3709

использование пены низкой кратности позволяет тушащему веществу проникать в очаг возгорания даже в труднодоступные объемы, что не достигается при использовании порошка. Но установки пенного пожаротушения обладают высокой инерционностью, поэтому уменьшение времени срабатывания установки – одна из важнейших задач совершенствования противопожарной защиты компрессорных станций.

Использование станции пенного пожаротушения позволяет снизить инерционность благодаря использованию энергии сжатых газов для вытеснения раствора пенообразователя до 3 секунд, что позволяет добиться ликвидации пожара на начальной стадии, а использование в качестве пенообразователя фторсинтетических пленкообразующих веществ, для приготовления пены низкой кратности, позволяет увеличить проникающую способность пены в места труднодоступного технологического оборудования[4].

На основе анализа статистики аварий на компрессорных станциях, причин и мест их возникновения, особенности протекания и последствия, выбраны меры пожаровзрывозащиты для данных объектов:

–наличие взрывоопасной среды обуславливает использование взрывозащищенных извещателей и установок пожаротушения, аварийной вентиляции, легкосбрасываемых проемов;

–во избежание удара молнии устанавливается молниезащита оборудования и заземление;

–выбор огнетушащих веществ осуществляется в соответствии с конструктивными особенностями защищаемого объекта, физико-химическими свойствами пожаровзрывоопасных веществ и наличием обслуживающего персонала, например, специальные составы [5];

–выбор установок пожаротушения зависит от особенностей протекания пожара на объекте, конструктивных и объемно-планировочных решений объекта и физико-химических свойств пожаровзрывоопасных веществ.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что наиболее эффективными установками пожаротушения на данном объекте – будут установки дренчерного пенного тушения с пеной низкой кратности на основе фторсинтетических пленкообразующих пенообразователей, в защищаемую площадь пожаротушения которых, должны входить элементы запорнопусковой арматуры, газоперекачивающие агрегаты и места с наиболее сложным технологическим выполнением сварочных работ.

Литература

1.Свежие новости России и мира. [Электронный ресурс] – URL: https://utro.ru/articles/2011/07/19/987230.shtml (дата обращения: 12.03.2018).

2.Обозреватель, новости расследований. [Электронный ресурс] – URL: https://www.obozrevatel.com/crime/93268-pod-harkovom-vzorvalas-gazokompressornaya-stantsiya.htm (дата обращения: 12.03.2018).

3.Данные об инцидентах на магистральных газопроводах. [Электронный ресурс] – URL: https://www.neb-one.gc.ca/index-eng.html (дата обращения: 12.03.2018).

4.Установки пенного пожаротушения. [Электронный ресурс] – URL: https://foundmaster.ru/firefs/sistema-pennogo-pozharotusheniya.html (дата обращения: 12.03.2018).

5.Пожаротушение компрессорных станций, установок подготовки газа, взрывоопасных объектов. [Электронный ресурс] – URL: https://www.pnx-spb.ru/ (дата обращения: 12.03.2018).

170

Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия

P. A. Mikhaylov, D. R. Sharafutdinov, A. N. Elizaryev, D. O. Yakovlev

IMPROVING FIRE PROTECTION OF COMPRESSOR STATIONS

The gas transmission system of Russia is a complex of socially significant facilities and facilities that transport gas over long distances, one of which is a compressor station. Improving the fire protection of these facilities plays an important role in ensuring the fire safety of the entire gas transportation system, since accidents at compressor stations are the most dangerous and can lead to injuries or death of service personnel

Ufa state aviation technical University, Ufa, Russia

УДК 620.193

И. Л. Скрипник

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПЕРЕМЕННОГО ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ КОРРОЗИОННОЙ АКТИВНОСТИ

В ОБОРУДОВАНИИ

Проводится анализ снижения коррозионных процессов в агрессивных средах с помощью использования переменного частотно-модулированного сигнала и обработки результатов с применением атомно-силовой микроскопии

Коррозия является одной из опасных причин возникновения аварийных ситуаций в оборудовании, содержащем нефтепродукты. Она вызывает быстрое разрушение и износ трубопроводов, цистерн, металлических частей машин.

Коррозия корпусов судов, перевозящих нефтепродукты так же является причиной возникновения аварийных ситуаций. На водных акваториях она проявляется быстрее, чем при пресной воде. В верхней части танкера образуются капли кислоты, разъедающие металл и корпуса судов с большой скоростью (порядка 0,01 г/м²·ч). На дне танкера происходят биологические взаимодействия микроорганизмов с нефтепродуктами.

