Руководство по Безопасности для Нефтяных Танкеров и Терминалов(isgott). Русская редакция Содержание 87

• Название: Руководство по Безопасности для Нефтяных Танкеров и Терминалов(isgott). Русская редакция Содержание 87
• Анкор: Isgot
• Дата: 12.09.2022
• Размер: 3.77 Mb.
• Имя файла: ISGOTT_Rus.doc
• Тип: Руководство; #673954
• страница: 23 из 45

Глава 20

Статическое электричество

В этой главе описывается образование статического электричества в процессе погрузки, выгрузки груза и во время зачистки танка. Кроме того, в ней описаны условия возникновения электрических токов между судном и берегом, а также между двумя судами.

20.1 ПРИЧИНЫ ОПАСНОСТЕЙ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

20.1.1 Общие положения

Со статическим электричеством связана угроза возникновения пожара и взрыва во время перегрузки нефтепродуктов, причем ее не следует исключать и при эксплуатации танкера в море. Некоторые виды работ могут способствовать накоплению статического заряда, который может неожиданно высвободиться в виде разрядов статического электричества с образованием энергии, достаточной для зажигания воспламеняющихся смесей углеводородного газа с воздухом; воспламенение, естественно, не произойдет, если в атмосфере нет воспламеняющейся смеси. Существуют три основных этапа, последовательно приводящих к опасному накоплению статического электричества, а именно: разделение заряда, накопление заряда и разряд статического электричества. Все три этапа являются необходимым условием воспламенения смеси в результате действия статического электричества.

20.1.2 Разделение заряда

Всякий раз, когда в контакт входят два разнородных материала, на поверхности, разделяющей эти материалы, имеет место разделение заряда. Эта поверхность может разделять два твердых тела, твердое тело и жидкость или две несмешивающиеся жидкости. На поверхности раздела заряд одного знака, например, положительного, перемещается от материала А к материалу В таким образом, что материалы А и В становятся соответственно отрицательно и положительно заряженными. Пока эти материалы контактируют и неподвижны относительно друг друга, заряды находятся чрезвычайно близко друг к другу. В этом случае незначительная разность потенциалов между зарядами противоположного знака не представляет какой-либо угрозы.

Интенсивное разделение зарядов может происходить в результате большого разнообразия действий, таких, как:

• прохождение потока жидкости (например, нефтепродукта или смеси нефтепродукта с водой) через трубы или мелкоячеистые фильтры;

• осаждение частиц твердого тела или несмешивающейся жидкости через другую жидкость (например, ржавчины или воды через нефтепродукты);

• выброс мелких частиц или капель из сопла, (например, при обработке паром);

• всплескивание или взбалтывание жидкости при ее соприкосновении с твердой поверхностью (например, при мойке водой или на начальных стадиях заполнения танка нефтью);

• сильное трение друг о друга некоторых синтетических полимеров с последующим их разъединением (например, при скольжении полипропиленового каната в руках, одетых в перчатки из ПХВ).

Когда заряды разделяются, между ними возникает большая разность потенциалов. Во всем соседнем пространстве также происходит распределение разности потенциалов и это явление известно как образование электростатического поля. В качестве примера можно привести следующее:

заряд на заряженном жидком нефтепродукте в танке образует электростатическое поле во всем танке как в пространстве заполненном жидкостью, так и над ним; заряд водного тумана во время мойки танка создает поле во всем пространстве танка.

Если в электростатическом поле находится незаряженный проводник, то он имеет приблизительно такой же потенциал, как и пространство в котором он находится. Более того, поле приводит в движение заряд внутри проводника; заряд одного знака притягивается этим полем к концу проводника, на другом конце которого остается равный по величине заряд противоположного знака. Заряды, разделенные таким образом, известны как индуцированные заряды, и пока их разделяет присутствующее поле, они могут способствовать образованию заряда статического электричества.

20.1.3 Накопление заряда

Ранее разделенные заряды стремятся вновь соединиться и нейтрализовать друг друга. Этот процесс известен как релаксация заряда. Если один из разъединенных материалов или оба эти материала, несущие заряд, обладают очень низкой электропроводностью, то повторное соединение зарядов затруднено и данный материал сохраняет или аккумулирует заряд на себе. Период времени, в течение которого сохраняется заряд, характеризуется временем релаксации этого материала, которое соотносится с его проводимостью; чем меньше проводимость, тем больше период релаксации.

Если проводимость материала сравнительно высока, то заряды соединяются очень быстро тем самым препятствуя процессу их разделения, в результате чего на материале аккумулируется очень мало статического электричества или оно не аккумулируется совсем. Материал с такой высокой проводимостью может сохранять или аккумулировать заряд только в том случае, если он изолирован диэлектриком, и тогда скорость потери заряда будет зависеть от времени релаксации этого диэлектрика, имеющего более низкую проводимость.

Таким образом, важными факторами, влияющими на релаксацию, являются электропроводимости разъединенных материалов и любых дополнительных материалов, которые могут быть вставлены между ними после разъединения.

20.1.4 Разряды статического электричества

Электрический пробой между любыми двумя точками, приводящий к разряду, зависит от напряженности электрического поля в пространстве между этими точками. Напряженность поля или градиент потенциала приближенно определяется путем деления разности потенциалов между данными точками на расстояние между ними. Напряженности поля около 3000 киловольт на метр достаточно для пробоя воздуха или нефтяных газов

Напряженность поля в пространстве, окружающем выступающие части больше, чем общая напряженность поля в этом пространстве, и поэтому разряды, как правило, происходят у выступов. Разряд может возникнуть между выступом и окружающим его пространством без контакта с другим объектом. От этих одиночных электродных разрядов зажигание происходит редко, если оно вообще происходит при нормальной эксплуатации танкера.

