الحرائق_و_الانفجارات_في_المنشآت_النفطية

#الحرائق_و_الانفجارات_في_المنشآت_النفطية اشتعال خزانات النفط تعتبر مخاطر حدوث الحرائق و الانفجارات في جميع مراحل الصناعة النفطية أحد أهم الأخطار الجدية التي تدرس إجراءات التحكم بها إداريا و هندسيا قبل تأسيس أي مشروع نفطي و هندسي ، وذلك لأن النفط و مشتقاته ( أو الغاز ) من المواد التي يترافق استخدامه دائما مع خطر الاشتعال و الانفجار . لذلك تعمد الشركات المتخصصة في الصناعة النفطية إلى توفير كل وسائل الوقاية من الحريق و تأمين كافة التجهيزات اللازمة لحماية العمال في أمكنة عملهم و سكنهم من خطر حدوث الحريق . و لاسيما القريبة من خزانات تجميع البترول و مستودعات الغاز في الحقول النفطية أو تلك المجاورة لخطوط النقل و مرافئ التصدير. و لا تقتصر حوادث الحريق على إحداث الأضرار المادية ويمكن أن تترافق بأضرار بشرية و بيئية كارثية ، كما يحصل عندما تتحطم ناقلات النفط في البحار والمحيطات أو تنفجر آبار النفط أو الغاز أثناء حفرها أو الإنتاج منها . و لعل أقرب حادثه تاريخيا ما حدث في الكويت أثناء العدوان العراقي ( تم تدمير و إحراق ما يزيد عن 670 بئرا نفطية ، وتركت نيرانها مشتعلة تنفذ سمومها في الجو ، كما ترسبت منها كميات هائلة من النفط الخام شكلت بعد إطفاء الحرائق ما أطلق عليها فيما بعد " البحيرات النفطية " ، تجاوز عددها 300 بحيرة . و غطت مساحة ما يزيد عن ( 49 كيلومترا مربعا ) ، و بكتلـة تزيـد عـن 40 مليون طن ) . 1-1- حرائق خزانات الوقود : توجد هذه الخزانات لدى الشركات النفطية و مصانع الطاقة و مستودعات الوقود ، وتستخدم هذه الخزانات لتخزين المواد البترولية ، و تبني عادة فوق سطح الأرض بشكل اسطواني أفقي أو اسطواني عمودي 1-1-1- أنواع الخزانات النفطية و الحواجز أ- خزانات السطح الثابت : ويكون مخروطي الشكل ، و يتم بناؤه و لحامه على شكل قطع ، ليكون في الأخير خزان ذات سعة و مقاس معين ، و يزود كل خزان بسلم معدني ، و يدهن السطح بالألمنيوم و ذالك لتكوين طبقة عاكسة لأشعة الشمس التي تؤثر على تبخر المواد المخزونة ، و يوجد لكل خزان من هذا النوع صمام أمان لتصريف الضغط الزائد إلى الخارج أو معادلة الضغط داخل الخزان لدى انخفاضه ، و يخزن عادة في هذا النوع من الخزانات المواد البترولية ذات درجات و ميض عالية نظرا لقلة تبخرها تفاديا لحدوث الانفجارات مثل الزيوت الثقيلة و الديزل والإسفلت و يمكن تخزين زيوت خفيفة في مثل هذه الخزانات و لكن بعد أخذ الاحتياطيات الكافية لمنع دخول الهواء و اختلاطه مع بخار السائل المتصاعد مما يتسبب في تكوين مزيج قابل للاشتعال أو الانفجار . ب – خزانات السطح العائم : صممت أسطح هذه الأنواع من الخزانات ، حيث تكون متحركة ، حسب كمية المخزون و ما يطرأ علية من ارتفاع و انخفاض أثناء عملية التفريغ ، لذاك تم تزويد جوانب السطح العائم بجوانات مطاطية لتجنب احتكاك معدن - معدن عند حركة السطح المحورية ، كما يمنع هذا النوع من التصميم خطر اختلاط أبخرة السائل المخزون مع الهواء الخارجي حيث أنه لا يسمح لهذه السوائل بالبخر إلا بكميات قليلة بحيث يتم تلافي أخطار اختلاطها بالهواء الخارجي، و بهذا يمكن تفادي حوادث الانفجار أو الاشتعال ، كما يوجد على كل خزان من هذا النوع سلم حديدي يصل إلى سطح الخزان ، و تخزن في هذا النوع