Tűzbiztonság és a tengeri konténerek ellenálló képessége

A hajózási konténer tűzbiztonsága és tartóssága érdekes téma, amely sok ügyfelet tájékoztat, akik többnyire a hajózási konténert otthon, házikó, árusító stand stb. alternatívájaként fontolgatják.

Általában a tengeri, vasúti és tehergépkocsi-szállításra vonatkozó szabályok szerint a szállítótartály „szállítótartály”.

A beszállítóktól származó információk szerint a tengeri ISO-konténerekre vonatkozóan nincs kifejezetten a konténerek tűzbiztonságára vonatkozó dokumentáció. A gyárak vagy az ellenőrző cégek nem adtak ki ilyen dokumentációt. És amennyire tudjuk, ezt a hajózási konténer tűzvédelmi dokumentumot nem adják ki a hajózási konténerek szabványos dokumentumaként.

Kivételt képeznek az építési cellák, irodai konténerek, egészségügyi konténerek stb. Itt azonban más szabályok érvényesek, és ezeknek a konténereknek úgynevezett „megfelelőségi nyilatkozattal” kell rendelkezniük. Ez azonban nem vonatkozik a szállítási konténerekre.

Elvileg tehát elmondható, hogy a cortenacélból készült szállítótartályok bizonyos tűzállósággal rendelkeznek, mivel az acél – a fától eltérően – szervetlen anyag, és maga is nem gyúlékony. Az acélnak azonban nagy a hővezető képessége, és az acél belső szerkezete a hő hatására megváltozik, ami a teherbíró képesség és a rugalmasság elvesztéséhez vezet. A konkrét tűzállóság azonban számos tényezőtől függ, többek között a szerkezet típusától, a felhasznált anyagoktól és a bevonat típusától/sűrűségétől.

Amit senki sem vesz észre, az az, hogy ha egy ilyen sajátos tulajdonságokkal rendelkező konténer úgy van lezárva, ahogyan azt a szállításhoz tervezték (azaz zárt ajtókkal, ablakok, szellőzőnyílások stb. nélkül), és gyúlékony anyag van benne, amely valahogyan meggyullad (ahogyan ez például Enderbyben történt), akkor a konténer ellenállása és szilárdsága (bár nem szándékosan) elképzelhetetlen problémát okozhat tűz esetén. Egy zárt és erős, zárt konténer és egy faház között nagyon eltérő lesz a viselkedés egy benne keletkező tűz esetén… és ez a legfontosabb dolog, amire gondolni kell.

Mindig gondoljon a tűzbiztonságra!

Ez a cikk a nagyközönség tájékoztatása céljából készült.

Hogyan magyarázható a „tűzállóság” kifejezés?

A tűzállóság egy hasonló kifejezés, amely gyakran egy anyag azon képességét írja le, hogy olvadás vagy jelentős károsodás nélkül ellenálljon a magas hőmérsékletnek. Az acéltartályok ebben az értelemben tűzállóak, de nem elpusztíthatatlanok.

A tűzállóság a tartály általános tűzállósági képességére utal, beleértve a konstrukciót, az anyagot és a kialakítást. Bár a tengeri konténerek ellenállóak, nem teljesen tűzállóak, és károsodhatnak, ha hosszabb ideig intenzív hőnek vannak kitéve.

A szállítótartályok tűzvédelme és biztonsága magában foglalja a tűzveszély minimalizálását és a tűz terjedésének megakadályozását célzó intézkedéseket. Ez nem éghető anyagok használatával, a konstrukcióval, a konténerek elhelyezésével és a biztonsági protokollokkal érhető el.

