Kaj je zaščita pred poplavami (DTS01) in zakaj jo potrebujejo kabelska žrela na morju?

Naprave na morju se soočajo z nekaterimi najtežjimi okolji na Zemlji, kjer lahko ena sama okvara kabelskega žrela povzroči katastrofalne požare, eksplozije ali popolno zaustavitev sistema. Tradicionalna kabelska oporišča preprosto ne zadostujejo, če se soočamo s hlapi ogljikovodikov, ekstremnimi vremenskimi razmerami in stalno nevarnostjo požara pri obratovanju naftnih in plinskih elektrarn.

Deluge Protection (DTS01) je specializiran sistem za gašenje požara, ki zagotavlja samodejno zaščito z vodnim curkom za kabelske vložke na nevarnih območjih na morju in izpolnjuje DNV GL¹ in . API² standardi za večjo varnost v eksplozivnih atmosferah. Ta sistem se aktivira v primeru požara, da ohladi opremo in prepreči širjenje plamena skozi kabelske prehode.

Ker sem sodeloval z večjimi operaterji na morju v Severnem morju, na Bližnjem vzhodu in v azijsko-pacifiški regiji, sem iz prve roke videl, kako lahko ustrezna zaščita pred poplavami pomeni razliko med omejenim incidentom in izrednim dogodkom na celotni ploščadi. Naj vam povem, kaj mora vsak inženir na morju vedeti o tem kritičnem varnostnem sistemu.

Kazalo vsebine

• Kaj je sistem za zaščito pred poplavami DTS01?
• Zakaj kabelska oporišča na morju potrebujejo posebno zaščito?
• Kako deluje zaščita pred poplavami s kabelskimi vtičnicami?
• Katere so ključne zahteve za oblikovanje?
• Kako izbrati združljiva kabelska vtičnika?
• Pogosta vprašanja o protipoplavni zaščiti za kabelska vtičišča

Kaj je sistem za zaščito pred poplavami DTS01?

DTS01 (Deluge Type System 01) je samodejni sistem za gašenje požara, ki je posebej zasnovan za naprave na morju in zagotavlja zaščito električne opreme in kablov na nevarnih območjih z velikim volumnom vodnega curka.

Sistem predstavlja ključno varnostno oviro pri obvladovanju tveganj na morju in je zasnovan za delovanje v najzahtevnejših morskih okoljih, kjer se tradicionalne metode gašenja požara izkažejo za neustrezne.

Osnovne komponente sistema

Mreža za odkrivanje: Napredni sistemi za zaznavanje toplote in plamena neprekinjeno nadzorujejo nevarna območja. Ti običajno vključujejo linearni kabli za zaznavanje toplote³, UV/IR detektorji plamena⁴in temperaturni senzorji, ki so strateško nameščeni okoli kabelskih žrel.

Distribucija vode: Črpalke z veliko zmogljivostjo dobavljajo morsko vodo po cevovodnih omrežjih, odpornih proti koroziji. Sistem vzdržuje konstanten tlak in pretok, ki zagotavlja 10-20 litrov na minuto na kvadratni meter zaščitene površine.

Aktivacijski mehanizem: Samodejno aktiviranje poteka prek redundantnih nadzornih sistemov, ki običajno zahtevajo potrditev iz več točk zaznavanja, da se preprečijo lažni alarmi in zagotovi hiter odziv v resničnih nujnih primerih.

Drenažni sistemi: Učinkovito odvajanje vode preprečuje kopičenje, ki bi lahko poškodovalo električno opremo ali povzročilo dodatne nevarnosti med delovanjem sistema.

Spomnim se sodelovanja s Hassanom, vodjo varnosti na veliki naftni ploščadi v Perzijskem zalivu. V njegovem obratu je prišlo do manjšega električnega požara na območju kabelskega priključka. Sistem DTS01 se je aktiviral v 45 sekundah in zajezil požar, preden bi se lahko razširil na sosednjo opremo za predelavo ogljikovodikov. Brez te zaščite bi se incident lahko razvil v veliko nesrečo, ki bi zahtevala evakuacijo platforme 😊.