Существует вероятность разряда между двумя электродами, примыкающими друг к другу. Например:

• между аппаратурой для отбора проб, опускаемой в танк, и поверхностью заряженного жидкого нефтепродукта;

• между незаземленным объектом, плавающим на поверхности заряженной жидкости, и находящимся поблизости набором танка;

• между незаземленным оборудованием, подвешенным в танке, и находящимся поблизости набором танка.

Двухэлектродный разряд может привести к воспламенению при возникновении различных условий, а именно:

• искровой промежуток достаточно мал для того, чтобы мог возникнуть разряд при наличии разности потенциалов, но не настолько, чтобы воспрепятствовать распространению возникшего пламени;

• электрической энергии достаточно для обеспечения минимального количества энергии, необходимой для инициации горения;

• практически мгновенное освобождение этой энергии в искровой промежуток.

Реальность последнего условия в большей степени зависит от проводимости упомянутых выше электродов. В дальнейшем необходимо разделить твердые и жидкие материалы на три основные группы.

Первая группа - это проводники. К твердым материалам относятся металлы, а к жидким - целый диапазон водных растворов, включая морскую воду. Человеческое тело, состоящее приблизительно из 60% воды, фактически является жидким проводником. К важным свойствам жидких проводников относится не только их неспособность удерживать заряд, если они не изолированы, но также и то, что, когда они изолированы и существует возможность электрического разряда, весь имеющийся в них заряд почти мгновенно разряжается.

Очень часто разряды между двумя проводниками происходят в виде искр и они гораздо более подвижны и потенциально опасны, чем разряды, возникающие между двумя объектами, один из которых диэлектрик. В последнем случае, т.е. когда разряды часто более рассеяны и гораздо менее опасны, их лучше называть не искровыми, а коронными или кистевыми.

Вторая группа - это диэлектрики, которые имеют такую низкую проводимость, что после получения заряда они сохраняют его очень долго. В результате альтернативного действия они могут предотвратить потерю заряда проводниками, выступая в качестве изоляторов. Первостепенного внимания заслуживают заряженные диэлектрики, потому что они могут переносить заряд на соседние изолированные проводники или индуцировать его в них, которые затем, возможно, вызовут искрение. Чрезвычайно сильно заряженные диэлектрики могут непосредственно инициировать воспламеняющие искры.

Жидкости рассматриваются как диэлектрики, если их проводимость менее 50 пикоСименсов/ метр (пСм/м) с периодами релаксации более 0,35 секунд; их часто называют аккумуляторами статического электричества. При классификации нефтепродуктов чистые нефти (дистилляты) часто попадают в эту категорию. Антистатическая добавка - это вещество, которое намеренно добавляется в очищенные нефтепродукты для обеспечения их проводимости свыше 50 пСм/м.

Твердые диэлектрики - это материалы с высокими изоляционными свойствами, такие, как полипропилен, полихлорвинил, нейлон и многие виды резины. Проводимость этих материалов увеличивается по мере загрязнения или увлажнения их поверхностей.

Третья группа представляет собой ряд жидкостей и твердых материалов с промежуточной проводимостью по отношению к материалам первых двух групп. Жидкости, имеющие проводимость свыше 50 пСм/м, часто называют жидкостями не аккумулирующими статическое электричество. Примерами являются темные нефти (нефти, содержащие осадочные вещества) и сырые нефти, проводимость которых обычно изменяется в пределах 10.000 - 100.000 пСм/м. Некоторые химикаты, например спирты, также относятся к жидкостям не аккумулирующим статическое электричество.

К твердым телам, включаемым в промежуточную группу, относятся такие материалы, как древесина, пробка, сизаль и, как правило, природные органические вещества. Проводимость этих материалов является результатом быстрого поглощения ими воды, причем проводимость возрастает по мере увлажнения и загрязнения их поверхностей. В некоторых случаях тщательная очистка и сушка может снизить проводимость этих материалов до значений, достаточных для того, чтобы их можно было отнести к диэлектрикам.

Если материалы с промежуточной проводимостью не изолированы от земли, то их проводимость, как правило, является достаточно высокой для предотвращения накопления электростатического заряда. В то же время, их проводимость, обычно, достаточно низка для того, чтобы можно было исключить процесс образования искр.

Поскольку воспламенение от разряда с материала, имеющего промежуточную проводимость, зависит не только от проводимости, но и от большого числа других факторов, обобщение данных помимо изложенных весьма затруднительно, и необходимо полагаться на практический опыт при определении сферы надлежащего применения такого материала.

В нормальных условиях газы являются надежной изоляцией, что непосредственно относится к туманам и, особенно, взвесям твердых частиц в воздухе и других газах. Заряженный туман образуется во время выпуска влажного пара из сопла в процессе использования машинок для мойки танка, а также во время мойки сырой нефтью. Хотя жидкость, например вода, может иметь очень высокую проводимость, релаксации заряда на каплях препятствует газ, обладающий изолирующими свойствами. Часто заряжаются мелкие частицы, присутствующие в инертном топочном газе или образуемые в процессе выпуска жидкой углекислоты. Постепенная релаксация заряда, образующегося при любых условиях, происходит в результате осаждения этих частиц или капель, а также, если напряженность поля высокая, то и в результате образования на выступах коронного разряда, который обеспечивает возникновение нейтрализующего заряда противоположной полярности.

