Файл: Проектирования, сооружения и эксплуатации систем.docx

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

Факультет	проектирования, сооружения и эксплуатации систем
	трубопроводного транспорта
Кафедра	промышленной безопасности и охраны окружающей среды

РЕФЕРАТ

по дисциплине	Оценка и анализ
рисков

на тему	Оценка риска при квазимгновенном разрушении резервуара
вертикального стального (РВС)

«К ЗАЩИТЕ»		ВЫПОЛНИЛ:
		Студент группы
			(номер группы)
доцент Фомина Е.С.
(должность, ученая степень; фамилия, и.о.)		(фамилия, имя, отчество)
(подпись)		(подпись)
(дата)		(дата)

---

Москва, 20

23

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Предприятия, относящиеся к газо-нефтепереработке, являются одними из наиболее опасных производственных объектов промышленности. На этих предприятиях получают, используют, перерабатывают, хранят, транспортируют взрывопожароопасные вещества. Предприятия, в технологических процессах которых обращается большое количество опасных веществ, не могут быть полностью защищены от возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с выбросами токсических веществ, взрывами или сгоранием паровых облаков. Аварии на резервуарах и газопроводах могут привести к катастрофическим последствиям. Чрезвычайные случаи на этих предприятиях способны нанести большой экономический ущерб. Аварии на объектах газо-нефтепереработки, которые сопровождаются взрывными превращениями, приводят к наиболее тяжелым последствиями для обслуживающего персонала, технологических сооружений и оборудования. Поэтому для оценки последствий чрезвычайных ситуаций при реальной опасности, должны быть произведены расчеты зон поражения персонала и ущерб для предприятия при различных сценариях аварии.
Анализируя причины, которые способны привести к возникновению и развитию аварий на опасных производственных объектах, можно разделить на следующие проблемы - критический износ основных производственных фондов и влияние человеческого фактора. По оценкам Госгортехнадзора России, основной парк отработавшего ресурс оборудования в газовой промышленности достигает 70 %. По оценкам российских специалистов, 80 % процентов техногенных аварий происходят из-за недобросовестной работы сотрудников предприятий. Другими словами, главная причина аварий – человеческий фактор.

1. Статистические данные о квазимгновенных разрушениях РВС

Основным источником информации о пожарах и авариях в резервуарных парках объектов ТЭК страны служил статистический листок, поступающий в централизованную систему сбора информации о пожарах во ВНИИПО МЧС России. При сборе информации использовались также информационные письма департаментов МЧС России, ведомственные обзоры данных о пожарах и авариях, заключения экспертных комиссий по расследованию аварий и пожаров в резервуарных парках, опубликованные в печати статьи, монографии, а также личные базы данных специалистов, занимающихся указанной проблемой.

---

При сборе данных о каждом пожаре или аварии в специально разработанную карточку заносились основные и дополнительные сведения, необходимые для исследования (дата и место аварии, название объекта, принадлежность к отрасли, характеристика резервуара, вид хранимой жидкости, уровень заполнения резервуара на момент аварии, характеристика производственной площадки, уклон местности, расположение объекта в ситуационном плане, причина разрушения, площадь разлива, вид и характеристика защитного ограждения, последствия аварии и др.).
Собранный банк данных представляет собой частную выборку из генерального статистического массива произошедших и зарегистрированных случаев полных разрушений РВС (150 инцидентов) на объектах ТЭК СССР, СНГ и РФ за период с 1951 по 2010 гг. (рис. 1.).
Собрать полную информацию обо всех происшедших на территории бывшего СССР и СНГ авариях, связанных с полным разрушением РВС и тем более с детальным изложением обстоятельств, приведших к их разрушению, не представляется возможным. В частности, это обусловлено нежеланием компаний и организаций придавать широкой огласке аварийные ситуации, которые не сопровождались крупными пожарами, не приводили к травмам и гибели людей, а также следствием которых не было причинение значительного ущерба природной среде или третьим лицам. К числу закрытой информации относятся также инциденты на объектах оборонного ведомства.



Рис. 1. Распределение квазимгновенных разрушений РВС по годам

В связи с этим анализируемая выборка, хотя и является репрезентативной, но не может быть исчерпывающей как по учету количества разрушений РВС, так и по полноте исходной информации. В тоже время в собранном массиве данных представлены все известные аварии, связанные с пожарами, человеческими жертвами, значительным материальным и/или экологическим ущербом, то есть при которых потенциал опасности разлива нефти и нефтепродуктов при авариях РВС проявился в полной мере.
Основными предпосылками возникновения квазимгновенных разрушений РВС являются: большой процент износа эксплуатируемых в настоящее время РВС, неравномерные просадки оснований, сложный характер нагружения конструкции, отсутствие достаточного контроля сплошности сварных соединений в зоне уторного шва, отступления от проектов, нарушения режимов эксплуатации, коррозия металла и др. [93–98].