Вследствие коррозионного износа технологического оборудования возможны локальные проливы (истечения) нефти и нефтепродуктов с дальнейшим образованием горючей среды.

Проведен расчет истечения жидкости в соответствии с методом оценки опасных факторов пожара, согласно приказа МЧС РФ от 10.07.2009 № 404 с помощью программы «Mathcad» на типовом технологическом участке железнодорожной сливо-наливной эстакады, как наиболее распространённого сооружения для всех крупных нефтебаз и нефтеперерабатывающих заводов. Решение задачи по коррозионному разрушению оборудования – цистерны, находящейся на сливо-наливной эстакаде с эквивалентной площадью отверстия 4 см2 показал, что за 60 секунд истечения может происходить розлив порядка 100 л нефтепродукта. В связи с этим возможно возгорание, распространение пожара как на территории сливо-наливной эстакады, так и за ее отбортовкой.

171

Разрушение оборудования вследствие коррозии приводит к значительным социальным и материальным потерям, пожарам и авариям.

В настоящее время проводятся исследования по снижению коррозионных последствий с помощью электрофизического метода [1, 2], заключающегося в воздействии переменного частотно-модулированного сигнала (ПЧМС), который приводит к изменению физико-химических свойств и молекулярной структуры материалов для их оптимального применения в различных технологических процессах [3].

Анализ результатов расчетов показывает, что при коррозионном разрушении оборудования возникает необходимость разработки экспрессспособа по оценке коррозионной активности жидкости, в том числе и нефтепродуктов.

Для исследования замедления коррозионных процессов в агрессивных средах использовался генератор ПЧМС (ТУ 4218-001056316494-2004). Лабораторные коррозионные испытания проводились по ГОСТ Р 9.905-2007 с подачей ПЧМС на образцы, в качестве которых использовались стальные пластины (материал ст 3; состояние поверхности – без защитных покрытий; форма заготовки – лист; размеры 100х50 мм, толщина 1 мм), расположенные вертикально. Оценка коррозионной стойкости стальных пластин проводилась по изменению внешнего вида образца и их массы при нормальных климатических условиях (ГОСТ 15150). Сначала проходила подготовка плоских образцов – металлических пластин. Их поверхности очищали и обезжиривали с помощью мягких щеток и ваты обезжиривателем (ТУ 2319-101- 00205357-2009). На следующем этапе жидкости (образцы бензина (Аи-95), керосина авиационного и нефти) разливались в две емкости, по две для каждого продукта. Затем от подключенного прибора с помощью проводника на испытываемые образцы, помещенные в агрессивную среду, подавался ПЧМС. Так же в аналогичную агрессивную среду помещались пластины без воздействия на них ПЧМС. Смывалась образующая коррозия в пробирки с дистиллированной водой, с помощью щавелевой кислоты. Если коррозионные частицы имели крупный размер, то использовали ультразвуковую ванну для раздробления их на более мелкие частицы. Затем происходило взвешивание и осмотр испытываемых образцов на изменение внешнего вида поверхности: цвета; наличие и образование видимых коррозионных изъянов. Для извлечения частиц из пробирки использовался шприц. С помощью него на подложку наносили 2-3 капли исследуемого образца. После их высыхания, исследование твердого остатка проводилось с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) [4,5]. Результаты сканирования выводились на экран монитора компьютера как в 2D, так и в 3D режимах. Общая продолжительность испытания проводилась по геометрической прогрессии 1, 2, 4, 8, 16 суток. На рис. 1 а, б показано коррозионное разрушение без влияния ПЧМС (нефть контрольный образец) и с его воздействием (нефть прибор). Оценка поведения следов коррозии, проводилась вычитанием поверхности с помощью функции Flatten Correction Выравниванием подложки осуществлялось обработка образцов для выявления

172

коррозионных пятен, построения гистограммы, характеризующейся процентным значением продуктов коррозии. На основе данного способа защиты от коррозии металлов подготовлен алгоритм ранн его обнаружения коррозии при транспортировке нефтепродуктов (ГОСТ 2917-76*).

Результаты, полученные с помощью АСМ, позволяют довольно в короткие сроки иденти фицировать коррозионную активн ость веществ и материалов.

