Причины разрушений и взрывов резервуаров


Основные причины разрушений резервуаров:

  • Аварии, пожары и взрывы
    • коррозийный износ
    • нарушение прочности при возникновении разрядов атмосферного электричества
    • осадка оснований стальных вертикальных резервуаров
    • превышение допустимого объема заполнения резервуара
    • взрывы и пожары при сливо-наливных операциях могут быть разряды статического электричества
    • явление самопроизвольного перемешивания в результате теплового расслоения жидкости
    • случаи повреждения (разрыв и смятие) корпуса

 

Более подробной обзор причин разрушений резервуаров

 

Коррозия резервуаров

Коррозийный износ — это наиболее распространенная причина разрушения резервуаров, которая зависит от того с какой жидкостью контактирует металл с внутренней стороны оболочки. Наиболее подвержена коррозии внутренняя поверхность нефтегазового оборудования, находящегося в постоянном контакте с нефтью, подтоварной водой, газовым фактором (промысловые трубопроводы, установки подготовки нефти, резервуары. Опыт эксплуатации стальных товарных и технологических резервуаров показывает, что внутренняя поверхность, как правило, подвергается равномерной и язвенной коррозии. Скорость равномерной коррозии составляет 0,04 — 1,1 мм/год. Наиболее опасны сквозные поражения, приводящие к утечке продукта. Скорость язвенной коррозии при этом превышает равномерную в 3-6 раз и может достигать 3-8 мм/год. Такие скорости коррозионных процессов сокращают межремонтный срок эксплуатации РВС.

Решения по антикоррозионной защите принимаются зачастую спонтанно, базируясь на имеющихся в распоряжении подрядных организаций и окрасочных фирм запасов краски. При проектировании нефтяных резервуаров обычно берется припуск на коррозию 2-3 мм, что не обеспечивает надежной антикоррозионной защиты от питтинговой коррозии. При этом увеличение толщины листов стенки (днище, крыша) на 1 мм увеличивает стоимость. На сегодняшний день основным способом повышения срока службы нефтепромыслового оборудования, емкостей хранения и оборудования подготовки нефти, трубопроводов является использование высокоэффективных изолирующих защитных покрытий. Эти покрытия оптимально должны обладать высокой атмосферо- и влагостойкостью, стойкостью к агрессивным средам, должны быть беспористыми, иметь высокую адгезию к металлу, высокую механическую прочность на изгиб и удар, длительный срок эксплуатации. В настоящее время разработан целый ряд систем защиты от коррозии нефтегазового оборудования. Одним из наиболее эффективных решений является применение антикоррозионных материалов на полиуретановой основе Покрытия на основе полиуретановых смол, обладая хорошей адгезией к металлическим и неметаллическим поверхностям. характеризуются высокой стойкостью к истиранию, твердостью и эластичностью, стойкостью к маслам и растворителям, водостойкостью в пресных и морских водах, газонепроницаемостью и высокими диэлектрическими свойствами, а также отличаются атмосферо — стойкостью в обладают высокими декоративными качествами.

 

Электрические разряды и возникновение пожаров

Нарушение прочности (взрывы и пожары) при возникновении разрядов атмосферного электричества и при разрядах статического электричества. Взрывы и пожары могут происходить при очистке и ремонте резервуаров. Большие потери тепла из резервуаров в окружающую среду не позволяют пропаркой удалить все остатки углеводородов. В резервуарах с нефтью или конденсатом обычно начальная концентрация паров и газов превышает верхний предел взрываемости. Если в этот период возникнут искры, то произойдет взрыв. Вентиляцией можно удалить только легкие фракции нефти и конденсата. Тяжелые остатки могут создавать реальную угрозу взрыва и пожара: при газосварочных работах внутри резервуара может происходить разложение и испарение тяжелых остатков. Наибольшее число крупных пожаров от удара молнии и вторичного проявления атмосферного электричества происходило на стальных вертикальных резервуарах нефтебаз и нефтепроводов.
Пожары от самовозгорания пирофоров. Пожары, зарегистрированные от самовозгорания сульфидов железа: пожары в резервуарах с бензином на нефтеперекачивающих станциях трубопроводов. Такие пожары от самовозгорания пирофоров на нормально работающих резервуарах наиболее часто происходят на нефтебазах и нефтепромыслах в наземных резервуарах с нефтью и бензином, где добывается нефть с высоким содержанием серы.
Пожары из-за загазованности:

  • при закачке в резервуары нефти, недостаточно сепарированной от газа, на нефтепромыслах;
  • при перекачке из резервуаров нефти, имеющей высокую упругость паров, на нефтепромыслах и нефтепроводах;
  • при заполнении резервуаров нефтепродуктами на НПЗ и нефтебазах.

