Теплотехнические характеристики эпоксидных огнезащитных составов при воздействии различных режимов пожара

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.

1. Gravit 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_87

2. Бартелеми Б., Крюппа Ж. Огнестойкость строительных конструкций / Пер. с франц. М.: Стройиздат, 1985. 216 с., ил.

3. 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-07-2020-0025

4. Jiang 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.cn31-1893.2021.01.010

5. 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.

6. 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/20199102004

7. Gravit M., Shabunina D. Structural Fire Protection of Steel Structures in Arctic Conditions // Buildings. 2021. Vol. 11. P. 499; doi:10.3390/buildings11110499

8. Gravit 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/buildings12050630

9. 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.

10. 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/ie302137g

11. Yasir 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.2018.05.029

12. Kandola 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/ma8085216

13. Nørgaard 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.2013.10.018

14. Gravit 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/buildings12112016

15. Официальный сайт ООО «Тор»: https://elcut.ru/index.htm

16. API RP 2218-2013 Fireproofing practices in petroleum and petrochemical processing plants.

17. СП 4.13130.2013. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям.

18. EN 1363-2: 1999 Fire resistance tests — Part 2: Alternative and additional procedures.

19. ISO 834-75. Elements of Building Constructions. Fire-Resistance Test Methods. General Requirements.

20. 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).

21. ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности.

22. ГОСТ Р 27772-2015. ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия.

23. 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]