Regulativni okvir

Standardi DNV GL: Sistem mora biti skladen z DNV-OS-D301 za sisteme požarne zaščite in DNV-RP-G101 za načrtovanje pregledov na podlagi tveganja.

Zahteve API: API RP 14C vsebuje smernice za varnostne sisteme na morju, vključno z merili za načrtovanje zaščite pred potopom in standardi delovanja.

Mednarodni standardi: Spletna stran IEC 61892⁵ zajema električne napeljave v mobilnih in fiksnih enotah na morju ter določa zahteve za zaščito kabelskih sistemov.

Zakaj kabelska oporišča na morju potrebujejo posebno zaščito?

Kabelska žrela na morju se soočajo z edinstvenimi nevarnostmi, vključno z izpostavljenostjo hlapom ogljikovodikov, ekstremnimi vremenskimi razmerami in možnostjo hitrega širjenja požara v zaprtih prostorih, zaradi česar so specializirani zaščitni sistemi ključnega pomena za varnost osebja in zaščito premoženja.

Okolje na morju ustvarja popoln vihar pogojev, zaradi katerih lahko manjše električne napake postanejo velike nesreče. Razumevanje teh tveganj je ključnega pomena za pravilno zasnovo zaščitnega sistema.

Edinstvene nevarnosti na morju

Vrsta nevarnosti	Stopnja tveganja	Morebitne posledice	Zahteve za zaščito
Hlapi ogljikovodikov	Ekstremno	Eksplozija, bliskovni požar	Oprema z oznako Ex + poplavna voda
Korozija zaradi slane razpršitve	Visoka	Degradacija tesnila, oblok	Nerjaveče jeklo + zaščitni premazi
Ekstremno vreme	Visoka	Fizična škoda, poplave	Izboljšana stopnja zaščite IP + strukturna zaščita
Omejeni prostori	Srednja	Hitro širjenje požara	Aktivni sistemi za zatiranje

Okolje z ogljikovodiki: Naftne in plinske ploščadi vsebujejo številne vire vnetljivih hlapov. Preprost električni oblok zaradi poškodovanega kabelskega žrela lahko vžge te hlape in povzroči požar ali eksplozijo. Prelivna zaščita zagotavlja takojšnje hlajenje in dušenje hlapov.

Jedka atmosfera: Stalna slana megla pospešuje korozijo kovinskih sestavnih delov, kar lahko ogrozi eksplozijsko varna ohišja in sisteme za tesnjenje kabelskih žrel. Kombinacija korozije in električnih napak znatno poveča nevarnost požara.

Vremenski ekstremi: Naprave na morju se soočajo z orkani, ekstremnimi temperaturami in velikimi valovi. Te razmere lahko poškodujejo kabelske vložke, s čimer nastanejo vstopne točke za vlago in potencialne vire vžiga.

Omejitve poti pobega: Za razliko od objektov na kopnem imajo ploščadi na morju omejene možnosti evakuacije. Sistemi za gašenje požarov morajo hitro zajeziti nesrečo, da preprečijo, da bi osebje ostalo ujeto.

Tveganje širjenja požara

Kabelske žile so kritične točke prodora, kjer se lahko požar razširi med oddelki. Brez ustrezne zaščite se lahko požar, ki izbruhne na enem območju, hitro razširi po kabelskih poteh in tako preobremeni gasilske zmogljivosti platforme.

David, vodja projekta pri operaterju v Severnem morju, je povedal, kako so v svoji oceni tveganja ugotovili, da so kabelski preboji najbolj tvegane poti širjenja požara na njihovi ploščadi. Z uvedbo zaščite DTS01 okoli vseh glavnih kabelskih žrel se je izračunano požarno tveganje zmanjšalo za več kot 60%, kar je znatno izboljšalo njihovo varnostno utemeljitev pri regulatorjih.

