Мероприятия по обеспечению электростатической искробезопасности

В отечественных и зарубежных нормативных документах по пожарной безопасности отмечается, что опасное проявление статической электризации горючего, возможно только при одновременном совпадении четырех условий [5]:

образование пожарной концентрации паров топлива в наполняемых емкостях (резервуарах, цистернах и т.п.) и вокруг них через дыхательные и дренажные устройства;

наличия источников генерирования зарядов статического электричества в топливе;

создания условий накопления зарядов в объеме топлива и на технологическом оборудовании;

появление разрядов статического электричества с поверхности или в объеме топлива, с оборудования или с человека, способных поджечь топливовоздушную смесь в зоне разряда.

Все современные средства и методы обеспечения электростатической искробезопасности топлива в технологическом оборудовании объектов топливообеспечения и средства заправки основаны на устранении и хотя бы одного из перечисленных выше условий.

На рис. 71 приведена схема обеспечения электростатической искробезопасности, в которой обобщены известные способы, учитываемые при конструировании технологического оборудования, и специальные средства, специально предназначенные для борьбы с опасным проявлением электризации топлива.

Рисунок 71 – Схема обеспечения электроискробезопасности

В разделе 2.5.3 уже отмечались основные требования к специальному оборудованию предотвращения образования горючей среды внутри них. Дополнительно следует отметить способ обеспечения электростатической искробезопасности, связанный с ограничениями проведения технических операций по сливу, наливу (заправки) температурными пределами (в течение суток, времени года), когда не образуются опасные концентрации паров топлива. В качестве перспективного способа снижения опасности рассматривается применение невоспламеняющихся топлив. Перечисленные способы не требуют применения нового специального технологического оборудования.

Наиболее простым и достаточно надежным способом устранения опасной электризации топлива при перекачках, фильтровании или истечении в емкость является регулирование (ограничение) в пределах безопасности линейных скоростей потока топлива. В этом случае ниже уровень генерирования зарядов в топливе, больше времени на нейтрализацию зарядов из топлива на металлических стенках оборудования, лучше условия их стекания через заземление. Для реализации этого способа используются, в основном, те же элементы оборудования, что и для ограничения пропускной способности, например, агрегатов заправки, фильтров-сепараторов, а также разделители потока перед резервуарами и устройства формирования потока, успокоители потока топлива через элементы технологического оборудования.

Однако применение этого способа сдерживает повышение эффективности технологических операций и, соответственно, пропускной способности объектов топливообеспечения и средств заправки. Поэтому они используются только в крайних случаях, когда невозможно обеспечить безопасность за счет применения других способов и средств. В требованиях к технологическому оборудованию, таким образом, регламентируется пропускная способность или скорость ввода топлива в бак, отсек резервуара, цистерну.

Для рассеяния и отвода зарядов из топлива и оборудования наиболее широко используются устройства заземления, различного рода релаксационные емкости и антиэлектростатические присадки к топливам. При этом антиэлектростатические присадки вводятся на нефтеперерабатывающих заводах при производстве и специального оборудования для ввода в условиях эксплуатации, как правило, не предусматривается.

Заземление всего технологического оборудования, обеспечивающего прием, транспортирование, фильтрование и заправку топлива является обязательным требованием. Требуется обязательно также объединение в единую электрическую цепь заправляемых изделий и средств заправки. При этом требование по заземлению технологического оборудования является обязательным, несмотря на применение других средств и способов борьбы со статической электризацией топлива. Это связано с тем, что источником электризации могут быть не только процессы обращения с топливом, но и другие причины (при движении автотопливозаправщика или самолета, блуждающие токи, зарядка по индукции и т.п.).

Для объектов авиатопливообеспечения требования по заземлению также регламентированы в качестве молниезащиты, как многофункциональные элементы заземления. В последнем случае нормативы по электрическому сопротивлению заземления, прочности заземляющих устройств и показателям некоторых других параметров регламентируются исходя из требований молниезащиты.