В итоге, электростатические разряды могут возникать в результате аккумуляции заряда:

• жидкими или твердыми диэлектриками, например, нефтепродуктами, аккумулирующими статическое электричество (такими, как керосин) и закаченными в танк, или полипропиленовым канатом;

• жидкими или твердыми проводниками, изолированными от электричества, например, туманом, капельной взвесью или особыми суспензиями в воздухе, либо металлическим стержнем, подвешенным на конце каната из синтетических волокон.

В отношении материалов с промежуточной проводимостью угроза электростатического разряда невелика, особенно, если придерживаться существующей практики, причем вероятность того, что они вызовут воспламенение еще менее вероятна.

20.2 ОБЩИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ОПАСНОСТЕЙ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Наиболее важным мероприятием по предотвращению электростатической опасности является соединение всех металлических предметов вместе, что предотвращает опасность возникновения разрядов между металлическими предметами, которые могут быть сильно наэлектризованы и очень опасны. Для исключения разрядов между проводниками и землей их обычно подсоединяют к земле (заземляют). На судах эффективное подсоединение к земле осуществляется путем подсоединения металлических предметов к металлическому корпусу судна, имеющему естественное заземление посредством морской воды.

В качестве примеров ниже перечислены предметы, которые могут оказаться наэлектризованными в опасных ситуациях и которые поэтому должны быть подсоединены к земле:

• замковые устройства и фланцы шлангов, соединяющие судно с берегом, если в секции используется более одного звена шланга или трубы из диэлектрического материала;

• переносные машинки для зачистки танка;

• токопроводящее оборудование для замеров пустот и отбора проб вручную;

• поплавок стационарного устройства для замера пустот, если оно не имеет заземления посредством металлической ленты.

Наиболее надежный способ обеспечить электрическое подсоединение и заземление - это установить металлический контакт между проводниками. Этот способ следует использовать всякий раз, когда это возможно, хотя исходя из свойств статического электричества подобный контакт может быть в принципе обеспечен также при помощи материала с промежуточной проводимостью.

Некоторые предметы могут случайно оказаться изолированными в процессе эксплуатации танкера, например:

• металлический предмет, к примеру емкость, плавающая в жидкости - аккумуляторе статического электричества;

• незакрепленный металлический предмет, падающий в танке во время мойки.

Необходимо приложить все усилия на извлечение таких случайных предметов из танка, так как отсутствует вероятность их преднамеренного электрического подсоединения. Это требование обязывает производить тщательный осмотр танка, особенно после судоремонтных работ.
20.3 ОПАСНОСТИ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ПРИ ПЕРЕКАЧКЕ НЕФТЕЙ, АККУМУЛИРУЮЩИХ СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

20.3.1 Перекачка нефти в танки

Так как дистилляты нефтепродуктов часто имеют электрическую проводимость менее 50 пикоСименсов/метр, их относят к группе аккумуляторов статического электричества.

Поскольку проводимость дистиллятов обычно не известна, их следует относить к группе нефтепродуктов, аккумулирующих статическое электричество, если они не содержат антистатических присадок (см. раздел 20.3.4). Нефть, являющаяся аккумулятором статического электричества, во время впуска в танк и в течение некоторого времени после этого может внести заряд, достаточный для того, чтобы возникла опасная ситуация.

Заряд может образоваться в результате одного или нескольких различных процессов:

• при поступлении потока нефти в танк через систему трубопроводов. Если нефть содержит водяные капли во взвешенном состоянии, накопление заряда усиливается, по мере того как поток проходит через трубы;

• при прохождении потока через микропористый фильтр, аналогичный тому, который применяется для очистки авиационного карбюраторного топлива. Эти фильтры обладают способностью заряжать топливо до очень высокого уровня, вероятно, из-за того, что весь объем топлива входит в непосредственный контакт с поверхностью фильтра, где и происходит разделение груза;

• при турбулентном движении и всплескивании на ранних стадиях перекачки нефти в пустой танк;

• при оседании водяных капель, ржавчины или других частиц, попадающих в танк с нефтью или взбалтываемых ею в танке.

Общепринятым способом регулировки накопления статического электричества на начальных стадиях погрузки является ограничение скорости подачи в танк нефти, аккумулирующей статическое электричество, до тех пор, пока в танке не прекратится всплескивание и турбулентное движение.

В начальной стадии заполнения пустого танка линейная скорость в линии ответвления, ведущей к каждому грузовому танку, не должна превышать 1 метра в секунду. Такое ограничение скорости объясняется двумя причинами:

• именно в начале процесса заполнения танка существует наибольшая вероятность того, что вода смешается с нефтью, поступающей в танк. Смесь нефти с водой является наиболее вероятным источником статического электричества;

• низкая интенсивность погрузки сводит к минимуму уровень турбулентности и эффект

всплескивания, по мере того, как нефть поступает в танк; это помогает замедлить процесс образования статического электричества и уменьшить разбрызгивание любой присутствующей воды таким образом, что процесс распределения нефти по днищу танка ускоряется, а ее поверхность остается относительно спокойной при последующем увеличении интенсивности погрузки.

Доказано, что для обеспечения эксплуатационной безопасности вполне достаточно, если во время последующей погрузки соблюдаются ограничения, накладываемые на скорость потока с учетом конкретной конструкции систем трубопроводов, а также дополнительные меры предосторожности в процессе ввода в танк погружного, измерительного и пробоотборного оборудования (см. раздел 20.5), и, кроме того, не используются электроизолированные проводники. Если бы намечалось использование существенно различных систем трубопроводов или перекачки, позволяющих увеличить скорость потока, то тогда необходимо было бы наложить ограничения на интенсивность потока в процессе всей погрузки.

