یک گزارش کوتاه آموزنده: گسیختگی یک مخزن ذخیره نفت خام

مهندس شهرام رستمی در گزارشی آموزنده از گسیختگی یک مخزن به سایت اینترنتی شرکت مهندسین مشاور هندسه پارس ارائه کردند که خلاصه‌ای از آن در اینجا می‌آید. این متن یک هشدار ایمنی در قالب یک گزارش است که در نتیجه نشت و پخش نفت خام از یکی از مخازن مربوط به یکی از بزرگترین پایانه‌های نفتی در هلند گرفته شده است.

1. توصیف پایانه

پایانه مورد بحث شامل هفت مخزن انبارش Storage Tanks در یک باندوال عظیم خاکی است. بین مخازن هم دایکهای داخلی کم ارتفاع‌تر وجود دارد. نفت خام توسط خط لوله از بندر روتردام هلند حمل می‌شود و پس از ذخیره در پایانه مذکور در کرانه چپ رودخانه Scheldt باز توسط خط لوله به یک پالایشگاه ارسال می‌گردد، که این پالایشگاه در کرانه راست این رودخانه واقع شده است.

2. شرح زمانی وقوع حادثه

در تاریخ 25 اکتبر 2005 حدود ساعت 6:15 عصر یک نشتی قابل توجه در مخزن D2 مشاهده شد. اپراتورها در اتاق کنترل پالایشگاه توسط یک آلارم (با درجه پایین) برای مخزن مذکور آگاه شدند. مخزن ذخیره D2 ظرفیتی حدود 37000مترمکعب (داراری فرآورده نفت خام) داشته است. سابقه [اندازه‌گیری] سطح در اتاق کنترل نشان می‌دهد که پس از حدود 15 دقیقه موجودی کامل مخزن تخلیه شده است. از آنجاییکه محتوای نفت خام موجود در مخزن در چنین مدت زمان کوتاهی تخلیه شده است، موج عظیمی ایجاد شده بود. این موج به دیواره دایک تا چند متر در ارتفاع اصابت کرده بود. پس از تخلیه کامل، مخزن به بیرون خم شد و بخشی از فونداسیون مخزن تخریب گردید.

گروه آتش‌نشانی پالایشگاه و پایانه و بخشهای مرتبط وارد عمل شدند. در ابتدا تیم حفاظت در برابر آتش شروع به پاشش فوم آتش‌نشانی داخل باند نمودند. حدود 214 تن فوم از پالایشگاه و شرکتها و سازمانهای مجاور جمع‌آوری و سطح کل باند پوشیده شد. بواسطه باد بسیار شدید و محوطه وسیع داخل باند پوشش فوم بطور مناسب انجام نشد. از سوی دیگر، همین باد به عدم تمرکز یک اتمسفر انفجاری ناشی از نشت و پخش مواد و در نتیجه بالا رفتن ضریب اطمینان کمک می‌کرد. نفت خام محترق نمی‌شود. نفت خام نشت یافته باعث انتشار بوی مخصوص نفت خام در منطقه شد. تخریب مخزن ذخیره انعکاس رسانه‌ای وسیعی در برداشت.

فورا همه نفت خام ذخیره شده در پایانه به پالایشگاه پمپ شده و محتویات داخل باند با استفاده از سیستم پمپ تخلیه آب موجود به مخازن D10 و D11 و D4 پمپ شدند.

عصر روز 27 اکتبر 2005 بخش عمده باند تخلیه شد. 28 اکتبر 2005 فعالیتها برای رفع بو و گاز موجود در منطقه آغاز گردید. بوی متصاعد با پاشش شن در سطح باند به میزان قابل توجهی کاهش یافت. تا حد ممکن لایه شن توسط کامیون و بولدوزر در سطح باند ریخته شد. بین مخازن هم توسط دمیدن و با فشار هوا شن‌پاشی شد.

ایستایی و پایداری مخازن بصورت دوره‌ای اندازه‌گیری می‌شد. پایداری مخزن شمارهD2 در محلی که فونداسیون آن تخریب شده بود مطابق شکل توسط 4 جرثقیل عظیم تثبیت گردید.

3. اطلاعات ساخت مخزن ذخیره D2

مخزن ذخیره در سال 1971 مطابق استاندارد API 650 ساخته شد که یک مخزن ذخیره اتمسفریک با سقف شناور و کف محدب بطرف بالاست. قطر مخزن 54.5 متر و ارتفاع آن 17 متر بود.

