Nestepalojen rakenteellisen torjunnan suunnittelu (PASU-projekti)
Myllymäki, Mikko (2017)
Diplomityö
Myllymäki, Mikko
2017
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2017101750119
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2017101750119
Tiivistelmä
Diplomityössä oli tavoitteena suunnitella rakenteellinen ratkaisu nestepalojen sammuttamiseen. Sammutusratkaisu ei perustu kemiallisen lisäaineen tai mekaanisen systeemin toimintaan. Nestepalojen rakenteellinen sammutus perustuu paloreaktion itse luomiin palamiselle epäedullisiin oloihin palonsuojarakenteen alla.
Palonsuojarakenne koostuu palonsuojakasetista, sekä sen päälle tulevasta liukuturvaritilästä. Liukuturvaritilän tarkoitus on toimia nykystandardin mukaisena työskentely-, ja kulkutasona sekä ottaa vastaan palonsuojarakenteeseen kohdistuneet kuormitukset lumikuormaa lukuun ottamatta. Palonsuojakasetin tehtävänä on toimia nesteen ohjurina ja palon tukahduttimena. Palonsuojamoduuli (liukuturvaritilä + palonsuojakasetti) tuetaan teräspalkeista kootun runkorakenteen päälle, jonka tarkoitus on toimia kantavana rakenteena.
Tutkielmassa keskityttiin tutkimaan aluksi palonsuojarakenteen toimivuutta muuntajaöljyllä. Tutkimus toteutettiin kirjallisuuskatsauksen, laskennan sekä palotestien avulla. Tutkimuksessa toteutettiin virtaus-, lujuus-, pyro- ja korroosiolaskentaa. Palotesteissä simuloitiin öljysäiliön repeämästä aiheutuvaa öljypaloa kaatamalla palavaa öljyä palonsuojarakenteen päälle.
Diplomityössä esille tullut palonsuojarakenne toimii suunnitellulla tavalla ja sammuttaa öljypalon päältään 6,5 sekunnissa tai nopeammin. Palonsuojarakenne toimii myös standardin mukaisena työskentely- ja kulkutasona, kestää 5 kN / m2 hyötykuormaa, sekä Suomen alueella esiintyviä lumikuormia. Palonsuojarakenne on suojattu korroosiota vastaan ja sen pinnoite kestää 20–60 vuotta.
Jotta palonsuojarakenteen toimivuus muille aineille kuin muuntajaöljylle voitaisiin varmistaa, on laskentaa laajennettava sekä toteutettava uusia testejä. Tuotteelle on haettu patenttia. The goal of this master’s thesis was to design a structural solution to extinguishing liquid fires. The extinguishing structure doesn’t rely on any chemical additive or mechanical system. The structural extinguishing of liquid fires is based upon unfavourable conditions for burning reaction under the fire protection disc, created by the fire itself.
The fire extinguishing structure is constructed of a fire protection disk and a non-slip grating that is installed on top of it. The purpose of the non-slip grating is to act as a working platform and a walkway that is compatible with modern standard and to receive all loads subjected to fire protection structure except for snow loads. The purpose of the fire protection disk is to guide the liquids that come to contact with it and to act as a flame retarder. The fire extinguishing structure is built on a load-bearing frame made of steel-girders.
The effectiveness of the fire extinguishing capabilities of fire extinguishing structure were first studied using transformer oil. The study was conducted via literature check, calculations and testing. The calculations included strength, fire, corrosion and liquid flow calculations. In the tests a rupture of an oil tank was simulated by pouring burning oil upon fire extinguishing structure.
The fire protection structure that emerged in this master’s thesis works functions as planned and extinguishes visible flames on top of the structure in 6,5 seconds or less. The fire protection structure also acts as a working platform and a walkway that is compatible with modern standard and is capable to withstand a load of 5 kN / m2 and snow loads that occur in Finland. The fire protection structure is protected against corrosion by a zinc coating that withstands corrosion for 20-60 years.
In order to verify the functionality of fire protection structure for other flammable fluids the calculations must be expanded and new tests must be conducted. Patent pending.
Palonsuojarakenne koostuu palonsuojakasetista, sekä sen päälle tulevasta liukuturvaritilästä. Liukuturvaritilän tarkoitus on toimia nykystandardin mukaisena työskentely-, ja kulkutasona sekä ottaa vastaan palonsuojarakenteeseen kohdistuneet kuormitukset lumikuormaa lukuun ottamatta. Palonsuojakasetin tehtävänä on toimia nesteen ohjurina ja palon tukahduttimena. Palonsuojamoduuli (liukuturvaritilä + palonsuojakasetti) tuetaan teräspalkeista kootun runkorakenteen päälle, jonka tarkoitus on toimia kantavana rakenteena.
Tutkielmassa keskityttiin tutkimaan aluksi palonsuojarakenteen toimivuutta muuntajaöljyllä. Tutkimus toteutettiin kirjallisuuskatsauksen, laskennan sekä palotestien avulla. Tutkimuksessa toteutettiin virtaus-, lujuus-, pyro- ja korroosiolaskentaa. Palotesteissä simuloitiin öljysäiliön repeämästä aiheutuvaa öljypaloa kaatamalla palavaa öljyä palonsuojarakenteen päälle.
Diplomityössä esille tullut palonsuojarakenne toimii suunnitellulla tavalla ja sammuttaa öljypalon päältään 6,5 sekunnissa tai nopeammin. Palonsuojarakenne toimii myös standardin mukaisena työskentely- ja kulkutasona, kestää 5 kN / m2 hyötykuormaa, sekä Suomen alueella esiintyviä lumikuormia. Palonsuojarakenne on suojattu korroosiota vastaan ja sen pinnoite kestää 20–60 vuotta.
Jotta palonsuojarakenteen toimivuus muille aineille kuin muuntajaöljylle voitaisiin varmistaa, on laskentaa laajennettava sekä toteutettava uusia testejä. Tuotteelle on haettu patenttia.
The fire extinguishing structure is constructed of a fire protection disk and a non-slip grating that is installed on top of it. The purpose of the non-slip grating is to act as a working platform and a walkway that is compatible with modern standard and to receive all loads subjected to fire protection structure except for snow loads. The purpose of the fire protection disk is to guide the liquids that come to contact with it and to act as a flame retarder. The fire extinguishing structure is built on a load-bearing frame made of steel-girders.
The effectiveness of the fire extinguishing capabilities of fire extinguishing structure were first studied using transformer oil. The study was conducted via literature check, calculations and testing. The calculations included strength, fire, corrosion and liquid flow calculations. In the tests a rupture of an oil tank was simulated by pouring burning oil upon fire extinguishing structure.
The fire protection structure that emerged in this master’s thesis works functions as planned and extinguishes visible flames on top of the structure in 6,5 seconds or less. The fire protection structure also acts as a working platform and a walkway that is compatible with modern standard and is capable to withstand a load of 5 kN / m2 and snow loads that occur in Finland. The fire protection structure is protected against corrosion by a zinc coating that withstands corrosion for 20-60 years.
In order to verify the functionality of fire protection structure for other flammable fluids the calculations must be expanded and new tests must be conducted. Patent pending.