De acuerdo, la noticia de que en algún lugar hubo una explosión de un cilindro de gas, que, lamentablemente, a veces escuchamos en la televisión o de amigos, nos hace pensar en nuestra propia seguridad. Y la complacencia de que esto no nos suceda está fuera de lugar en esta situación.
Las consecuencias de tal explosión y el incendio causado por ella pueden ser las más tristes, y no solo para la propiedad, sino también para la salud y la vida de las personas que se encuentran cerca. Lo ayudaremos a comprender por qué los cilindros de gas pueden explotar y cómo, sin renunciar a la conveniencia de su uso, protegerse de grandes problemas.
Para ello, realizamos un estudio de las características de los tipos existentes de recipientes de gas domésticos, analizados las razones de las explosiones en varios casos de la vida real, y las opiniones competentes de usuarios experimentados sobre esta. El artículo propuesto puede presentarse como una recopilación de conjuntos de reglas en una forma fácil de entender que permite en la práctica utilizar de forma correcta y segura el gas en los cilindros.
El contenido del artículo:
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Los conceptos básicos sobre los cilindros de gas
- Tipos de recipientes para gas
- ¿Cómo funciona un globo?
- Mezcla de gases para cilindros domésticos.
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Requisitos previos para la explosión
- Explosión o combustión de gas
- Cilindro en la zona de fuego
- Llenado excesivo del cilindro con gas
- Calentar o enfriar las paredes del recipiente.
- Golpes y caídas de cilindros
- Impurezas en el gas
- Defecto de una soldadura
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Escenarios de las consecuencias de la explosión de un globo.
- Rotura del cilindro y explosión de la llama
- Efectos dañinos secundarios de la explosión
- Peligro de fugas de gas
- Conceptos básicos del manejo seguro de cilindros
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Los conceptos básicos sobre los cilindros de gas
La indispensabilidad de los cilindros de gas en la vida cotidiana puede ser confirmada con confianza por una parte significativa de la población de Rusia.
Para muchas personas, el uso de cilindros de gas licuado no es solo una oportunidad para tener comodidades adicionales en el país, sino la única opción disponible para la gasificación de su edificio residencial.
A nivel estatal, Rostekhnadzor ha identificado problemas generales en el uso de recipientes de gas que debe conocer, ya que están asociados con su uso seguro:
- Flota obsoleta: aproximadamente el 90% de todos los cilindros no están protegidos contra el sobrellenado durante el reabastecimiento de combustible;
- falta de una regulación gubernamental clara en el campo de la circulación de cilindros en el mercado, que puede incluir la presencia de repostaje ilegal;
- la necesidad de mejorar y llevar las normas de los parámetros técnicos a los estándares internacionales.
El incumplimiento de estos requisitos y las recomendaciones de la Comisión Europea impone dificultades para garantizar la seguridad de los productos de cilindros de gas utilizados en Rusia e importados.
Además de conocer los problemas comunes, para que sea más fácil imaginar los motivos que llevaron a la explosión y las condiciones que pueden contribuir a ello, Será útil saber qué cilindros existen, manejar el dispositivo, comprender algunos de los matices de la física de explosión y combustión utilizados en mezclas de los mismos.
Tipos de recipientes para gas
Dependiendo del área de aplicación, el relleno utilizado y los métodos de conexión, recipientes de gas puede diferir tanto estructuralmente como en el material del que está hecha la carrocería.
Para las necesidades domésticas, por regla general, se utilizan recipientes de gas de metal (acero) o matraces hechos de materiales compuestos. Cada uno tiene sus pros y sus contras.
Los más populares son los cilindros de metal, tanto los nuevos como los viejos barcos del parque. La principal razón del aumento de la demanda de tanques de este tipo es su precio relativamente bajo y una gran cantidad de ofertas en el mercado, incluso debido a los contenedores fabricados en la Unión Soviética tiempo.
