ГОСТ Р 57431— 2017
Такое самопроизвольное перемешивание называется ролловер, и если, как это часто бывает,
жидкость в нижней части резервуара становится перегретой относительно давления паровой фазы в
емкости СПГ, то ролловер сопровождается резким увеличением скорости испарения. В ряде случаев
указанное выделение паров является очень быстрым и мощным. При этом повышение давления в ем
кости бывает достаточным, чтобы вызвать срабатывание клапанов сброса давления.
Первоначальное предположение заключалось в том. что, когда плотность верхнего слоя превы
шает плотность нижнего слоя, происходит инверсия (перемещение) слоев, отсюда и название ролло
вер. Более поздние исследования не подтвердили первоначальное предположение и показали, что при
этом происходит интенсивное перемешивание слоев.
Возникновению ролловера, как правило, предшествует период, в течение которого скорость об
разования отпарного газа значительно ниже обычной. Поэтому следует тщательно контролировать
скорость образования отпарного газа, чтобы убедиться, что жидкость не аккумулирует тепло. При по
дозрении на возникновение ролловера следует обеспечить циркуляцию жидкости в резервуаре для
смешивания нижнего и верхнего слоев.
Ролловер можно предотвратить с помощью эффективного управления резервами СПГ. СПГ раз
ных изготовителей, имеющий разный состав, следует хранить в отдельных резервуарах. Если невоз
можно обеспечить раздельное хранение, должно быть обеспечено хорошее перемешивание при за
полнении емкости.
Высокое содержание азота в СПГ. производимом в установках сглаживания пикового потребле
ния, также может вызвать ролловер вскоре после прекращения заполнения емкости вследствие пре
имущественного испарения азота. Как показывает практика, этот тип ролловера можно предотвратить
путем поддержания содержания азота в СПГ менее 1 % и при тщательном мониторинге скорости об
разования отпарного газа.
Таким образом, при подозрении на расслоение следует контролировать плотность СПГ в резер
вуаре. например, если резервуар заполнен СПГ разных изготовителей. При обнаружении расслоения
должны быть приняты меры, снижающие степень риска.
5.3.10 Мгновенный фазовый переход
При контакте двух жидкостей с разными температурами при определенных условиях могут воз
никать мощные ударные волны. Это явление, называемое мгновенным фазовым переходом (МФП),
может произойти при контакте СПГ и воды. Несмотря на то. что при этом не происходит воспламенение,
создается волна давления, похожая на взрыв.
МФП в результате разлива СПГ на воду происходят редко и с относительно ограниченными по
следствиями. Теоретические предположения, согласующиеся с результатами экспериментов, можно
обобщить следующим образом.
Когда две жидкости со значительно отличающимися температурами вступают в контакт и темпе
ратура (в градусах Кельвина) более теплой жидкости в 1,1 раза выше, чем температура кипения более
холодной жидкости, повышение температуры последней происходит настолько быстро, что темпера
тура поверхностного слоя может превысить температуру спонтанной нуклеации (появление пузырьков в
жидкости).
В некоторых случаях такая перегретая жидкость испаряется за очень короткое время по сложному
механизму цепной реакции с образованием пара со скоростью ударной волны.
Например, жидкости могут быть приведены в контакт в результате механического повреждения,
что вызывает МФП. как было показано в экспериментах с разливом СПГ или жидкого азота на поверх
ности воды.
Результаты последних исследований позволили лучше понять сущность МФП для количественной
оценки степени опасности этого процесса и определения достаточности предпринимаемых мер без
опасности.
5.3.11 Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости
Любая жидкость вблизи температуры кипения начинает чрезвычайно быстро испаряться при рез
ком падении давления в системе. Известны случаи, когда самопроизвольный процесс расширения при
водил к разрушению резервуаров и разбрасыванию обломков на несколько сотен метров. Указанное
явление было названо взрывом расширяющихся паров вскипающей жидкости (ВРПВЖ).
Вероятность ВРПВЖ в установках СПГ крайне мала, поскольку СПГ хранится в резервуарах, ко
торые разгерметизируются уже при достаточно низких давлениях, при этом скорость образования пара
незначительна, или для хранения и транспортирования СПГ используют криогенные резервуары высо
кого давления и трубопроводы в пожарозащищенном исполнении.
6