Не так давно технологические решения по поводу хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей были не такими уж и сложными. В большинстве случаев существовал только один вопрос, который беспокоил владельцев резервуаров — это безопасное хранение химических и нефтяных продуктов, пожаро- и взрывобезопасность конструкций.

Вступление

Не так давно технологические решения по поводу хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей были не такими уж и сложными. В большинстве случаев существовал только один вопрос, который беспокоил владельцев резервуаров — это безопасное хранение химических и нефтяных продуктов, пожаро- и взрывобезопасность конструкций.

Начальники пожароохранных организаций разрешили хранение подобных продуктов в самом безопасном месте — под землей. Однако вплоть до 1980 года большинство резервуаров было установлено без соответствующей антикоррозионной защиты; незначительные, но продолжительные утечки топлива было тяжело установить; велики были утечки при сливе/наливе.

Равнозначные по важности решения появились за прошедшие 15 лет, которые стимулировали работу не столько ассоциаций противопожарной защиты, сколько организаций по защите окружающей среды. Течения, направленные на охрану окружающей среды, окружающую среду без загрязнений и заражений, существенно изменили представления о том, как легковоспламеняющиеся и горючие жидкости должны храниться. Больше подобные жидкости не хранились под землей. Вместо этого все больше и больше резервуаров располагается над землей, что подключает работу пожароохранных организаций.

С 1988 года, когда Американское агентство по защите окружающей среды закончило свою работу над требованиями к подземным резервуарам, рыночный спрос на наземные резервуары значительно увеличился. За последние 4 года производство наземных резервуаров показало стопроцентный прирост.

И это еще только начало. Многим владельцам наземных резервуаров импонирует возможность легко визуально осматривать резервуары. К тому же, многие выбирают наземные резервуары, так как для них не существует федеральных законов экономической ответственности. Многие попросту заявляют, что наземные резервуары экономически более выгодны. Промышленники слышали много ужасных историй о дорогостоящих процедурах очистки почвы при работе с подземными резервуарами.

В области нефтяного оборудования и тестирования подземных резервуаров было разработано большое количество технологических решений. Подземные стальные резервуары могут быть защищены катодно, иметь двойную стенку или дополнительные контейнеры, обшиты снаружи, или резервуары вообще могут быть сделаны не из металла. Трубы могут быть из недеформируемой неметаллической катоднозащищенной стали, или сделаны из пластической резины. Существует много сложных компьютеризированных способов контроля оборудования, так же как и способов определения утечек.

Повышенный интерес к наземным резервуарам способствовал пересмотрению многих пожароохранных законов, так же как и технологических решений резервуаров. Пожароохранные организации стараются быть в курсе всех технических разработок. Однако, иногда встречается столкновение интересов. Данная статья посвящена различным типам наземных резервуаров, включая технологиям защиты от пожаров. Здесь также будет описано несколько требований со стороны пожароохранных законов.

Понятия

Наземные резервуары — это резервуары или смонтированные уже на месте или собранные на заводе. Обычно резервуар, вмещающий в себя до 50000 галлонов, собирается на заводе. В то время как монтаж резервуаров уже на месте более распространен, число готовых резервуаров составляет 89%, согласно Американскому институту нефти.

Заправочные организации, особенно частные парки, за последние несколько лет используют уже собранные резервуары. Пожароохранные власти внимательно следят за подобными парками из-за свойств используемого продукта, за самими процессами из-за возможных последствий в результате неправильного хранения горючего.

В ответ на подобную общественную обеспокоенность, резервуарная промышленность усовершенствовала технологию наземных резервуаров. Это касается собираемых на заводе.

Стандарты производства

Цилиндрические или прямоугольные резервуары, хранящие легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, должны удовлетворять требованиям UL 142. Этот стандарт описывает хранение жидкостей при атмосферном давлении. Резервуары могут быть и вертикальными и горизонтальными.

Данный стандарт UL 142 также дает определенные требования к типу стали, толщине стенок, отсекам и перегородкам, люкам и другому технологическому оборудованию. Сосуды под давлением также часто используются для хранения. Но так как все эти емкости хранят нефтепродукты, они имеют конструкцию согласно UL 142.

