Обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений нефтеперерабатывающих предприятий

Автор: Г.Х. Самигуллин (Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №5/2015

Значительная часть основных фондов – зданий и сооружений опасных производственных объектов – выработала свой ресурс и продолжает эксплуатироваться в чрезвычайно сложных условиях [1]. При отсутствии возможности глубокой модернизации предприятий возрастает роль безопасной эксплуатации стареющих объектов.

Нефтегазовая отрасль является одной базовых отраслей, обеспечивающих промышленный и экономический потенциал России. Реконструкция и модернизация нефтегазовых предприятий выполнялись в пределах существующей инженерной инфраструктуры, которой зачастую отводилась вспомогательная роль.

Между тем инженерные коммуникации зданий и сооружений обеспечивают как реализацию основных технологических процессов, так и сохранность и долговечность самих зданий и сооружений. Возникновение неисправностей в тепло-, водои энергоснабжении многократно увеличивает скорость возникновения и развития дефектов и повреждений, приводящих к внештатным ситуациям.

Основная часть нефтегазовых предприятий создавалась в широком временном диапазоне. В качестве примера можно рассмотреть динамику запуска в эксплуатацию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий – с 1911 г. (Краснодарский НПЗ) по 1981 г. (Новошахтинский НПЗ) [2]. Сводные сведения по возрасту нефтеперерабатывающих предприятий представлены на рис. 1.

Из представленных данных видно, что подавляющая часть (68%) нефтеперерабатывающих предприятий была введена в эксплуатацию более 50 лет назад.

Наличие повышенных концентраций коррозионно-активных веществ, таких, как сера, кислоты, щелочи, дымовые газы и др., приводит к коррозионному поражению поверхности любых строительных конструкций (металлических, железобетонных, каменных) с последующим их разрушением либо деградацией физико-механических свойств.

Длительная, превышающая установленные нормативные сроки, эксплуатация зданий и сооружений (сверхнормативная эксплуатация) в условиях значительного коррозионного воздействия, природно-климатических и технологических нагрузок обусловливает деградацию физико-механических свойств материалов. Для обеспечения безопасности длительно эксплуатируемых производственных зданий и сооружений проводится экспертиза промышленной безопасности в соответствии с Федеральным Законом «О промышленной безопасности» [3].

В условиях существующих реалий настоятельной необходимостью является разработка принципиально новых стратегий сверхнормативной эксплуатации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, которая должна содержать систему комплексных научно-технических и организационно-методических решений. Для этого необходимо следующее:

• разработать правила технической эксплуатации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, эксплуатируемых в условиях воздействия коррозионно-активных сред;
• развить методы неразрушающего контроля элементов конструкций, позволяющие своевременно и достоверно обнаруживать дефекты и повреждения, а также расчетноаналитические процедуры оценки степени их опасности;
• обосновать методики обследования и диагностирования строительных конструкций; способы интерпретации результатов технической диагностики; критерии оценки и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений;
• разработать методы оценки и обеспечения промышленной безопасности зданий и сооружений; систематизации показателей безопасности, ресурса, надежности в зависимости от условий эксплуатации.

Одной из основных проблем в области промышленной безопасности является недостаток нормативной, технической и методической литературы по вопросам обеспечения безопасной эксплуатации зданий и сооружений. «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [4] закладывает правовую основу в обеспечении безопасной эксплуатации зданий и сооружений общего назначения, но для его реализации необходима разработка полноценной системы нормативноправовых и технических нормативных документов.

В нефтегазовой отрасли в силу исторически сложившихся обстоятельств накоплен большой опыт по эксплуатации оборудования и трубопроводов на основе применения нормативов по промышленной безопасности, где детально прописываются конструктивное оформление, требования по оснащению, техническому обслуживанию и ведению эксплуатационной документации [5, 6].

В настоящее время требования в части обеспечения промышленной безопасности зданий и сооружений разбросаны по различным регламентам, правилам и инструкциям по безопасной эксплуатации технических устройств и обеспечению безопасности производств.

В требуемом документе должны быть отражены вопросы отраслевой специфики: взрывопожароопасное сырье и целевые продукты нефтепереработки, наличие высокотемпературных процессов, химически агрессивных и коррозионно-опасных веществ и т.д. Кроме того, должны быть сформулированы указания по периодичности профилактических осмотров и обследований, рекомендации по составу и объему диагностических работ, обоснован перечень методов неразрушающего контроля и испытаний, обязательных к применению при экспертизе промышленной безопасности.

Правила технической эксплуатации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий в обязательном порядке должны содержать следующее:

• сведения о температурно-влажностном и технологическом режиме эксплуатации, а также о системах отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации, электроснабжения;
• требования к содержанию и концентрации агрессивных и коррозионно-активных веществ, к наличию средств защиты и нейтрализации;
• сведения о объеме и периодичности обследований технического состояния;
• состав и объем работ при экспертных обследованиях с указанием перечня работ, выполняемых в обязательном порядке;
• рекомендуемые методы оценки срока дальнейшей безопасной эксплуатации.

