home page contactssite map rus eng spain

Всероссийский специализированный журнал
"БЕЗОПАСНОСТЬ", 3/2017

Куприн Г.Н.
к.т.н.,
Генеральный директор
ООО НПО «СОПОТ»

Куприн Д.С.
начальник лаборатории пожаровзрывопредотвращения ООО «НПО
«СОПОТ»

Жигалов В.Н.
ведущий инженер-конструктор лаборатории пожаровзрыво- предотвращения ООО «НПО «СОПОТ»

Долицкий С.М.
инженер-химик лаборатории пожаровзрывопредотвращения ООО «НПО «СОПОТ»


ПОЖАРОВЗРЫВОЗАЩИТА ПРОИЗВОДСТВ С АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ (АХОВ)

    Анализ антитеррористических операций в Сирии, Афганистане и ряде других стран показал высокую вероятность применения террористическими группами химически опасных веществ, в том числе, боевых отравляющих веществ.
В этой связи весьма актуальными являются предложения по разработке новых технологий ликвидации последствий применения противником химически опасных вооружений.
    Данная статья посвящена описанию нового метода экранирования поверхности аварийно разлитых химически опасных веществ,  в частности, на примере защиты производств с такими веществами.

    Промышленно-технологический прогресс в нынешнее время набирает все большие обороты. Это связано с непрерывным ростом объемов промышленного производства, усложнением технологических процессов, развитием и внедрением в повседневную жизнь высоких технологий и т.д. и т.п. Все это позволяет жителям Земли пользоваться новыми благами, более эффективно использовать имеющиеся ресурсы и в конечном итоге повышать уровень своей жизни.
Вместе с тем, у данной тенденции существует и обратная сторона медали. Заключается она в том, что за высочайшими скоростями развития промышленности зачастую не успевает темп повышения уровня обеспечения промышленной безопасности. В итоге безопасность особо важных и опасных объектов не всегда и не везде соответствует тем необходимым требованиям, которые обуславливаются уровнем сегодняшнего технологического развития. Очевидно, что такое состояние вопроса может приводить к трагическим последствиям. Что, впрочем, и происходит. Например:
    21 сентября 2001 года во французском городе Тулуза на химическом комбинате AZF произошел взрыв 300 тонн нитрата аммония. Погибли 30 человек, общее число раненых — более 3000, были разрушены или повреждены тысячи жилых домов и зданий, в том числе почти 80 школ, 2 университета, 185 детских садов, без крыши над головой остались 40 000 человек, более 130 предприятий фактически прекратили свою деятельность. Общая сумма ущерба — 3 млрд евро.
19 марта 2007 года из-за взрыва метана на шахте «Ульяновская» в Кемеровской области погибли 110 человек.
22 апреля 2010 года в Мексиканском заливе у побережья американского штата Луизиана после взрыва, унесшего жизни 11 человек, и 36-часового пожара затонула управляемая буровая платформа Deepwater Horizon. Остановить утечку нефти удалось лишь 4 августа. В воды Мексиканского залива вылилось около 5 млн баррелей сырой нефти.

Рисунок 1. Затопление в результате взрыва буровой платформы в Мексиканском заливе
Рисунок 1. Затопление в результате взрыва буровой платформы в Мексиканском заливе

4 октября 2010 на западе Венгрии на заводе по производству алюминия взрыв разрушил плотину резервуара с ядовитыми отходами — так называемым красным шламом. Около 1,1 миллиона кубометров едкого вещества затопили 3-метровым потоком города Колонтар и Дечевер в 160 километрах к западу от Будапешта. В результате катастрофы 10 человек погибли, около 150 получили различные травмы и ожоги.

Рисунок 2. Истечение красного шлама в городах Колонтар и Дечевер (Венгрия)
Рисунок 2. Истечение красного шлама в городах Колонтар и Дечевер (Венгрия)

    11 марта 2011 года на северо-востоке Японии на АЭС «Фукусима-1» после сильнейшего землетрясения произошла крупнейшая за последние 25 лет после катастрофы на Чернобыльской АЭС авария. Вслед за подземными толчками магнитудой 9,0 на побережье пришла огромная волна цунами, которая повредила четыре из шести реакторов атомной станции и вывела из строя систему охлаждения, что привело к серии взрывов водорода, расплавлению активной зоны. Суммарный ущерб от аварии на АЭС «Фукусима-1» эксперты оценили в 74 млрд долларов. Полная ликвидация аварии, в том числе демонтаж реакторов, займет около 40 лет.
    1 сентября 2011 года в Челябинске при пожаре в грузовом вагоне на железнодорожной станции произошла разгерметизация емкостей с бромом, высокотоксичным химическим веществом, и его утечка. По официальной информации, за помощью обратились 237 человек, в больницах Челябинска и Копейска было госпитализировано 55 человек.