من الخزانات المواد البترولية ذات درجات و ميض مختلفة . ج- حواجز الخزانات : تصمم هذه الحواجز لحفظ أي مادة تتسرب من داخل الخزان أو تفيض على ظهر الخزان ، سواء كانت هذه المادة مشتعلة أو غير مشتعلة ، و منعها من الانتشار إلى خزانات أخرى ، كما أنها تقوم بحفظ مواد الإطفاء داخل الحاجز أثناء أعمال المكافحة، و تمنع تسرب و انتشار بقعة الحريق ، حتى لا يمتد الحريق إلى الخزانات الأخرى ، وتصمم هذه الحواجز بحيث تتسع لمحتويات الخزان داخل الحاجز ، إلا أن سعة بعضها تقل عن استيعاب كمية المخزون ، لذا فانه في حالة فيضان الخزان يجب سحب أكبر كمية ممكنة من المادة المتجمعة داخل الحاجز . و تقسم الحواجز إلى نوعان يحتوي البعض منها على عدد من الخزانات قد يصل إلى أربعة ، أو أكثر ، حسب حجم الخزانات بحيث يتسع كل حاجز للكمية المخزونة داخل الخزانات ، و أنواع الحواجز هي : - الحاجز الترابي: و هو حاجز يبني من التراب بارتفاع معين ، و في قليل من الأحيان يوضع طبقة من الإسفلت على ظهر هذا الحاجز لمنع انهياره ، و لكن هناك خطر من اشتعال هذه الطبقة . - الحاجز الأسمنتي : عبارة عن حاجز من الاسمنت المسلح بارتفاع حوالي مترين ، و ذلك لغرض الاحتفاظ بالمواد المنسابة من الخزان المحترقة ليتم حصرها و مكافحتها داخل الحاجز لمنع انتشار الحريق ، كما يوجد فتحات تصريف في جدران الحاجز لتصريف الماء الزائد المستعملة في مكافحة الحريق . 2-1-1 – طرق مكافحة حرائق خزانات النفط : تعتبر حرائق الخزانات من الحرائق الخطيرة خصوصا إذا لم تكافح في بدايتها ، و يحتمل أن يحدث الحريق في داخل الخزان أو خارجة نتيجة اندلاع السائل أو في حالة تكوين خليط من بخار المادة المخزونة و اتحاده مع أكسجين الهواء مع وجود مصدر حراري ، و من خلال عدة تجارب و دراسات فقد أتضح أن لهذا النوع من الحريق ظواهر تنتج عنه أثناء المكافحة تم تمييزها بالأشكال التالية : o ظاهرة فوران خزانات النفط o ظاهرة سيلان السائل المشتعل على الجدران o ظاهرة انفجار خزانات النفط و سندرس آلية حدوث كل من هذه الظواهر و وسائل الحماية والمكافحة . 2-1-1 -1- ظاهرة فوران خزانات النفط : و هو خروج أو اندفاع جزء من المادة المحترقة تحت ضغط مرتفع و انتشارها حول الخزان و الحواجز . آلية حدوث الفوران : عند احتراق خزان الزيوت الثقيلة ، أو الزيت الخام ، ترتفع حرارة الزيت أسفل الطبقة المشتعلة و تنتشر الحرارة باتجاه الأسفل . أي تتشكل طبقة التمدد الحراري تحت الزيت أو النفط الخام المحترق باتجاه المياه أسفل الخزان ، و مع الزمن ترتفع حرارة جبهة الامتداد وتؤدي لتبخر الماء المبعثر على الحد الفاصل ( زيت - ماء ) ، تصعد فقاعات البخار نحو الأعلى عبر الزيت و يزداد حجمها و عندما تصل إلى ارتفاع ضغط الفقاعات اقل من ارتفاع السائل فوقها تنفجر معطية حجم ظاهري للنفط يتزايد باستمرار و يسيل على الجدران وصولا إلى جدران الحواجز . و عند اختراق طبقة المياه و غليانها، يتم اتحاد كمية أكبر من الفقاعات تصعد على شكل وسائد بخارية تندفع عند اقترابها من السطح قاذفة معها كمية النفط الملتهبة الواقعة فوقها إلى مسافات قد تتجاوز الحواجز الإسمنتية أو الترابية حول الخزان . - وسائل منع ظاهرة الفوران : من مخاطر حدوث هذه الظاهرة إمكانية إصابة عناصر الإطفاء وتدمير معداتهم بالكتل المندفعة و اتساع رقعة