Part 1 ：术语和定义
防火涂料的定义：
GB 14907-2018 《钢结构防火涂料》第3.1条款：钢结构防火涂料施涂于建（构）筑物钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。
耐火极限的定义：
GB 50016-2014（2018）《建筑设计防火规范》第2.1.10条款：在标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受到火的作用时起，至失去承载能力、完整性或隔热性时止所用时间，用小时表示。
Part 2 ：设备耐火保护的设计
GB 50160-2008（2018版）《石油化工企业设计防火标准》
第5.6.1条款：下列承重钢结构，应采取耐火保护措施：
1 单个容积等于或大于5m3的甲、乙A类液体设备的承重钢构架、支架、裙座；
2 在爆炸危险区范围内，且毒性为极度和高度危害的物料设备的承重钢构架、支架、裙座；
3 操作温度等于或高于自燃点的单个容积等于或大于5m3的乙B、丙类液体设备承重钢构架、支架、裙座；
4 加热炉炉底钢支架；
5 在爆炸危险区范围内的钢管架；跨越装置区、罐区消防车道的钢管架；
6 在爆炸危险区范围内的高径比等于或大于8 ，且总重量等于或大于25t的非可燃介质设备的承重钢构架、支架和裙座。
第5.6.2条款：本标准第5.6.1条所述的承重钢结构的下列部位应覆盖耐火层，覆盖耐火层的钢构件，其耐火极限不应低于2h。
1 支承设备钢构架；
2 支承设备钢支架；
▲图1：钢裙座覆盖耐火层设计。
GB 51249-2017 《建筑钢结构防火技术规范》
第4.1.3条款：钢结构采用喷涂防火涂料保护时，应符合下列规定：
1 室内隐蔽构件，宜选用非膨胀型防火涂料；
2 设计耐火极限大于1.50h的构件，不宜选用膨胀型防火涂料；
3 室外、半室外钢结构采用膨胀型防火涂料时，应选用符合环境对其性能要求的产品；
4 非膨胀型防火涂料涂层的厚度不应小于10mm；
5 防火涂料与防腐涂料应相容、匹配。
通过标准我们可以看出，以下设备需采取耐火保护措施：
1、在爆炸危险区域内毒性为极度和高度危害的物料及容积≥5m3的甲、乙A设备的承重钢构架、支架、裙座应设计耐火极限不应低于2h的耐火保护，直径＜1.2m的设备裙座内不需要做耐火保护；
2、在爆炸危险区域内容积≥5m3且操作温度等于或高于自燃点的乙B、丙类液体设备承重钢构架、支架、裙座应设计耐火极限不应低于2h的耐火保护；
3、在爆炸危险区范围内的高径比等于或大于8 ，且总重量等于或大于25t的非可燃介质设备的承重钢构架、支架和裙座应设计耐火极限不应低于2h的耐火保护；
4、加热炉炉底钢支架应设计耐火极限不应低于2h的耐火保护（自炉底板下50mm开始至钢支架底板）；
5、在爆炸危险区范围内的钢管架、跨越装置区、罐区消防车道的钢管架应设计耐火保护；
Part 3 ：设备耐火保护典型问题及风险分析
专家发现，塔类、炉类设备耐火保护均存在不同程度的问题：
设备裙座内未设计耐火保护措施；
设备裙座防火涂料耐火极限设计不足；
加热炉钢支架未设计耐火保护措施。
具体问题如下：
问题1：低温甲醇洗单元C-22004热再生塔裙座内未设计耐火保护措施。
▲图2：C-22004热再生塔设备数据表。
由图2可以看出，热再生塔内介质为甲醇，属甲类液体，容积为376m3，直径4.8m，设备裙座外设计保温层，但裙座内未设计耐火保护措施。
以上问题违反以下规范要求：
GB 50160-2008（2018版）《石油化工企业设计防火标准》