Kako deluje zaščita pred poplavami s kabelskimi vtičnicami?

Sistemi za zaščito pred poplavljanjem so integrirani z inštalacijami kabelskih žlebov s strateško nameščenimi razpršilnimi šobami, detektorskimi omrežji in drenažnimi sistemi, ki zagotavljajo celovito gašenje požara ob ohranjanju celovitosti električnega sistema.

Vključitev zahteva skrbno usklajevanje med inženirji požarne zaščite, električnimi projektanti in proizvajalci kabelskih žlez, da se zagotovi optimalno delovanje v izrednih razmerah.

Oblikovanje sistemske integracije

Optimizacija vzorca razprševanja: Prelivne šobe so nameščene tako, da zagotavljajo enakomerno pokritost z vodo na območjih kabelskih žlebov, ne da bi pri tem povzročale previsok vodni tlak, ki bi lahko poškodoval občutljivo opremo. Običajne hitrosti pršenja so od 10 do 20 l/min/m², odvisno od ocene požarne ogroženosti.

Kartiranje območja zaznavanja: Detektorji toplote in plamena so strateško razporejeni tako, da zagotavljajo zgodnje opozarjanje in preprečujejo lažne alarme zaradi običajnih obratovalnih virov toplote. Linearni kabli za zaznavanje toplote pogosto potekajo po poteh kabelske kanalizacije za celovito pokritost.

Električna zaščita: Kabelska žrela in pripadajoča električna oprema morajo med aktiviranjem potopa ohraniti svojo funkcionalnost. To zahteva izboljšano tesnjenje (najmanj IP68) in proti koroziji odporne materiale, ki lahko vzdržijo neprekinjeno izpostavljenost vodi.

Zaporedje aktiviranja

Faza odkrivanja: Več senzorjev mora potrditi pogoje požara, da se prepreči lažno aktiviranje. Običajni čas potrditve je od 15 do 45 sekund, odvisno od konfiguracije sistema za zaznavanje.

Pred aktiviranjem: Med nanašanjem vode se lahko samodejno izklopijo nepomembni električni sistemi, da se preprečijo električne nevarnosti.

Aktivacija poplave: Začne se pršenje vode z velikim volumnom, ki je usmerjeno na območja kabelskih žrel in okoliško opremo. Sistem deluje, dokler ga usposobljeno osebje ročno ne ponastavi.

Po incidentu: Drenažni sistemi odstranjujejo nakopičeno vodo, hkrati pa ohranjajo zaščito za morebitne scenarije ponovnega vžiga.

Spremljanje učinkovitosti

Sodobni sistemi DTS01 vključujejo celovite možnosti spremljanja, ki spremljajo tlak v sistemu, pretoke, položaje ventilov in stanje detektorjev. To neprekinjeno spremljanje zagotavlja pripravljenost sistema in zgodnje opozarjanje na potrebe po vzdrževanju.

Katere so ključne zahteve za oblikovanje?

Zahteve za načrtovanje DTS01 vključujejo zmogljivost oskrbe z vodo, vzorce pokritosti s pršenjem, občutljivost zaznavanja, ustreznost odvodnjavanja in združljivost materialov - vse to ob ohranjanju funkcionalnosti električnega sistema med aktiviranjem v sili.

Pri pravilnem načrtovanju je treba uskladiti učinkovitost protipožarne zaščite z zanesljivostjo električnega sistema in zagotoviti, da zdravilo ne bo hujše od bolezni.

Specifikacije oskrbe z vodo

Zahteve glede pretoka: Najmanj 10 L/min/m² za splošna območja, pri območjih z visokim tveganjem, ki vsebujejo več prebojev kablov ali opreme za predelavo ogljikovodikov, pa se poveča na 20 L/min/m².

Standardi tlaka: Sistem mora vzdrževati tlak 7-10 barov na razpršilnih šobah, da se zagotovi učinkovito tvorjenje kapljic in pokritost. Nihanja tlaka ne smejo presegati ±10% na zaščitenem območju.

