Пожар резервуара

• 1. Конструктивные особенности вертикальных и горизонтальных резервуаров, определяющие развитие пожара
• 2. Этапы развития пожара в вертикальных и горизонтальных ёмкостях
• 3. Основные причины аварий: коррозия, ремонт, отказы клапанов
• 4. Нормативные требования к системам предотвращения и тушения: пункты ГОСТ и СП
• 5. Системы локализации и тушения: параметры, ограничения, условия применения
• 6. Практические ограничения при тушении: температуры, давления, состояние оболочки
• 7. Контроль после тушения: сроки, методы, допустимые параметры

1. Конструктивные особенности вертикальных и горизонтальных резервуаров, определяющие развитие пожара

Пожар резервуара с нефтепродуктами, маслом или дизельным топливом развивается в зависимости от типа ёмкости. Для вертикальных стальных резервуаров (РВС, РВСП, РГС) объёмом от 100 м³ до 20 000 м³ важно наличие понтона или плавающей крыши. В РВС с понтоном пространство над продуктом содержит пары с концентрацией 0,6–2,0 % об. При искре давление поднимается до 5 кПа, чего достаточно для отрыва крыши.

Для горизонтальных резервуаров (объём до 100 м³) и подземных ёмкостей (РГС) пожар чаще локализован в горловине люка диаметром 500–600 мм. При разгерметизации сварных швов пламя выходит наружу через щели шириной от 1 мм. Толщина листов стенок для наземных резервуаров объёмом 5000 м³ по ГОСТ 31385-2016: первый пояс — 10 мм, второй — 8 мм, выше — 6 мм. При нагреве до 600 °C предел текучести стали падает с 235 МПа до 80 МПа. Это вызывает деформацию и разрыв швов через 25–40 минут от начала горения.

2. Этапы развития пожара в вертикальных и горизонтальных ёмкостях

По данным анализа аварий на резервуарных парках за 2015–2024 гг., выделено пять расчётных этапов пожара. Первые 0–15 минут: горение паровоздушной смеси по периметру крыши или у неплотностей люка. Температура факела 900–1100 °C, лучистый поток 25–40 кВт/м².

Через 15–30 минут прогревается верхний слой продукта на глубину 50–200 мм (для бензина — до 100 мм, для дизельного топлива — до 150 мм). Начинается кипение лёгких фракций: бензин кипит при 30–200 °C, дизельное топливо — при 170–360 °C.

На 30–45-й минуте стенки теряют устойчивость. При отношении высоты к диаметру более 1,2 (типовые РВС 2000 м³: H=12 м, D=15 м) появляются выпучины высотой 200–400 мм. Через 45–60 минут обрушивается крыша (для РВС со стационарной крышей) или понтон заливается горящим продуктом.

После 60 минут возникает прогар стенки длиной 1–3 м с истечением продукта. При высоте слоя 10 м скорость истечения — 7 м/с, зона залива — до 500 м². Для подземных резервуаров (РГС) этапы сжаты из-за ограниченного доступа воздуха: тление в грунте у патрубков длится 20–40 минут с переходом в открытое горение при вскрытии люка.

3. Основные причины аварий: коррозия, ремонт, отказы клапанов

По данным расследований за 2020–2025 гг., распределение причин пожаров в металлических резервуарах следующее. 65 % — нарушение техрегламента при монтаже или ремонте с применением электросварки без выработки требований к безопасным условиям. Пример: сварка на расстоянии менее 15 м от работающего резервуара с бензином при отсутствии заглушек на патрубках.

20 % — коррозия днища или стенок. Критическое утоньшение: для днища — до 3 мм (исходная толщина 6–8 мм), для нижнего пояса стенки — до 4 мм. Скорость коррозии в зоне переменного уровня воды и продукта достигает 0,3 мм/год.

15 % — отказ дыхательных клапанов (типов КДС, КДМ, СМДК). При заедании клапана в закрытом положении избыточное давление в РВС 3000 м³ нарастает со скоростью 0,5 кПа/ч. При открытии пламя выбивает на высоту до 8 м, охватывая площадки обслуживания.

Дополнительные факторы: отсутствие антикоррозийных покрытий на внутренней поверхности (снижает срок службы до 7 лет вместо 20). Применение несертифицированных понтонов из алюминиевых сплавов (температура плавления 660 °C, разрушаются через 10–12 минут пожара).

4. Нормативные требования к системам предотвращения и тушения: пункты ГОСТ и СП

Проектирование резервуаров в части пожарной безопасности регламентируется документами с числовыми значениями. ГОСТ 31385-2016, пункт 7.3.2: минимальная толщина стенки для РВС 1000 м³ — 6 мм. Пункт 8.1.5: все сварные швы днища и стенок подлежат 100 % контролю радиографией или ультразвуком при давлении гидроиспытания 1,25 от рабочего.