Pero son los cilindros de acero los que están sujetos al mayor peligro de explosión y, siguiendo los principios de seguridad, requieren el cumplimiento de una serie de condiciones durante su almacenamiento y funcionamiento. Por lo tanto, nos detendremos en ellos con más detalle.
¿Cómo funciona un globo?
Por diseño, el recipiente de gas se asemeja a un encendedor ordinario, cuya capacidad también se llena con una sustancia en dos estados de agregación. Parte del depósito está ocupado por gas en la fase líquida, el espacio libre restante se llena con la misma sustancia, pero en forma gaseosa (de trabajo). A través del dispositivo de cierre, el gas ingresa al equipo apropiado para la ignición y el uso previsto.
El juego completo estándar de un cilindro de gas incluye:
- El propio recipiente de gas o una carcasa, de forma cilíndrica y con un espesor de pared mínimo de 2 mm.
- Válvula de globo con elemento de cierre y volante.
- Un soporte anular (zapato) que asegura una posición vertical estable del recipiente con gas.
- Una carcasa que protege la válvula de daños y contaminación durante el transporte, almacenamiento y operación.
Se adjunta una tapa a una parte roscada especial: el anillo del cuello de la botella.
Un dispositivo útil desde el punto de vista técnico y de seguridad que puede equiparse con cilindros de gas es un reductor de propano con manómetro.
Su uso permite reducir, estabilizar y mantener la presión de la mezcla en los valores establecidos para un determinado consumidor de gas. Este adaptador se puede instalar fácilmente en cualquier tipo de cilindros.
Mezcla de gases para cilindros domésticos.
Los cilindros se llenan con gas hidrocarburo, una mezcla de propano y butano, que se bombea al recipiente a presión de hasta 15 MPa.
La proporción de estos hidrocarburos determina la estacionalidad de uso de la mezcla o una región específica. El hecho es que con propiedades básicas relativamente idénticas, el propano y el butano tienen una diferencia significativa en los valores de las temperaturas de evaporación: butano - 0,5 ° C, propano - 43 ° C (con un signo menos).
Debido a la falta de conveniencia de producir marcas individuales de gas envasado para cada región, GOST proporciona una mezcla unificada de propano-butano con un cierto porcentaje estos gases
El conocimiento del principio de mezcla de los hidrocarburos utilizados en los reservorios de gas es fundamental no solo en la posibilidad de reducir el costo del combustible (el butano es más económico propano), sino también en una disminución, debido a la evaporación menos intensa del butano, el riesgo de formación de aumento de presión con un aumento significativo de la temperatura ambiente. aire. Un fuerte aumento de la presión en el tanque puede provocar su despresurización y, en consecuencia, una explosión o un incendio.
Requisitos previos para la explosión
A pesar de los crecientes requisitos para el manejo seguro de cilindros y su calidad, cada año en Rusia más de 200 personas se convierten en víctimas fatales de explosiones de globos de gas, heridas, en un orden de magnitud más.
Resumiendo la información de los fabricantes de contenedores de gas, damos los rangos de presión a los que es posible la destrucción de los matraces:
| Volumen de la botella de gas | Presión a la que es posible una explosión, MPa | Presión a la que es posible una explosión, atm |
| 5 l | 15-16 | 120-160 |
| 27 litros | 7,5-13 | 75-130 |
| 50 litros | 7,5-12 | 75-120 |
Con una disminución en la resistencia de las paredes del matraz, el valor crítico de la presión, que conduce a su despresurización, disminuye a 5.3 MPa.
Explosión o combustión de gas
Debe comprender que la explosión y el encendido del cilindro no son exactamente lo mismo. Por ejemplo, la pregunta de si un cilindro de gas doméstico que ha recibido una fragmentación o un agujero de bala puede explotar no puede responderse de manera inequívoca con un "sí".
El gas que se escapa de un recipiente a presión dañado simplemente se quemará. Se requiere un espacio cerrado para una explosión. Esto, por regla general, es el cilindro en sí, bajo ciertas condiciones, o una habitación muy contaminada.