Sposobnost trajanja: Sistemi morajo delovati neprekinjeno najmanj 30 minut, veliko naprav pa je zasnovanih za več kot 60 minut delovanja, da se upoštevajo možni scenariji ponovnega vžiga.

Kakovost vode: Sistemi morske vode potrebujejo inhibitorje korozije in filtracijo, da se prepreči zamašitev šob. Sistemi s sladko vodo so bolj združljivi z opremo, vendar zahtevajo večjo zmogljivost shranjevanja.

Standardi pokrivanja in odkrivanja

Parameter	Minimalne zahteve	Priporočena praksa	Kritične aplikacije
Pokritost z razpršilom	100% zavarovanega območja	110% z območji prekrivanja	120% z redundantnimi šobami
Odziv na zaznavanje	največ 60 sekund	30 sekund tipično	15 sekund za osebe z visokim tveganjem
Velikost vodne kapljice	Premer 1-3 mm	1,5-2,5 mm optimalno	Drobna meglica za preprečevanje izparevanja
Kapaciteta odvodnjavanja	150% stopnje razprševanja	200% z zmogljivostjo za prenapetost	250% za zaprte prostore

Občutljivost zaznavanja: Sistemi morajo zanesljivo zaznati požar in se izogibati lažnim alarmom zaradi varjenja, vročih del ali delovanja opreme. Večkriterijsko zaznavanje s senzorji toplote, plamena in dima zagotavlja optimalno zanesljivost.

Združljivost z okoljem: Vse komponente morajo zanesljivo delovati v pogojih na morju, vključno s slanim škropljenjem, nihanjem temperature (od -20 °C do +60 °C), vibracijami in morebitnim poplavljanjem v hudih vremenskih razmerah.

Standardi za materiale in konstrukcije

Odpornost proti koroziji: Za vse sestavne dele, ki so prepojeni z vodo, je treba uporabiti nerjavno jeklo 316L ali enakovredne materiale, odporne proti koroziji. Zaščitni premazi lahko dopolnjujejo izbiro materiala, vendar ne morejo nadomestiti ustrezne specifikacije materiala.

Električna združljivost: Kabelska vtičnica in električna oprema morata med aktiviranjem potopa in po njem ohraniti tesnost IP68. Bistveni so izboljšani materiali za tesnila in določbe za odvodnjavanje.

Strukturno načrtovanje: Cevovodi in podporni sistemi morajo vzdržati premike ploščadi, toplotno nihanje in morebitne vplive vzdrževalnih dejavnosti, hkrati pa ohraniti celovitost sistema.

Kako izbrati združljiva kabelska vtičnika?

Združljiva kabelska žrela morajo zagotavljati izboljšano tesnjenje (IP68), odpornost proti koroziji in strukturno celovitost ter hkrati ohranjati električno zmogljivost med aktiviranjem potopnega sistema in dolgotrajno izpostavljenostjo vodi.

Pri izbiri je treba razumeti običajne operativne zahteve in pogoje v sili, ki se pojavijo med aktiviranjem potopa.

Okrepljene zahteve glede tesnjenja

Standardi za oceno IP: IP68 je najnižja sprejemljiva stopnja zaščite, vendar so zelo pomembni posebni preskusni pogoji. Poiščite žrela, ki so bila testirana na IP68 z neprekinjenim potopom in ne le z oceno začasnega potopljenja.

Izbira materiala za tesnila: Standardna tesnila NBR se lahko ob stalni izpostavljenosti vodi razgradijo. Tesnila iz EPDM ali silikona zagotavljajo vrhunsko odpornost proti vodi in temperaturno stabilnost za instalacije, zaščitene pred poplavami.

Več tesnilnih pregrad: Vmesniki Premium imajo več stopenj tesnjenja, kar zagotavlja redundanco pri daljši izpostavljenosti vodi. To običajno vključuje tesnila za vstop kabla, navojna tesnila in notranja zaporna tesnila.