الحريق إلى خارج الحواجز و الى الخزانات المجاورة مما يؤدي لتفاقم المشكلة و تعقيد عمليات السيطرة . إن فهم هذه الظاهرة يساعد في منع حدوثها ، أي إذا تمكنا من تصريف المياه أسفل الخزان قبل وصولها إلى درجة الغليان مع إيقاف عملية التصريف بعد انتهاء كمية المياه لتجنب خروج الزيت . و من الأفضل أن تتم السيطرة على صمام التصريف آليا و يدويا . - إجراءات السيطرة على ظاهرة الفوران : - التصرف عند حدوث هذه الظاهرة : · حفر خندق أو بناء حواجز لتوجيه الزيوت الفائرة في اتجاه معين . · مراعاة عدم وجود مياه على الأرض المحيطة بالخزان حتى لا تأتي عليها الزيوت المحترقة و تسبب فورانا آخر . · مراعاة وضع الاطفائيين و المعدات على مسافات آمنه من الخزان المحترق · إنقاذ ما يمكن إنقاذه من السوائل غير المشتعلة قبل وصول النيران إليها . - عند القيام بأعمال مكافحة الحريق : · عدم رش المياه على سطح السائل المشتعل إطلاقا و تفادي رش الماء من الفتحات الموجودة على الخزان و يرش الماء على جوانب الخزان فقط لتبريده . · إدخال الرغوة مباشرة عند نقطة معينة في الخزان عن طريق سيارات الإطفاء عبر خطوط الرغوة المصممة لذالك مع تشغيل أنظمة الرغوة ، و توجيه مدافع التبريد الثابتة على جدران الخزان من الخارج لغرض التبريد و إنقاص الحرارة إلى أدنى معدل مع محاولة تشكيل ستارة من الماء الضبابي حول الخزانات المجاورة لمنع وصول النار أو انتقال الحرارة لها . · يجب على الاطفائيين أن يقفوا فوق حاجز الخزان أو خارجة عن طريق نقطة ارتكاز لهم و أن لا ينزلوا داخلة بجانب الخزان ، و بنفس الطريقة بالنسبة لمهام و معدات الإطفاء . 2-1-1 -2- ظاهرة سيلان السائل المشتعل على الجدران : تعريف : فيضان المواد المخزونة و انسكابها على جوانب الخزان ، و لكنها ليست بقوة ظاهرة الفوران ، و في هذه الحالة يسيل السائل المشتعل على جوانب الخزان إلى أسفل و ينتشر على الجوانب لمسافة قليلة حول الخزان . آلية حدوث السيلان : تحدث هذه الظاهرة بنفس آلية الفوران ‘ لكن دون تشكل وسائد بخارية ( أي دون اندفاع كتل ملتهبة ) عادة عند اشتعال الخزانات الممتلئة بالنفط الخام و الزيوت الرطبة التي تحتوي على كمية من الماء ، و كذالك عند استخدام الرغوة على سطح السائل المشتعل أو من رذاذ ماء التبريد ويمكن أن تحدث نتيجة غليان الزيت و قذف جزء منه إلى جوانب الخزان يمكن التعرف على ظاهرة السيلان من خلال تدفق المادة بهدوء على جوانب الخزان مترافق مع صوت الاشتعال المميز . كيفية تلافي حدوثها و مكافحتها : - تبريد جوانب الخزان المشتعل عند السطح قدر المستطاع . - ضخ كمية من مخزون خزان السائل المشتعل إلى خزان آخر . 2-1-1 -3- ظاهرة انفجار الخزانات : يحدث الانفجار خزانات النفط عند توفر مزيج من الهواء و بخار المادة النفطية المخزنة قابلا للانفجار ، و يمكن أن يحدث الانفجار على شكلين . 1 – انفجار كلي : وتحدث هذه الظاهرة من الخزانات ذات السطح الثابت ، حيث يكون الخزان ممتلئ ويوجد فراغ بين سطح السائل المخزون و يحتوي هذا الفراغ علي أبخرة السائل المخزون ، و كذالك نتيجة العوامل التالية : - تخزين المواد الخفيفة في هذا النوع من الخزانات . - تجمع الأبخرة بين سطح السائل و الغطاء . - درجة الحرارة المحيطة بالخزان . - تأثير الكهرباء الساكنة أثناء عمليات تفريغ أو تعبئة الخزان . - خلط مادة أخرى ساخنة مع المخزون . 