第5.6.1.1条款：单个容积等于或大于5m3的甲、乙A类液体设备的承重钢构架、支架、裙座应采取耐火保护措施。
第5.6.2.3条款：钢裙座外侧未保温部分及直径大于1.2m的裙座内侧应覆盖耐火层。
以上问题存在以下风险：
在火灾发生时，设备裙座通常会受到高温影响。钢材在高温下力学性能会显著下降，如果裙座内部未喷涂防火涂料，在火灾高温下，裙座钢材的承载能力会快速降低，难以支撑设备的重量，裙座在高温作用下容易发生变形。当温度持续升高且超过钢材的承受极限时，裙座可能会出现局部扭曲、弯曲甚至整体坍塌。这不仅会导致设备损坏，还可能引发次生灾害，如设备内的物料泄漏等。
以上问题违反以下要求：
GB 50160-2008（2018版）《石油化工企业设计防火标准》第5.6.1.4、5.6.2.2条款：加热炉炉底钢支架应设计耐火极限不低于2h的耐火保护。
GB 50160-2008（2018版）《石油化工企业设计防火标准》条文说明第5.6.1条款：无耐火保护层的钢柱，其构件的耐火极限只有0.25h左右，在火灾中很容易丧失强度而坍塌。
以上问题存在以下风险：
加热炉一旦发生火灾，炉底钢支架若没有耐火保护，在高温影响下易发生变形、扭曲甚至坍塌，引起燃料气管线泄漏，导致事故进一步扩大。
▲图4：C-613005热再生塔设备数据表。
C-613005热再生塔设备直径φ4800mm，介质为甲醇，属甲类液体，容积为576m3，设备裙座外设计保温层，裙座内设计耐火极限不低于1.5小时的防火层。
以上问题违反以下规范要求：
GB 50160-2008（2018版）《石油化工企业设计防火标准》第5.6.2.3条款：直径大于1.2m的裙座内侧应覆盖耐火层，覆盖耐火层的钢构件，其耐火极限不应低于2h。
以上问题存在以下风险：
在塔类设备中，裙座防火设计不足风险极大。一旦裙座因耐火极限不够在火灾中受损，无法支撑塔体，塔体就会倾斜、倒塌，进而引发物料泄漏，若物料可燃，遇火源会引发大面积火灾，混合气还有爆炸危险，产生的冲击波严重威胁人员、设备和建筑安全，缩短应急抢险时间。
耐火极限1.5h和2h的防火涂料的差异：
根据GB 51249-2017 《建筑钢结构防火技术规范》第4.1.3条款要求，耐火极限小于1.5h时可以选用膨胀型防火涂料，耐火极限大于1.5h时宜选用非膨胀型防火涂料。
GB14907-2018《钢结构防护涂料》第4.1.4条款：
a）膨胀型钢结构防火涂料：涂层在高温时膨胀发泡，形成耐火隔热保护层的钢结构防火涂料；
b）非膨胀型钢结构防火涂料：涂层在高温时不膨胀发泡，其自身成为耐火隔热保护层的钢结构防火涂料。
▲图5：膨胀型与非膨胀型防火涂料对比。
膨胀型防火涂料表面形态：光滑平整，类似普通油漆。
▲图6：膨胀型防火涂料现场施工效果图。
非膨胀型防火涂料表面形态：粗糙颗粒感，类似水泥砂浆。
▲图7：非膨胀型防火涂料现场施工效果图。
Part 4 ：原因分析及建议措施
以上问题的背后原因：设计院设备专业未明确设备的耐火保护设计，对相关标准要求内化不足，产生设计漏项、错项。企业专业技术人员对设备耐火保护设计标准不清楚，图纸审核阶段未提出整改建议。
相关法规标准依据，请登录中国化学品安全协会“化学品安全法规标准信息平台”（https://law.chemicalsafety.org.cn/），或点击“阅读原文”查询。
来源：合木科技
中国化学品安全协会
编辑：佑安
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