Una mezcla de propano-butano con oxígeno explota en el aire fuera del cilindro o se extrae hacia adentro después de que la presión dentro del matraz es igual a la presión atmosférica.
¿Qué causa que los cilindros de gas exploten o se quemen?
Cilindro en la zona de fuego
El riesgo de explosión de un recipiente que ha entrado en la zona de combustión, con una mezcla de gases a presión, es muy alto. Según GOST, la temperatura máxima segura para un cilindro de hidrocarburo es de 45 ° C. Está claro que en el hogar de un fuego, excede significativamente el valor permitido.
La física del proceso es la siguiente. A una temperatura de calentamiento alta, la mezcla en el recipiente hierve y, en consecuencia, aumenta la presión. Además, el calentamiento desigual de la superficie del caparazón debilita su resistencia inicial y conduce a la destrucción de las paredes.
Por lo general, debido a la alta deformación plástica residual del recipiente con gas y su calentamiento en un lado, se produce un hinchamiento local de la pared (otulina). La rotura ocurre con mayor frecuencia a lo largo de la soldadura.
Al evaporarse y encenderse rápidamente, el hidrocarburo expulsado del cilindro en estado líquido y vapor tiene un efecto térmico adicional en la zona de fuego en todo lo que rodea.
Habiendo entendido por qué los cilindros de gas explotan durante un incendio en las casas, también debe saber cómo pueden comportarse cuando se calientan.
Hay dos opciones para romper el matraz:
- Sobre mecánica "hidráulica".
- Torsión severa y grandes grietas en el fondo y la cáscara.
En el primer caso, la fase líquida, con un aumento de temperatura a 60 ° C, llenará el volumen del recipiente a la norma del 85% a una presión de 1,5 - 2,5 MPa. La destrucción de la cáscara ocurrirá con un aumento adicional de la temperatura en la habitación a 70-75 ° C.
La segunda opción tiene lugar en ausencia de una fase líquida en el recipiente, si, por ejemplo, la evaporación de un licuado mezcla se debió a la despresurización del dispositivo de bloqueo, a temperaturas elevadas en condiciones fuego.
En cualquier escenario, los fragmentos de un globo explotado pueden volar a gran velocidad en diferentes direcciones, creando una amenaza de lesiones a una persona y daños a la propiedad.
Llenado excesivo del cilindro con gas
A menudo, los tanques se llenan en exceso con gas licuado. Esto se debe a negligencia o deliberadamente, para ahorrar en la tasa de utilización del tanque.
Debe entenderse que exceder la presión del gas licuado en el matraz durante el reabastecimiento de combustible por encima del nivel permitido puede causar una violación de su fuerza.
Una parte del volumen libre debe permanecer en el tanque, una almohada para la fase de vapor de los hidrocarburos. El volumen seguro de dicha almohada es al menos el 15% del volumen total del tanque. En su ausencia, la presión en el matraz aumenta en 0,7 MPa con un aumento en la temperatura de la mezcla para cada grado, que es inaceptable de acuerdo con las normas de seguridad y puede conducir a una sobretensión de la carcasa, y su rotura.
La cantidad de gas bombeado al recipiente está estrictamente regulada por la presión y la masa, y no debe exceder los 0,425 kg por 1 litro del volumen del tanque.
Incluso a la temperatura de +45 ° C estipulada por GOST, un matraz sobrellenado presenta un gran peligro de probabilidad de ruptura longitudinal a lo largo de la soldadura.
También recomendamos leer nuestro otro artículo, donde hablamos en detalle sobre las reglas. cilindros de gas de repostaje.
Calentar o enfriar las paredes del recipiente.
Una mezcla de propano-butano, que tiene un alto coeficiente de expansión, incluso con un ligero aumento de su temperatura, aumenta considerablemente de volumen.