Рисунок 3. Утечка брома на железнодорожной станции в Челябинске
Рисунок 3. Утечка брома на железнодорожной станции в Челябинске

    28 февраля 2012 года на химическом предприятии в китайской провинции Хэбэй произошел взрыв, унесший жизни 25 человек. Взрыв прогремел в цехе по производству нитрогуанидина (его используют в качестве ракетного топлива) на химзаводе компании «Хэбэй Кээр» в городе Шицзячжуан.
         12 августа в 2015 года в г. Тяньцзинь (Китай) прогремела серия мощных взрывов, в результате которых концентрация ядовитых веществ в воздухе превысила норму в 27 раз! Около 114 человек погибли, около 70 человек пропали без вести, около 700 человек пострадали. На месте аварии было обнаружено несколько сотен тонн цианида натрия.


Рисунок 4. Последствия взрыва в г. Тяньцзинь (Китай)
Рисунок 4. Последствия взрыва в г. Тяньцзинь (Китай)

Вышеперечисленные катастрофы, список которых далеко не исчерпывающий, не только уносят жизни сотен людей, но и причиняют непоправимый урон экосистеме Земли, оценить который практически невозможно.
     Большое количество жертв на подобных авариях зачастую связано с хранением, оборотом или производством аварийно химически опасных веществ (АХОВ), которые, вырываясь в результате нештатных ситуаций наружу, оказывают смертоносное воздействие на людей и все живое вокруг.
    В 2015-2016гг. в ООО «НПО «СОПОТ», г. Санкт-Петербург, была разработана Специализированная Двухкомпонентная Композиция для Пожаротушения (СДКП), основой которой является кремнезем (
SiO2). Она представляет собой огнетушащую пену, в которой в процессе ее генерации и подачи на объект протекает процесс полимеризации, обусловленный известным в коллоидной химии золь-гель переходом. Таким образом, она из обычной воздушно-механической пены переходит в твердое состояние, приобретая при этом невиданные ранее свойства адгезии, механической прочности, термостабильности и пр. Кроме того, СДКП имеет первый класс биоразлагаемости (быстро разлагаемая) по ГОСТ 332509-2013, что говорит о ее абсолютной экологичности. Также были разработаны новые и модернизированы существующие технические средства подачи СДКП с производительностью от 1л/с до 100л/с.
В 2017г. лабораторией пожаровзрывопредотвращения ООО «НПО «СОПОТ» были проведены обширные исследования возможностей быстротвердеющей пены по изолированию испарений АХОВ путем покрытия ею их поверхности.

Методика проведения исследований

В стеклянный стакан наливалось АХОВ, после чего на его поверхность наносилась пена на основе Специализированной Двухкомпонентной Композиции для Пожаротушения. Сверху в пену вставлялся пластиковый стакан с определенным углублением в пену. В отверстие в пластиковом стакане вставлялась гибкая силиконовая трубка, проходящая через индикаторную трубку и соединяющаяся с аспиратором.
    С одинаковыми интервалами времени (1 час) при помощи аспиратора воздух, находящийся над слоем пены и ограниченный стенками пластикового стакана, выкачивался по силиконовой трубке. Объем и продолжительность выкачивания воздуха определись в соответствии с инструкцией по работе с индикаторной трубкой для каждого соответствующего вещества (АХОВ). При прохождении воздуха через индикаторную трубку она окрашивалась в определенный цвет. Путем сопоставления границы окрашенного слоя индикаторной трубки со шкалой на ней определялась концентрация паров АХОВ в выкачиваемом воздухе, то есть над слоем пены.