Лаборатория страховых компаний добавила к стандарту UL 142 седьмую редакцию, чтобы соединить технологии дополнительных систем сдерживания, перегородок и прямоугольных резервуаров. Лаборатория также разработала стандарт UL 2085 — «Наземные резервуары для легковоспламеняющихся жидкостей с изолированными дополнительными конструкциями сдерживания — Защищенные резервуары». Это стандарт требует проведения двухчасового испытания при температуре 2000 градусов по Фаренгейту. Изолированный резервуар, в соответствие с UL 2085, был разработан, так как многие законодатели и многие из резервуарной промышленности потребовали от Лаборатории создать программу для проведения испытаний. Сама промышленность восприняла потребность владельцев в изолированном резервуаре. Но это не означает, что резервуары, построенные в соответствии с UL 142, не подходят для хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Этот стандарт все еще рабочий, но стоящий особняком.

Изолированные резервуары требуют дополнительные меры предосторожности, так как данная система хранения в большей степени подвержена огню. Изоляционный материал замедляет процесс испарения жидкостей, и отсюда — время, за которое резервуар может взорваться. Пожарники высоко ценят это время, и не обращают внимание на неправильно установленные люки, чья задача автоматически уменьшать давление в подобных конструкциях. Защищенный резервуар имеет еще несколько положительных качеств, таких как — устойчивость к подземным толчкам и пуленепробиваемость.

Дополнительная защита наземных резервуаров

Обеспокоенность охраной окружающей среды привела к повышенному интересу к системам дополнительной защиты резервуаров от утечек. До этого очень малое количество наземных резервуаров было построено на заводах с системами дополнительного сдерживания. Но последние исследования Института стальных резервуаров показали, что сейчас строится от 33 до 50 % резервуаров подобной технологией.

Увеличение количества таких резервуаров также можно связать с интересами пожароохранных организаций. Дополнительная система удерживания не только предотвращает загрязнение окружающей среды, но так же сдерживает распространение огня. Чаще всего среди установленных резервуаров с дополнительной системой удерживания вместимостью до 30000 галлонов встречаются защищенные резервуары, двухстенные резервуары без изоляции, и одностенные стальные резервуары в металлической оболочке.

Двухстенная модель состоит из стальной оболочки поверх горизонтального резервуара  или вертикального резервуара. Стальная оболочка дополнительно защищает основной резервуар. Примером подобной конструкции может служить наземный резервуар F 921. Этот резервуар построен на основе стандарта F 921 «Стандарт наземных резервуаров с системой дополнительного удерживания» и конструкции резервуара UL для основного резервуара.

Обвалованные стальные резервуары

Обвалованным наземным резервуаром обычно называют стальной резервуар внутри смонтированного на заводе стального контейнера. Примером подобного резервуара может служить стандарт F 911 «Стандарт для обвалованных наземных резервуаров». Этот стандарт детально описывает открытый стальной прямоугольный контейнер и днище, внутри которых находится стальной резервуар c дополнительной системой удерживания на базе UL 142. Внешняя оболочка прибавляет 10 % к общему объему резервуара. Дождевая вода может собираться в этой оболочке, а 10 % действуют как некий надводный борт, который «разгружает» содержимое резервуара. Некоторые производители объединили это с щитом от дождя, чтобы предотвратить выкристаллизовывание при входе внутрь контейнера, но при этом не допустить переполнения.

С точки зрения защиты окружающей среды, стальные контейнеры имеют преимущества перед глиняными и бетонными контейнерами: они герметичны, что предотвращает просачивание углеводородных и химических веществ в почву. К тому же, в контейнерах не только собирается вытекающая жидкость, они так же служат как защита от пожара, и могут использоваться как контейнеры с водой для охлаждения резервуара, если рядом будет пожар.

Альтернативное использование резервуаров

Многие производители приспосабливали и обвалованные резервуары и одностенные резервуары к определенным требованиям. Например, резервуары для отработанного масла сконструированы как «система» резервуара с крышей, с высокого уровня измерительными приборами, ступенями с нескользким покрытием, и большими люками для удаления отработанного масла.

Другие резервуарные системы спроектированы и созданы для определенный целей, таких как, выдача топлива, в качестве резервуаров для сбора разлившегося топлива и др.

Огнеупорные (пожаробезопасные) наземные резервуары

На пожаробезопасные, или изолированные, резервуары обратили большое внимание пожароохранные организации, особенно на те, в которых хранится моторное масла или которые используются для заправки топливом. Национальные законы изменились, чтобы дать таким резервуарам возможность существования.

Разные кодексы используют различную терминологию для описания изолированных резервуаров. Национальная пожароохранная ассоциация называет изолированные резервуары «огнестойкими», в то время как Унифицированный закон противопожарной техники называл их «защищенными». В обоих законах предполагалось двухчасовое испытание огнем. Однако существует другой общеизвестный термин для подобных резервуаров — «теплоизолированный резервуар».

