lkmipЛакокрасочные материалы и их применениеRussian Coatings Journal0130-9013Paint-Media LLC10.3390/fire6110420lkmip-133Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯPHYSICO-CHEMICAL RESEARCHТеплотехнические характеристики эпоксидных огнезащитных составов при воздействии различных режимов пожараFire protection epoxy coatings for steel structures: influence of different temperature effectsГравитМ. В.GravitM. V.

к.т.н., доцент

Candidate of Tech. Sci.

Saint-Petersburg 195251

gravit_mv@spbstu.ruШабунинаД. Е.ShabuninaD. E.

магистрант

magister

Saint-Petersburg 195251

ЩегловН. Е.ShcheglovN. E.

студент

student

Saint-Petersburg 195251

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»РоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation20242905202601-25168Copyright © Paint-Media LLC, 20262026Paint-Media LLCPaint-Media LLChttps://www.lkmprim.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.lkmprim.ru/jour/article/view/133

Для защиты металлических конструкций этажерок и эстакад объектов нефтегазового комплекса от воздействия низких (при разливе криогенных жидкостей) и высоких температур (при возможном развитии углеводородного режима пожара) используют различные системы огнезащитных покрытий. В статье приведены результаты испытаний огнезащитных покрытий на эпоксидном связующем после имитации разлива сжиженных углеводородов и последующего развития углеводородного режима пожара. Также приведены экспериментальные данные для эпоксидных покрытий при стандартном режиме пожара. Решение обратной задачи теплопроводности с использованием моделирования методом конечных элементов позволило определить теплофизические свойства образовавшегося пенококса в конце огневых испытаний стальных конструкций с эпоксидными покрытиями. Определены средняя толщина эпоксидного покрытия для достижения огнезащитной эффективности 120 мин и расход покрытия для углеводородного режима пожара по сравнению с расходом при стандартном режиме. Построены номограммы зависимости времени достижения критической температуры от объемного коэффициента при стандартном и углеводородном режиме пожара, при различной толщине сухого слоя эпоксидного покрытия.

Various systems of flame retardant coatings are used to protect metal structures of platforms and rack structures of oil and gas facilities from low (in case of cryogenic liquids spill) and high temperatures (in case of possible development of hydrocarbon fire regime). The article presents the results of tests of fireproof coatings on epoxy binder after modeling of liquefied hydrocarbons spill and subsequent development of hydrocarbon fire regime. Experimental data for epoxy coatings under a standard fire regime are also presented. By solving the inverse heat conduction problem using finite element modeling it was possible to determine the thermophysical properties of the formed foam coke at the end of fire tests of metal structures with epoxy coatings. The average thickness of the epoxy coating to achieve fire protection efficiency of 120 min and the consumption of the coating for hydrocarbon fire mode compared to the consumption in the standard mode were determined. Nomograms of dependence of the time of reaching the critical temperature on the volume coefficient at standard and hydrocarbon fire modes, at different thickness of the dry layer of epoxy coating are constructed.