Рисунок 5. Измерения концентраций паров АХОВ над слоем пены СДКП

Рисунок 5. Измерения концентраций паров АХОВ над слоем пены СДКП

Таким образом, определялась изолирующая способность пены. То есть чем концентрация паров АХОВ над слоем пены ниже, тем изолирующая способность пены выше. Измеренная концентрация сравнивалась с предельно допустимой концентрацией (далее – ПДК) для рабочей зоны в максимально разовом исчислении.
    После проведения указанных замеров в соответствии с методикой ГОСТ Р 12.4.262-2011 вычислялся коэффициент проникания, определяющий
массу вещества, проникающего сквозь защитный слой в течение 1с с 1 м2 поверхности защитного слоя.
    Результаты исследований представлены в таблице 1:

                    Таблица 1. Результаты исследований

Таблица 1. Результаты исследований


Те же исследования были проведены для некоторых веществ при их нагреве до температуры в 40°С. Результаты при этом практически не отличались от исследований, проведенных при нормальных условиях.

Рисунок 6. Измерения концентраций паров брома над слоем пены СДКП (при температуре брома до 40°С)
Рисунок
6. Измерения концентраций паров брома над слоем пены СДКП (при температуре брома до 40°С)

Результаты исследований представлены в таблице 2:

                                    Таблица 2. Результаты исследований (температура АХОВ - 40°С)

Таблица 2. Результаты исследований (температура АХОВ - 40°С)

Выводы

  1. Анализ результатов проведенных испытаний показал, что Быстротвердеющая пена на основе структурированных частиц кремнезема СДКП способна сдерживать испарения аварийно-химически опасных веществ ниже уровня ПДК в течение времени от 1 часа до более 24 часов.

  2. Для таких веществ, как аммиак, бензин, бром, бромистый водород, гексан, гидразин, дизельное топливо, дихлорэтан, керосин, толуол, уксусная кислота, фенол, фтористый водород, хлорбензол, хлористый водород этот период составил более 6 часов; для хлороформа – более 4 часов; для ацетона – более 3 часов.

  3. При нагреве АХОВ до 40°С и поддержании такой температуры на протяжении всего испытания период сдерживания испарений ниже уровня ПДК для таких веществ, как аммиак, бром, бромистый водород, гидразин, толуол, уксусная кислота, фтористый водород, хлористый водород составил более 6 часов; для хлороформа – более 1 часа.

  4. Проведенные исследования доказали, что существует реальная возможность резко снизить риск получения отравления ядовитыми химическими веществами при аварийных ситуациях в случае покрытия их поверхности быстротвердеющей пеной на основе структурированных частиц кремнезема. Данная технология позволяет повысить безопасность проведения аварийно-спасательных операций силами подразделений МЧС и/или Министерства обороны РФ, а также специальными формированиями промышленных предприятий.

Литература

  1. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

  2. ГОСТ Р 12.4.262-2011 ССБТ. Одежда специальная для защиты от воздействия токсичных химических веществ. Метод определения проницаемости жидкостями и газами.

  3. Патент на изобретение №2590379 «Вспененный гель кремнезема, применение вспененного геля кремнезема в качестве огнетушащего средства и золь-гель способ его получения». Патентообладатель: ООО «НПО «СОПОТ». Приоритет изобретения: 26.03.2015г.

  4. Абдурагимов И.М., Куприн Г.Н., Куприн Д.С. Новейшие технологии пожаровзрывопредотвращения на объектах ТЭК быстротвердеющими пенами на основе структурированных частиц кремнезема. Издательство «Безопасность». №2. 2016г. С. 14-18.

  5. Тернова А., Гришкевич А.А. и др. «Исследования защитных характеристик пенных экранов на основе специализированной двухкомпонентной композиции», отчет о НИР, 27 Научный центр МО РФ, инв. №5765. – 2016г. – 32с.

  6. Взрыв в г. Тяньцзинь [Электронный ресурс] // НТВ [сайт]. – Режим доступа: http://www.ntv.ru/novosti/1468696 (дата обращения 11.05.17).

  7. Крупнейшие техногенные катастрофы XXI века [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://bigpicture.ru/?p=425483 (дата обращения 11.05.17).

<<< Назад

196070, РОССИЯ, Санкт-Петербург, а/я 87
Тел./факс: (812)464-61-41 e-mail: sopot@sopot.ru
Новости О фирме Хроника Продукция Применение Сертификаты Дилеры  России Заказчики Статьи Контакты