Изолированный резервуар назван так из-за возможности изолировать жидкость внутри резервуара и таким образом снизить скорость повышения температуры из-за пожара. Быстрое парообразование может стать причиной повышения давления в резервуаре, что может стать причиной взрыва. Изоляция замедляет процесс парообразования. Так же важно отметить, что одна только изоляция не сможет предотвратить взрыв — аварийные клапаны играю решающую роль.

Изоляционное качество многих огнестойких наземных резервуаров обычно достигается с помощью бетона. То есть, основной стальной резервуар окружен бетоном. Но из-за массы бетона эта конструкция используется только на резервуара малого объема.

Другая технология создания наземных резервуаров, отвечающая требованиям всевозможных пожароохранных законов, — это стандарт STI Fireguard. В подобных резервуарах используется облегченный единый изоляционный слой между двумя слоями стали, чтобы минимизировать передачу тепла от внешнего резервуара к внутреннему.

Производителям резервуаров стоит задаться вопросом: подходят ли данные резервуары для резервуаров с дополнительными системами сдерживания и дополнительной защитой от огня. Дополнительный резервуар сдерживания должен иметь аварийный вспомогательный клапан (вентиль), как у первичного резервуара, для возникшего в труднодоступном месте повреждения во внутреннем резервуаре и контейнер с водой снаружи резервуара. Это способствует тому, что во вторичном резервуаре не произойдет повышение давления. Аварийные клапаны также необходимы для каждого отсека основного резервуара и для любой изолированной области, куда может просочиться легковоспламеняющаяся жидкость, и огороженное пространство может оказаться под давлением во время пожара.

Маркировка по стандарту UL 2085, указанная на резервуаре, будет доказательством того, что резервуар был проверен на работоспособность аварийного клапана, так же он прошел двухчасовое испытание огнем и был протестирован на наличие трещин. Эта маркировка будет указывать на возможность использования резервуара.

Другое важное дополнение к закону 1996 года NFPA 30 “Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости” было сделано: заводы, производящие резервуары, должны тестировать вторичные резервуары сдерживания. Этот кодекс устанавливал, чтобы основной и дополнительные резервуары были проверены давлением и вакуумом до момента монтажа на месте его конечного расположения. Это требование касается также подземных резервуаров и двустенных резервуаров.

Сводчатые резервуары и специальные ограждения

Бетонный свод — это, по существу, комната, в которую можно войти для осмотра резервуара. Помещение может находится как под, так и над землей. Основными качествами свода является то, что устройства замера уровня жидкости должны находится внутри свода, и что система вентиляции должна находится там же, чтобы закончить процесс слива топлива, если парообразование станет неконтролируемым. Своды должны быть спроектированы таким образом, чтобы не подвергаться влиянию ветров и землетрясений, а под землей они должны выдерживать гидростатическую и почвенную нагрузку.

Закон NFPA 30A разрешает устанавливать резервуары до 12000 галлонов в своды. Однако, хотя на стандарт NFPA 30A могут ссылаться региональные и местные кодексы, в них может не содержаться понятия сводов. Например, Национальный кодекс пожаробезопасности в значительной степени ссылается на NFPA 30A, но не признает своды как отдельную конструкцию. Наоборот, он содержит понятие «специальные ограждения» как и в NFPA 30A, обозначая схожую конструкцию со сводом, но эти понятия не являются идентичными.

Как и свод, специальное ограждение должно быть в основном водо- и паронепроницаемо и должно быть по меньшей мере из шестидюймового утолщенного бетона. Однако, оно отличается от свода тем, что вход для осмотра может находиться только наверху. Также, вместимость резервуаров с такой конструкцией ограничена. Резервуары с жидкостью класса I могут иметь объем не больше 6000 галлонов каждый или 18000 галлонов в совокупности в тех предприятиях, где вместе со стоянкой располагаются сервисные станции. И, наконец, специальные ограждения могут быть установлены только после специального заключения властей, имеющих на это лицензию.

Обсуждение технических конструкций

Важно понять некоторые фундаментальные понятия, связанные с наземным хранением легковоспламеняющихся и горючих жидкостей при атмосферном давлении. Наземные резервуары подвержены большим колебаниям температуры окружающей среды. Правильно сконструированная вентиляция, как в обычных условиях, так и при аварийных, очень важна. Нормальная вентиляция должна предотвращать положительное и отрицательное давление внутри резервуара от воздействия температур, операций по сливу/наливу.