Ограничение начальной интенсивности погрузки нефтей, аккумулирующих статическое электричество, устанавливается всякий раз, когда возможно присутствие смеси воспламеняющегося газа. Такие ситуации подробно описаны в разделе 7.4 и обобщены в таблице 7-1.

Если после мойки водой, балластировки или промывки грузовой линии в танке осталась вода, следует предпринять меры по предотвращению накопления избыточного количества воды и нежелательного ее смешивания с нефтью. Например, необходимо до погрузки осушать грузовые танки и промытые водой грузовые линии и не допускать того, чтобы вода скапливалась в танках. Не следует использовать воду для вытеснения содержимого линий обратно в танк, который содержит нефть, аккумулирующую статическое электричество.

При эксплуатации танкера иногда используются фильтры грубой очистки. Фильтры образуют незначительный суммарный заряд, если их поддерживать в чистоте. Однако, если на причале груз пропускается через микропористый фильтр, то для релаксации заряда должен пройти достаточный период времени прежде, чем жидкость поступит в танк. Желательно, чтобы время нахождения жидкости в трубопроводе ниже по течению от фильтра составляло, как минимум, 30 секунд.

20.3.2 Стационарное оборудование в грузовых танках

Постоянно установленное оборудование для налива через верх танка, стационарные моечные машинки или сигнализаторы верхнего уровня могут выступать в качестве изолированных зондов. Такой металлический зонд, отстоящий от другой конструкции танка, но находящийся рядом с поверхностью высоко заряженной жидкости, как правило, имеет высокую разность потенциалов на своей наиболее выступающей части. Во время погрузки нефтей, аккумулирующих статическое электричество, такая высокая разность потенциалов может привести к образованию электростатических разрядов в приближающуюся поверхность жидкости.

Чтобы какое-либо устройство не выступало в качестве зонда, его следует размещать рядом с переборкой или другой конструкцией танка в целях уменьшения разности потенциалов на выступающей части этого устройства. В качестве альтернативного решения можно применять опору, связывающую нижний конец устройства с конструкцией танка таким образом, чтобы поднимающаяся жидкость контактировала не с изолированной частью зонда, а с кромкой опоры. В некоторых случаях возможно другое решение проблемы - это изготовление всего устройства, выступающего в качестве зонда, из непроводящего ток материала. Необходимость в использовании устройств такого рода отпадает, если судно эксплуатируется исключительно для перевозки сырой и темной нефти или если танки инертизированы.

20.3.3 Наддув воздуха к днищевой части танков

Если воздух или инертный газ вдувается по направлению к днищу танка, содержащего нефть, аккумулирующую статическое электричество, то может образоваться электростатическое поле, особенно, если воздух или инертный газ содержат воду или посторонние частицы. Соответственно, необходимо принимать меры по сведению к минимуму количества воздуха или инертного газа, поступающего в танки, которые содержат нефть, аккумулирующую статическое электричество.
20.3.4 Антистатические присадки

Если нефть содержит эффективную антистатическую присадку, то она уже не является аккумулятором статического электричества. Хотя, строго говоря, это означает, что в данном случае меры предосторожности, обычно предпринимаемые как к нефти, аккумулирующей статическое электричество, могут быть ослаблены.

20.4 ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТЕЙ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

20.4.1 Свободное падение жидкости в танках

При погрузке или балластировке через верх заряженная жидкость попадает в танк таким образом, что она распыляется и расплескивается в нем. Это может привести к образованию заряженного тумана, а также к увеличению концентрации нефтяного газа в танке. Ограничения, накладываемые на погрузку или балластировку через верх, приведены в разделе 7.6.15.

20.4.2 Водные туманы

Распыление воды в танках, например, во время мойки водой приводит к образованию электростатически заряженного тумана. Этот туман равномерно распределяется во всем объеме танка, подвергаемом мойке. Уровни зарядов статического электричества значительно меняются от танка к танку по величине и знаку.

В начале мойки грязного танка заряд тумана, первоначально заряженный отрицательно, достигает максимального отрицательного значения, а затем возвращается к нулю и, наконец, увеличивается, достигая положительного равновесного значения. Было обнаружено, что среди многих переменных, влияющих на уровень и полярность электризации, наиболее существенное влияние оказывают характеристики моечной воды и степень загрязненности танка. Характеристики электростатической зарядки воды изменяются в процессе рециркуляции или добавления в танк очищающих химикатов, причем в обоих случаях в тумане возможно образование чрезвычайно высоких электростатических потенциалов. Они более значительны в больших танках по сравнению с потенциалами в танках меньших размеров. Размер и количество моечных машинок в танке влияют на интенсивность изменения заряда, но они почти не оказывают никакого влияния на его окончательно установившуюся величину.

Заряженные капли тумана, образовавшиеся в танке во время мойки, способствуют образованию электростатического поля, которое характеризуется распределением потенциала (напряжения) во всем пространстве танка. Переборки и конструктивные элементы танка имеют потенциал земли (нулевой потенциал); потенциал пространства увеличивается по мере удаления от этих поверхностей и приобретает наибольшее значение в точках, максимально удаленных от них. Напряженность поля и разность потенциалов в пространстве танка являются наибольшими рядом с переборками и конструктивными элементами, особенно там, где имеются выступы. Если напряженность поля достаточно высока, то в пространстве имеет место электрический пробой, способствующий образованию коронного разряда. Поскольку напряженность поля концентрируется у выступов, коронный разряд происходит преимущественно в этих местах. Коронный разряд заряжает туман зарядом противоположного знака и считается, что этот процесс является одним из главных в установлении равновесного значения величины заряда тумана. Коронные разряды, образующиеся во время мойки танка, недостаточно сильны для того, чтобы воспламенить смеси углеводородного газа с воздухом, которые в это время могут присутствовать в танке.