а) нефть контрольный образец

б) нефть прибор

Рис. 1. Коррозионное разрушение:

а) без влияния ПЧМС - а) нефть контрольный образец б) с воздействием ПЧМС - б) нефть прибор

173

Литература

1.Иванов А. В., Скрипник И. Л., Сорокин А. Ю., Савенкова А. Е. Научно-методические основы управления электростатическими свойствами жидких углеводородов для обеспечения пожарной безопасности предприятий нефтегазового комплекса // Научный электронный журнал. Вестник Уральского института государственной противопожарной службы МЧС России. 2018/№ 2 (19), с.98-109.

2.А. В. Иванов, И. Л. Скрипник, С. В. Воронин. Исследование процессов электризации при обращении с модифицированными наножидкостями и лакокрасочными материалами \\ Научно-аналитический журнал. Проблемы управления рисками в техносфере, № 3 (47)-2018, с. 110-119.

3.Д. С. Азимов, И. Л. Скрипник, Б. В. Пекаревский, А. В. Иванов. Физико-химические свойства и коллоидные особенности электрофизически модифицированной воды и акрилового гидрогеля при использовании их огнетушащих и ранозаживляющих возможностей // Известия Санкт-Петербургского технологического института (технического университета). 2018. № 47 (73), С. 57-61.

4.Казакова Н. Р., Иванов А. В., Ивахнюк Г. К., Скрипник И. Л. Иидентификация автомобильных бензинов методами атомно-силовой микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния // Природные и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты). 2015. № 2 (14). С. 38-44.

5.Мынзул Р. А., Иванов А. В., Скрипник И. Л. Применение метода КР-спектроскопии при исследовании свойств термопластичных смазок с регулируемыми наноструктурами // Научно-аналитический журнал «Природные и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты)». № 2 (10) 2014. – с. 57-63.

Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России

THE EFFECT OF ALTERNATING FREQUENCY-MODULATED SIGNAL TO

REDUCE THE CORROSIVENESS TO EQUIPMENT

The analysis of reduction of corrosion processes in aggressive media by using variable frequency-modulated signal and processing the results using atomic force microscopy is carried out

I. L. Skrypnyk

St. Petersburg University of state fire service of EMERCOM of Russia

174

УДК 614.842842

О. В. Лобанова

АНАЛИЗ СЛОЖНОСТЕЙ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ И СПАСЕНИЯ ЛЮДЕЙ В ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЯХ

В данной статье рассматриваются основные проблемы во время тушения пожаров и сложности при выполнении спасательных операций в высотных зданиях

Расширение площадей городских территорий является одной из важнейших проблем, с которыми в настоящее время сталкивается наше общество. Можно сказать, что застройка городов высотными зданиями в настоящее время является необходимостью, а не проявлением честолюбивых замыслов архитекторов, градостроителей и бизнесменов. Так как, данная застройка представляет собой новую закономерную формацию городского строительства и является экономически выгодной для городского хозяйства. Городам приходится расти вверх, в связи с большой плотностью населения и необходимостью обеспечения этого населения высоким качеством жизни, предусматривающим расположение объектов жилья, работы, учреждений социальной сферы и отдыха близко друг к другу.

При этом наряду с перечисленными достоинствами, существуют и недостатки строительства данных объектов. Несмотря на обеспечение таких объектов всевозможными системами обеспечения пожарной безопасности, существуют ситуации, когда происходят достаточно серьезные пожароопасные ситуации, с которыми приходится справляться пожарным подразделениям, встречающимся с серьезными трудностями при тушении.

В связи с увеличившимся количеством возводимых высотных комплексов, остро стоит проблема обеспечения их пожарной безопасности. Пожарная опасность в высотных комплексах характеризуется осложнением проведения эвакуации людей из здания, а также большими временными затратами на проведение боевых действий по тушению пожара.

На настоящее время в Российской Федерации наблюдается увеличение вероятности гибели людей на пожарах - 0,0001 на одного человека в год.

Для анализа ситуации в данной статье хотелось бы привести характерные ситуации с пожарами на таких объектах в России:

Затяжной пожар в Москве в Останкинской телевизионной башне (высота башни 540 м.), произошедший 27 августа 2000 года. Очаг пожара находился на высоте 460 метров. В результате пожара выгорело 3 этажа здания, при этом погибло 3 человека, находящиеся в скоростном лифте. При этом последствия пожара могли быть еще значительно серьезнее, так как во время пожара в результате воздействия высоких температур, 120 из 149 тросов, обеспечивающих устойчивость Останкинской телевизионной башни, раскалились и лопнули. Башня чудом устояла, вопреки всем расчетам инженеров. Летящие вниз горящие ошметки изоляции кабельных линий, выполненные из полиэтилена, приводили к появлению новых очагов. Попытки

175

пожарных и спасателей создать преграду от «огненного дождя» из асбестового полотна не увенчались успехом. [1].

