Protection contre l'incendie des chemins de câbles électriques

L'une des exigences les plus importantes en matière de protection contre les incendies pour les installations de traitement et les sites offshore est la nécessité de protéger les câbles de commande et les vannes de commande en cas d'incendie. Chaque option a ses avantages et les opérateurs doivent peser le pour et le contre des solutions de protection contre les incendies de câbles disponibles pour s'assurer qu'ils sélectionnent celle qui convient le mieux à une application particulière.

L'une des exigences les plus importantes en matière de protection contre les incendies pour les installations de traitement et les sites offshore est la nécessité de protéger les câbles de commande et les vannes de commande en cas d'incendie. Plusieurs options sont sur le marché, notamment des systèmes de couverture anti-feu, des panneaux de silicate de calcium et des tapis flexibles qui absorbent la chaleur en cas d'incendie. Chacun a ses avantages et les opérateurs doivent peser le pour et le contre des solutions de protection contre les incendies de câbles disponibles pour s'assurer qu'ils sélectionnent celle qui convient le mieux à une application particulière.

Protection par séparation

American Petroleum Industry (API) 2218, Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants, fournit des lignes directrices pour "sélectionner, appliquer et entretenir des matériaux ignifuges conçus pour limiter l'ampleur des pertes de biens liées aux incendies dans les industries pétrolières et pétrochimiques. " Séparer les opérations de la raffinerie en zones d'incendie qui peuvent être isolées et fermées en toute sécurité est un objectif clé, donc si un incendie se déclare, le flux du produit raffiné n'alimente pas le feu. Les directives API 2218 incluent une variété de mesures de protection, y compris l'ignifugation pour améliorer la capacité de l'équipement et de sa structure de support à maintenir leur intégrité structurelle pendant un incendie. La protection des systèmes d'exploitation essentiels lorsqu'ils sont exposés au feu est une autre mesure importante.

Pour protéger la raffinerie et ses composants, la norme exige des vannes de contrôle qui coupent le débit en cas d'incendie, ainsi que des câbles de commande qui signalent quand couper le carburant. Selon les normes API, cette vanne de régulation et ce câble doivent eux-mêmes pouvoir résister à un incendie, généralement pendant 20 minutes, mais dans certaines circonstances pendant 30 minutes ou plus. Voici des exemples de systèmes de chemins de câbles conçus pour protéger les câbles du feu :

Le matériau utilisé pour fournir une protection incendie de 30 minutes contre un feu de nappe d'hydrocarbures pour les câbles électriques groupés à l'intérieur d'un conduit ou d'un chemin de câbles doit être testé avant l'installation, en utilisant la méthode ASTM E 1725-95, Standard Test Methods for Fire Tests of Fire-Resistive. Systèmes de barrière pour les composants du système électrique. La méthode est basée sur un modèle du type d'incendie qui pourrait se produire dans une raffinerie ; un qui atteint 1500 degrés F en 3 minutes et entre 1850 et 2150 degrés F après 5 minutes. Les tests sont effectués conformément aux conditions de courbe de température de feu de nappe d'hydrocarbures décrites dans la norme ASTM E 1529 (50 000 +/- 2 500 BTU/ft2hr).

L'essai est exécuté à pression positive sur au moins la moitié de l'ensemble d'essai. Les thermocouples sont disposés en ensembles, avec des thermocouples martelés tous les 6 pouces sur les deux rails du chemin de câbles et tous les 6 pouces sur un fil de cuivre nu centré dans le chemin de câbles. Le chemin de câbles est destiné à fonctionner sans câbles, ce qui autorise une charge de câble de zéro à 100 %. L'échec est déterminé lorsqu'un "ensemble" atteint une élévation de température moyenne de 250 degrés F, ou qu'un seul thermocouple atteint une élévation de température de 325 degrés F.