При определенных обстоятельствах разряды, обладающие достаточной энергией для того, чтобы воспламенить смеси углеводородного газа с воздухом, могут происходить в танке, заполненном заряженным туманом, если в нем уже находятся или в него вводятся незаземленные проводящие ток предметы. Такими незаземленными проводниками могут быть металлический замерный стержень, подвешенный на не проводящем ток канате, или кусок металла, падающий в танке. Прежде всего, в результате индукции незаземленный проводник внутри танка может приобрести высокий потенциал по мере приближения к заземленному предмету или конструкции, особенно, если последняя имеет выступ. Тогда незаземленный проводник может разрядиться на землю, при этом возникает искрение, способное воспламенить смесь углеводородного газа с воздухом.

Процесс образования искр в тумане, вследствие присутствия незаземленных проводников довольно сложен и должно произойти сочетание целого ряда факторов, чтобы воспламенение могло произойти. К этим факторам относятся размер предмета, -траектория его движения, наличие электростатического потенциала в танке и геометрическая конфигурация пространства, в котором происходит разряд.

Также как и твердые незаземленные проводящие ток предметы, изолированный поток воды, образующийся в процессе мойки, может действовать как инициатор образования искры, вызывая воспламенение. Опыты показали, что при применении высокопроизводительных моечных машинок, оборудованных стационарным одиночным соплом, возможно образование водного массива-струи, который из-за собственных размеров, траектории движения, а также времени существования до распада, может соответствовать критериям образования воспламеняющих разрядов. С другой стороны, нет доказательств того, что такой водный массив образуется в процессе использования переносных моечных машинок.

На основании результатов последующих интенсивных экспериментальных исследований и многолетнего практического опыта танкеростроения, было разработано руководство по мойке танка, изложенное в главе 9. В этом руководстве изложены меры по предотвращению образования в туманах избыточного заряда и контролю за процессом ввода в танк, содержащий заряженный туман, незаземленных проводящих ток предметов.

В частично заполненных трюмах нефтерудовозов иногда образуются заряженные туманы, подобные тем, которые имеют место во время мойки танка. Вследствие конструктивных особенностей этих судов в трюмах может образоваться туман из-за сильных ударов балласта о стенки трюма во время качки судна даже при умеренном волнении. Эти удары способствуют образованию в танке свободно летящих водных массивов, и если атмосфера танка является воспламеняющейся, то в нем присутствуют все факторы, приводящие к воспламенению. Для предотвращения такой ситуации следует либо оставлять танки пустыми, либо опрессовывать их так, чтобы исключить сильное волнение жидкости в танке.

20.4.3 Пар

Пропарка может привести к образованию клубов пара, которые могут зарядиться статическим электричеством. Воздействия и возможные опасности, связанные с образованием таких клубов пара, аналогичны тем, которые описаны применительно к туманам, образующимся в процессе мойки водой, но введение пара может привести к возникновению гораздо более мощных зарядов, чем те которые образуются в процессе мойки водой. Времени, необходимого для образования максимального по величине заряда, при этом требуется гораздо меньше. Более того, хотя из танка может быть выпущен почти весь углеводородный газ, в начальный момент пропарки, тепло и возмущение жидкости часто приводит к высвобождению газов и возможному образованию карманов с воспламеняющимся газом. По этим причинам пар не следует впускать в грузовые танки, атмосфера которых может оказаться воспламеняющейся.

20.4.4 Инертный газ

Мелкие частицы, приносимые инертным газом, могут быть электростатически заряженными. Разделение заряда происходит в процессе сгорания топлива, а заряженные частицы могут проникнуть в грузовые танки через скруббер, вентилятор и распределительные трубы. Электростатический заряд, переносимый инертным газом, обычно мал, но было отмечено, что уровни такого заряда намного выше по сравнению с зарядами, встречающимися в водных туманах, которые образуются в процессе мойки. Так как танки обычно находятся в инертном состоянии, то вероятность электростатического воспламенения следует рассматривать только в случае, когда необходимо инертизировать танк, в котором уже присутствует воспламеняющаяся атмосфера или если в уже инертизированном танке возможно воспламенение вследствие увеличения содержания кислорода в результате поступления воздуха. Тогда во время погружения предметов, выполнения замеров и отбора проб необходимо соблюдать предписываемые меры предосторожности (см раздел 20.5.5).
20.4.5 Выпуск диоксида углерода

В процессе выпуска сжатого жидкого диоксида углерода быстрое охлаждение, которое происходит при этом, может привести к образованию частиц твердого диоксида углерода, заряжающихся при столкновении и контакте с соплом, в результате чего возможно образование воспламеняющих искр. Поэтому диоксид углерода не следует подавать в грузовые танки или насосные отделения, которые могут содержать воспламеняющиеся газовые смеси.

20.4.6 Одежда и обувь

Человек, который надежно изолирован от земли посредством обуви или конкретной поверхностью, на которой он стоит, может стать электростатически заряженным. Образование заряда может произойти в результате физического разъединения изолирующих материалов, например, при ходьбе по очень сухой изолирующей поверхности (т.е. в результате отделения подошв обуви от поверхности) или при раздевании.

