膨脹型防火涂料在冬季施工中開裂原因分析與對策
海(hai)洋石油(you)(you)工程領域與陸地相比(bi),具(ju)有很多獨特的(de)特點,如(ru)海(hai)上(shang)平(ping)臺結構緊湊,空間(jian)狹小。另一(yi)方面,海(hai)洋石油(you)(you)平(ping)臺油(you)(you)氣生產區(qu)、油(you)(you)氣處(chu)理區(qu)及儲存區(qu)等都是極(ji)易(yi)發(fa)生火災的(de)危險(xian)區(qu)域,關系到人(ren)身及財產安全。
在(zai)海洋平臺上(shang)發生(sheng)(sheng)的(de)火(huo)(huo)災,主要(yao)為碳(tan)氫化合物燃燒引發的(de),產生(sheng)(sheng)的(de)碳(tan)氫火(huo)(huo)焰(yan)與常(chang)(chang)規纖維(wei)火(huo)(huo)焰(yan)不同(tong),極(ji)難撲(pu)滅。另一種(zhong)噴(pen)射(she)火(huo)(huo)焰(yan)則是含壓(ya)的(de)石油或(huo)(huo)天然(ran)氣從設備或(huo)(huo)管道中泄露并噴(pen)射(she)出(chu),該(gai)類(lei)火(huo)(huo)災危險(xian)性更高。鋼材隨著溫度(du)升高,其(qi)能承(cheng)受的(de)屈(qu)服(fu)應(ying)力也隨之降低,相關的(de)曲線接近(jin)倒S型。通常(chang)(chang)情況下,在(zai)500 ℃左右(ISO 834-1),鋼材的(de)強度(du)急劇降低。依據不同(tong)鋼結構設計需求,達到鋼材失效的(de)結構強度(du)的(de)溫度(du)稱(cheng)為核心溫度(du)。通常(chang)(chang)裸鋼在(zai)5~10 min即(ji)能達到(dao)核(he)心(xin)溫度。而(er)經(jing)過防火保護的鋼材結(jie)構,能極(ji)大延(yan)長達到(dao)核(he)心(xin)溫度的時間,從(cong)而(er)為滅火、疏散、逃生(sheng)和搶(qiang)救險情贏得時間。
根據(ju)石油(you)石化相關(guan)安全標準,必須對(dui)處在高(gao)危(wei)區(qu)域的(de)(de)鋼結構(gou)進行(xing)防(fang)火(huo)(huo)保(bao)護設計。常(chang)用的(de)(de)防(fang)火(huo)(huo)方(fang)式有防(fang)火(huo)(huo)板(ban)以(yi)及水(shui)泥基、膨(peng)脹型(xing)環(huan)氧防(fang)火(huo)(huo)涂料(liao)等。防(fang)火(huo)(huo)板(ban)安裝(zhuang)清潔,裝(zhuang)飾(shi)美觀,然(ran)而(er)僅適用于(yu)纖維素(su)類火(huo)(huo)災;水(shui)泥基防(fang)火(huo)(huo)材料(liao)耐(nai)火(huo)(huo)時間長,成本低,然(ran)而(er)外(wai)觀粗(cu)陋,本身笨(ben)重,無(wu)法應用在潮(chao)濕的(de)(de)海洋環(huan)境;膨(peng)脹型(xing)環(huan)氧膜(mo)厚(hou)低,施工便捷,但是(shi)成本較高(gao)。
被動防(fang)火(huo)涂層(ceng)的(de)(de)原理是,在(zai)需(xu)要防(fang)火(huo)保護的(de)(de)鋼結(jie)構表(biao)面施工一層(ceng)高效(xiao)的(de)(de)特種防(fang)火(huo)涂料,該涂層(ceng)在(zai)火(huo)災場景中,能極大降低鋼材表(biao)面火(huo)焰的(de)(de)傳播速率,并減緩熱(re)量的(de)(de)傳遞速度,在(zai)一定時(shi)間范圍內(nei)推遲鋼結(jie)構達到臨(lin)界屈服強度的(de)(de)時(shi)間,為火(huo)災救援和人員逃(tao)生贏得足(zu)夠時(shi)間。
隨著(zhu)人們對安(an)(an)全防(fang)火重視(shi)程(cheng)度(du)的(de)提高(gao),越來(lai)越多的(de)海(hai)洋(yang)石油平臺對核心區(qu)域采用涂(tu)裝防(fang)火涂(tu)層的(de)保護方式(shi)。選(xuan)擇(ze)防(fang)火涂(tu)料(liao)時,應(ying)充分(fen)(fen)考慮海(hai)洋(yang)鋼結構物的(de)功(gong)能(neng)、存在的(de)燃(ran)燒(shao)介質(zhi)狀態、可能(neng)發生的(de)火災火焰類型(xing)、人員逃生和(he)啟動消防(fang)設施等(deng)的(de)預期時間。最重要的(de)是所(suo)選(xuan)擇(ze)的(de)防(fang)火涂(tu)料(liao)的(de)性能(neng)應(ying)能(neng)達到(dao)與(yu)火災安(an)(an)全分(fen)(fen)析的(de)適應(ying)性要求。根據大量報道和(he)實際工程(cheng)應(ying)用情況,認為防(fang)火防(fang)火涂(tu)料(liao)應(ying)具(ju)備以下性能(neng):
(1)具(ju)有(you)良好(hao)(hao)的(de)(de)完(wan)整性(xing)和(he)抗火焰(yan)沖擊性(xing)。暴露于火焰(yan)中時,能(neng)夠(gou)保持防(fang)火涂(tu)層(ceng)本身的(de)(de)完(wan)整,阻止火焰(yan)和(he)煙(yan)的(de)(de)通(tong)過;(2)具(ju)有(you)良好(hao)(hao)的(de)(de)涂(tu)層(ceng)穩定(ding)(ding)性(xing)。海(hai)洋環境惡(e)劣,后期的(de)(de)修補困難,因(yin)此要求防(fang)火涂(tu)料必須能(neng)夠(gou)提供超過20年的(de)(de)穩定(ding)(ding)防(fang)護;(3)具(ju)有(you)良好(hao)(hao)的(de)(de)保溫性(xing)。在設計的(de)(de)防(fang)護的(de)(de)時間內(nei),應能(neng)很好(hao)(hao)地阻擋(dang)熱量的(de)(de)傳播,未暴露面的(de)(de)溫度(du)變化不能(neng)超過規定(ding)(ding)溫度(du);(4)防(fang)火涂(tu)層(ceng)的(de)(de)防(fang)水、防(fang)腐(fu)性(xing)能(neng),是否適(shi)合于復雜鋼結構的(de)(de)施工,火災(zai)中是否產生煙(yan)塵和(he)有(you)毒氣體等也是重(zhong)要考量因(yin)素。來源:涂料工業
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