нефтегазовый комплексстальная конструкцияпредел огнестойкостиогнезащитауглеводородный и стандартный режимы пожараинтумесцентное покрытиекриогенное воздействиеoil and gas complexsteel structureepoxy coatingsfire resistance limitfire protectionhydrocarbon and standard fire regimesintumescent coatingcryogenic exposureReferencesGravit M., Gumerova E., Bardin A., Lukinov V. Increase of Fire Resistance Limits of Building Structures of Oil-and-Gas Complex Under Hydrocarbon Fire // Adv. Intell. Syst. Comput. 2018. 692; doi:10.1007/978-3-319-70987-1_87Gravit M., Gumerova E., Bardin A., Lukinov V. Increase of Fire Resistance Limits of Building Structures of Oil-and-Gas Complex Under Hydrocarbon Fire // Adv. Intell. Syst. Comput. 2018. 692; doi:10.1007/978-3-319-70987-1_87Бартелеми Б., Крюппа Ж. Огнестойкость строительных конструкций / Пер. с франц. М.: Стройиздат, 1985. 216 с., ил.Бартелеми Б., Крюппа Ж. Огнестойкость строительных конструкций / Пер. с франц. М.: Стройиздат, 1985. 216 с., ил.Mahmud H.M.I., Mandal A., Nag S., Moinuddin K.A.M. Performance of Fire Protective Coatings on Structural Steel Member Exposed to High Temperature // J. Struct. Fire Eng. 2021. 12; doi:10.1108/JSFE-07-2020-0025Mahmud H.M.I., Mandal A., Nag S., Moinuddin K.A.M. Performance of Fire Protective Coatings on Structural Steel Member Exposed to High Temperature // J. Struct. Fire Eng. 2021. 12; doi:10.1108/JSFE-07-2020-0025Jiang S., Wu H. An Experimental Investigation on the Fire Resistance of the Integrated Envelope-Fire Protection Material for Steel Buildings // Prog. Steel Build. Struct. 2021. 23; doi:10.13969/j.cnki.cn31-1893.2021.01.010Jiang S., Wu H. An Experimental Investigation on the Fire Resistance of the Integrated Envelope-Fire Protection Material for Steel Buildings // Prog. Steel Build. Struct. 2021. 23; doi:10.13969/j.cnki.cn31-1893.2021.01.010Дринберг А.С., Гравит М.В., Зыбина О.А. Огнезащита конструкций интумесцентными лакокрасочными материалами при углеводородном режиме пожара // Лакокрасочные материалы и их применение. 2018. № 1 -2. С. 44–50.Дринберг А.С., Гравит М.В., Зыбина О.А. Огнезащита конструкций интумесцентными лакокрасочными материалами при углеводородном режиме пожара // Лакокрасочные материалы и их применение. 2018. № 1 -2. С. 44–50.Gravit M., Simonenko Y., Yablonskii L. 3D-Flexible Intumescent Fire Protection Mesh for Building Structures. E3S Web Conf. 2019, 91, 02004; doi:10.1051/e3sconf/20199102004Gravit M., Simonenko Y., Yablonskii L. 3D-Flexible Intumescent Fire Protection Mesh for Building Structures. E3S Web Conf. 2019, 91, 02004; doi:10.1051/e3sconf/20199102004Gravit M., Shabunina D. Structural Fire Protection of Steel Structures in Arctic Conditions // Buildings. 2021. Vol. 11. P. 499; doi:10.3390/buildings11110499Gravit M., Shabunina D. Structural Fire Protection of Steel Structures in Arctic Conditions // Buildings. 2021. Vol. 11. P. 499; doi:10.3390/buildings11110499Gravit M., Shabunina D., Antonov S., Danilov A. Thermal Characteristics of Fireproof Plaster Compositions in Exposure to Various Regimes of Fire // Buildings. 2022. 12; doi:10.3390/buildings12050630Gravit M., Shabunina D., Antonov S., Danilov A. Thermal Characteristics of Fireproof Plaster Compositions in Exposure to Various Regimes of Fire // Buildings. 2022. 12; doi:10.3390/buildings12050630ZybinaO., Gravit M. Intumescent Coatings for Fire Protection of Building Structures and Materials; Springer Series on Polymer and Composite Materials; Springer International Publishing: Cham, 2020.ZybinaO., Gravit M. Intumescent Coatings for Fire Protection of Building Structures and Materials; Springer Series on Polymer and Composite Materials; Springer International Publishing: Cham, 2020.Jimenez M., Bellayer S., Revel B., Duquesne S., Bourbigot S. Comprehensive Study of the Influence of Different Aging Scenarios on the Fire Protective Behavior of an Epoxy Based Intumescent Coating // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. Vol. 52. P. 729–43; doi:10.1021/ie302137gJimenez M., Bellayer S., Revel B., Duquesne S., Bourbigot S. Comprehensive Study of the Influence of Different Aging Scenarios on the Fire Protective Behavior of an Epoxy Based Intumescent Coating // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. Vol. 52. P. 729–43; doi:10.1021/ie302137gYasir M., Amir N., Ahmad F., Ullah S., Jimenez M. Effect of Basalt Fibers Dispersion on Steel Fire Protection Performance of Epoxy-Based Intumescent Coatings // Prog. Org. Coatings. 