Таблица 1

Категорирования зданий и сооружений по условиям производства

Теоретическое сопровождение вопросов обеспечения промышленной безопасности прежде всего должно предусмотреть создание научных основ классификации зданий и сооружений нефтегазовых предприятий, учитывающих широкий комплекс показателей для характеристики объемно-планировочных решений и условий эксплуатации; совершенствование технологий обследования и диагностирования несущих и ограждающих конструкций и их элементов.

Предлагаемая система классификации зданий и сооружений приведена в табл. 1, 2.

Таблица 2

Охарактеризовать объект может класс, содержащий обозначения категории и типа. Например, класс «I-а-C» будет относиться к одноэтажному каркасному сооружению из металла и (или) железобетона – технологической этажерке, эксплуатируемой при наличии взрывопожароопасных веществ и веществ с высокой коррозионной активностью.

В части реализации инженернотехнических мероприятий, обеспечивающих дальнейшую безопасную эксплуатацию зданий и сооружений, необходимо разработать методику экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений нефтегазовых предприятий.

К настоящему времени в данной отрасли сложилась определенная практика в области оценки технического состояния и срока дальнейшей безопасной эксплуатации (рис. 2) с учетом требований промышленной безопасности [7, 8].

Как правило, экспертные работы выполняются в два этапа – подготовительном и основном. Подготовительный период предназначен для сбора и обработки информации из документов, проведения обследования элементов зданий и сооружений. Основные работы проводятся с использованием специализированных инструментальных методов контроля и завершаются процедурами оценки технического состояния и срока безопасной эксплуатации с последующим оформлением заключения экспертизы промышленной безопасности.

Наиболее ответственным моментом в данном случае является проведение дефектоскопии, в ходе которой необходимо установить наличие дефектов и оценить степень их опасности по критериям, приведенным, например в методических указаниях [9].

В качестве примера можно привести следующий. Путем статистической обработки данных, приведенных в заключениях экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений, эксплуатируемых на предприятиях Республики Башкортостан, была произведена оценка степени опасности дефектов различного происхождения. Согласно общепризнанной классификации [10], учитывающей происхождение дефектов и повреждений, фиксировалось число ряда дефектов (механические, коррозионные, деформационные и прочие). Среди них выделялась доля опасных дефектов, которые экспертами при проведении экспертизы были отнесены к категории «А» – расчетный остаточный ресурс был менее одного года или здание (сооружение) признавалось неработоспособным (аварийным), в силу чего его дальнейшая эксплуатация была невозможна (рис. 3).

Очевидно, что наиболее опасными, лимитирующими при оценке технического состояния зданий и сооружений нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, где обращаются вещества с высокой степенью коррозионной активности, являются коррозионные дефекты наряду с механическими.

Следует отметить, что в настоящее время методы обнаружения и оценки степени коррозионного повреждения строительных конструкций (за исключением металлических элементов) еще недостаточно развиты и требуют дальнейшего совершенствования.

Приведенные положения показывают необходимость дальнейших методических и теоретических исследований в части разработки классификации зданий и сооружений с учетом условий эксплуатации; методов (средств) обнаружения и оценки дефектов и повреждений строительных конструкций при коррозионной активности углеводородных компонентов.

Реализация предложенных мероприятий позволит создать организационно-методические основы системы обеспечения безопасной эксплуатации зданий и сооружений как составной части комплексной системы обеспечения промышленной безопасности взрывопожароопасных предприятий нефтегазовой отрасли.

Список литературы

1. Ханухов Х.М., Алипов А.В. Нормативное обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений и мониторинг их технического состояния//Электронный журнал «Предотвращение аварий зданий и сооружений». URL http://pamag. ru/src/pressa/147.pdf
2. Сайт министерства энергетики РФ. Режим доступа: URL: http://minenergo.gov. ru/activity/perechen.
3. Федеральный закон от 21.07.97 №116-фз (ред. 04.03.2013) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
4. Федеральный закон от 30.12.2009 №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
5. ПБ 03-576–03. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением
6. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».
7. Самигуллин Г.Х., Султанов М.М. Безопасная эксплуатация производственных зданий нефтеперерабатывающих заводов//Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2010. №2. URL: http:// www.ogbus.ru/authors/Samigullin/ Samigullin_ 2.pdf.
8. Самигуллин Г.Х., Султанов М.М. Определение остаточного ресурса производственных зданий и сооружений НПЗ//Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2011. №2. URL: http:// www.ogbus. ru/authors/Samigullin/ Samigullin_ 3.pdf.
9. СА-03-006–06. «Методические указания по проведению технического обслуживания, ремонта, обследования, анализа промышленной безопасности производственных зданий и сооружений предприятий, эксплуатирующих взрывопожароопасные и химически опасные о6ъекты». М.: Ассоциация «Ростехэкспертиза», «Научно-промышленный союз «РИСКОМ», НПК «Изотермик», 2008.
10. Добромыслов А.Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений: Справ. пособие. М.: Ассоциация строительных вузов, 2006.