظر گرفته نمی شوند.
لازم است تجهیزات مقاومت دربرابر حریق توانایی لازم برای دوام و مقاومت مناسب در معرض مخاطرات روزمره را داشته باشند که تا زمان وقوع آتش سوزی، خواص مقاومت در برابر آتش خود را حفظ کنند و بتوان عملکرد رضایت بخش و مطلوبی از آن ها در مواجهه با آتش انتظار داشت. قرار گرفتن در معرض مخاطرات روزمره ممکن است شامل خطرات مکانیکی و عدم استفاده صحیح، قرار گرفتن در معرض روغن، حلال ها و مواد شیمیایی و هوازدگی در فضای باز برای دوره های طولانی بیست، سی، چهل سال یا بیشتر باشد. به عنوان یک پوشش برای فولاد، مواد تاخیر انداز حریق ممکن است معیار خوبی برای محافظت در برابر خوردگی باشند. هنگامی که پوشش معدنی مستقیماً روی فولاد اعمال می شود، ممکن است سطح فولاد را با ایجاد PH بالا غیرفعال کند. با این حال، تجربه نشان داده است که غیرفعال سازی به خصوص در محیط های دریایی و ساحلی کاملا قطعی نیست. خوردگی تحت تاثیر مقاوم سازی توسط پوشش معدنی می تواند قابل توجه باشد. گرچه پوشش‌های پف شونده به دلیل نفوذپذیری کم، محافظت در برابر خوردگی بهتری نسبت به پوشش های معدنی می‌دهند، اما مواردی از خوردگی شدید بر اثر مقاوم سازی (CUF) با این مواد گزارش شده است.
اپوکسی های گرم کننده، مواد مقاوم در برابر حریق ویژه و پیچیده ای هستند. پوشش های پایه معدنی سیمان بیس و برخی دیگر از موادی که برای حفاظت در برابر آتش استفاده می شوند، برای ما بیشتر آشنا هستند. هرچند باید به این نکته توجه داشت که خود این مواد ممکن است ساده به نظر برسند، اما جزئیات مهم طراحی سیستم های مقاوم به حریق متشکل ازاین مواد اغلب نادیده گرفته می شوند.
همچنین این نکته را در نظر بگیرید که مقاوم سازی جز یکی از ارکان HSE، یعنی حفظ ایمنی می‌باشد؛ جهت آشنایی با مفهوم اینکه اچ اس ای چیست مقاله دیگر ما را بخوانید.
تجزیه و تحلیل مبتنی بر ریسک
پوشش نسوز نام اشتباهی است زیرا هیچ ماده ای کاملا نسوز نیست. تمام مصالح ساختمانی در معرض آسیب آتش سوزی هستند. منظور ما از نسوز صرفا مقاوم در برابر آتش است ما به دنبال مقاومت در هنگام موقعیت های آتش سوزی برای یک دوره زمانی معین هستیم. پوشش ضد حریق یک محافظت غیرفعال و درون سازه ای است که برای مبارزه با آتش، قطع منبع سوخت آتش و خاموش کردن فرآیند زمان می برد. هدف به حداقل رساندن خسارات کلی است.
تصمیم به مقاوم سازی در برابر حریق با تجزیه و تحلیل مبتنی بر ریسک انجام می شود. ابتدا باید ماهیت تهدید آتش سوزی را در نظر گرفت و سپس دوره مورد نیاز استقامت آتش را برای طیف گسترده ای از تجهیزات از جمله سازه فولادی، مخازن تحت فشار، مبدل های حرارتی، تکیه گاه های لوله، گوی ها و گلوله های LPG ، دریچه ها و سینی کابل مکان تجهیزات خاص در یک واحد پایش نمود، همانطور که مکان یک واحد با توجه به امکانات مجاور آن مهم است.
روش های تست و طبقه بندی بازه زمانی لازم
هیچ روش آزمایش آتش سوزی معمول قادر به شبیه سازی عینی شرایط یک آتش سوزی حقیقی نیست و بنابراین، هیچ روش آزمایشی کاملا حقیقی و کاملا منطبق با شرایط واقعی وجود ندارد. آزمایش استاندارد شده به سادگی چارچوب مرجعی را برای مقایسه نسبی مواد و طرح های پوشش ضد حریق فراهم می کند.
در دهه 70 میلادی، “ASTM E119” آزمایش مقاومت مصالح ساختمانی در برابر آتش تنها استاندارد بین المللی پذیرفته شده برای بررسی عملکرد مواد ضد حریق بود. با این حال، این روش آزمایشی برای اندازه‌گیری عملکرد آتش گرفتگی دیوارها، ستون‌ها، کف‌ها و سایر اعضای ساختمان در مواجهه با آتش سوخت جامد طراحی شده است. بنابرین شدت بالای آتش سوزی با سوخت هیدروکربن مایع را شبیه سازی نمی کند.
در جایی که نیاز به مقاوم سازی در برابر حریق است، سطح پوشش مواد مقاوم به حریق در سازه ها با مقدار و کاربرد آن ها در کارخانجات و صنایع متفاوت است. الزامات حفاظتی معمول برای یک پالایشگاه یا کارخانه پتروشیمی ممکن است به شرح زیر باشد:
برای سازه فولادی، یک تاسیسات ممکن است به آزمون مواجهه در معرض حریق دو یا سه ساعته نیاز داشته باشد. بتن ریخته شده در محل یا گانیت با حداقل ضخامت مشخص شده 2.0 تا 3.0 اینچ (50-75 میلی متر) رایج ترین متد پوششی در این شرایط است. ممکن است از محصولات سیمانی سبک نیز استفاده شود.
