В настоящее время для хранения горюче-смазочных материалов в больших объемах используются в основном резервуары из стали. Это связано, в том числе, с невозможностью применения для этих целей композитных и полимерных конструкционных материалов из-за повышения опасности возникновения разрядов статического электричества (СЭ). В «Техническом регламентом о требованиях пожарной безопасности» [1] существует требование по исключению источников зажигания в горючей или взрывоопасной среде, к числу которых источников зажигания относятся и разряды СЭ.

 В тоже время использование диэлектрических (полимерных, композитных) конструкционных материалов для резервуаров может быть перспективно, в следствии снятия необходимости обеспечения их антикоррозионной защитой, требуемой для емкостей из стали, а так же решения вопроса с образованием пирофорных отложений [2].

 Следует заметить, что существует практика эксплуатации подземных одностенных полимерных резервуаров для дизельного топлива [3]. Защита от разрядов СЭ обеспечивается посредством заземления через контакт внешней стенки резервуара с грунтом. Но этот опыт не применим для подземных двустенных полимерных резервуаров (далее ПДПР), по причине не возможности заземления внутренней диэлектрической стенки. Необходимость использования двустенных резервуаров для нефтепродуктов определяется требованием контроля герметичности емкости (её межстенного пространства) [4], и внешний сосуд – это так же аварийный резервуар для обеспечения пожарной, промышленной и экологической безопасности.

 Применение нового способа защиты ПДПР для нефтепродуктов от СЭ [5] с учетов основ системы электростатической искробезопасности (ЭСИБ) посредством наложения токопроводящих ячеистых покрытий (рисунок 1) может позволить получить экономический эффект за счет снижения стоимости емкостей и увеличения срока их эксплуатации.

  Новый способ защиты полимерных резервуаров посредством нанесения на внутреннюю стенку спиральным заземленного контура основан на обобщенной модели расчета характеристического размера Р поверхности, ограниченной токопроводящим периметром ячейки полученного защитного контура [6]

    (1)

  где а — коэффициент, учитывающий форму свободной поверхности ячейки; при ячейках круглой формы а = 4, при ячейках в виде параллельных полос а =  , при ячейках другой формы в площадь их свободной поверхности должен вписываться круг, диаметр которого определяется при а =  ; V_t — нормируемый потенциал поверхности, В; j — плотность тока электризации, А/м²;  _s — удельное поверхностное сопротивление, Ом.

Особенностью способа является применение показателя удельного поверхностного сопротивления (ρ_s, Ом), который входит в номенклатуру стандартных показателей электростатических свойств веществ, материалов и изделий [7].

Согласно [8], измерения поверхностного сопротивления конструкционных материалов проводятся в среде воздуха, однако, потенциал наэлектризованной поверхности в жидкости зависит от удельного поверхностного сопротивления в среде жидкости, поэтому для проведения исследований по измерению удельного поверхностного сопротивления границ «полиэтилен ПЭ100 – СНП» необходим экспериментальный стенд (рисунок 2) позволяющий проводить измерения при погружении поверхности в СНП.

Удельное поверхностное сопротивление ρ_s (Ом) согласно [8] рассчитывалось по формуле:

 ,           (2)

где R – поверхностное сопротивление, Ом; p – эффективный периметр защищенного электрода, мм; g – ширина зазора между электродами, мм.

Выполнены измерения (рисунок 2)

Рисунок 2 – Измерительное устройство удельного поверхностного сопротивления границ «полиэтилен ПЭ100 – СНП»

поверхностного сопротивления (R, Ом) между погружёнными в нефтепродукт электродами образцов, моделирующих участок поверхности, вырезанный из стенки полимерного резервуара (рисунок 3).

В результате экспериментальных измерений, определены значения удельного сопротивления поверхности: разграничивающей «полиэтилен ПЭ100 – бензин АИ–95», равным ρ_sАИ–95 = 1,2·10¹² Ом; на границе «поли-этилен ПЭ100– дизельное топливо», равным ρ_{s ДТ} = 6,5·10¹⁰ Ом.

С помощью измеренного значения ρ_{s ДТ} = 6,5·10¹⁰ Ом, нормативного значения V_т = 300 В, и значение j = 1 мкА/м² по формуле (1), было получено необходимое расстояние между витками защитного контура внутренней стенки резервуара для дизельного топлива - L = 192 мм.

Использование проволоки из металла с рассчитанным шагом навивки, на внутренней стенки полимерного резервуара, предотвращает возникновение искровых разрядов и обеспечивает шунтирование емкости двустенного пространства резервуара, а так же исключает пробой (перфорирование) конструкционных материалов.

Список использованной литературы

1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности [Электронный ресурс]: федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ: (в ред. от 13.07.2015 г.) // Гарант: информ.-правовое обеспечение. – Электрон. Дан. – М., 2016. – Доступ из локальной сети б-ки Академии ГПС МЧС России.

2. Петров, А.П. Исследование опасности самовозгорания пирофорных отложений в резервуарах с нефтью [Электронный ресурс] / А.П. Петров, В.Г. Иванов, Г.Ю. Глухов // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" – №3 июнь 2009 г. – Режим доступа: http://ipb.mos.ru/ttb.

3. IEC 60079-32-1. Explosive atmospheres. — Part 32-1: Electrostatic hazards, guidance, 2013.

4. СП 156.13130.2014. Станции автомобильные заправочные. Требования пожарной безопасности [Электронный ресурс]: свод правил (утв. Приказом МЧС России от 05.05.2014 г. № 221) // Гарант: инф.-прав. об-ние. – Эл. Дан. – М., 2016. – Доступ из лок-ной сети б-ки Академии ГПС МЧС России.

5. Марков А.Г., Верёвкин В.Н. Защита от электростатической опасности конструкционных материалов заземленными проводящими сетками//Научный журнал «Пожары и ЧС» АГПС МСЧ России, №1, 2012. – с.33-41.

6. Марков А.Г., Верёвкин В.Н. Защита от статического электри-чества полимерных двустенных горизонтальных резервуаров объемом до 50 м³ для подземного хранения светлых нефтепродуктов //Научный журнал «Безопасность труда в промышленности» №3,М., 2016. – с.40-43.

7. Марков А.Г., Верёвкин В.Н. Способ защиты изолирующих поверхностей от электростатиче-ской опасности //Научный журнал «Безопасность труда в промышленности» №7,М., 2017. – с.52-59.

8. ГОСТ Р 50499-93 (МЭК 93-80). Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения удельного объемного и поверхностного сопротивления [Электронный ресурс]: государственный стандарт // Гарант: инф.-прав. об-ние. – Эл. Дан. – М., 2016. – Доступ из лок-ной сети б-ки Академии ГПС МЧС России.