A cikkben szereplő valamennyi információ kizárólag tájékoztató jellegű. Sokat kutattunk az interneten, ahol ezt a meglehetősen érdekes cikket is találtuk, lásd alább: Tűzoltóparancsnokok BC Szövetsége | www.fcabc.ca

Összefoglalva: ez az anyag nem pánikkeltésre szolgál. Ez egy tájékoztató cikk, amelynek célja, hogy aki nem arra használja a tárolóedényt, amire elsődlegesen szánták, mindig gondoljon a tűzbiztonságra. Ez azt jelenti, hogy az átalakítások stb. esetén be kell tartani a rendelkezéseket és az előírásokat. Gondoskodjon az elektromos vezetékek ellenőrzéséről, gondoskodjon arról, hogy a konténerben szükséges módosításokat végezzenek (például a szerkezet gyengítésével – ablakok, ajtók, szellőzőnyílások stb. hozzáadásával) abban az esetben, ha tűz keletkezik benne, és a tárolt anyagot úgy tárolja, ahogyan azt tárolni kell.

A tűzbiztonságot szem előtt kell tartani…

mi történt a múltban?

Az Enderby Önkéntes Tűzoltóság kapitányának, Daniel Botkinnak a 2011-ben bekövetkezett halála, amely szolgálat közben történt, a tűzoltók számára a hajózási konténerek tűzveszélyéről szóló figyelmeztetés volt.

Ebben az esetben megállapították, hogy a szállítótartály tűznek való kitettsége és a kis mennyiségű gyúlékony folyadék jelenléte alacsony sebességű belső robbanáshoz vezetett, amely felrobbantotta a tartály ajtaját. Az egyik ilyen ajtó ezt követően eltalálta Botkin tűzoltókapitányt, aki a helyszínen meghalt.

2013 áprilisában Saanichban felrobbant egy szállítókonténerben tárolt szivárgó grilltartály, és az egész szállítókonténer megsemmisült. Az esemény során a konténer egyes részei 274 méter magasra zuhantak, a falak pedig kilapultak. Szerencsére senki sem sérült meg súlyosan ebben az eseményben.

Ezért a lakosság és a tűzoltók hasonló sérüléseinek megelőzése érdekében tűzbiztonságra van szükség:

– tájékoztatást nyújtanak a szállítótartályok tűzvédelmi veszélyeiről

– a hajózási konténerek biztonságos használata ideiglenes épületként vagy állandó lakhatásként

– szabályozza a szállítókonténerekben tárolt anyagokat

– tájékoztatást és iránymutatást nyújtanak arról, hogy a szállítótartályok hogyan alakíthatók át, hogy biztonságosabbá és

– a tűzoltóság által a hajózási konténerépületekben keletkező tüzek esetén alkalmazható eljárások kidolgozása.

Ez a cikk információkat és ajánlásokat tartalmaz a szállítókonténerek tűzbiztonságának javítására vonatkozóan.

Általános információk a szállítótartályokról

Több mint 16 millió hajózási konténert használnak áruk és anyagok szállítására hajókon, vonatokon és teherautókon. Ezekből a konténerekből évente több millió válik feleslegessé, és épületekké vagy szerkezetekké alakítják át őket újrafelhasználás céljából.

Ezek a többletkonténerek acélszerkezetűek, és 1,5 m és 16 m (5 és 53 láb hosszú) közötti méretűek. A konténerek szabványos 2,4 m (8 láb) szélesek és 2,6 m (8,5 láb) magasak, egy vagy több oldalon acél ajtóval.

Egyes szállítótartályok felső végén kis szellőzőrácsok vannak, amelyek a környezeti levegő hőmérsékletének változásából (±20-30⁰C) adódó légnyomás kiegyenlítésére szolgálnak.

Ezek a szellőzőrácsok az acél falon átvezető nyílások, amelyeket fém vagy műanyag külső borítás fed. A rácsok a tartály méretétől függően 2, 4 vagy 6 ilyen rácskészlettel rendelkeznek.

A szabványos konténereket úgy tervezték, hogy 6-9 konténer magasan egymásra lehessen rakni, és 32 205 kg súlyt tudjanak szállítani. Az oldalfalakat úgy tervezték, hogy a megengedett terhelés 60%-áig ellenálljanak a csúszóterhelésnek. Az elülső falat és az ajtót úgy kell kialakítani, hogy a megengedett terhelés 40 %-ának ellenálljon.

Ennek eredményeképpen ezek a tartályok képesek arra, hogy a belső nyomás a katasztrofális meghibásodásig növekedjen.

