Oversikt over ulike typer brannbeskyttelse. anvendelsesområder

Transkript

1 Oversikt over ulike typer brannbeskyttelse og deres anvendelsesområder Ulf Danielsen, SINTEF NBL 1

2 Passiv brannbeskyttelse... Her omtaler vi ALLE materialer til brannbeskyttelse som passiv brannbeskyttelse (i motsetning til aktiv beskyttelse i form av f.eks. slokkeanlegg) I standardsammenheng skilles gjerne mellom passive og reaktive materialer: Reactive materials: specifically formulated to provide a chemical reaction upon heating such that their physical form changes and in so doing provide fire protection by thermal insulative and cooling effects. Passive fire protection materials: Materials which do not change their physical form on heating, providing protection by virtue of their physical or thermal properties. They may include materials containing water which, on heating evaporates to produce cooling effects. 2

3 TEMA Typer PBB Litt om virkemåter Branntesting kriterier dokumentasjon - begrensninger Problemstillinger ved valg av PBB Utfordringer Jet brann høy intensitet brann dokumentasjon Vurderinger basert på testing av jetbrann beskyttelse 3

4 PBB dekker følgende situasjoner 4

5 PASSIV BRANNBESKYTTELSE Ubrennbare plater kalsium silikat plater Mineralull (matter og plater) AES fiber (matter og plater) Intumescerende materialer (sprøytematerialer) Sementbaserte materialer (plater og sprøytematerialer) Plastmaterialer (skum, pakkbiter) Foamglass Microporous materialer Kombinasjoner av ulike materialer med forskjellige egenskaper Nanoporous aerogels? (Pyrogel AR6350 fra Aspen Aerogels) 5

6 Virkemåte for passiv brannbeskyttelse Varmeoverføring: Ledning Stråling Konveksjon Stillestående luft isolerer Varmekapasitet - endoterme egenskaper 6

7 Epoxy intumescent PFP systems how they work 7

8 BRANNTEST STANDARDER IMO FTP Codes Divisions Resolution A.754 (18) Smoke & toxicity Surface flammability ISO 834 EN-standarder HSE/NPD OTI Jet fire test procedure (snart ISO-standard) 8

9 TIME- TEMPERATURE KURVER Temperatur [ C] Eksponeringskurver i branntester: 1 : HC-curve (EN , ISO 834-3) 2 : Standard brann (ISO 834-1,EN , IMO Res. A.754(18) [minutter] 9

10 Heat flux vs. black body temperature kw/m 2 tilsvarer 1175 o C kw/m Temperature [ C] 10

11 Kriterier for sertifisering Kriterier for skillende konstruksjoner: isolasjon ( T avg = 140 o C, T max =180 o C) integritet (flammer, varme gasser, åpninger) stabilitet (bærende last, max. temperatur i stål/aluminium) Kriterier for bærende konstruksjoner Kun stabilitet er relevant (kritisk temperatur i stål/aluminium) Klassifiseringer B-klasse: B-0/B-15/B-30 A-klasse: A-0/A-30/A-60 H-klasse: H-0/H-60/H-120 J- klasse: Finnes ikke! (R,E,I etter EN-systemet) 11

12 Gjennomføringer (rør og kabel) Testes i skott/dekker Sertifikat betyr ikke generell godkjennelse Kun et utvalg testes (single vs. multi?) Fra hvilken side kommer brannen? Dimensjoner kabel/rør - fyllingsgrad? Utvidelse av rør? Gjennomføringer i A-0 og H-0 skiller? 12

13 BRANNBESKYTTELSE - relevante problemstillinger Mange typer materialer - ulik anvendelse Beskyttelsessystem vs. branntest? Beskyttelsessystem vs. virkelig brann? (maks. temp.) Virkelig størrelse vs. hva er branntestet? (skalering) Holdbarhet over tid? (korrosjon, aldring, værpåkjenning) Kontroll av utførelse? 13

14 UTFORDRINGER: 14

15 BÆRENDE KONSTRUKSJONER Heat bridging? 3-sidig/4-sidig eksponering? Dimensjoner? 15

16 Jetbrann testmetoder Første verifikasjonstester utført av motstand mot jetbrann utført av Shell og British Gas (ca ) Jetbranntesting ved Spadeadam: 3 kg/sek Metangass 16

17 Jetbrann testmetoder Laboratorieskala test Jetbranntesting iht OTI : 0,3 kg/sek propan 17

18 Jetbrann testmetoder Laboratorieskala test (utendørs testrigg) Jetbranntesting iht OTI : 0,3-0,6 kg/sek propan Større prøvestykker Trykksatt utstyr kan testes Kan kjøre til rørbrudd Kan kjøre high intensity (opp til 350 kw/m 2 ) 18

19 Jetbrann: Dokumentasjon ved test Norsok (S-001N): : definerer jetbrann med en varmefluks 250 kw/m 2, brannprøving iht. OTI Funksjonskravet: for brannbeskyttelsen (definert i ODs regelverk og Norsok) er at sikkerhetskritisk utstyr skal fungere i den tid som er nødvendig. Akseptkriterier : Temperaturkrav? Rør? Ventiler? Aktuatorer? 19

20 ISO-standarder på vei... ISO/DIS : Determination of the resistance to jet fires of passive fire protection materials. Part 1: General requirements. ISO/CD : (Discussion document) Determination of the resistance to jet fires of passive fire protection materials. Part 2: Validation, interpretation and classification methods. 20

21 NORSOK R-004 Ed. 3, August Class 5 Fire protection The purpose is to reduce the heat input and limit the temperature to an acceptable level on piping, vessels and equipment in a specified fire scenario. Required insulation thickness, and combination of insulating materials, shall be calculated based on relevant fire testing... If the fire scenario includes different exposures (e.g. jet-fire and hydrocarbon-fire) the most stringent fire conditions shall be used for selecting/calculating the fire protection solution. Selected fire protection system (including any removable jackets or boxes) shall be tested and properly documented in accordance with ISO 834, IMO Resolution A.754(18) and OTI Fire testing of pipe insulation, boxes and removable jackets shall ensure that all important design details are covered and certified, i.e inspection hatches, drains, joints and section overlaps. 21

22 Grunnlag for diskusjon geometri (og masse) på det beskyttede objektet i forhold til testobjekt, eventuelle gjennomstikkende detaljer, kritiske temperaturer, varighet og intensitet av jetbranneksponeringen funksjon av beskyttet komponent i test 22

23 T s JETBRANN VURDERINGER? 8 /6,3mm stålrør Ventil o C Ventil 2 T 1 T 2 T o t 1 t 2 Tid 23

24 Erfaringer fra jet brann tester Det meste kan testes inne eller ute Vurderinger av testresultater kan (må) gjøres Funksjon kan testes samtidig med brann Trykksatte rør og ventiler Åpne/lukke-sekvenser for ventiler Spenningsatte kabler Viktige punkter: Utvendig kapsling kontinuitet i erosjonsbeskyttelse Låsemekanismer, strammebånd, mothold Oppbygging av isolasjon Varighet isolasjon av supporteringsrør 24