Es posible aumentar la presión en el cilindro a un valor crítico cuando el recipiente se calienta durante mucho tiempo al sol, bajo los rayos directos
También existe el peligro de que se acumule presión de la mezcla en las paredes del matraz en un cilindro instalado junto a una fuente de calor.
Además de la calefacción, una serie de peligros también están plagados de los efectos negativos de las temperaturas negativas. El primero es un aumento de la fragilidad del metal. Y el segundo: es necesario recordar para siempre que en ningún caso se debe llevar un recipiente, que ha estado en frío, a una habitación cálida durante mucho tiempo. Un aumento brusco de la temperatura de la mezcla de hidrocarburos no es seguro.
Golpes y caídas de cilindros
Los impactos mecánicos agudos sobre él pueden provocar daños y la ignición del recipiente con gas. paredes, especialmente cuando el tanque está en condiciones de baja o, por el contrario, demasiado alta temperaturas.
Cuando se usa un cilindro en condiciones anormalmente frías, las propiedades mecánicas del metal cambian: la tenacidad del acero al impacto disminuye.
Por esta razón, un fuerte impacto en el cilindro o su fuerte caída puede dañar la estanqueidad del recipiente y promover la liberación de gas que, cuando se mezcla con oxígeno y en contacto con una chispa, provocará la detonación de la mezcla de gases con aire
En el segundo caso, un aumento de temperatura y calentamiento del gas contenido en el matraz, como se dijo, aumenta bruscamente su presión, que, con efectos de choque adicionales en el vaso, puede romperse su.
Impurezas en el gas
El peligro de explosión acecha si el agua y el sulfuro de hidrógeno entran en el recipiente con gas líquido. Su alto contenido en el tanque contribuye a la aparición de delaminaciones y defectos en la superficie metálica interna de la carcasa.
Tales defectos de los recipientes ocurren cuando hay sulfuro de hidrógeno en el propano de 0.3% o más, y se pueden observar después de un período de dos años de uso del cilindro.
Defecto de una soldadura
Con menos frecuencia, pero existen problemas asociados con la despresurización de los recipientes con gas en la zona cercana a la soldadura.
En el caso de un defecto de la costura de soldadura, se puede producir un debilitamiento de su sección de trabajo, concentración de tensiones y, como resultado, la apertura de costuras longitudinales o circulares.
La integridad general de la carcasa puede conservarse cuando se rompe una soldadura defectuosa.
Escenarios de las consecuencias de la explosión de un globo.
Las razones anteriores para la explosión o ignición de los recipientes de gas pueden provocar, de diversas maneras, los siguientes escenarios peligrosos.
Rotura del cilindro y explosión de la llama
La explosión del cilindro y la ignición del propano-butano son peligrosas debido a la influencia de los siguientes factores:
- una columna de llama fuerte, aumentando rápidamente el área del fuego;
- alta temperatura de fuego en el centro de la explosión;
- toxicidad de los productos de combustión.
La derrota puede ocurrir por asfixia, debido a una disminución significativa de oxígeno con una fuerte concentración de gases nocivos.
Los estudios realizados han demostrado que el sellado de un recipiente de gas de 50 litros con gas licuado capturado en un incendio se rompe en menos de 5 minutos. Como resultado, un destello de fuego con el lanzamiento de una "bola de fuego" que alcanza un diámetro de 10 m
Por lo general, la ruptura del vaso ocurre a lo largo de su parte lateral.
Efectos dañinos secundarios de la explosión
Las consecuencias perjudiciales secundarias, pero no menos graves, en la explosión de un cilindro son:
- separación de válvulas;
- el impacto de una onda de compresión o una onda de choque;
- Daños por fragmentos de elementos del caparazón.
Los fragmentos del globo y sus elementos desprendidos pueden volar muy lejos, infligiendo daños en un radio de hasta 250 m y elevarse a una altura de treinta metros.