A hajózási konténerek lopásbiztossá és szerkezetileg szilárddá tevő tulajdonságai egyben tűzbiztonsági kockázatot is jelentenek, hacsak nem szabályozzák, gyengítik és óvatosan közelítik meg őket tűz esetén.

Az Enderby Lodd-i események összefoglalása

2011. december 29-én 3:51-kor a 911-es segélyhívó számon bejelentés érkezett egy tűzről egy faépületben Enderby BC-ben.

04: 01-kor az első tűzoltóautó és 15 tűzoltó (köztük a tűzoltóparancsnok-helyettes és 4 tűzoltó százados) érkezett a helyszínre két szivattyúval és egy mentőautóval együtt. A tűz nyilvánvalóan egy moduláris pótkocsiban keletkezett, és átterjedt egy nagy gyártócsarnokra. Arra az épületre, ahol a rönkszerkezeteket szerelték össze.

A gyártóépületben keletkezett tűz egy 2,4 m széles, 2,6 m magas és 12 m hosszú hajózási konténert tett szabaddá a gyártóépület tetővel fedett melléképülete alatt, amely az épülettől mintegy 2 m-re helyezkedett el. A tűz során többször füst tört fel a szintezőnyílásokból és a túlhevült ajtótömítésekből. A konténerre vagy annak felületére vizet irányítottak.

Körülbelül 5:05-kor egy tűzoltó százados felmászott a konténer tetejére, hogy eloltsa a gyártóépületben keletkezett tüzet. Bár a százados a konténer tetején volt, az nem volt forró.

Az esemény parancsnoka aggódott a gyártóépület esetleges szerkezeti meghibásodása miatt, és a tűzoltókat eltávolította az építménytől és a hajózási konténertől. A művelet az oltási fázisba lépett.

A tudatlanság végzetes hibát okozott

05:15-kor egy konténer felrobbant és:

• a szállítótartályegyik oldala a tetővonal mentén teljes hosszában elszakadt.
• a tető a gyártóépület mentén felfelé hajlott.
• a tartály falai és végei kifelé hajlottak
• mindkét fém ajtó 113 kg súlyú volt.

Az egyik ajtó eltalálta Botkin tűzoltókapitányt, és a konténertől 41 méterre délnyugatra landolt. A másik ajtó a konténertől 54 méterre, északnyugatra találták meg. Botkin tűzoltó százados a helyszínen meghalt.

A tűzbiztonság betartása elengedhetetlen!

Különböző vizsgálati jelentések szerint a robbanást 1/2 liter és 1,5 liter közötti mennyiségben két láncfűrészből származó benzin/olaj és 1/2 liter metilhidrát okozta. A szemtanúk szerint a tűz 45-55 perccel a robbanás előtt érte el a konténert. Az egyik tűzoltóparancsnok 10 perccel a robbanás előtt a hajózási konténer tetején tartózkodott, és egy tömlőt irányított a gyártóépület tüzéhez. Ekkor a tűzoltóparancsnok nem találta melegnek az acélszerkezet tetejét.

Veszélytudatosság és előírások – Tűzbiztonság

A szállítási konténerek nem jelentenek biztonsági kockázatot, ha különféle áruk és anyagok, köztük veszélyes áruk közúti, vasúti és hajózási szállítására használják őket. Ha épületként vagy építményként használják őket, akkor nem társítunk hozzájuk tűzbiztonsági kockázatot. Az Enderbyben és a Saanichban történt incidens azonban két példa arra, hogy milyen tűzbiztonsági kockázatot jelenthetnek.

Példák a kockázatokra ott találhatók, ahol a hajózási konténereket a következőkre használják:

• tűzijátékok tárolása,
• gyúlékony gázok és folyadékok tárolása az építkezéseken,
• elsősegélynyújtó épületek az építkezéseken (fertőtlenítő alkohollal vagy oxigénpalackokkal),
• építési irodaként használják,
• hobbisták használják a vadászlövedékek újratöltésére,
• építkezéseken elektromos helyiségekként vagy elektromos szekrényekként való használat (az ívvillanás veszélyével együtt),
• A felhasználási lehetőségeknek csak a felhasználó képzelete szab határt…

A fő ok, amiért a hajózási konténereket ideiglenes vagy állandó szerkezetként használják, az alacsony beszerzési ár. Nem kell összeszerelni őket, időjárásállóak, szerkezetileg szilárdak, zárt konténerek és biztonságosak a lopás ellen.