Продолжительный опыт показывает, что электростатические разряды, образуемые одеждой и обувью, не представляют значительной угрозы безопасности на нефтеперерабатывающих предприятиях. Это утверждение наиболее достоверно применительно к условиям морской среды, где поверхности быстро загрязняются отложениями соли и влаги, что снижает электросопротивление, особенно при высокой влажности воздуха.

20.4.7 Синтетические материалы

В настоящее время к использованию на судах предлагается все большее количество изделий, изготовленных из синтетических материалов. Важно, чтобы лица, ответственные за снабжение танкера этими изделиями, убедились в том, что, их использование в воспламеняющихся атмосферах не будет представлять электростатической опасности.

20.5 ПОГРУЖЕНИЕ ПРЕДМЕТОВ, ИЗМЕРЕНИЕ ПУСТОТ И ОТБОР ПРОБ

20.5.1 Общие положения

Разряды могут произойти всякий раз, когда оборудование опускается в грузовые танки, внутри которых жидкое содержимое либо водный или нефтяной туман, либо частицы, сопутствующие инертному газу, могут нести электростатические заряды. Если даже присутствие воспламеняющейся смеси углеводородного газа с воздухом маловероятно, необходимо предпринять меры предосторожности по предотвращению образования воспламеняющих разрядов во всем пространстве данной системы.

20.5.2 Оборудование

Если какое бы то ни было погружное, замерное или пробоотборное оборудование используется в атмосфере, способной воспламениться, в которой образовалось электростатическое электричество или может возникнуть опасность его образования, важно следить за тем, чтобы в танке не было незаземленного проводника. Металлические детали любого оборудования, которое предстоит опустить в танк, должны быть прочно соединены в единую электроцепь и заземлены к судну перед вводом, причем это оборудование должно оставаться заземленным до тех пор, пока оно не будет извлечено из танка.

Конструкция оборудования должна предусматривать возможность надежного заземления. Например, каркас, поддерживающий катушку с намотанной на нее металлической измерительной лентой, должен быть снабжен резьбовой шпилькой, к которой гайкой крепится прочный связующий электрокабель. Эта шпилька должна обеспечивать прохождение электротока через корпус к металлической измерительной ленте. Противоположный конец связующего кабеля должен оканчиваться пружинным зажимом, приспособленным для закрепления к краю замерного отверстия во время использования ленты.

Пригодность оборудования, изготовленного полностью или частично из неметаллических деталей, зависит от проводимости используемых материалов и способа их применения. Известно, что применение диэлектрика может способствовать образованию сильного электростатического заряда, например, при скольжении полипропиленового каната в руках, одетых в перчатки ПХВ. По этой причине при погружении предметов, выполнении замеров и отборе проб следует

использовать канаты только из натуральных волокон. При других обстоятельствах разрешается использовать диэлектрические материалы (например, синтетический пластик, из которого изготовлена ручка пробоотборной емкости), однако лица, ответственные за обеспечение судов таким оборудованием, должны удостовериться в том, что оно безопасно для использования. Во всех случаях важно, чтобы не проводящие ток детали не изолировали от земли любую металлическую деталь.

Материал с промежуточной проводимостью, такой, как древесина или натуральное волокно, имеет обычно проводимость, достаточную для обеспечения безопасности или для того, чтобы можно было предотвратить накопление электростатического заряда в результате поглощения этим материалом воды. От таких материалов следует обеспечить путь утечки электротока с тем, чтобы они не стали полностью изолированными, при этом нет необходимости обеспечивать чрезвычайно низкое сопротивление, которое обычно требуется для соединения и заземления металлов. На практике в судовых условиях такой путь возникает естественным путем либо в результате непосредственного контакта с судном или косвенно через оператора данного оборудования.

20.5.3 Нефти, аккумулирующие статическое электричество

Логично предположить, что поверхность не проводящей ток жидкости (аккумулятора статического электричества) может иметь высокий потенциал во время погрузки и сразу после ее окончания. Как уже упоминалось, металлическое погружное, замерное и пробоотборное оборудование должно быть электрически соединено и заземлено. Таким образом, существует вероятность разряда между данным оборудованием и поверхностью жидкости по мере их сближения. Поскольку такие разряды могут вызвать воспламенение, не следует производить погружение и отбор проб с помощью металлического оборудования в процессе погрузки нефтепродуктов, аккумулирующих статическое электричество, т. е. тогда, когда возможно присутствие смеси воспламеняющегося газа. Более того, после окончания загрузки каждого танка и прежде чем начнутся указанные выше операции, должно пройти 30 минут; за это время вода или твердые частицы в жидкости осядут вследствие чего электрический потенциал рассеется.

Ситуации, в которых на использование металлического оборудования следует накладывать такие ограничения, подробно описаны в разделе 7.4 и обобщены в таблице 7-1.

На практике не установлено, чтобы разряды между поверхностью нефти, аккумулирующей статическое электричество, и неметаллическими предметами являлись воспламеняющими. Таким образом, погружение предметов, замер или отбор проб с помощью такого оборудования разрешается в любое время при условии, если это оборудование соответствует требованиям, описанным в разделе 20.5.2.

Потенциал металлической замерной трубы всегда мал из-за ее небольшого объема и экранирования от остального объема танка. Поэтому погружение предметов, замер и отбор проб внутри металлической замерной трубы, даже если при этом используется металлическое, оборудование, допускается в любое время.

20.5.4 Нефти, не аккумулирующие статическое электричество

В связи с тем, что над поверхностью нефти, не аккумулирующей статическое электричество, которая находится в неинертизированной или недегазированной окружающей среде, возможно присутствие воспламеняющейся атмосферы, следует соблюдать меры предосторожности, обобщенные в главе 7, а также в таблице 7-1 (см. также главу 24).