---

Анализ причин разрушений РВС (рис. 1.2) показал, что в абсолютном большинстве они являются следствием дефектов сварных соединений в сочетании с применением некачественной листовой стали с пониженными механическими свойствами.



Рис. 1.2. Распределение причин разрушений РВС: 1 – хрупкое разрушение металла; 2 – дефекты сварочно-монтажных работ; 3 – неравномерная осадка основания РВС; 4 – воздействие высоких температур на пожаре; 5 – землетрясение; 6 – коррозионный износ; 7 – диверсионный акт; 8 – внешнее воздействие взрывной волны; 9 – внешнее механическое воздействие; 10 – взрыв внутри РВС от самовозгорания пирофорных отложений; 11 – взрыв внутри РВС от статического электричества (при замере уровня жидкости); 12 – взрыв внутри РВС при производстве сварочных работ; 13 – упущения и просчеты при проектировании, строительстве, монтаже и др.; 14 – взрыв внутри РВС от удара молнии; 15 – взрыв внутри РВС при распространении огня по газоуравнительной системе

При этом чаще всего хрупкие трещины, приводящие к разрушению резервуаров, возникали в дефектах сварочных швов, выполненных при монтаже. Данное обстоятельство обусловлено склонностью некоторых марок стали к хрупкому разрушению при низких температурах. Отметим, что в прежние годы для изготовления резервуаров широко использовали кипящую мартеновскую сталь, которая, как известно, обладала повышенной склонностью к хрупкому разрушению даже при температуре –15 °С. При температуре около –30 °С ударная вязкость такой стали резко падает и при –40 °С составляет лишь около 7 % от начального значения. Исключение кипящей стали как материала для изготовления резервуаров и вывод из эксплуатации большого количества ранее построенных из этой стали емкостей существенно снизили аварийность резервуаров по этой причине.
Однако, как показала практика, и высококачественная сталь оказывается неустойчивой к низким температурам. Примером тому может служить разрушение резервуара при температуре –40 °С в резервуарном парке цеха переработки газового конденсата в г. Дудинка.

Рассмотренные обстоятельства позволяют считать, что и сегодня вопрос обеспечения надежности резервуарных конструкций остается нерешенным. То есть признать как факт, что несмотря на определенный прогресс, достигнутый в последние десятилетия в области резервуаростроения, возможность разрушений РВС сохраняется, что и подтверждает статистика аварий.

---

Следует также отметить, что в последние два десятилетия, наряду с известными причинами, проявились угрозы современной реальности – инфраструктурный терроризм. Любые структуры резервуарных парков могут стать поводом для возможного террористического шантажа или акта.
Причем эта опасность актуальна не только с точки зрения террора, но и с ведением нечестной конкурентной борьбы.
Специфика проблемы в данном случае связана прежде всего с тем, что резервуары несут в себе повышенную опасность как для самого объекта, так и для окружающей территории, вследствие хранения в них большого количества взрывопожароопасных и токсичных веществ.
Единичная емкость резервуаров и резервуарных парков непрерывно растет и все большим становится энергетический потенциал объекта и следовательно угроза, риск и последствия возможного осуществления техногенного теракта. Наиболее остро эта проблема была освещена после известных трагических событий 11 сентября 2001 г. в США, когда заговорили о недостаточной прочности и коллапсе городских сооружений при свершении террористических актов. В этой связи важно отметить, что в настоящее время в городах и населенных пунктах нашей страны находится более 350 крупных нефтехранилищ и тысячи складов горючесмазочных материалов промышленных предприятий, при этом имели место случаи подрыва резервуаров с нефтью на территории населенных пунктов в Чечне и Ставропольском крае.
Важно также указать, что в последние годы нефтехранилища все чаще становятся мишенью в военных конфликтах. Так, например, в июле 2006 г. в результате бомбардировки израильскими ВВС хранилищ топлива электростанции в г. Джие (Ливан) из разрушенных резервуаров в Средиземное море вылилось более 35 тыс. т нефти, которое распространилось по побережью на 80 км, вызвав экологическую катастрофу. Таким образом, рассмотренные обстоятельства указывают на необходимость повышения эффективности антитеррористической защиты нефтехранилищ.
Продолжая анализ, отметим, что механизм разрушений РВС достаточно сложный и не является пристальным предметом рассмотрения в настоящей работе. В тоже время из материалов экспертиз аварий следует, что раскрытие РВС происходило в основном вследствие разрушения наиболее нагруженного конструктивного элемента – узла сопряжения стенки с днищем резервуара. При этом стенка РВС разрушалась на всю высоту и за счет больших радиальных усилий, связанных с давлением жидкости при ее истечении из РВС, отрывалась от днища, а ее края разворачивались на 120–180°. Стенка резервуара с силой отбрасывалась с фундамента в сторону, противоположную направлению истечения жидкости, а крыша РВС обрушивалась на днище.

---