Причины аварийных ситуаций е автоцистернами для перевозки нефтепродуктов

Автотранспортное средство (АТС) конструктивно объединяет в себе агрегаты, элементы, системы, вещества и материалы, экстремальные ре­жимы эксплуатации которых опасны с точки зрения возникновения и раз­вития пожаров. Развитая и мощная система электроснабжения, топливные магистрали, высоконагретые детали двигателя и его систем, горючая изо­ляция и пластмассы — потенциальные источники высокой тепловой радиа­ции, токсичных веществ, механических и иных воздействий на человека [11].

Автоцистерны для перевозки нефтепродуктов представляют собой уг­розу жизни и здоровью людей и окружающей экосистеме при возникнове­нии внештатной ситуации, одной из которых и является пожар. Тушение таких пожаров является сложной комплексной задачей, требующей четко­го планирования с учетом всех рисков и угроз для личного состава пожар­ных подразделений (рис. 1). Статистика пожаров автоцистерн для перевоз­ки нефтепродуктов изложена в приложении 1 [12].

Рис. 1. Тушение пожара автоцистерны

Типичный пример чрезвычайной ситуации с автоцистерной для пере­возки нефтепродуктов - дорожно-транспортное происшествие (ДТП) на Дмитровском шоссе в г. Москве. 24 июня 1993 г. днем в час " пик" автомо­биль " КАМАЗ" -5210 совершил наезд на автоцистерну " КАМАЗ" -54112 с объемом цистерны 14 м³. Из образовавшегося отверстия в нижней полови­не емкости цистерны стал разливаться бензин. Водитель не смог полно­стью ликвидировать течь при помощи ветоши и поролона, и бензин продолжал растекаться под уклон по полотну шоссе и на прилегающие улицы. В зоне разлива оказалось семь АТС: два троллейбуса, бензовоз " КАМАЗ" 54112, контейнеровоз " КАМАЗ" -5210, автобус " ИКАРУС", грузовой ав­томобиль " МАЗ" -54323, микроавтобус " ЖУК". Приблизительно через 5 минут с момента ДТП от искр в системе электрооборудования троллейбу­са произошло воспламенение бензина на площади около 100 м². В резуль­тате пожара 55 человек получили ожоги и травмы различной степени тя­жести, 12 из них скончались. Горение сопровождалось взрывами топлив­ных баков АТС, попавших в зону горения, большим дымовыделением, Пожар через 31 мин был потушен отделениями трех пожарных автоцис­терн (АЦ), автомобиля воздушно-пенного тушения (АВ) и двух пожарных насосно-рукавных автомобилей. Истечение бензина ликвидировали гид­равлическим аварийно-спасательным инструментом после ликвидации го­рения (рис. 2).

Рис. 2. Схема ДТП на Дмитровском шоссе в г. Москве: 1 - грузовой автомобиль, 2 -автобус, 3 - автоцистерна с бензином, 4 - горящий разлив бензина, 5 - троллейбус

При пожаре опасных материалов действия в течение первых минут имеют важное значение. В этом случае пожарные и скорая медицинская помощь прибыли в соответствие с нормативным временем после получе­ния сообщения об инциденте. Помощь могла бы прибыть через пять минут после возникновения ДТП и начала пролива бензина, при оснащении водителя средствами оперативной связи с пожарной охраной и спасательны­ми службами.

Автоцистерны для перевозки нефтепродуктов могут перевозить от­дельно бензин, керосин и дизельное топливо в одной цистерне или бензин и дизельное топливо в различных отсеках одной и той же цистерны. Имен­но эти технические особенности во многом диктуют организацию и такти­ку тушения пожара автоцистерн с нефтепродуктами.

Комплексный анализ пожаров автоцистерн позволяет оценить эффек­тивность действий специальных служб, задействованных в ликвидации по­следствий инцидента. Примером этому является инцидент на автостраде, в результате, которого опрокинулась и загорелась автоцистерна емкостью 35 000 л с пятью отсеками [14]. В четырех отсеках находился бензин, в среднем отсеке - дизельное топливо. Пожарные подразделения прибыли к месту вызова, когда горели разрушенные отсеки с бензином, кабина и ши­ны автоцистерны. Руководитель, тушения пожара в пути следования вызвал автомобиль с пенообразователем.

После локализации пожара была измерена концентрация паров неф­тепродуктов. Температура бензина составляла 97 °С, при нижней предель­но допустимой температуре, определяемой температурой качала кипения 30 °С. Под защитой пенных струй было произведено охлаждение отсека с дизельным топливом сухим льдом до температуры 65 °С, а затем осущест­влена перекачка его в пустую автоцистерну. В ликвидации последствий инцидента участвовали IS пожарных автомобилей, 6 грузовых автомоби­лей. Площадь пожара составила около 100 м², высота пламени достигала 10 м, площадь покрытая некой - 250 м².

Проведен анализ рабочих мест пожарных при тушении пожаров и ли­квидации аварий из описаний инцидентов с автоцистернами для перевозки нефтепродуктов, а также опытах по измерению теплового излучения мо­дельных пожаров разлитого нефтепродукта. Определены основные работы при ликвидации подобных инцидентов [19].