Respect des normes de protection contre les incendies

Une large gamme d'options est disponible pour protéger les vannes de régulation et les câbles électriques groupés contre une exposition prolongée au feu et maintenir le contrôle des équipements actionnés par les câbles. Une option consiste à envelopper les chemins de câbles et les conduits avec une couverture isolante ininflammable résistante aux hautes températures. La période d'exposition au feu est évaluée proportionnellement à l'épaisseur de l'enveloppe et le matériau est généralement protégé contre les intempéries sur le terrain.

Le système d'enveloppe de couverture se compose d'une seule couche de matériau de 2 pouces, 8 livres par pied cube, et est conçu pour des chemins de câbles et des conduits jusqu'à 12 pouces. L'enveloppe de couverture souple et légère est facile à couper, ce qui réduit les problèmes d'installation dans les conceptions complexes. Une conception simple enveloppante permet une rentrée facile pour les modifications de câble. L'isolation est fournie avec une encapsulation complète dans une feuille renforcée de fibre de verre et un revêtement en polypropylène (FSP) en standard, pour fournir une résistance à la manipulation supérieure pour l'installation. Une protection facultative contre les intempéries et les abus mécaniques peut être ajoutée. Le système de protection contre les incendies peut entraîner d'importantes économies de coûts de matériaux et de main-d'œuvre par rapport aux produits composites ou aux installations de panneaux rigides. Il est également léger, évitant ainsi le besoin de structures de support supplémentaires et les coûts associés.

Le système d'emballage de couverture a obtenu une certification tierce par le biais de l'approbation Factory Mutual (FM), un programme mondial qui comprend des tests objectifs sur les produits et services de prévention des pertes de propriété et la certification de ceux qui répondent aux normes rigoureuses de prévention des pertes.

Une autre option disponible est le panneau de silicate de calcium, un isolant inorganique et incombustible à haute température. Le matériau peut offrir une certaine résistance aux intempéries et une certaine durabilité dans de nombreux environnements, mais il peut être lourd (environ 54 livres par pied cube), ce qui, combiné aux méthodes de coupe et de fixation requises, peut le rendre relativement difficile à installer. De plus, bien que la planche elle-même soit relativement peu coûteuse, les déchets de coupe et la main-d'œuvre supplémentaire requise pour la coupe et la fixation rendent son installation coûteuse. Il s'adapte également moins bien aux chemins de câbles complexes.

Une troisième option est un tapis endothermique (e-mat), qui protège l'acier de construction, les chemins de câbles et les circuits de conduits en absorbant chimiquement l'énergie thermique, bloquant la pénétration de la chaleur. Le produit nécessite l'installation de trois à cinq couches, ce qui entraîne une augmentation du poids et des coûts de matériaux, jusqu'à cinq à dix fois plus élevés que les alternatives d'isolation ou de panneaux. Ces solutions multicouches ont également des coûts de main-d'œuvre supplémentaires. Du côté positif, les solutions de tapis flexibles ne sont pas aussi isolantes, elles peuvent donc souvent être utilisées pour protéger les câbles électriques, qui génèrent de la chaleur. Les autres options discutées sont plus appropriées pour protéger les câbles de commande, qui ne génèrent pas une quantité importante de chaleur.

L'intention des normes de l'industrie pétrolière est de séparer les zones d'incendie des raffineries d'une distance suffisante pour que si un incendie se déclare, il soit possible de couper le flux de produits chimiques, de pétrole ou de gaz vers la zone touchée afin que le feu ne se nourrisse pas. Dans ce scénario, les câbles et vannes contrôlant les vannes d'arrêt doivent être protégés de manière adéquate. Lors de la sélection des options les plus appropriées pour garder le contrôle sur ces composants, assurez-vous d'évaluer le coût total des matériaux, de la main-d'œuvre et de l'installation ; la durabilité sous l'emplacement de l'installation particulière ; et toute différence connexe dans les coûts d'entretien et de remplacement à long terme.