Неоднократно происходили пожары в центре «Москва-Сити». При этом наиболее сложным и характерным был первый пожар в башне «Восток» делового комплекса «Федерация» 02 апреля 2012 года. Пожар возник в строящемся здании башни «А» на 66-м и 67-м этажах на общей площади 300 кв. метров. На момент прибытия дежурной смены 207 ПСО ГКУ «ПСЦ» в 20 часов 5 минут наблюдалось открытое горение 67-ом этаже. Пожарными было спасено 14 человек из числа рабочих. Был объявлен ранг пожара № 4. Для подачи огнетушащих веществ к очагу пожара, столичные пожарные на руках поднимали мотопомпы по лестничным маршам. Для тушения пожара использовалось три вертолета ГКУ «Московский авиационный центр», но их работу осложняли погодные условия и башенные краны.

Рис. 1. Пожар в башне «Восток» делового комплекса Федерация в «Москва-Сити»

При возникновении пожаров в зданиях повышенной этажности происходит быстрое распространение пожара и сильное задымление лестничных клеток и помещений, быстрая эвакуация людей с верхних этажей затруднена. Существующие сейчас противопожарные технические средства и системы в высотных комплексах не соответствуют требования пожарной безопасности. В связи с чем совершенствование конструкций и повышение эффективности является важной задачей.

К числу проблем, возникающих в процессе эксплуатации высотных комплексов, относят следующее:

–спасение людей с верхних этажей при помощи автолестницы практически невозможно, т.к. максимальная автолестница высотой 112 метров.

Впожарно-спасательных гарнизонах субъектов РФ в основном на вооружении имеются пожарные автолестницы с максимальным вылетом стрелы 30 и 50-т метров, также следует учесть, что согласно требованиям правил по охране труда в подразделениях ФПС ГПС работать на автолестнице (автоподъемнике) при скорости ветра более 10 м/с запрещено [3];

–поток эвакуированных по основным путям эвакуации очень велик (как правило, в высотных зданиях могут одновременно находиться около 1000 человек), слияние людских потоков на путях эвакуации очень велико. При

176

таком большом количестве эвакуируемых избежать паники и давки просто невозможно [4];

– технические характеристики основных пожарных автомобилей не позволяют подать огнетушащие вещества на верхние этажи зданий.

Таким образом, можно сделать вывод, что в области противопожарного нормирования безопасность людей требует особого внимания, необходимо совершенствование, получение новых подходов и технических решений. Самым главным принципом противопожарных норм и требований должен всегда быть приоритет безопасности людей как государственной задачи, необходима методика организации проведения спасательных работ и тактики тушения пожаров в высотных зданиях.

Литература

1.В. Пехотников, Останкинская телебашня: модернизация противопожарной защиты. Пожарное дело. 2008, N 1.

2.Пожар в строящейся башне центра «Москва-Сити». Последние новости - РИА Новости / https://ria.ru/fire_Moscow_City_02042012/

3.Климушин Н.Г., Кононов В.М. Тушение пожаров в зданиях повышенной этажности. -М.: Стройиздат, 1983.

4.Ройтбурд СМ., Холщевников В.В. Безопасность эвакуации людей из многоэтажных зданий. Перспективный аналитический обзор. - М., 1979.

Волгоградский государственный технический университет Институт архитектуры и строительства

г.Волгоград, Россия

O.Lobanova

ANALYSIS OF THE COMPLEXITIES OF FIREFIGHTING AND RESCUE IN

HIGH-RISE BUILDINGS

In this article the main problems are considered during fire fighting and complexity when performing rescue operations in high-rise buildings

Volgograd state technical university

Institute of architecture and civil engineering

177

УДК 614.84

И. Л. Скрипник

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

Проведены исследования характеристик жидких углеводородов и лакокрасочных материалов на основе электрофизического метода и депонирование в них углеродных нанотрубок с целью повышения пожарной безопасности путем снижения напряженности электрического поля

Обеспечение пожарной безопасности на современных предприятиях в нефтяной отрасли должно основываться на разработке и применении таких способов воздействия на характеристики углеводородов, которые бы обеспечивали снижение последствий разрядов статического электричества, розлива легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Это достигается применением таких методов как:

–электрофизический [1, 2];

–реагентной модификации многослойными углеродными нанотрубками (МУНТ) [3] и поддержание их характеристик в жидких углеводородах.