Ординарные работы: подача огнетушащего вещества лафетными стволами АЦ и ручными стволами; действия водителя при работе на по­жарном насосе в кабине или насосном отсеке; спасение людей из аварий­ной автоцистерны в условиях разлитого нефтепродукта; ограждение раз­лива и сбор нефтепродукта; подача пены и воды в ливневую канализацию для избежания взрыва; измерение концентрации паров нефтепродукта.

Неординарные работы: закрытие горловины и вентилей автоцистер­ны при разлитом нефтепродукте из горящей автоцистерны; устранение те­чи из цистерны; отключение аккумуляторной батареи автоцистерны; рабо­ты по подготовке к эвакуации аварийных автоцистерн (откачка нефтепро­дукта, подача пены в цистерну, создание пенной подушки при подъеме опрокинутой автоцистерны, установка системы тросов для подъема, сопро­вождение аварийной автоцистерны); работа в тоннеле и другие.

Анализ пожарной опасности автоцистерн, а также анализ пожаров на подобных объектах показал, что наиболее вероятными пожарами являют­ся:

— горение одного нефтепродукта;

- горение одного вида нефтепродукта с переходом на другой вид неф-­
тепродукта или объект, с последующим их совместным горением.

Типичные места возникновения пожаров: на трассе; на автозаправоч­ной станции; на сливо-наливной эстакаде и др, представлены в приложе­нии 2.

При рассмотрении вышеперечисленных видов пожаров наиболее ве­роятны следующие причины инцидентов [12, 13, 18]:

1. Перелив нефтепродукта при наполнении резервуаров из автоцис­
терн.

2. Перелив нефтепродукта при заполнении топливных баков транс­
портных средств или разгерметизация шланга топливно-раздаточной ко­
лонки (ТРК).

3. Разгерметизация участка слива нефтепродукта, расположенного за
запорной арматурой автоцистерн для перевозки нефтепродуктов.

4. Разгерметизация патрубка слива нефтепродукта до запорной ар­
матуры автоцистерн для перевозки нефтепродуктов.

5. Разгерметизация трубопроводов с нефтепродуктом на транспорт­
ных средствах при неработающих обратных клапанах.

6. Разгерметизация трубопроводов наполнения во время слива неф­
тепродукта из автоцистерн в резервуар транспортного средства,

7. Разгерметизация корпуса емкости автоцистерны.

8. Сквозное «проржавление» днища или стенки цистерны, приводя­
щее к утечкам.

9. Разливы нефтепродукта при опрокидывании автоцистерны или ее
повреждении в случае дорожно-транспортного происшествия.

10.Разряды статического электричества при заполнении емкости.

11.Фрикционные искры при ударах движущихся автоцистерн для пе­
ревозки нефтепродуктов о конструкции эстакады или наливное оборудова­
ние, при ударах вращающихся частей насосных агрегатов о неподвижные;
при открывании и закрывании люка цистерны; установке или снятии на­
ливного устройства.

12.Высоконагретые поверхности двигателя или выхлопного тракта и
т.д.

Причинами инцидентов могут быть и ошибочные действия персонала при выполнении работ в соответствии с технологическим регламентом,

яри обслуживании насосного оборудования, проведении наливных опера­ций, ремонтных работах и при отборе проб.

Воздействие тепловых потоков пожара на цистерну с нефтепродуктом может привести к взрыву паровоздушной смеси в цистерне или разруше­нию конструкции цистерны с проливом горящего нефтепродукта. Поведе­ние автоцистерны в условиях пожара зависит от теплофизических свойств материала оболочки, ее геометрических характеристик, уровня заполнения нефтепродуктом, теплофизических свойств нефтепродукта, процессов теп­ломассообмена, протекающих на поверхности и внутри емкости, особен­ностей процесса развития пожара. Особая опасность возникает в случае нагрева цистерны пламенем разлившейся горючей жидкости и тепловым потоком до наступления деформации и разрушения конструкции цистерны и технологического оборудования.

Анализ инцидентов показывает, что разрушение и взрыв цистерны может произойти в течении 8-20 минут воздействия пламени.

При проведении расчетов (табл. I) температура свободной стенки цис­терны, не смоченной топливом, превышает температуру, равную 0, 8-Т_св (самовоспламенения бензина, 350 °С) через 2 минуты воздействия устано­вившегося теплового потока плотностью 50 кВт-м'², а нарастание давления парогазовой смеси приводит к началу открытия дыхательного клапана на емкости цистерны [15]. Перепад температур в области зеркала со стороны теплового воздействия составляет около 300 °С. При этом, как показали опыты, имеет место изменение знака напряжений обогреваемой поверхно­сти, которое может привести к разрушению емкости, как при воздействии теплового излучения, так и при воздействии охлаждающей струи огнету-шащего вещества.

Таблица 1

Процессы при воздействии тепловых потоков на цистерну с нефтепродуктом

В таблице 2 приведены параметры элементов системы " цистерна -нефтепродукт — пожар" позволяющие прогнозировать поведение автоцис­терны находящейся в зоне воздействия тепловых потоков пожара для обеспечения безопасных условия работы участникам ликвидации аварии.

Параметры элементов системы

«автоцистерна - нефтепродукт - пожар»

Таблица 2