2018. 122; doi:10.1016/j.porgcoat.2018.05.029Yasir M., Amir N., Ahmad F., Ullah S., Jimenez M. Effect of Basalt Fibers Dispersion on Steel Fire Protection Performance of Epoxy-Based Intumescent Coatings // Prog. Org. Coatings. 2018. 122; doi:10.1016/j.porgcoat.2018.05.029Kandola B.K., Luangtriratana P., Duquesne S., Bourbigot S. The Effects of Thermophysical Properties and Environmental Conditions on Fire Performance of Intumescent Coatings on Glass Fibre-Reinforced Epoxy Composites // Materials (Basel). 2015. Vol. 8. P. 5216–37; doi:10.3390/ma8085216Kandola B.K., Luangtriratana P., Duquesne S., Bourbigot S. The Effects of Thermophysical Properties and Environmental Conditions on Fire Performance of Intumescent Coatings on Glass Fibre-Reinforced Epoxy Composites // Materials (Basel). 2015. Vol. 8. P. 5216–37; doi:10.3390/ma8085216Nørgaard K.P., Dam-Johansen K., Català P., Kiil S. Laboratory and Gas-Fired Furnace Performance Tests of Epoxy Primers for Intumescent Coatings // Prog. Org. Coatings. 2014. Vol. 77, 1577–84; doi:10.1016/j.porgcoat.2013.10.018Nørgaard K.P., Dam-Johansen K., Català P., Kiil S. Laboratory and Gas-Fired Furnace Performance Tests of Epoxy Primers for Intumescent Coatings // Prog. Org. Coatings. 2014. Vol. 77, 1577–84; doi:10.1016/j.porgcoat.2013.10.018Gravit M., Ikhiyanov N., Radaev A., Shabunina D. Implementation of Elements of the Concept of Lean Construction in the Fire Protection of Steel Structures at Oil and Gas Facilities // Buildings. 2022. 12; doi:10.3390/buildings12112016Gravit M., Ikhiyanov N., Radaev A., Shabunina D. Implementation of Elements of the Concept of Lean Construction in the Fire Protection of Steel Structures at Oil and Gas Facilities // Buildings. 2022. 12; doi:10.3390/buildings12112016Официальный сайт ООО «Тор»: https://elcut.ru/index.htmОфициальный сайт ООО «Тор»: https://elcut.ru/index.htmAPI RP 2218-2013 Fireproofing practices in petroleum and petrochemical processing plants.API RP 2218-2013 Fireproofing practices in petroleum and petrochemical processing plants.СП 4.13130.2013. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям.СП 4.13130.2013. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям.EN 1363-2: 1999 Fire resistance tests — Part 2: Alternative and additional procedures.EN 1363-2: 1999 Fire resistance tests — Part 2: Alternative and additional procedures.ISO 834-75. Elements of Building Constructions. Fire-Resistance Test Methods. General Requirements.ISO 834-75. Elements of Building Constructions. Fire-Resistance Test Methods. General Requirements.EN 1991-1-2: Eurocode 1: Actions on Structures — Part 1–2: General Actions — Actions on Structures Exposed to Fire. Available online: https://www.phd.eng.br/wp-content/uploads/2015/12/en.1991.1.2.2002.pdf (accessed on 25 October 2021).EN 1991-1-2: Eurocode 1: Actions on Structures — Part 1–2: General Actions — Actions on Structures Exposed to Fire. Available online: https://www.phd.eng.br/wp-content/uploads/2015/12/en.1991.1.2.2002.pdf (accessed on 25 October 2021).ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности.ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности.ГОСТ Р 27772-2015. ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия.ГОСТ Р 27772-2015. ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия.Markus E.S., Snegirev A.Y., Kuznetsov E.A. Numerical Simulation of a Fire Using Fire Dynamics; St. Petersburg Polytech-Press: St. Petersburg, Russia, 2021; p. 175. [Google Scholar]Markus E.S., Snegirev A.Y., Kuznetsov E.A. Numerical Simulation of a Fire Using Fire Dynamics; St. Petersburg Polytech-Press: St. Petersburg, Russia, 2021; p. 175. [Google Scholar]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.