Združljivost materialov

Materiali karoserije: Nerjaveče jeklo 316L zagotavlja optimalno odpornost proti koroziji v morskih okoljih. Medenina je lahko sprejemljiva za sladkovodne sisteme, vendar zahteva zaščitne premaze za izpostavljenost morski vodi.

Specifikacije strojne opreme: Vsi vijaki, matice in podložke morajo biti izdelani iz morskega nerjavnega jekla ali superdupleksa. Standardna strojna oprema iz ogljikovega jekla bo v okoljih, zaščitenih pred poplavami, hitro odpovedala.

Električna neprekinjenost: Za eksplozijsko varne inštalacije je potrebna neprekinjena električna povezava skozi sklop žrela. Zagotovite, da vse komponente ohranijo prevodnost kljub morebitni koroziji ali poškodbam premaza.

Preverjanje učinkovitosti

Hassan, naš sogovornik v petrokemičnem obratu v Savdski Arabiji, je spoznal pomen ustreznega testiranja, ko je njegova prvotna izbira kabelskega žrela odpovedala po samo šestih mesecih testiranja sistema za zalivanje. Tesnila niso prenesla toplotnega nihanja med vročimi puščavskimi razmerami in hladno vodo za zalivanje. Zagotovili smo žrela s tesnili iz EPDM, ki so ocenjena na temperature od -40 °C do +150 °C, in ta že več kot tri leta brezhibno delujejo pri četrtletnih testih prelivanja.

Tovarniško testiranje: Ugledni proizvajalci zagotavljajo izčrpna potrdila o preskusih, vključno s preverjanjem stopnje zaščite IP, preskušanjem odpornosti proti koroziji in podatki o delovanju pri toplotnih ciklih.

Preverjanje na terenu: Vgradnja mora vključevati tlačni preskus in preverjanje celovitosti tesnil pred zagonom sistema. Redni urniki pregledov morajo upoštevati agresivno okolje potopa.

Zaključek

Zaščita pred poplavljanjem (DTS01) je ključni varnostni sistem za kabelske žične napeljave na morju, ki zagotavlja bistveno zmogljivost gašenja požara v nevarnih okoljih, kjer se tradicionalne metode zaščite izkažejo za neustrezne. Za uspeh je potrebna skrbna integracija sistemov za odkrivanje, omrežij za distribucijo vode in posebej zasnovanih kabelskih žlebov, ki lahko ohranijo celovitost med aktiviranjem v sili.

Ključ do učinkovite zaščite pred poplavami je v razumevanju edinstvenih izzivov okolja na morju in izbiri sestavnih delov, ki so posebej zasnovani za te zahtevne pogoje. V podjetju Bepto naša kabelska ovojnica za plovila vključuje izboljšane tesnilne sisteme, proti koroziji odporne materiale in preizkušene zasnove, ki ohranjajo zanesljivost med delovanjem sistema za prelivanje. Z ustrezno specifikacijo in namestitvijo ti sistemi zagotavljajo zanesljivo zaščito, ki je bistvena za varnost na morju in skladnost s predpisi.

Pogosta vprašanja o protipoplavni zaščiti za kabelska vtičišča

1. Spoznajte vlogo DNV kot vodilnega klasifikacijskega zavoda in njegove standarde za pomorsko industrijo in industrijo energije na morju. ↩

2. Spoznajte standarde, ki jih je API razvil za izboljšanje varnosti delovanja in varstva okolja v naftni in plinski industriji. ↩

3. Spoznajte načela delovanja linearnih toplotnih detektorjev za odkrivanje požara v industrijskih in nevarnih okoljih. ↩

4. Spoznajte, kako se kombinirani ultravijolični in infrardeči senzorji uporabljajo za zanesljivo zaznavanje požarov in preprečevanje lažnih alarmov. ↩

5. Preglejte področje uporabe tega standarda Mednarodne komisije za elektrotehniko za mobilne in fiksne enote na morju. ↩