Аварийная вентиляция должна предотвращать взрыв во время пожара. Огонь может спровоцировать большое количество парообразований, так как продукт нагревается и кипит. Эти пары должны выходить из резервуара, чтобы остановить повышение давления.

Поэтому резервуары UL 142 и UL 2085 должны иметь средства дополнительного аварийного вентилирования, так как они сконструированы для работы при атмосферном давлении. Специальное покрытие системы вентиляции сделано так, чтобы давать выход парам, что предотвращает разрушение резервуара из-за разгерметизации. Без этого во время пожара резервуар может взорваться, или того хуже, может сработать как ракетный комплекс. Поэтому власти должны проверять надежность установки вентиляции и его дальнейшую работу. Например, один из типов вентиляции — это длинный скрепленный болтами люк. Во время разгерметизации болты должны сорваться, и люк должен открыться. Поэтому болты не должны быть сильно затянуты. (Некоторые законодательные организации рассматривали предложения о том, чтобы через подобные люки не было никаких утечек паров).

Конструкция резервуара UL 142 с аварийной вентиляцией почти безукоризненна, с одной маленькой поправкой — нужно установить дополнительную систему защиты от огня. Фактически, уже произошедшие взрывы наземных резервуаров (в Канзасе) во время пожаров случились из-за неправильной вентиляции. В 1957 году кодекс NFPA 30 разрешил «вентиляционное оборудование для использования его в качестве аварийного». Современный закон требует, чтобы к стандартной вентиляционной системе строили дополнительное оборудование, которое будет уменьшать внутреннее давление резервуара, что в четыре раза повышает взрывобезопасность.

Почти все задокументированные пожары наземных резервуаров были вызваны либо их переполнением, либо вандализмом, либо человеческой ошибкой. Другой способ предотвратить взрыв резервуара — это просто предотвратить утечки. Очевидно, что это стало главной целью организаций нефтяной промышленности, владельцев резервуаров, местных властей. Другой проблемой, связанной с переполнением резервуаров, стало то, что продукт может «выплеснуться» из системы обычной вентиляции или из системы аварийной защиты, в зависимости от вида проводимой в это время операции.

Поэтому если не включить оборудование по предотвращению перенаполнения резервуара, то продукт может вылиться за пределы дополнительной защитной оболочки. Это конечно же зависит от расположения линии вентиляции.

Следует уделить внимание проблеме слива топлива. Оно не должно сливаться естественным способом. Также на резервуаре должно быть установлено оборудование для предотвращения слива топлива сифонным методом с помощью электромагнитного клапана. Возможны различные способы слива топлива, но метод слива с помощью всасывающего насоса самый распространенный. Наземные трубопроводы должны иметь соответствующие клапаны, чтобы поддерживать нормальную эксплуатацию оборудования и снижать давление внутри трубы из-за увеличения объема жидкости, вызванного солнечным излучением тепла.

Применяемые законы пожаробезопасности

Национальная ассоциация по пожарной безопасности (NFPA) контролирует соблюдение двух широко известных законов о наземных резервуарах. Закон NFPA 30 — «Закон о легковоспламеняющихся и горючих жидкостях». Закон NFPA 30A — «Закон о автомобильных и морских сервисных станциях», который регулирует заправку топливом на заправочных станциях. Оба закона опираются на некоторые другие стандарты, разработанные UL, STI (Институт стальных резервуаров), PEI (Институт нефтяного оборудования) и API (Американский институт нефти).

Некоторые штаты и округи на территории США следуют Национальному закону пожарной безопасности (BNFPC). Законы NFPA 30 и NFPA 30A широко используются в кодексе BNFPC. Глава 32 этого закона так и называется — «Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости». Статья 23 посвящена требованиям к содержанию резервуаров.

Другая законотворческая организация, которая дословно переняла закон NFPA 30A в части требований к сливу топлива на предприятиях — это Южный конгресс строительных норм и правил (SBCCI). Соответствующий кодекс называется «Закон о пожарной безопасности».

Национальный пожароохранный закон, опубликованный Международным институтом пожароохранных норм и правил, преимущественно используется в западной части США.

Во всех случаях установка наземных резервуаров должна отвечать требованиям «уполномоченного контролирующего органа» (AHJ).

В то время как существует несколько отличий в законах, все они представляют собой основные требования к наземным резервуарам и описывают новые технологии, которые повышают уровень технологического оборудования, что требуется для хранения значительного количества нефтепродуктов. И все же законы, касающиеся наземных резервуаров, более подробно описывают и вместе с тем имеют большие ограничения, чем законы о подземных резервуарах. Особенно это касается резервуаров, которые используются для заправки моторным топливом.

