厚型防火涂料在石油化工裝置中的應(yīng)用

路欣(濰坊市消防救援支隊，山東 濰坊 261100)

1 防火涂料在化工裝置中的基礎(chǔ)使用要求與設(shè)計原則

1.1 防火涂料的基本使用要求

防火涂料在防火裝置中使用要求比較明顯，當(dāng)真正意義上要對鋼結(jié)構(gòu)的防火表層進行保護材料的涂抹時，無論在任何場所都必須具備：第一，安全而且沒有毒；第二，非常容易和鋼構(gòu)件進行完美的結(jié)合；第三，在最開始的耐火極限里面必須可以有效進行鋼結(jié)構(gòu)保護作用；第四，在鋼結(jié)構(gòu)進行受火發(fā)生時允許變形，使涂在表層的防火保護材料就不至于產(chǎn)生很大的破壞程度，而且還可以較好地保持原始的形態(tài)；第五，性價比要較合理。除此之外，在進行選擇鋼結(jié)構(gòu)防火措施時，必須要考慮鋼結(jié)構(gòu)所在的位置，如：在這個點需要保護的構(gòu)件性質(zhì)是什么、所采取防護措施之后的構(gòu)件添加重量是多少。

1.2 石油化工企業(yè)對防火保護的具體要求

第一，油類火災(zāi)中它的升溫速度非?？?，從可靠性和安全性的角度來看，必須使用厚型防火的涂料。

第二，石化企業(yè)的設(shè)施大多數(shù)都會是在露天平臺，室外的環(huán)境會比室內(nèi)較為嚴(yán)酷很多。因此，涂料在室外長期接受風(fēng)吹雨打日曬雨淋，那就應(yīng)該選擇有耐水性、耐凍性、耐曬性且強度較高的防火材料。其實根據(jù)國內(nèi)外許多的工程所得的經(jīng)驗和教訓(xùn)，基本企業(yè)都是選用無機防火涂料中密度非常高或者強度非常高的水硬性防火涂抹。因為這類涂料的質(zhì)量和效果是非常優(yōu)質(zhì)的，具有很強的耐水性和抗凍性，比較適合在露天鋼結(jié)構(gòu)里面。

第三，一般會根據(jù)現(xiàn)場所處的環(huán)境特點對場地進行分析，會了解油罐和石油管道的防火涂料是否具備同等的耐溶性和耐凍性能等。一般情況下，這些都是能夠經(jīng)得起高溫氧化產(chǎn)生的腐蝕作用。

第四，一般在發(fā)生火災(zāi)時，許多油罐和管道可能發(fā)生爆炸情況。但是處于比較好的、優(yōu)質(zhì)的儲罐和石油運輸管道，防火涂料都是非常好且經(jīng)得起火災(zāi)爆炸所產(chǎn)生的影響和沖擊波。所以在要求油罐和石油運輸管道粉末涂料的要求上，就需要選擇高強度和依附力強的涂料，否則就必須選取其他的防護加固措施。

1.3 防火材料在石油化工裝置里的設(shè)計原則

一般情況下，企業(yè)都會對石油化工裝置的安全性進行了解。如果在使用防火涂料進行防火保護措施時，應(yīng)做出如下檢查：了解石油輸入管道是否需要水冷；了解安全距離是多大；了解之后就不會受到爆炸氣流的強烈沖擊，也可以更好地將油罐和石油輸入管道的表面進行防火的保護。因此，在進行防火涂料的化工裝置設(shè)計中有多種原則要求。

1.3.1 控溫原則

在防火涂料的應(yīng)用設(shè)計中，需要對用水冷卻進行降溫的儲罐進行制定，使用最佳的辦法就是進行設(shè)置降溫的一個夾層處理，然后在夾層的外表進行涂抹。油罐石油出入管道一般在正常的情況下面來看，如果是處于表層的防火涂料，它是可以起到一個隔熱作用，同時還可以防止罐內(nèi)的溫度在太陽下大幅度升溫。如果針對升溫這個問題，就需要對罐里面都進行降溫，也可以通過夾層里面的水分進行冷卻。

