海滩火灾在液化天然气（LNG）设施中属于低频但后果严重的危险事件，因此需要在设计阶段采取预防措施来保护公众、人员和关键设备。为了减轻这些事件的影响，规范规定了控制海滩火灾危险的措施。例如，美国国家消防协会（NFPA）59《液化天然气生产、储存和处理标准》为LNG场地的布局、围护（以减少热辐射危险）和安全系统制定了标准。自LNG行业早期发展以来，已经进行了大量的实验和计算研究，以表征LNG海滩火灾的行为并量化相关的热危险。
早期的现场规模测试，如美国矿业局（1962年）的实验、美国天然气协会的沟槽研究（1973年）以及大规模的Montoir测试，建立了燃烧速率、火焰几何形状、热流和燃料成分之间的基本关系，以及各种测试设置和天气条件的影响（Raj, 2007, Schneider, 1978, Nedelka, 1990）。随后在桑迪亚国家实验室和德克萨斯A&M大学进行的大规模户外测试通过详细测量火焰高度、抑制效果和在不同控制燃烧速率下的缓解性能，进一步扩展了这一知识基础（Blanchat et al., 2010, Suardin, 2008, Suardin et al., 2009, Suardin et al., 2011, Yun et al., 2011）。德克萨斯A&M大学的进一步测试扩展了对陆地大规模LNG海滩火灾的燃烧速率、火焰几何形状、火焰速度场和热辐射的理解，并因此建立了质量燃烧速率、火焰长度和火焰倾斜度之间的相关性（Zhang et al., 2018）。这些项目共同产生了大部分公开可用的大规模LNG火灾数据，并为火焰高度、表面发射功率和热屏蔽距离等参数的经验相关性提供了依据。
计算建模方面的并行进展进一步使得评估海滩火灾行为及其对周围设备的影响成为可能。早期的一维模型提供了海滩火灾蔓延、火焰高度与直径比以及热流到远场目标的相关性（Raj and Kalelkar, 1974, Briscoe and Shaw, 1980, Webber, 1987, Heskestad, 1983, Thomas, 1963, Moorhouse, 1982, Rein et al., 1970）。Gavelli等人（Gavelli et al., 2008）总结了这些早期的LNG海滩火灾模型。最近，更复杂的计算流体动力学（CFD）模型开始被用于海滩火灾建模。Pio等人开发了Fire Dynamics Simulator（FDS），在其中他们评估了表面发射功率（SEP）和热释放率（HRR）等热属性，以及池直径和火焰长度等几何属性，并通过物理测试进行了验证（Pio et al., 2019）。Jujuly等人测试了使用CFD工具模拟风速对海滩火灾的影响，特别是火焰温度、暴露在火灾中的附近LNG储罐的温度以及火灾的热辐射强度（Jujuly et al., 2015）。Wang等人通过基于大涡模拟的FireFOAM火灾模拟代码研究了陆地和水上的LNG海滩火灾（Wang et al., 2014）。探讨并验证了池直径对火焰长度、倾斜角度和表面发射功率的影响，并使用了现有的数学相关性。这些建模工作支持了危险评估和间距评估，这对LNG设施的设计至关重要。
尽管对海滩火灾行为进行了数十年的研究，但仍然存在一个显著的问题：相对较少的研究关注结构钢在面对实际LNG海滩火灾条件时的热响应，而评估在这种条件下被动防火系统性能的研究更少。因此，文献中可用于模型验证的数据非常有限。例如，Gravit等人测试了涂有环氧涂层的钢结构在低温条件下的热响应（包括直接接触LNG的情况）（Gravit et al., 2021）。在三个实验中的一个中，低温暴露后紧接着是碳氢化合物火灾的暴露。在公开可用的文献中，没有找到关于结构钢对海滩火灾热响应的其他实验数据。实际上，仅通过空间分离来实现可接受的热流水平通常是不可行的，这需要在对结构钢和其他关键部件应用被动防火（PFP）。基于泡沫、环氧树脂和水泥的PFP系统在LNG基础设施中得到广泛应用，每种系统提供不同的热绝缘、耐久性和应用灵活性（API, 1999, Amith Kumar et al., 2020）。
Underwriters Laboratories（UL）1709标准为结构钢上的PFP材料提供了一个广泛采用的工业安全标准。该标准经过不断发展，目前处于第六版，包括对结构梁的测试，测试方法包括全尺寸火灾暴露和小尺寸火灾暴露。测试方法包括将测试样品暴露在特定水平的加热下一段时间；保护材料必须防止钢材在任何热电偶处的温度达到1,200°F（649°C），并保持钢材沿线的任何热电偶组件的平均温度低于1,000°F（538°C）。如果测试的梁超过了上述温度，这意味着所应用的PFP涂层无法防止结构潜在的失效。因此，PFP材料有一个重要的标准来衡量其有效性。然而，安装实践及其对热性能的影响仍然研究不足，特别是对于长时间、高辐射海滩火灾情况下的大型结构构件。
对于各种行业来说，使用具有三面PFP绝缘的结构钢梁已成为标准，以便更好地优化设施布局，使管道或其他设备能够靠近钢梁的顶部法兰（Imran et al., 2018）。然而，这些PFP方法的标准化测试是使用具有四面绝缘的钢梁。因此，标准测试的设置并不类似于实际应用情况。这可能会加剧已经灾难性的事件，例如在石油和天然气行业中，导致结构失效的火灾可能导致海上站点的倒塌（Imran et al., 2018）。然而，在灾难性事件发生时，很难确定三面或四面PFP绝缘对特定梁的结构安全可能产生的影响，因此与三面PFP情况相关的事故数据特别稀少。这表明在火灾事件中的结构风险可能被低估了。鉴于在海滩火灾期间依赖PFP方法来确保结构完整性，以及缺乏关于钢材在真实暴露条件下的热响应的实验数据，需要进一步的研究来评估PFP安装方法并量化其有效性。本研究通过实验评估在定义的海滩火灾暴露条件下结构钢梁的被动防火性能来填补这一空白。