20.5.5 Водные туманы, образующиеся в результате мойки

В процессе выполнения работ по мойке танка важно, чтобы в нем не было незаземленного металлического проводника и чтобы такой проводник не вводился в танке до тех пор, пока в нем присутствует заряженный туман (например, во время мойки и в течение 5 часов после ее окончания). Заземленное и электрически подсоединенное металлическое оборудование может быть использовано в любое время, потому что любые разряды в водный туман принимают форму невоспламеняющего коронного разряда. Такое оборудование может содержать неметаллические детали или полностью состоять из них; при этом допускаются как проводники с промежуточной проводимостью, так и диэлектрики, хотя следует избегать использования, например, полипропиленовых канатов (см. раздел 20.5.2). Однако, чрезвычайно важно, чтобы все металлические детали были надежно заземлены. Если есть сомнение относительно надежности заземления, следует запретить эксплуатацию данного оборудования.

Операции в замерной трубе безопасны в любое время, даже при наличии в танке тумана, образовавшегося при мойке.

20.5.6 Инертный газ

Как правило, в атмосфере инертного газа нет необходимости соблюдать меры предосторожности против статического электричества потому что при этом невозможно присутствие смеси воспламеняющегося газа. Однако, как упоминалось в разделе 20.4.4, из-за наличия в инертном газе твердых частиц во взвешенном состоянии возможно образование очень высоких электростатических потенциалов. Если по какой-либо причине считается, что данный танк уже выведен из инертизированного состояния, то следует ввести ограничения на использование погружного, замерного и пробоотборного оборудования. Таким образом, в случае отказа в работе системы инертного газа может потребоваться соблюдение определенных ограничений:

• если поломка произошла в процессе выгрузки;

• если в результате поломки воздух проникает в танк;

• повторно произвести инертизацию танка после такой поломки;

• произвести первоначальную инертизацию танка, содержащего воспламеняющуюся газовую смесь.

Из-за того, что твердые частицы инертного газа могут нести очень высокий потенциал нет оснований предполагать, что коронные разряды от вводимого в танк проводящего ток оборудования не будут воспламеняющими. Поэтому, ни один предмет не должен вводиться до тех пор, пока не будет реализована возможность снижения очень высокого потенциала до приемлемого уровня;

для этого после окончания впуска инертного газа достаточно выждать 30 минут. По истечении 30 минут разрешается ввод оборудования при условии соблюдения тех же мер предосторожности, которые необходимо предпринять в случае образования водных туманов в процессе мойки.

20.6 ЗАЗЕМЛЕНИЕ, ЭЛЕКТРОПОДСОЕДИНЕНИЕ И КАТОДНАЯ ЗАЩИТА

20.6.1 Практика заземления и электрического подсоединения

Заземление и электрическое подсоединение сводит к минимуму опасность, возникающую в

результате:

• коротких замыканий между проводниками, находящимися под напряжением, и непроводящим ток металлическим объектом;

• атмосферных разрядов (молнии);

• накопления электростатического заряда.

Заземление достигается путем установления электронепрерывного контура с низким сопротивлением между токопроводящим объектом и общей массой земли. Заземление может возникнуть непосредственно в результате тесного контакта с землей или водой, или вследствие преднамеренного электрического подсоединения данного объекта к земле.

Электрическое подсоединение возникает тогда, когда между проводящими ток объектами устанавливается соответствующая непрерывная электрическая связь.

Электрическая связь между двумя или несколькими объектами может быть осуществлена без заземления, но подсоединение к общей массе земли, при котором земля играет роль электрического соединения, более привычно. Электрическое подсоединение может быть предусмотрено в самой конструкции посредством болтового скрепления металлических деталей, обеспечивающего электрически непрерывное соединение, которое может быть реализовано также за счет установки между ними дополнительной проводящей ток связи.

Большинство заземляющих устройств и устройств электрического подсоединения, предназначенных для защиты от короткого замыкания или молнии, представляют собой стационарно установленные части оборудования, которое они защищают, а характеристики таких устройств должны соответствовать национальным стандартам конкретной страны или правилам классификационных обществ, если они этого требуют. В целях защиты от статического электричества при эксплуатации передвижного оборудования необходимо предусматривать его заземление и электрическое подсоединение после каждой перестановки.

Допустимое сопротивление в системе заземления зависит от вида опасности, для защиты от которой она предназначена. Для защиты электрических систем и оборудования величина сопротивления выбирается таким образом, чтобы можно было обеспечить правильное функционирование предохранительного устройства в электрической цепи (например, рубильника или плавкого предохранителя). Для защиты от молнии величина сопротивления регламентируется национальными правилами обычно в пределах 5-25 ом. Для предотвращения накопления статического электричества величина сопротивления земли не обязательно должна быть менее 1 мегаома, а в большинстве случаев она может быть значительно выше.

20.6.2 Прохождение электрического тока с судна на берег

Природа электрического тока, проходящего от судна к берегу, принципиально отличается от природы статического электричества.

Большие токи могут проходить между судном и берегом по электропроводящим трубопроводам и гибким шлангующим системам. Источниками этих токов являются:

. катодная защита причала или корпуса судна, обеспечиваемая либо системой с приложенным постоянным током, либо расходными анодами;

• блуждающие токи, возникающие в результате гальванической разности потенциалов между судном и берегом или в результате утечки от источников электрического питания.