在發(fā)生火災(zāi)時，它不僅可以用防火涂料提供防火的保護措施，還可以更好地利用冷卻水對涂抹表皮的油料進行冷卻效果。因為它提供的防火屏障較優(yōu)質(zhì)才會被廣泛使用，這樣就可以大大提升儲罐的耐火性。有雙重的好處，一方面可以幫助消防人員爭取時間，另一方面可以預(yù)防油罐在高溫情況下發(fā)生爆炸的意外情況發(fā)生。

1.3.2 防爆、防炸原則

當(dāng)然也會有間距較小時發(fā)生火災(zāi)導(dǎo)致發(fā)生爆炸的可能性，這是因為在爆炸時會產(chǎn)生沖擊力，導(dǎo)致問題的擴散。如果可以選取強度高且保護能力非常好的專用涂抹材料，那么就可以減少事故的發(fā)生。最佳的情況下是要先設(shè)置降溫夾層，并且在夾層的表皮進行涂抹專用的防火涂料，然后再涂抹的表層進行設(shè)置鋼質(zhì)面板，這樣也可以抵抗爆炸時所產(chǎn)生的沖擊力。所以當(dāng)鄰近的油罐發(fā)生爆炸時，爆炸一般情況都是表面產(chǎn)生沖擊波，其次才會轉(zhuǎn)作用于鋼制面板上。所以在圖層的表面應(yīng)當(dāng)選用具備保護強度較高的涂料進行涂抹，這樣也可以保證在沖擊波的作用下，不會受到影響和破壞。還有一種情況就是在爆炸時沖擊力比較小時，也可以采用涂抹表層和額外進行設(shè)計使用鋼絲網(wǎng)的措施來進行代替鋼板，這樣是可以降低成本也可以起到保護作用[1]。

2 化工裝置中防火涂料的使用原則與應(yīng)用方向

2.1 防火涂料在石油化工企業(yè)中的使用原則

在進行防火涂料選用時，可以根據(jù)化工裝置環(huán)境火災(zāi)特點，然后進行通過綜合的評價進行考慮，從所有防火涂料里面進行優(yōu)質(zhì)選擇。在國家法律中，明確規(guī)定防火涂料的研制，GB 50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》[2]明確要求：承重鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取耐火保護措施：單個容積等于或大于5 m的甲、乙、類液體設(shè)備的承重鋼構(gòu)架、支架、裙座；在爆炸危險區(qū)范圍內(nèi)，且毒性為極度和高度危害的物料設(shè)備的承重鋼構(gòu)架、支架、裙座；操作溫度等于或高于自燃點的單個容積等于或大于5 m3的乙B、丙類液體設(shè)備承重鋼構(gòu)架、支架、裙座；加熱爐爐底鋼支架；在爆炸危險區(qū)范圍內(nèi)的主管廊的鋼管架；在爆炸危險區(qū)范圍內(nèi)的高徑比等于或大于8，且總重量等于或大于25 t的非可燃介質(zhì)設(shè)備的承重鋼構(gòu)架、支架和裙座。承重鋼結(jié)構(gòu)的下列部位應(yīng)覆蓋耐火層，覆蓋耐火層的鋼構(gòu)件，其耐火極限不應(yīng)低于1.5 h。其實換一種說法來說就是必須采用無機型且可以適用的防火材料，正確的選擇對防火性能來說非常重要[3]。

2.2 防火涂料在石油化工裝置中的應(yīng)用方向

防火涂料在各種化工企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用情況比較常見，在防火涂料應(yīng)用中存在多種形式的材料選擇和材料使用。例如厚型防火涂料，薄型防火涂料以及目前新形勢下所出現(xiàn)的超薄防火涂料。其中對于厚型防火涂料來說，它基本運用于建筑物及構(gòu)筑物的鋼筋結(jié)構(gòu)表面，其應(yīng)用方向與應(yīng)用性能體現(xiàn)的優(yōu)勢都能夠作為相應(yīng)石油化工裝置當(dāng)中的最佳應(yīng)用選擇。

2.2.1 厚型防火涂料在石油化工裝置中的性能體現(xiàn)

在基礎(chǔ)性的石油化工裝置當(dāng)中，其性能體現(xiàn)主要表現(xiàn)在后期防護涂料的厚度以及耐火極限上。從厚型防火涂料的厚度上說，一般在8～50 mm之間，防火極限在0.5～3.0 h之間，是一種能夠進行長期使用且有效保護相關(guān)相建筑的防火涂料。通過研究應(yīng)用表明，在石油化工裝置當(dāng)中使用厚型防火涂料可以具有不膨脹且低燃性的特點，能夠有效防止石油化工裝置在使用過程當(dāng)中所遭受的升溫危害的情況。對于大部分的石油化工企業(yè)來說，在化工裝置的應(yīng)用中使用厚型防火涂料可以有效地節(jié)約成本，降低技術(shù)難度，相關(guān)專業(yè)人員的掌握要求也較低。