Выполнены эксперименты по определению электростатических параметров модифицированных жидкостей, на базе жидких углеводородов и лакокрасочных материалов (ЛКМ), используемых для огнезащиты и противокоррозионной обработки металлоконструкций:

–диэлектрической проницаемости (ДП), которая осуществлялась методом измерения емкости плоского конденсатора на основе резонансного эффекта в параллельном колебательном контуре [4].

При воздействии переменного частотно-модулированного сигнала (ПЧМС) практически не происходит изменения ДП, объясняемое тем, что при низких значениях угловой частоты электрического поля, много меньших обратной величины времени релаксации, ДП не зависит от частоты. Диспергирование в жидкости МУНТ приводит к заметному снижению комплексной ДП веществ. При незначительных концентрациях УНТ (менее 0,5 масс. %) происходит образование сетчатых мезоструктур в веществе. При дальнейшем увеличении концентрации УНТ система становится менее устойчивой за счет образования агломераций наночастиц.

–удельного объёмного электрического сопротивления (УОЭС).

Проводилось с помощью тераомметра. Измерения проводились по ГОСТ ISO 6297-2015 после электрофизической обработки, диспергирования МУНТ в ультразвуковом поле и отборе проб.

Анализ экспериментов показывает, что:

при электрофизическом воздействии не происходит заметного снижения УОЭС жидкостей, но изменяется электрокинетический потенциал коллоидных систем, способствующий электростатической стабилизации наножидкостей за

178

счет создания двойного электрического слоя, приводящий к возникновению сил отталкивания в наноструктурах;

диспергирование МУНТ приводит к заметному снижению УОЭС исследуемых веществ от 2 до 12 раз, в зависимости от концентрации и вида жидкости, увеличению ее вязкости;

–времени испарения наножидкостей с открытой поверхности. Применялись МУНТ, полученные в лаборатории нанотехнологий методом каталитического пиролиза на установке «CVDomna» (условно обозначенных MWСNT(Н)).

Выяснено, что внедрение MWСNT в базовую жидкость позволило снизить интенсивность испарения в среднем на 30 % для бензина и на 38 % для керосина;

–скорости истечения из мелких отверстий, что наиболее часто распространено для аварийных ситуаций при сливоналивных операциях транспортных средств.

Исследования, проведенные на основе бензина показали, что значения коэффициента поверхностного натяжения наножидкостей увеличиваются на 6- 25 %, а скорости истечения уменьшаются - на 10-18 %.

Для наножидкостей на основе керосина значения коэффициента поверхностного натяжения изменились незначительно - до 6 %, а для значений скорости истечения наблюдалось их уменьшение на 10-24 %.

Измерения коэффициента поверхностного натяжения модифицированных углеводородных жидкостей проводились методом отрыва капель.

Для проведения экспериментов наиболее распространённых операций технологий создания наножидкостей был смоделирован процесс электризации при:

–перекачке модифицированных жидких углеводородов. Измерения проводились вольтметром, который располагался на расстоянии 10 мм от поверхности трубопровода с перекачиваемой жидкостью;

–диспергировании МУНТ в базовую жидкость. В стеклянные емкости объемом 50 мл помещались наножидкости, затем проводилась их гомогенизация в ультразвуковом поле с частотой 100 кГц;

пневматическом распылении модифицированных ЛКМ. Осуществлялась способом измерения напряженности электрического поля, создаваемого в процессе нанесения состава на заземленную вертикальную металлическую поверхность. Подготовка жидкостей включала в себя диспергирование МУНТ в растворитель в концентрациях 0,5 об. масс. % и 1,0 об. масс. % и дальнейшем перемешиванием состава с ЛКМ до достижения необходимой вязкости наносимого вещества. Далее происходило нанесение состава на заземленную металлическую поверхность с размерами 150x70 мм, закрепленную на расстоянии 1,0 м от краскопульта. Для образцов, подготовленных в условиях электрофизического воздействия, распыление составов выполнялась краскопультом, подключенным к генератору ПЧМС. Напряженность

179