В последних требованиях ИКАО и в требованиях некоторых зарубежных фирм регламентируется обязательная установка не менее двух заземляющих устройств между средствами заправки и воздушными судами при наличии также заземлителей на наконечниках закрытой заправки и раздаточных пистолетах (кранах).

Соединение заземляющего устройства на наконечники заправки (раздаточном кране) уделяется большое внимание. Важным требованием является первоочередное соединение заземляющих штекеров наконечников (кранов) со специальными гнездами по борту самолета до стыковки наконечника, к бортовому штуцеру или крана в заправочную горловину при открытой заправке.

При отстыковке наконечника (крана) заземляющие устройства в соответствии с требованиями, наоборот, отстыковываются в последнюю очередь.

При открытой заправке, кроме установки заземляющего штекера раздаточного кране, должен обеспечиваться постоянный контакт "металл о металл" металлического насадка раздаточного крана к металлической обечайке горловины заправляемого самолетного бака. Для дублирования соединения заземляющего тросика крана (наконечника) предусматриваются также зажимы типа "крокодил".

Требования по установке отдельных заземляющих устройств оговариваются также в руководствах по монтажу фильтров и фильтров-сепараторов, резервуаров и насосных установок, особенно с электроприводом, гидрантных колодцев и заправочных агрегатов.

Следует подчеркнуть важное требование отечественных и зарубежных руководств по обязательному регулярному контролю целостности и исправности заземляющих устройств, в том числе АЗ.

В комплекте некоторых средств заправки специально предусматриваются измерительные приборы и оборудование для контроля целостности электроцепи заземления и соответствия параметров заземляющих устройств, включая целостность цепи заземления или электропроводного слоя в приемных и раздаточных резинотканевых рукавах.

Особое внимание в зарубежных нормативных документах отводится требованиям к заземлению резервуаров и автоцистерн из армированного пластика.

Металлические элементы внутри цистерны (резервуара), включая специальную металлическую сетку на внутренней поверхности, должны иметь единую электрическую цепь и соединены с заземлением средства. На любом уровне заполнения цистерны (резервуара) соотношение площади металлических (металлизированных) элементов к объему топлива, должно быть не менее 0,04 м² на 1,0 м³ топлива.

В обоснованиях требований по обеспечению электростатической искробезопасности принимается, что основным источником генерирования электростатических зарядов в топливе являются фильтры и фильтры-водоотделители. Уровень генерирования зарядов, например, в фильтрах-сепараторах, по оценке зарубежых специалистов в 10-200 раз выше, чем в трубопроводе [5]. Поэтому в нормативных документах некоторых фирм, например, Мобил, принимается в качестве требования обязательная установка, трубчатых релаксационных емкостей, чтобы время после прохождения потоком топлива фильтра-водоотделителя до входа в заполняемый резервуар составляло не менее 30 сек.

Указанный период нейтрализации зарядов в топливе, по мнению зарубежных специалистов, может быть обеспечен за счет включения в трубопроводные коммуникации специальных трубчатых вставок-релаксаторов. На рис. 72 представлены регламентированные в нормативах фирмы Мобил зависимости длины трубчатого релаксатора и объемной скорости прокачки при задержке топлива после фильтров-водоотделителей на 30 сек.

Рисунок 72 – Зависимость длины трубчатого релаксатора от диаметра и объемной скорости прокачки при задержке фильтра после фильтров на 30 сек.

Известны и другие типы релаксационных емкостей и нейтрализаторов, применяемые за рубежом в различных вариантах размещения относительно источников генерирования зарядов и заполняемых емкостей. Однако в нормативных документах требования по их применению не конкретизированы и рассматриваются в виде рекомендательных, т.е. могут применяться по усмотрению фирм-разработчиков.

Для исключения электростатических разрядов топлива во внутренней полости емкостей проводится оптимизация геометрических параметров с целью снизить напряженность электростатического поля в резервуаре (цистерне), стремятся также вынести источники концентрации зарядов (заостренные элементы) из опасных зон, а также выполнить секционирование емкостей. Перечисленные способы относятся к конструктивным, не требующим применения специальных устройств [5].