2.2.2 厚型防火涂料在石油化工裝置中的應(yīng)用

在通常的石油化工企業(yè)中，石油化工裝置通常會出現(xiàn)由于火災(zāi)和相應(yīng)的爆炸情況產(chǎn)生一定的危害性結(jié)果。因此在企業(yè)的綜合設(shè)計層面上會對各種石油化工裝置使用防火涂料，其中就以厚型防火涂料在使用化工裝置當(dāng)中的應(yīng)用最為常見。由于厚型防火涂料其耐溫效果較好，可以在一般情況下極限耐火超過2 h以上，有效地保護石油化工裝置當(dāng)中的鋼層結(jié)構(gòu)。從綜合性層面上考慮，厚型防火涂料在各種建筑與裝置中的使用不僅集中表現(xiàn)在石油化工企業(yè)中，更多的是有高層居民建筑樓以及相關(guān)的多層建筑工程中。從厚型防火涂料在石油化工裝置當(dāng)中應(yīng)用的可靠性與材料選擇方向上來說，都會相比其他的材料更加有優(yōu)勢。厚型防火涂料及材料的選擇會更具有輕便與無機、無害的材料選擇[4]。

2.2.3 厚型防火涂料在石油化工裝置中應(yīng)用的未來發(fā)展

在厚型防火涂料對于石油化工裝置有非常大的應(yīng)用價值的發(fā)展情況當(dāng)中，各種材料的優(yōu)化選用以及后期的裝置保障性強的優(yōu)勢，使得厚型防火涂料得到了石油化工企業(yè)的青睞。但就目前科技的進步與時代的發(fā)展來看，厚型防火涂料在后期的運營發(fā)展升級當(dāng)中也會面臨一系列的問題。

譬如首先表現(xiàn)在厚型防火涂料應(yīng)用升級當(dāng)中的問題，就是前期的防火效果好，但是隨著時代的進步與各種極端天氣的頻發(fā)，使得應(yīng)用厚型防火涂料使用下的化工裝置會被各種化學(xué)材料腐蝕的較為嚴(yán)重，以此所形成的是不能夠有效長期的發(fā)揮裝置的防護作用。此外厚型防火涂料不僅會對各種化學(xué)材料的腐蝕比較嚴(yán)重，甚至在后期的相應(yīng)建筑防護當(dāng)中，也會由于時間的使用較長而出現(xiàn)表體脫落或者對機械撞擊等敏感的現(xiàn)象。對于化工企業(yè)而言，進行厚型防火涂料的升級和取代性材料的選擇，已成為目前經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境當(dāng)中的重要考慮方向。因此就目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀表明，想要尋找到完美替代厚型防火涂料的材料，利用環(huán)氧防火涂料就成了最佳優(yōu)化選擇，并且已經(jīng)成為目前大部分建筑工程與相應(yīng)化工裝置時使用當(dāng)中的主要材料。從整體優(yōu)點上看，環(huán)氧防火涂料無論是在流動性還是封閉性上，都相比于厚型防護涂料更有優(yōu)質(zhì)發(fā)展前景。因此，未來的石油化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)從這一層面入手，進行更多的升級與發(fā)展。

3 結(jié)語

綜上所述來看，在進行防火涂料對化工儲罐以及石油管道進行考量時，是需要進行不斷地試驗每一項材料是否能夠達標(biāo)，只有達標(biāo)了才可以不斷提高保護基材的功能。計劃進行科學(xué)且安全的方法進行實施，可以很好地避免火災(zāi)的破壞，在合理選擇防火涂料時，針對生產(chǎn)廠家進行調(diào)整狀態(tài)以及生產(chǎn)戰(zhàn)略的調(diào)整，嚴(yán)格要求開發(fā)新型產(chǎn)品在石化企業(yè)的安全設(shè)計中合理選擇適合自己必需的防火材料進行涂裝，必須全面地接受所有單位同步進行制定相關(guān)的法律法規(guī)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行實施。