ICS47.020海上設施防火與防爆設計評估原則Evaluationprinciplesforthedesignofoffshorefacilities國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T40497—2021本標準按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。本標準由全國海洋船標準化技術委員會(SAC/TC12)提出并歸口。本標準起草單位：中國船舶工業綜合技術經濟研究院、惠生(南通)重工有限公司、海洋石油工程股洋工程有限公司、深圳市杉葉實業有限公司。1GB/T40497—2021海上設施防火與防爆設計評估原則1范圍本標準規定了海上設施防火和防爆設計時需要考慮的問題評估原則，包括風險評估、火災載荷狀態本標準適用于海上設施防火與防爆的設計評估工作，已經作業的海上設施也可參考本標準進行校驗。2術語與定義下列術語和定義適用于本文件。2.1海上設施offshorefacilities作業于海洋水上水下的各種固定或者浮動建筑、裝置和固定平臺。2.2按照科學的程序和方法，從系統的角度出發對工程項目或生產裝置中潛在的危險進行預先的識別、分析和評價。3風險評估3.1評估等級劃分原則—-—理論存在的載荷評估：對能夠滿足正常工作載荷要求的海上設施進行一般載荷下的評估；———事故引發的載荷評估：對海上設施工作壽命周期內的可能發生的意外火災和爆炸荷載的評估。3.2事故等級劃分原則通過海上設施的作業類型和作業環境以及可能發生的火災和爆炸載荷，根據其危害程度不同，可將3.3事故等級判斷原則除了考慮火災和爆炸事故的危害程度的大小，還應考慮導致火災和爆炸事故的情況發生的可能性。通過其發生的可能性和影響的大小來判斷該事故的等級，詳見表1。2GB/T40497—2021表1事故等級判斷矩陣事故發生可能性等級事故影響等級高中低高高風險高風險中等風險中高風險中等風險低風險低中等風險低風險低風險3.4影響火災和爆炸的因素火災或爆炸事故發生的可能性與事故起源發生的可能性有關。碳氫化合物源的類型和存在形式也會成為事故發生或擴大的影響因素。影響事故起源發生的因素包括：a)貯存方式：獨立包裝的有危險的貨物數量和尺寸；設備、安全設備以及它們的管道和閥門等；c)立管和井口：起重設備和滑輪的位置和數量影響事故發生的可能性，例如爆裂、井噴和立管失e)火源：暴露火源是否存在及其位置，用于測定事故發生可能性；施修理和維護以及兩個或兩個以上同時發生的操作；h)甲板類型：平臺甲板限制蒸汽煙霧的發生十分重要，評估事故發生的可能性時應考慮甲板結構是否敞開或者封閉，大多數平臺都處于溫和的海洋環境；i)海上設施位置：評估事故發生可能性應考慮與周圍平臺的臨近程度，例如強震動響應和拋射作用；j)其他因素：員工培訓的類型和頻率等。3.5事故發生可能性等級判斷原則事故發生的可能性分為三個級別：——低可能性：在平臺壽命期間內基本不可能發生并且在其他相似平臺從沒發生過的事故；-—中等可能性：在平臺壽命期間基本不會發生的，并且不滿足高可能性和低可能性要求的事故；——高可能性：在平臺壽命期間內有可能發生并且在其他相似平臺曾經發生過至少一次的事故。3.6事故影響等級判斷事故影響分為生命安全影響和環境安全影響。生命安全影響分為三個級別：——很嚴重：事故發生后可能會造成公共人員健康的損傷甚至生命的損失；——嚴重：事故發生后可能會造成個人的有限的嚴重受傷且對公共大眾沒有健康和安全的威脅；3GB/T40497—2021——不嚴重：事故發生后可能會造成個人的很小的受傷且對公共大眾沒有健康和環境安全影響分為三個級別：4火災載荷狀態量化設計原則4.2在進行火災載荷狀態量化之前應對下列內容進行定義：b)火災引發的熱浪對未保護及已保護的鋼結構單元的作用；c)溫度升高時鋼的屬性；d)消防系統的屬性。4.3火災的案情應在危險與可操作性分析階段進行定義，包括火災事故的類型、位置、幾何方位、強度等。4.4火災類型是對碳氫化合物具體的液體燃燒還是氣體噴射燃燒進行區分。4.5火災的位置和幾何方位明確了火源相對位置對結構鋼的作用，火災強度確定了火源放射出熱量的數量。5火災的結構響應評估原則5.1結構性響應評估是用來判斷現有的設計能否滿足一定的性能指標，宜使用下列組合方法對平臺的結構響應進行評估：——區域整體方法；——強度等級方法；--—韌性等級方法。5.2如果平臺不能滿足區域整體方法的性能指標的要求，則應進行強度等級分析，如果仍不能滿足強6火災緩解的原則火焰強度和控制火焰燃燒路徑的效果。關系應進行仔細的分析。4GB/T40497—20217爆炸載荷狀態量化原則7.1在風險評估階段明確了存在著爆炸的重大風險后，應將爆炸進行載荷形式量化表示方法轉換。7.2爆炸的案情應在危險與可操作性分析階段進行定義，包括爆炸案件的煙霧的尺寸、波及范圍、調查得到的火源的區域范圍。模塊中填充的數量、可用的通風的數量等。7.4爆炸載荷可分為四部分：——氧氣產品燃燒產生的急劇擴張造成的超壓；——空氣、天然氣或爆炸氣體流動穿過物體時產生的拖拉載荷；——與整個爆炸相比，只持續很短暫的振動載荷；——不同壓力載荷在同一時間壓力變化產生的全局響應載荷。7.5在計算爆炸載荷時主要依靠經驗模擬，物理現象模擬，氣體流動數學模型等方法來對爆炸載荷的沖擊影響進行綜合的判斷。8爆炸結構響應評估原則8.1結構響應評估能保證平臺的設計能夠符合相應的性能指標要求。8.2當計算爆炸載荷的結構響應時，載荷的持續性是很重要的，因為它決定了載荷是爆發的、動態的還是靜態的。典型碳氫化合物爆炸的持續性一般都會接近結構單元自身的自然周期，這稱之為動態分析。8.3爆炸載荷狀態的分析可以使用下列一種或幾種方法：——強度等級分析：通常都考慮的是高頻率發生事件，且不會使塑料制品產生物理形變；9爆炸緩解的設計原則9.1主要依靠以下幾種方法緩解爆炸的影響：——合理使用緊急隔離設備；——優化設備的布置；——準備充足的供應品和備品；——強化防爆墻；——隔離火源。9.2注意空氣的流通性，開放的空氣流通區域能夠在氣體釋放階段增加空氣的流通，稀釋可燃氣體的濃度，進而減少發生氣體爆炸的可能性。9.3格柵層或網格墻能夠提供開放性區域，減少爆炸超壓。如果通風孔離爆炸火源的距離比較遠，則網格墻的作用也是十分有限的。9.4當障礙物是均勻分布時通風孔是最有效的。對于相同的障礙率來說，許多小的障礙物情況下會比只有幾個大障礙物情況下產生更高的超壓。9.5爆炸減壓板和防爆墻的使用也能夠減少爆炸產生的影響。5GB/T40497—202110