Технологический процесс налива автомобильных и железнодорожных цистерн регулируется множеством нормативных документов. Но верна ли их терминология, достаточны ли требования к безопасности?

Специалистами ОАО “Промприбор” проведен анализ взрывов и пожаров, возникающих при наливе цистерн светлыми нефтепродуктами. Эксперименты выявили причины взрывов, которые ранее не принимались во внимание в случаях, когда цистерны наливаются дизельным топливом, но перед этим перевозили бензин – и наоборот. Также подтвержден процесс поглощения (абсорбции) паров бензина дизельным топливом и связанное с ним возникновение взрывоопасных концентраций паров бензина при заполнении цистерн, влияние внутренних конструкций котла цистерны на возникновение искрового разряда.

Бензины и дизельное топливо (ДТ) относятся к жидким диэлектрикам. При их движении в трубопроводе образуется совокупный заряд, характеризуемый объемной плотностью. Продукт с приобретенным электростатическим потенциалом поступает в котел цистерны при выходе из наливной трубы (налив падающей струей) и частично разряжается через металлическую оболочку заземленной цистерны, но при этом приобретает дополнительный заряд в результате разбрызгивания. Несмотря на бурное перемешивание, на малое время в котле может возникнуть высокий электрический потенциал (до 3–5 кВ) относительно стенок или выступающих металлоконструкций (связок, уголков, стержней, расположенных параллельно или с наклоном к “зеркалу” продукта), соединенных с котлом цистерны. В этот момент возможно возникновение искрового разряда с мощностью, достаточной для воспламенения взрывоопасной концентрации паров нефтепродукта.

– исключить налив открытой струей (наливная труба должна находиться в контакте с дном цистерны);

– ограничить скорость налива 1-1,2 м/с, пока зеркало продукта не скрыло полностью выходные окна наливного наконечника;

– наличие в котле цистерны выступающих конструкций, расположенных параллельно или с наклоном к зеркалу продукта, недопустимо;

– обязательно внешнее заземление с помощью устройства, контролирующего величину сопротивления переходного контакта клещей заземления с металлической частью цистерны.

– наличие взрывоопасной концентрации смеси паров нефтепродуктов в объеме, достаточном для развития взрыва;

– возникновение в данном объеме искрового разряда необходимой мощности.

Что же происходит при наливе цистерны? Паровоздушная смесь (ПВС), образующаяся в котле при наливе, состоит из пропана, изобутана, н-бутана, пентана, н-пентана, гексана, а ее объемная концентрация находится в пределах 15–55 объемных процентов (далее – об. %). Взрывоопасная концентрация: 2–6 об. %.

Если цистерна перевозила бензин, то его остатки при испарении всегда создают концентрации паров выше 15 об. %. Новая порция бензина может только повысить концентрацию паров легких углеводородов (ЛУВ) – значит, возникновение взрывоопасной концентрации паров в данном случае в котле невозможно, а искровой разряд не провоцирует взрыв.

– следует применять закрытый налив цистерн, при котором наливной наконечник имеет герметизирующий конус и газоотводящий трубопровод;

– одежда и обувь обслуживающего персонала должна быть антистатической;

– автомобиль должен быть технически исправен, двигатель заглушен, работа любого электроприбора исключается, зажигание выключено, электропроводка исправна;

– все инструменты должны иметь покрытие, исключающее искрообразование при контакте или соударении с металлическими или заземленными частями установки и цистерны;

– электрооборудование установки должно иметь взрывобезопасное исполнение.

Чтобы исключить взрыв, требуется выполнение мероприятий:

1. аттестация парка цистерн на техническую исправность и отсутствие в котле металлоконструкций и чужеродных предметов;
2. инструктаж, обучение водителей бензовозов и операторов-наливщиков;
3. категорический запрет налива в цистерну ДТ после перевозки в ней бензина (без полного удаления его остатков);
4. соблюдение графика изменения производительности налива:
• расход <1,2 м/с на все время, необходимое для скрытия наливных окон наконечника, устанавливаемое программно при пусконаладке,
• отсутствие гидроударов и влияния высоты взлива продукта в расходном резервуаре,
• минимальный расход в конце заданной дозы, время действия которого определяется при пусконаладке;
5. периодический контроль, проверка на срабатывание устройства заземления цистерны на отключение налива при нарушении контакта клещей с цистерной.

После испарения легких углеводородных фракций и достижения высокой концентрации ПВС во внутреннее пространство емкости подавалась искра (при помощи автомобильной свечи зажигания). Поскольку объемная концентрация превышала верхний предел распространения пламени, взрыва не происходило. Затем в емкость заливалось 3–5 л ДТ и с интервалом 5–10 мин. также подавалась искра. Через некоторое время происходил взрыв. Следовательно, концентрация бензина в рабочей емкости снижалась до взрывоопасной, что и фиксировал газоанализатор.

Эксперименты полностью подтвердили справедливость названных выше причин взрывов цистерн при наливе нефтепродуктами. Поэтому в нормативно-техническую документацию следует ввести требование о запрете налива дизельного топлива в цистерну, в которой до этого находился бензин, без специальной подготовки.

Основные нормативные документы, используемые при разработке оборудования для технологических операций налива автоцистерн:

– Правила промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов ПБ 09-560-03;

– ГОСТ 1510-84 “Нефть и нефтепродукты”;

– ГОСТ 50913-96 “Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов”;

– ГОСТы 51330.0-51330.20-99 “Электрооборудование взрывозащищенное”;

– ГОСТ 12.4.124-83 “Средства защиты от статического электричества”;

– ГОСТ 12.1.010-76* “Взрывобезопасность. Общие требования”.

Николай Кобылкин, генеральный директор ОАО “Промприбор”