Содержание законов

Согласно закону NFPA 30A вместимость каждого резервуара не должна превышать 12000 галлонов, а общий объем резервуарного парка не должен превышать 42000 галлонов. Последняя редакция Национального пожароохранного закона также разрешала использование резервуаров объемом до 12000 галлонов или 48000 галлонов соответственно.

При этом следует отметить различия в законах. Так, например, Национальный закон пожарной безопасности ограничивает вместимость резервуара до 6000 галлонов и резервуарного парка до 18000 галлонов. Этот же закон разрешает использовать наземные резервуары только для частных заправочных парков. Резервуары не могут быть использованы на общественных заправочных площадках.

Другое существенное различие в Национальном законе пожарной безопасности заключается в том, что только огнеупорные наземные резервуары (или резервуары с специальным ограждением) могут использоваться для заправки топливом. NFPA 30A разрешают использование неизолированных резервуаров, но только на достаточном расстоянии друг от друга.

Как сказано выше, главной темой всех норм и правил является пожароохранные мероприятия, связанные с утечкой топлива. В соответствие с NFPA 30 требуется наличие оборудования для определения уровня топлива. Также в процессе налива топлива требуется срабатывание датчиков при 90-процентном наполнении резервуара и закрытие резервуара при 95-процентном наполнении. В NFPA 30A содержатся такие же требования. В соответствие с Национальным пожароохранным законом проценты составляют 85 и 90 соответственно.

Требования к трубопроводам одинаковы во всех законах. Все соединения должны быть над уровнем жидкости и должны предотвращать утечку жидкости через сифонные трубки.

Одним из других требований является защита резервуаров от столкновения с машинами. Закон NFPA 30 требует, чтобы резервуары с дополнительной защитой от утечек могли выдержать столкновение с автотранспортом или чтобы барьер вокруг резервуара имел охранный пост. В соответствие с NFPA 30A у всех резервуаров, за исключением тех, которые защищены специальным куполом, должно быть ограждение шести футов высотой по крайней мере на расстоянии 10 футов от самого резервуара.

Национальный пожароохранный закон требует наличие охранных постов.

Удаленность резервуаров от гражданских строений

Наземные резервуары должны быть отделены от зданий, частных территорий, заправок и автофургонов в соответствии с уровнем защиты резервуара — в зависимости от того, из какого материала они сделаны: из традиционной стали или огнеупорной.

Также расстояние зависит от того, является ли оборудование частным или государственным (это прописано в NFPA 30A). Это очень важный критерий: чем дальше находится резервуар от строений и частных территорий, тем меньший риск он представляет для общества. Так, если наземный резервуар установлен на частной территории, для него существуют менее строгие требования по поводу удаленности от общественных мест, так как он в меньшей степени находится на виду у людей и поэтому представляет меньший риск. Такие резервуарные парки лучше охраняются.

От этих требований также зависит, какой тип резервуара приобретет покупатель — стальной резервуар UL 142, огнеупорный резервуар или резервуар в защитной оболочке.

Из-за существования возможности распространения огня большую роль играет удаленность резервуара от заправочных станций или грузовых платформ. Если огонь начнется в резервуаре или на заправке в результате переполнения емкости, несрабатывания пожароохранного оборудования или из-за ошибки работников, отдаленность объектов друг от друга не даст перекинуться огню, что не повлечет за собой загрязнения.

В соответствие с NFPA 30A подающие устройства могут быть установлены непосредственно над куполом резервуара или над огнеупорным резервуаром в больших парках, в то время как для розничных сервисных станций требуется удаленность от 25 до 50 футов.

Выводы

Производители наземных резервуаров, обеспокоенные пожаробезопасностью, направили свои старания на развитие инновационных технологий. Владельцы резервуарных парков должны исполнять требования местных пожароохранных организаций, так как местные законы будут диктовать им выбор надлежащей технологии. Все владельцы наземных и подземных резервуаров обеспокоены воздействием на окружающую среду. Финансовые инвестиции также играют большую роль. Но у владельцев есть огромный выбор в сфере пожароохранных мероприятий.

Также пожароохранным властям следует понимать, что технологии постоянно усовершенствуются, что должно отражаться в соответствующих государственных и местных нормах и правилах. Понимание что есть что ускорит разрешения всех разногласий, и что самое важное — обезопасит и оградит общество.