Ezek a konténerek nem minősülnek épületnek vagy építménynek, ezért nem felelnek meg az építési és tűzvédelmi engedélyek követelményeinek. Az Egyesült Államokban számos állam és város hozott létre olyan tervezési vagy építési szabályzatot, amely szabályozza e konténerek használatát.

A szállítótartályok tűzbiztonságának szabályozása érdekében minden államnak külön jogi eljárásokat és lépéseket kell bevezetnie. Ennek célja a hasonló, gyakran tudatlanságból eredő incidensek megelőzése.

Megelőzés – Hogyan lehet megelőzni a hasonló eseményeket, amelyek megtörténtek…

A hajókon keletkező tűz hatásainak mérséklésére és a konténerek tűzbiztonságának biztosítására irányuló stratégiák kulcselemei a következők:

SZABÁLYOZÁS ÉS MEGFELELŐ HASZNÁLAT

Amint fentebb említettük, alapvető fontosságú annak szabályozása, hogy mire használják a szállítótartályokat, milyen tartalmakat lehet biztonságosan tárolni a szállítótartályokban, és hogy a szállítótartályok jelentenek-e potenciális tűzveszélyt, vagy okozhatnak-e tűzveszélyt a helyszínen lévő kritikus szerkezetekre vagy hozzáférési pontokra.

A SZERKEZET GYENGÍTÉSE A TŰZBIZTONSÁG ÉRDEKÉBEN

Gyengítse meg a szállítótartályokat, hogy megakadályozza a tartályokban lévő nagy nyomást, amely meghaladná a tartályok szakítószilárdságát. A mai szabványos szállítmányozási konténerek nagyon erős konstrukciójúak, hogy ellenálljanak a hajókon, teherautókon és vonatokon történő rakodás, csavarodás és leejtés okozta terheléseknek és erőknek.

Ezek a konténerek is erősen megépítettek, hogy megakadályozzák a tartalmuk ellopását. A konténerek gyengíthetők a falfelület 25%-át meghaladó robbantópanelek beépítésével, a végajtók könnyű falra cserélésével, hagyományos ajtók és ablakok beépítésével az oldalakba… Az, hogy egy konténert milyen mértékben kell gyengíteni, mindig a konténer konkrét felhasználásától függ. Ha veszélyes árukat kell tárolni a konténerekben, akkor speciálisan erre a célra tervezett könnyűszerkezetes paneleket kell előírnia egy szakmérnöknek. Kis felső és alsó szellőzőnyílásokkal lehet a konténereket alacsonyan némileg meggyengíteni és a konténer szellőzését biztosítani.

A SZÁLLÍTÓTARTÁLY SZELLŐZÉSE

Az Enderbyben történt incidens egyik kulcskérdése az volt, hogy nem voltak nyomok arra vonatkozóan, hogy mi történt a konténerben. A tűzoltók nem voltak teljesen tisztában azzal, hogy a hajózási konténer belseje egyre nagyobb. A konténer ellentétes végein lévő felső és alsó szintű nyílások rögzítése megmutathatta volna, hogy a füst kiszorul a konténerből, és hogy a konténer belsejében nem biztonságos körülmények alakulnak ki. Ez az információ lehetővé tehette volna számukra, hogy taktikát változtassanak.

TŰZBIZTONSÁG

A tűzoltóságoknak fontolóra kell venniük olyan szabványos működési eljárások létrehozását, amelyek az események méretezésére, a forró és kizáró zónákra, valamint a tűztámadás tervezésére vonatkoznak. A következő cikkekben a tengeri konténertüzekre vonatkozó tipikus szabványos műveleti eljárás kereteit mutatjuk be.