Погрузочный или разгрузочный стендер, полностью изготовленный из металла, обеспечивает соединение судна с берегом с очень низким сопротивлением, и поэтому существует реальная опасность того, что во время внезапного прерывания большого тока при подсоединении или отсоединении стендера, расположенного у манифольда танкера, произойдет электродуговой разряд. Подобные электродуговые разряды могут возникнуть в линиях из гибких шлангов, каждое звено которых имеет металлические фланцевые соединения. Поэтому на практике рекомендуется использовать изолирующий фланец, устанавливая его в пределах вылета погрузочных стендеров, а также в местах подсоединении линий гибкого шланга к береговой системе трубопровода. Альтернативным решением в таких случаях является включение в каждую линию только одного звена шланга без внутреннего электрического подсоединения. Включение такого сопротивления полностью блокирует прохождение тока через погрузочный стендер или шланговочную линию. В то же время вся система остается заземленной либо через судно, либо через берег.

Раньше до подключения грузового соединения было принято соединять судно и береговые системы с помощью соединительного кабеля через взрывобезопасный рубильник, причем такой соединительный кабель оставался в подключенном состоянии до тех пор, пока не отсоединялось грузовое соединение. Использование указанного соединительного кабеля не имеет отношения к накоплению статического электричества. Таким образом, предпринимались усилия закоротить судовые и береговые электролитические и катодные защитные системы, а также снизить разность потенциалов между судном и берегом до такой степени, чтобы можно было пренебречь электротоками в шлангах или металлических стендерах. Однако, из-за наличия больших токов и трудностей в достижении достаточно малого электрического сопротивления в кабеле, соединяющем судно с берегом, данный способ оказался крайне не эффективным и, более того, далеко не безопасным. Поэтому в настоящее время вместо кабелей, соединяющих судно с берегом, используются изолирующие фланцы, описанные выше. Следует отметить, что в то время как некоторые национальные и местные правила все еще требуют производить подсоединение с помощью соединительного кабеля, IMO в своих "Рекомендациях по безопасности транспортировки, перегрузке и хранению опасных веществ на территории порта" настаивает на том, чтобы портовые власти отказались от использования кабелей, соединяющих судно с берегом, и приняли во внимание описанную выше рекомендацию относительно использования изолирующего фланца или одиночного звена не проводящего ток шланга.

Изолирующие фланцы должны быть сконструированы таким образом, чтобы можно было избежать случайного короткого замыкания. Типовое конструктивное исполнение изолирующего фланца показано в дополнении D. При установке изолирующего фланца необходимо иметь ввиду следующее:

• если все части соединения судна с берегом такие же гибкие, как и подсоединяющие шланги, то изолирующий фланец следует вставлять в шланговую линию в конце причала, где он вероятнее всего не будет поврежден;

• если соединение осуществляется частично с помощью гибкого шланга и частично с помощью металлического патрубка стендера, то изолирующий фланец следует подсоединять к металлическому патрубку стендера;

• в случае применения цельнометаллических стендеров необходимо следить за тем, чтобы при установке фланца он не был накоротко замкнут проволочными оттяжками.

Ток также может течь между судном и берегом любым другим электропроводящим путем, например, через стальные швартовы или металлический трап или сходни. Эти соединения разрешается изолировать во избежание утечки тока из системы катодной защиты причала в результате дополнительной электронагрузки на корпус судна. Однако, в момент прерывания контакта вероятность присутствия воспламеняющейся атмосферы в указанных местах очень мала.

Отключение либо на судне, либо на берегу систем катодной защиты с приложенным постоянным током, вообще говоря, не считается приемлемым методом сведения к минимуму токов между судном и берегом при отсутствии изолирующего фланца или звена шланга. На причале, у которого регулярно обрабатываются суда, вероятно, придется почти постоянно отключать систему его катодной защиты и, таким образом, причал потеряет защиту от коррозии. Более того, если данная система причала останется включенной, то возможно, разность потенциалов между судном и берегом станет меньше, если судно также будет поддерживать систему своей катодной защиты во включенном состоянии. В любом случае затухание процесса поляризации системы катодной защиты с приложенным постоянным током происходит в течение длительного периода после ее отключения, при этом судно будет лишено полной защиты не только во время стоянки у причала, но и в период, предшествующий его приходу в порт.

20.6.3 Прохождение электрического тока с судна на судно

Принципы контроля за образованием электродуговых разрядов во время перекачки груза с судна на судно аналогичны принципам, соблюдаемым при перекачке груза с судна на берег.

На судах, предназначенных для перекачки грузов на другие суда, в шланговой линии следует использовать изолирующий фланец или не проводящее ток звено шланга. Однако при перекачке нефтей, аккумулирующих статическое электричество, важно, чтобы эти меры не предпринимались сразу на обоих судах, поскольку в этом случае между ними останется изолированный проводник, который будет аккумулировать электростатический заряд. По этой же причине, когда такое

судно используется для перекачки груза на берег, следует обращать внимание на то, чтобы между судном и берегом не было изолированного проводника, например, в результате использования двух изолирующих фланцев на одной линии.

В случае отсутствия изоляции между судами электрический потенциал между ними должен быть снижен до минимального уровня. Если оба судна оснащены исправно функционирующими системами катодной защиты с приложенным постоянным током, то для наиболее эффективного снижения потенциала может понадобиться оставить их включенными. Аналогичным образом, если одно судно оснащено системой катодной защиты с приложенным постоянным током, а другое - системой с расходными катодами, то первая должна оставаться в рабочем состоянии. Однако когда одно из судов не имеет катодной защиты или его катодная защита с приложенным постоянным током вышла из строя, то задолго до сближения этих судов следует рассмотреть целесообразность отключения такой системы, если таковая имеется в наличии на другом судне.