Что такое имплозия?
Википедия дает достаточно широкое объяснение этому явлению: взрыв, направленный вовнутрь. В части пожаротушения имплозия может возникнуть в резервуарах. Смысл в следующем: в воздухе внутри резервуара всегда есть водяной пар и пары горючей жидкости. При охлаждении резервуара пары конденсируются в жидкость, объем газовой фазы резко снижается и в емкости образуется вакуум.
Пары воды при стандартной температуре +25 ºС конденсируясь в жидкость уменьшает свой объем более чем в 1100 раз. Для паров бензина эти циры в 6 раз меньше. Но с учетом того, что конденсация происходит мгновенно, то это явление может быть опасным.
Поскольку в емкостях есть дыхательные клапаны, то при кондесации паров внутрь емкости входит воздух извне резервуара. В резервуаре временно создается взрывоопасная среда. Однако, пропусная способность дыхательных клапанов в некоторых случаях может быть меньше требуемой и в зависимости от соотношения объема газовой фазы и пропусной способности клапана, а также скорости охлаждения, емкость может быть повреждена. «Втянуться» внутрь из-за вакуума. При этом возможно нарушение ее герметичности и прочности. Такую емкость необходимо будет выводить из эксплуатации на ремонт или заменять на новую. В любом случае, это недешево и может привести к простою всего производственного цикла.
Наглядно об имплозии в видео:
Примеры имплозии
Вследствие имплозии начался один из крупнейших пожаров в ТЭК России. Тогда во время ливня пары скондесировались, в объем резервуара зашел свежий воздух. Внутри резервуара создалась взрывоопасная концентрация. Удар молнией инициировал взрыв внутри резервуара объемом 20 000 м³. Статистика пожаров отмечает, что пожары резервуаров от удара молнии в дождь нередки.
Имплозия может произойти и из-за установки газового и газопорошкового пожаротушения резервуара. Температура внутри резервуара при газовом и газопорошковом пожаротушении в считанные секунды опускается до — 72 ºС. И если совпали ряд фатальных условий (высокая влажность воздуха, теплый летний день, большой объем резервуара, малая степень заполнения резервуара), то резервуар будет частично разрушен. Практически такие случаи наблюдались при испытаниях на резервуарах 20 000 м³.
Что сказано в нормах?
Согласно п. Б.8 и В.21 СП 155.13130 при проектировании автоматических установок газового и газопорошкового пожаротушения необходимо предусматривать проемы для сброса избыточного давления в соответствии с приложением З СП 5.13130.
Проблема в том, что при выпуске газового или газопорошкового ОТВ в резервуаре не образуется избыточное давление, а, наоборот, вакуум. Т.е. требование норм абсолютно не верно. Нужны клапаны — прерыватели вакуума. Но как их подбирать?
Впрочем, насколько мне известно пожарная наука не исследовала эту тему в достаточной степени. Точно понятно лишь то, что проблему необходимо исследовать и пересматривать требования норм.
Как убрать риски имплозии?
Имплозия как причина взрывов резервуаров в грозу
Сократить имплозия и недопустить попадание свежего воздуха внутрь резервуара можно с помощью теплоизоляции. Другой способ — предусматривать более надежный вид молниезащиты, чтобы исключить источник воспламенения.
Имплозия как причина повреждения резервуаров при срабатывании установки газового или газопорошкового пожаротушения
Необходимо предусматривать клапаны-прерыватели вакуума, однако согласованных в установленном порядке методик их подбора в России нет. Но еще лучше вместо этих огнетушащих веществ применять старую добрую воздушно-механическую с фторсинтетическим пенообразователем.