2- انفجار جزئي : يحدث الانفجار الجزئي عندما تدخل كمية الهواء عن طريق صمام الأمان ، فتكون طبقة عليا و طبقة سفلى بالفراغ بين سطح السائل و سطح الخزان و الطبقة العليا تتكون من مزيج من الهواء و البخار القابل للانفجار بينما الطبقة السفلى القريبة من سطح السائل تكون مشبعة ببخار السائل المخزون ، فعند وصول شراره إلى داخل الخزان فان الطبقة العليا تنفجر فقط و نتيجة للانفجار الجزيء تدخل كميه من الهواء إلى الطبقة السفلى و تكون مزيجا من البخار و الهواء قابل للانفجار و يحدث انفجار آخر ...... و هكذا . - الاحتياطيات الواجب اتخاذها لمنع الانفجار : عند حدوث حريق في أحد الخزانات فانه يجب اتخاذ الاحتياطيات التالية لمنع انفجار خزانات أخرى قريبة : - يجب إغلاق جميع فتحات الخزانات المجاورة للخزان المشتعل أو أن تعزل بوضع بطانيات أسبستس مبللة عليها . - تبريد أي وعاء مقفل و إبعاده عن المنطقة إذا كان ممكنا . - تبريد الخزانات المجاورة و القريبة من مكان الحريق أو تفريغ محتوياتها في خزانات أخري بعيدة عن الأخطار . - ملء الفراغ الذي يحتوي على أبخرة السائل المخزون ببخار الماء أو بغازات أخرى غير قابله للاشتعال مثل غاز النتروجين و طرد الأبخرة الخطرة . 4-2-1-1- حرائق السطح الثابت : و هي تحدث نتيجة تكون خليط من بخار المادة المخزونة والهواء الجوى فوق سطح المادة المخزونة مع وجود مصدر حراري . وسائل مكافحة حرائق السطح الثابت : - عزل مصدر الوقود . - تشغيل شبكة التبريد الثابتة حول الخزان المحترق و الخزانات المجاورة له . - إدخال الرغوة إلى داخل الخزان بواسطة الشبكة أو سيارة الإطفاء عبر جهاز الرغوة الخاص بالخزان مع التبريد على جدران الخزان المحترق و المجاور له و تشكيل ستاره من ضباب الماء لمنع انتقال النار أو الحرارة للخزانات المجاورة . - محاولة التبريد على المعدات و الأفراد بواسطة ضباب الماء . - تصريف المياه المتجمعة داخل حاجز الخزان . - الاستمرار في رش الماء حتى بعد إخماد الحريق إلى أن يتم التأكد من أن إمكانية اشتعال الحريق لن تعود . 5-2-1-1- حرائق السطح العائم : لا يوجد في مثل هذا النوع من الخزانات فراغ بين سطح السائل المخزون والسطح العائم لأن السطح يجثم مباشرة فوق سطح السائل و لا يترك مجالا لتبخر السائل المخزون و لذلك فأنه لا يوجد خطر الانفجار ، والخطر الموجود في هذه الخزانات هو تسرب السائل من مكان التقاء السطح العائم بجدار الخزان . وسائل مكافحة حرائق السطح العائم : - إدخال الرغوة على أطراف السطح من أعلى ظهر الخزان بواسطة شبكة الرغاوى أو سيارة الإطفاء عن طريق جهاز الرغاوى الخاص بمكافحة حرائق الخزانات . - استعمال البودرة الكيميائية الجافة أو غاز ثاني أكسيد الكربون و ذالك باستخدام طفايتين بودرة مبتدئتين من نقطه واحدة و يعمل كل في اتجاه معاكس للآخر والسير حول إطار السطح الخارجي إلى أن يتم إخماد الحريق بالتقاء الاثنين إذا أمكن في بداية الحريق دون إن يشكل خطرا على حياة الاطفائيين . - استعمال مدافع الحريق للتبريد على جوانب الخزان مع مراعاة عدم توجيه الماء على سطح الخزان ، إذ قد يؤدي ذلك إلى انتشار السائل المحترق على السطح أو تكسير لطبقات الرغوة . - توجيه مدافع التبريد على الخزان و تشكيل ستائر الماء بين الخزانات المجاورة