بواسطه تحدب به سمت بالا، کف مخزن آب موجود در نفت خام به سمت کناره پوسته مخزن جریان می‌یافته و از آنجا با یک مخزن کوچک جمع آوری به بیرون انتقال داده می‌شد. مخزن ذخیره همچنین شامل دو همزن Mixerبرای پخش بخشی از رسوبات در نفت خام می‌باشد. این همزنها همیشه استفاده نمی‌شد. در زمان وقوع حادثه، میکسرها مدتی بود که استفاده نمی‌شدند.

فونداسیون مخزن ذخیره D2 شامل یک رینگ از سنگهای شکسته بود. این سنگها قطری بین 50 تا 150 میلیمتر داشتند. این رینگ سنگ سخت شکسته ارتفاعی حدود 120 سانت داشته که بخشی زیر سطح زمین قرار داشت. عرض این رینگ هم حدود 340 سانت در کف و 100 سانت در قسمت بالایی بود. پوسته مخزن در مرکز عرض رینگ قرار داشت. قسمت داخلی انولار با شن کوبیده و متراکم پر شده بود. بالای این شن یک لایه 5 سانتی آغشته (نزدیک به آسفالت) برای پیشگیری از خوردگی کف مخزن بوده است. ضخامت ورقهای انولار 12.7 میلیمتر است. ضخامت ورقهای کف 6.35 میلیمتر است.

4. دلایل گسیختگی مخزن

در اثنای بهره برداری از مخزن D2 ابتدا شیاری در کف مخزن در فاصله یک‌و‌نیم متری از پوسته مخزن تشکیل شد. این شیار مفری شد برای آب موجود در مخزن و در نهایت راه یافتن آب به فونداسیون و تخریب بخشی از آن.

در مجاورت رینگ انولار که شامل سنگ خرد شده است تراکم گرفتن از شن متراکم compacted دشوار است. در آن لحظه‌ای که مخزن ذخیره برای اولین بار بارگیری می‌شود شن در آن ناحیه متراکم‌تر می‌شود، اما بواسطه‌ی وجود خلل‌و‌فرج و سوراخها در سنگ خرد شده رینگ انولار، بخشی از شن در درزها گم می‌شود. بدین ترتیب در مجاورت سنگ شکسته رینگ انولار در ورقهای کف، یک شیار ایجاد می‌شود.

ضخامت‌سنجی به روش اولتراسونیک نشان داد که در این شیار ضخامت ورقهای کف به 4 میلیمتر کاهش یافته بود. این بازرسی‌ها ثابت نمود که نشتی در مخزن شماره D3 که در تاریخ 12 سپتامبر 2005 رخ داد به همان دلیلی است که مسبب تخریب مخزن D2 بود. در مقایسه با مخزن D2 شیار کف مخزن D3 بسیار کوتاهتر بود. اینکه پس از مدتی نشتی در این مخزن قطع شد شاید به این دلیل بود که رسوب در نفت خام جاهای سوراخ شده را در ورق کف مسدود نموده بود.

پس از این حادثه شرکت همه‌ی مخازن موجود در پایانه را مورد پایش قرار داد. این پایشها نشان داد که شیار ایجاد شده و خوردگی شدید داخلی مخازن در آن نقاط، که دو دلیل عمده گسیختگی مخزن ذخیره D2 بوده اند، در مخازن دیگر نیز مشاهده شدند. مخزن D2 کلا تخریب و از مدار خارج شد.

5. درسهایی برای بهره‌برداران مخازن ذخیره

از آنجا که خوردگی یکنواخت ناشی از تشکیل شیار یک معضل همیشگی در مخازن است، شرکت باید تدابیری را برای اجتناب از خوردگی بیشتر بکار بندد. این تدابیر بطور خلاصه می‌تواند به شرح زیر باشد:

      1. ممانعت از رسوب مواد با هم زدن آنها.

      2. حذف موادی که رسوب می‌شوند.

      3. ممانعت از تشکیل شیارها در کف مخزن.

      4. پوشش‌دهی Lining

      5. برنامه‌ریزی برای بازرسی‌های دوره‌ای بر مبنای سرعت خوردگی

      6. تکنیکهای بازرسی داخلی

      7. تکنیکهای بازرسی بیرونی اضافی

      8. بکاربردن تکنیکهای کشف نشتی