СП 155.13130.2014, таблица 5: противопожарные разрывы между наземными резервуарами объёмом 2000–10000 м³ — 30 м, для двух стенок из стали — 20 м. Пункт 6.12: интенсивность охлаждения стенок водой — 0,8 л/(с·м²) для наземных и 0,3 л/(с·м²) для подземных.

ГОСТ Р 59633-2021, пункт 5.2.4: время срабатывания системы автоматического пожаротушения — не более 180 с от момента обнаружения пламени. Пункт 6.1: для подслойного тушения давление пенного раствора на выходе из генератора — от 0,4 до 0,8 МПа.

ППР РФ № 1479 (приложение 1): испытания дыхательных клапанов на герметичность проводятся каждые 6 месяцев. При негерметичности более 30 л/ч при давлении 2 кПа клапан бракуется.

5. Системы локализации и тушения: параметры, ограничения, условия применения

Выбор метода тушения пожара в резервуаре зависит от объёма (м³), типа продукта (нефтепродукты, спирты, масло, битумы, дизельное топливо) и конструктивных особенностей (наличие плавающей крыши, понтона, двустенных стенок). Ниже приведены проверенные решения с рабочими диапазонами.

Для резервуаров с плавающей крышей (РВСПК) пожар периферийного затвора тушат пеногенераторами по окружности с шагом не более 12 м. Расход пены — 1 л/с на 1 м² уплотнения. Для подземных резервуаров (РГС, ёмкости АЗС) применяют системы с дистанционным пуском из помещения операторной. Максимальное время пуска — 60 секунд.

При пожаре в двустенных резервуарах типа «сталь в стали» запрещено включать насосы опорожнения до ликвидации горения. Разряжение в межстенном пространстве более 0,3 атм вызывает поддув кислорода и детонацию.

6. Практические ограничения при тушении: температуры, давления, состояние оболочки

По результатам натурных испытаний на полигонах (сжигание РВС 2000 м³ с дизельным топливом и бензином) установлены технические пределы. При повышении температуры стенки выше 550 °C (контроль термопарами на высоте 1 м от днища) металл теряет несущую способность. Охлаждение водой обязательно, иначе обрушение через 10–15 минут независимо от тушения сверху.

При избыточном давлении в газовом пространстве более 1,5 кПа (контроль датчиком на дыхательной линии) открытие люка запрещено. Выброс пламени достигает 12–18 м, радиус поражения персонала — 25 м.

Для резервуаров с продуктами, имеющими температуру вспышки выше 61 °C (масло, мазут, битумы), лафетные стволы применяют с расстояния не менее 40 м. Вводить стволы внутрь через крышу запрещено из-за риска выброса горящих паров.

При горении битумов или мазута (вязкость более 200 сСт) минимальная продолжительность охлаждения — 3 часа после видимого потухания. Контроль температуры — тепловизором. Остаточная температура слоя толщиной 0,5 м через 1 час после тушения — 280–350 °C, возможно повторное самовоспламенение при доступе воздуха.

Для резервуаров с этиловым спиртом (температура вспышки 13 °C) тушение водой запрещено. Вода растворяет спирт, и огонь растекается по поверхности. Требуется пена с поляростойкостью не менее 80 % (по ГОСТ Р 50588-2012).

7. Контроль после тушения: сроки, методы, допустимые параметры

Согласно СП 155.13130.2014 (пункт 7.18), после ликвидации пожара резервуара проводится трёхчасовой период наблюдения с тепловизионным контролем. Температура каждого сварного шва и зоны днища на расстоянии 0,5 м от стенки через 3 часа не должна превышать 60 °C.

Наличие остаточного продукта в резервуаре допускается только при концентрации паров менее 10 % от нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПР). Для бензина НКПР — 0,8 % об., для дизельного топлива — 0,6 % об.

Контроль герметичности патрубков и люков проводят опрессовкой воздухом давлением 0,2 атм с мыльной эмульсией — пузырьки не допускаются. Повторный допуск резервуара в эксплуатацию — после полной замены деформированных листов и повторного гидроиспытания давлением 1,25 от рабочего, но не ранее чем через 14 суток после пожара.

Для металлических резервуаров, бывших в пожаре, расчётный срок службы снижается: коэффициент остаточного ресурса — 0,3 от исходного. Резервуар с паспортным сроком 20 лет после пожара требует ремонта стенок и днища через 6 лет.