Kapcsolódó cikkek, amelyeket a témával kapcsolatban készítünk Önnek: A hajózási konténerek tárolóépületként való használatára vonatkozó minimumkövetelmények.

Az Enderbyben történt események elemzése

A WorksafeBC és a Tűzügyi Biztos Hivatala jelentései azonosítottak bizonyos tüzelőanyagokat, amelyek szerepet játszhattak az Enderbyben történt incidensben, de nehezen tudták azonosítani a gyújtási forgatókönyvet. Az NFPA tanácsadója segített arra a következtetésre jutni, hogy „kis mennyiségű detonáció” történt.

HELYZETFELMÉRÉS

Az áruk és anyagok eredeti szállítási céljára használt szállítótartályokra vonatkozó ISO tervezési szabványokról némi információ áll rendelkezésre. Ezek a szabványok a konténerek üzemeltetési körülményeinek megfelelően változnak. A régebbi konténerekben kevesebb szellőzőnyílás volt a levegő kiegyenlítésére, mint az újabb konténerekben, és a hajózási konténerek mérettartománya is megnőtt.

Az egyetlen dokumentum, amelyet a hajózási konténerek tűzvizsgálatáról találtak, az Egyesült Államok parti őrségének 1977-es jelentése, „Fire Performance of Intermodal Shipping Containers” (Intermodális hajózási konténerek tűzvédelmi teljesítménye). Ez a vizsgálat a konténertüzek és a hajózási konténereket érintő expozíciós tüzek hatásait vizsgálta. A belső tesztelés során a konténer belsejében lévő fából készült bölcsőtüzet vizsgáltak, amely elszenesedett vagy elhasználta a belső oxigént, mielőtt az összes fa el tudott volna égni.

A légkompenzáló szellőzőnyílások nem voltak hatással a vizsgálati eredményekre. A második expozíciós tesztek során 65𝑚2 tüzet tettek ki a kiömlött JP5-nek, melyeket egyes és egymásra helyezett tartályoknak tettek ki. Ezek a vizsgálatok azt mutatták, hogy a belső hőmérséklet 4-9 perc alatt elérte a 230 °C-ot. A következtetés az volt, hogy 5 percen belül fennállt az A osztályú anyagok „meggyulladásának vagy elszenesedésének” lehetősége.

ÜZEMANYAGOK

Általában arra a következtetésre jutottak, hogy 500 milliliter metil-hidrát (metanol) vagy körülbelül egy liter benzin, illetve a két üzemanyag kombinációja volt a kiindulási anyag. A következő táblázatokban a metanol és a benzin, valamint összehasonlításképpen a propán és a hidrogén tulajdonságairól találhatók információk:

A táblázatból néhány kulcsfontosságú információ az, hogy melegítéskor a metanolgőz emelkedhet, a benzingőz pedig alacsony marad, a metanol öngyulladási hőmérséklete (AIT) lényegesen magasabb, mint a benziné. A gyúlékonysági tartományok közel vannak egymáshoz, és a benzin égési energiája lényegesen nagyobb, mint a metanolé.

A szállítótartály mennyezeténél a hőmérséklet is magasabb lesz, mint a padlónál, ami alacsonyabb minimális gyulladási energiát eredményez. Például az etanol minimális gyulladási energiája (MIE) 250°C-on 0,40 mJ, de 100°C-on az MIE 0,21 mJ.

GYÚJTÓFORRÁSOK

A gyújtóforrást a legnehezebb meghatározni. Bár voltak olyan információk, amelyek szerint a konténerépület termelési oldala közvetlen lángnak volt kitéve, amely az acélt a tüzelőanyagok gyulladási hőmérséklete fölé melegíthette, az egyik tűzoltóparancsnok 10 perccel a robbanás előtt a konténer tetején tartózkodott, és azt állította, hogy a tető nem volt forró. A jelentésben szereplő egyik legfontosabb hőmérsékletmutató az, hogy a hajózási konténergyártó épület oldalfalán két láncfűrész lógott, és hogy a műanyag gáztartályok megolvadtak. A láncfűrész gyártója arról tájékoztatta a WorksafeBC-t, hogy a láncfűrész műanyagjának olvadási hőmérséklete körülbelül 200°C. Ez azt jelentené, hogy a kiömlött vagy felforralt benzin legalább 200°C-os hőmérsékletnek volt kitéve, a benzin AIT értéke pedig 232°C.

