20.3.2 Стационарное оборудование в грузовых танках

Постоянно установленное оборудование для налива через верх танка, стационарные моечные машинки или сигнализаторы верхнего уровня могут выступать в качестве изолированных зондов. Такой металлический зонд, отстоящий от другой конструкции танка, но находящийся рядом с поверхностью высоко заряженной жидкости, как правило, имеет высокую разность потенциалов на своей наиболее выступающей части. Во время погрузки нефтей, аккумулирующих статическое электричество, такая высокая разность потенциалов может привести к образованию электростатических разрядов в приближающуюся поверхность жидкости.

Чтобы какое-либо устройство не выступало в качестве зонда, его следует размещать рядом с переборкой или другой конструкцией танка в целях уменьшения разности потенциалов на выступающей части этого устройства. В качестве альтернативного решения можно применять опору, связывающую нижний конец устройства с конструкцией танка таким образом, чтобы поднимающаяся жидкость контактировала не с изолированной частью зонда, а с кромкой опоры. В некоторых случаях возможно другое решение проблемы - это изготовление всего устройства, выступающего в качестве зонда, из непроводящего ток материала. Необходимость в использовании устройств такого рода отпадает, если судно эксплуатируется исключительно для перевозки сырой и темной нефти или если танки инертизированы.

20.3.3 Наддув воздуха к днищевой части танков

Если воздух или инертный газ вдувается по направлению к днищу танка, содержащего нефть, аккумулирующую статическое электричество, то может образоваться электростатическое поле, особенно, если воздух или инертный газ содержат воду или посторонние частицы. Соответственно, необходимо принимать меры по сведению к минимуму количества воздуха или инертного газа, поступающего в танки, которые содержат нефть, аккумулирующую статическое электричество.

20.3.4 Антистатические присадки

Если нефть содержит эффективную антистатическую присадку, то она уже не является аккумулятором статического электричества. Хотя, строго говоря, это означает, что в данном случае меры предосторожности, обычно предпринимаемые как к нефти, аккумулирующей статическое электричество, могут быть ослаблены.

20.4 ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТЕЙ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

20.4.1 Свободное падение жидкости в танках

При погрузке или балластировке через верх заряженная жидкость попадает в танк таким образом, что она распыляется и расплескивается в нем. Это может привести к образованию заряженного тумана, а также к увеличению концентрации нефтяного газа в танке. Ограничения, накладываемые на погрузку или балластировку через верх, приведены в разделе 7.6.15.

20.4.2 Водные туманы

Распыление воды в танках, например, во время мойки водой приводит к образованию электростатически заряженного тумана. Этот туман равномерно распределяется во всем объеме танка, подвергаемом мойке. Уровни зарядов статического электричества значительно меняются от танка к танку по величине и знаку.

В начале мойки грязного танка заряд тумана, первоначально заряженный отрицательно, достигает максимального отрицательного значения, а затем возвращается к нулю и, наконец, увеличивается, достигая положительного равновесного значения. Было обнаружено, что среди многих переменных, влияющих на уровень и полярность электризации, наиболее существенное влияние оказывают характеристики моечной воды и степень загрязненности танка. Характеристики электростатической зарядки воды изменяются в процессе рециркуляции или добавления в танк очищающих химикатов, причем в обоих случаях в тумане возможно образование чрезвычайно высоких электростатических потенциалов. Они более значительны в больших танках по сравнению с потенциалами в танках меньших размеров. Размер и количество моечных машинок в танке влияют на интенсивность изменения заряда, но они почти не оказывают никакого влияния на его окончательно установившуюся величину.

Заряженные капли тумана, образовавшиеся в танке во время мойки, способствуют образованию электростатического поля, которое характеризуется распределением потенциала (напряжения) во всем пространстве танка. Переборки и конструктивные элементы танка имеют потенциал земли (нулевой потенциал); потенциал пространства увеличивается по мере удаления от этих поверхностей и приобретает наибольшее значение в точках, максимально удаленных от них. Напряженность поля и разность потенциалов в пространстве танка являются наибольшими рядом с переборками и конструктивными элементами, особенно там, где имеются выступы. Если напряженность поля достаточно высока, то в пространстве имеет место электрический пробой, способствующий образованию коронного разряда. Поскольку напряженность поля концентрируется у выступов, коронный разряд происходит преимущественно в этих местах. Коронный разряд заряжает туман зарядом противоположного знака и считается, что этот процесс является одним из главных в установлении равновесного значения величины заряда тумана. Коронные разряды, образующиеся во время мойки танка, недостаточно сильны для того, чтобы воспламенить смеси углеводородного газа с воздухом, которые в это время могут присутствовать в танке.

При определенных обстоятельствах разряды, обладающие достаточной энергией для того, чтобы воспламенить смеси углеводородного газа с воздухом, могут происходить в танке, заполненном заряженным туманом, если в нем уже находятся или в него вводятся незаземленные проводящие ток предметы. Такими незаземленными проводниками могут быть металлический замерный стержень, подвешенный на не проводящем ток канате, или кусок металла, падающий в танке. Прежде всего, в результате индукции незаземленный проводник внутри танка может приобрести высокий потенциал по мере приближения к заземленному предмету или конструкции, особенно, если последняя имеет выступ. Тогда незаземленный проводник может разрядиться на землю, при этом возникает искрение, способное воспламенить смесь углеводородного газа с воздухом.

Процесс образования искр в тумане, вследствие присутствия незаземленных проводников довольно сложен и должно произойти сочетание целого ряда факторов, чтобы воспламенение могло произойти. К этим факторам относятся размер предмета, -траектория его движения, наличие электростатического потенциала в танке и геометрическая конфигурация пространства, в котором происходит разряд.

Также как и твердые незаземленные проводящие ток предметы, изолированный поток воды, образующийся в процессе мойки, может действовать как инициатор образования искры, вызывая воспламенение. Опыты показали, что при применении высокопроизводительных моечных машинок, оборудованных стационарным одиночным соплом, возможно образование водного массива-струи, который из-за собственных размеров, траектории движения, а также времени существования до распада, может соответствовать критериям образования воспламеняющих разрядов. С другой стороны, нет доказательств того, что такой водный массив образуется в процессе использования переносных моечных машинок.

На основании результатов последующих интенсивных экспериментальных исследований и многолетнего практического опыта танкеростроения, было разработано руководство по мойке танка, изложенное в главе 9. В этом руководстве изложены меры по предотвращению образования в туманах избыточного заряда и контролю за процессом ввода в танк, содержащий заряженный туман, незаземленных проводящих ток предметов.

В частично заполненных трюмах нефтерудовозов иногда образуются заряженные туманы, подобные тем, которые имеют место во время мойки танка. Вследствие конструктивных особенностей этих судов в трюмах может образоваться туман из-за сильных ударов балласта о стенки трюма во время качки судна даже при умеренном волнении. Эти удары способствуют образованию в танке свободно летящих водных массивов, и если атмосфера танка является воспламеняющейся, то в нем присутствуют все факторы, приводящие к воспламенению. Для предотвращения такой ситуации следует либо оставлять танки пустыми, либо опрессовывать их так, чтобы исключить сильное волнение жидкости в танке.