برای کشتی های فولادی، یک تاسیسات ممکن است به یک تا دو ساعت تست آتش سوزی نیاز داشته باشد. ممکن است نیاز به استفاده از گانیت در 1.5 تا 2.0 اینچ (40-50 میلی متر) باشد. همچنین ممکن است از مواد نسوز جایگزین که درجه مقاومت در برابر حریق قابل مقایسه ای را ارائه می دهند، استفاده شود، از جمله سیستم هایی که هم به عنوان عایق حرارتی و هم عایق حریق عمل می کنند.
مبدل های صفحه و قاب به دلیل وجود واشر لاستیکی بین صفحات یک نگرانی خاص هستند. این مبدل ها دارای یک محفظه محافظ هستند که برای جلوگیری از تجاوز مبدل از حداکثر دمای کاری خود به مدت یک ساعت یا بیشتر طراحی شده است. حداکثر دمای عملیاتی تعیین شده توسط تامین کننده مشخص می گردد و معمولاً کمتر از 300 درجه فارنهایت (150 درجه سانتیگراد) است.
اجزای الکتریکی و پنوماتیکی (شامل آغازگرهای دستی، محرک‌های شیر، سیم‌کشی روی زمین، کابل و مجرا) ضروری برای جداسازی اضطراری، کاهش فشار و خاموش شدن فرآیند معمولاً برای دستیابی به امتیاز حداقل 15-20 دقیقه مقاومت در برابر حریق هستند. این تجهیزات باید در چند دقیقه اول آتش سوزی به درستی کار کنند.
انواع پوشش های مقاوم در برابر حریق جهت محافظت غیر عامل سازه
- پوشش های پایه معدنی
- رنگ‌های منبسط شونده (پف شونده)
- بورد ها و پنل های مقاوم در برابر حریق
مواد پاششی معدنی
در این روش سازه ساختمان با پاشش مواد معدنی مقاوم به حریق برای مدت زمان معینی محافظت میشود. میزان ضخامت پاشش مواد بستگی به طراحی سازه و مدت زمان مورد نیاز مقاومت در برابر حریق دارد.
استفاده از این پوشش‌ها به دلیل اطمینان از صحت عملکرد و دقت اجرا از رنگ ها و بوردها رایج تر است همچنین نسبت به دو پوشش دیگر از خواص مقاومتی بهتری برخوردار می‌باشند و می‌توانند سازه را تا چهار ساعت در مقابل حریق عایق کنند. این مواد به روش پاششی اجرا می‌شوند .در مقابل این مواد ضخامت و وزن کلی سازه را بالا می برند و در طول زمان دوام و ماندگاری کمتری نسبت به رنگ های منبسط شونده دارند.
رنگ‌های منبسط شونده
تکنولوژی تولید این نوع رنگ ها جزو تکنولوژی های های تک در سطح جهانی دسته بندی می شود که در ایران نیز شرکت های اندکی از جمله صنایع نانو عایق آکسون موفق به بومی سازی و تولید آن شده اند. این پوشش‌ها معمولاٌ بر پایه آب یا حلال می‌باشند و با ضخامت حداکثر 6 میلی متر اجرا می‌شوند. در درجه حرارت‌های 270 تا 300 درجه سانتی گراد به علت وقوع یک سری واکنش‌های شیمیایی، گازهای خنک کننده ای آزاد نموده و با پف کردن تا حدود 20 برابر ضخامت اولیه شان ازدیاد حجم داده و یک لایه عایق زغالی(char) تولید می‌کنند و از اسکلت ساختمان در برابر حریق حفاظت می‌نمایند. از این پوشش‌ها در شرایط خاص به منظور حفاظت از سازه‌های فلزی و سطوح داخلی ساختمان استفاده میشود. همچنین به علت داشتن وزن کمتر و قابلیت اجرای رنگ نما در سطح بالایی رنگ به صورت تاپ کوت در سازه های ظریف و دارای اهمیت ویژه در جنبه های زیبا شناسی کاربرد گسترده ای دارند علاوه بر این در مکان هایی که به علت عدم وجود فضای کافی نظیر پارکینگ ها، اجرای دیگر پوشش ها نظیر پوشش های پایه معدنی مقدور نیست، جهت مقاوم سازی در برابر حریق تنها استفاده از این نوع رنگ ها میسر می باشد.
بورد ها و پنل های مقاوم به حریق
در هنگام آتش سوزی در تاسیسات یا مکان های مشابه، به دلیل وجود کابل ها، لوله ها و تجهیزات ممکن است شعله شروع به پخش شدن کرده و از مکانی به مکان دیگر به سرعت پخش شود. این پنل ها و بورد های مقاوم در برابر حریق، باعث می شوند تا شعله از یک مکان به یک مکان دیگر انتقال نیابد و خسارات وارده را افزایش ندهد.
رنگ های فایراستاپ
این نوع رنگ ها جزو پیشرفته ترین انواع پوشش های مقاوم به حریق در سطح دنیا هستند که صنایع نانو عایق آکسون به عنوان اولین و تنها شرکت ایرانی موفق به تولید این رنگ به صورت کاملا بومی و اخذ گواهینامه فنی آن برای 120 دقیقه مقاومت در برابر آتش از مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی شده است. این رنگ ها معمولا روی تاسیسات کابل ها و سینی کابل ها اجرا شده و مانع از حریق گرفتگی تاسیسات کار شده درون ساختمان ها و صنایع و پالایشگاه های حساس شده و از بروز خسارات بزرگ جانی و مالی به طور بهینه ایی جلوگیری به عمل می آورند.