Az amerikai parti őrség által végzett expozíciós tesztek azt mutatták, hogy a konténer mennyezetének hőmérséklete 2 m magasságban körülbelül 360 °C volt a próbatűz kezdetétől számított 6 percen belül. Szemtanúk szerint a lángok 45-55 percig korbácsoltak a konténer oldalán. Így a tűzvizsgálatok alapján arra lehetett következtetni, hogy a hőmérséklet azon a területen, ahol a láncfűrészek voltak (és ahonnan benzin távozott), legalább 200°C vagy ennél lényegesen magasabb lehetett. Ezután fel lehetett tételezni, hogy ez a terület a tartályon belül sugárzás, vezetés és konvekció révén a benzin és esetleg a metanol öngyulladási hőmérsékleténél magasabb hőmérsékletre melegedett.

A TARTÁLY JELLEMZŐI

Az amerikai parti őrség tűzvizsgálatai alapvető információkat nyújtanak a hajózási konténertüzek jellemzőiről, azonban nem nyújtanak érdemi információt az erősségről és a szellőzésről. A falak szilárdságának konzervatív becslését a közzétett falterhelési információk alapján végezték el, és ezek a számítások azt határozták meg, hogy a falak folyáshatára 7,0 kPa (1,0 psi), a szakítószilárdság pedig 8,4 kPa (1,22 psi) lenne. Ez az érték alacsonyabb, mint a durva becslés, de hasznos a robbanásgátló panelek területének meghatározásához.

A légkompenzációs szellőzőnyílásokat úgy tervezték, hogy a tartály károsodása nélkül megbirkózzon az éghajlati hőmérséklet-változásokkal. Ha nem szerelik be, a kis hőmérsékletváltozások drámaian megnövelhetik a tartályon belüli belső nyomást. Az ideális gáztörvényt alkalmazva, és feltételezve, hogy a tartály nem szellőztetett, a következő nyomásnövekedések következhetnek be:

Ezek a szellőzőnyílások tűz esetén nem képesek elég gyorsan eltávolítani a nyomást, mivel a szellőzőnyílások egy tipikus hajózási konténer fal- és tetőfelületének mindössze 0,0079%-át teszik ki.

SZELLŐZTETÉSI FORGATÓKÖNYVEK

Annak érdekében, hogy elkerülhető legyen a szállítótartályok felszakadása és az Enderbyhez hasonló eset hasonló üzemanyagokkal, a számításokat az NFPA 68-2012 szabványnak megfelelően végezték el. A következő táblázat a különböző üzemanyagok esetében a 12 m hosszú szabványos konténerekhez szükséges felszakadó szellőzőnyílás területét mutatja:

Ezek a szellőzőterületek csak összehasonlítási célokat szolgálnak, mivel a tartály szilárdságának számításánál a kulcstényező csak egy durva számítás.

A legfontosabb következtetés az, hogy még nagyon kis mennyiségű, nem szabályozott mennyiségű gyúlékony folyadék vagy gyúlékony gáz is okozhat kis energiájú robbanást és a szállítótartály megrepedését.

KÖVETKEZTETÉS – TŰZBIZTONSÁG

A lakosság és a tűzoltók sérüléseinek megelőzése érdekében a következőkön kell dolgoznunk:

• a szállítótartály tűzvédelmi kockázataira vonatkozó információk,
• Nemzeti, tartományi és helyi kormányzati szabályozás létrehozása a hajózási konténerek ideiglenes épületként és szerkezetként való használatára vonatkozóan,
• szabályozza a szállítókonténerekben tárolt anyagokat,
• tájékoztatást nyújtanak arról, hogyan lehet a szállítási konténereket biztonságosabbá alakítani
• olyan műveleti eljárásokat biztosít, amelyeket a tűzoltók a hajózási konténertüzek biztonságos kezeléséhez használhatnak.