Пожары при очистке и ремонте резервуаров:

  • пожары при очистке резервуаров перед осмотром и ремонтом;
  • пожары при проведении ремонтных, в том числе огневых, работ на предварительно очищенных резервуарах;
  • пожары при ремонте и обслуживании резервуаров без их предварительной очистки

 

Осадка оснований стальных вертикальных резервуаров — эта аварийная ситуация обычно происходит неравномерно. Наибольшего значения она достигает около стенок и наименьшего – в центре. При этом в днище возникают растягивающие напряжения, что может привести к изменению формы цилиндрической оболочки с образованием выпучин и вмятин, а в отдельных случаях – трещин. Даже при равномерной осадке могут быть разрушены подводящие коммуникации в местах их соединений. Разрушение резервуара начинается с появления в корпусе трещин, которое влечет за собой, как правило, аварийный разлив нефти.

 

Аварии из-за превышения допустимого объема заполнения резервуара, скорости заполнения и опорожнения. Ограничение скоростей заполнения направлено на уменьшение образования зарядов статического электри­чества. Наиболее интенсивно электризация протекает при взаимодействии струй нефти (нефтепродукта) с воздухом. Поэтому при заполнении резервуаров типа РВС после окончания строительства или ремонта скорость движе­ния нефти (нефтепродукта) в приемо-раздаточном пат­рубке не должна превышать 1 м/с до полного затопле­ния струи. Процесс заполнения резервуара с понтоном или плавающей крышей условно делится на два периода:

  1. от начала заполнения до всплытия понтона (плавающей крыши);
  2. от момента их всплытия до нормативного верхнего уровня.

Во время первого периода заполнение резервуаров ведется при скорости нефти в приемно-раздаточном патрубке не более 1 м/с, а во время второго — скорость подъема понтона (плавающей кры­ши) не должна превышать:

  • при операциях с нефтепро­дуктами 2,5 м/ч (для резервуаров объемом более 1000 м3);
  • при операциях с нефтями — 4 м/ч (для РВСПК 50 000);
  • 6 м/ч (для резервуаров с понтоном или плавающей крышей объемом от 3000 по 30 000 м3).

Аналогично и при опорожнении резервуаров типов РВСП и РВСПК различают два периода:

  1. от начала опо­рожнения до посадки понтона (плавающей крыши) на опоры;
  2. от их посадки на опоры до минимально допус­тимого остатка в резервуарах.

 

Явление самопроизвольного перемешивания в результате теплового расслоения жидкости в вертикальных резервуарах приводит к авариям, так как это явление сопровождается грохотом и вибрацией всей конструкции.

 

Случаи повреждения (разрыв и смятие) корпуса вследствие неправильного подбора дыхательных клапанов или неквалифицированного их обслуживания. При закачке в резервуар конденсата или подогретой (в процессе подготовки) нефти объем паров, выделяемых в резервуаре, в 4-6 раз превышает объем подаваемой жидкости, а это может привести к аварии.
В холодное время года содержащиеся в парогазовоздушной смеси водяные пары, проходя через дыхательную арматуру, конденсируются в виде инея на пластинках огневых предохранителей, полностью забивают проходное сечение кассет предохранителей, сужают сечение штуцеров. Имеются случаи разрушения резервуаров из-за примерзания тарелок дыхательных клапанов к своим седлам и создания внутри их избыточного давления или вакуума, превышающих допустимые величины.
Также сюда можно отнести — смятие корпуса резервуара от воздействия атмосферного давления при создании вакуума во время его опорожнения.