Peligro de fugas de gas
El peligro de que el propano se escape de un contenedor dañado es que en una habitación muy rápidamente y en grandes volúmenes, Se crea una concentración explosiva de una mezcla de hidrocarburos y oxígeno, mucho más rápido que con las fugas de combustibles líquidos. sustancias.
Una fuga fuerte de una mezcla de un matraz o una válvula de cierre defectuosa se puede determinar por el olfato o por el oído; el sonido es similar al que escuchamos cuando un globo se desinfla rápidamente.
Si sospecha de una fuga de gas o para controlar su ausencia, bastará con aplicar una solución jabonosa al cilindro con una esponja y determinar el lugar de despresurización por las burbujas formadas.
Si hay una fuga de gas, entonces es necesario cubrir el lugar de despresurización con un trapo húmedo, sacar con cuidado el recipiente a la calle y llamar a los trabajadores del gas.
Desde 2016, la normativa técnica prevé la instalación obligatoria de alarmas de gas en viviendas nuevas. Para viviendas construidas previamente, esta norma es de carácter consultivo, pero los beneficios de este dispositivo, especialmente en viviendas donde se utiliza gas envasado, están fuera de toda duda.
El hecho es que la densidad de la mezcla de hidrocarburos es mayor que la densidad del aire. Si se rompe el sellado del matraz, el equipo de cierre o la manguera de conexión, el gas comienza a acumularse en el fondo y es posible que su olor no se detecte de inmediato. Esta es la razón por la que una mezcla de propano liberada al aire por un cilindro de gas dañado a menudo explota en los hogares por cualquier chispa sin que se note.
Conceptos básicos del manejo seguro de cilindros
Antes de instalar el cilindro y conectarlo a aparatos de gas Lo primero que debe hacer es asegurarse de que no haya daños, óxido en el cuerpo y que la válvula esté en buen estado de funcionamiento.
Solo cilindros certificados suministrados por organizaciones especializadas con pasaporte en papel para todos los ciclos de operación y el marcado correspondiente aplicado por el método de impacto marca
Los principales requisitos técnicos que deben observarse durante el funcionamiento de los cilindros incluyen:
- Todos los cilindros, a excepción de uno (cinco litros para la conexión a una estufa de gas), deben instalarse en dependencias fuera de los edificios y a una distancia no menor de 5 m de la entrada a ellos.
- Excluya el almacenamiento de cilindros en salas de estar, sótanos y áticos.
- No coloque los cilindros a menos de 1 m de los dispositivos de calefacción y a 5 m de las llamas abiertas.
Las medidas de seguridad obvias, pero a menudo olvidadas cuando se utilizan recipientes con gas, deben atribuirse y llevarse a cabo a una implementación estricta:
- No coloque un fósforo encendido o un encendedor cerca del cilindro para verificar si hay fugas de gas.
- Está estrictamente prohibido el uso de llamas abiertas para calentar la caja de cambios o la válvula. Para estos fines, solo se permite agua caliente.
- Si se detecta gas en la habitación, no encienda ningún aparato eléctrico, incluidas las luces, y no los apague. La temperatura de la chispa en un enchufe o interruptor puede alcanzar miles de grados.
- No intente reparar las válvulas de cierre y otros elementos estructurales del cilindro por su cuenta.
Además, es necesario seguir estrictamente los plazos prescritos por el fabricante para el uso de cilindros. Los buques fabricados antes de diciembre de 2014 pueden funcionar durante 40 años.
En ausencia de información sobre el período permitido de uso de los cilindros de gas producidos después de esta fecha y no teniendo la documentación adjunta a ellos, Rostekhnadzor recomienda tomar para la fecha de vencimiento del cilindro - 20 años.
Es absolutamente imposible transportar cilindros de gas utilizando la válvula como dispositivo de sujeción. Esto puede provocar la despresurización o la rotura del dispositivo de cierre.
Una alternativa segura a los cilindros de gas de acero son los recipientes más modernos de compuestos poliméricos: los cilindros en euros. Sus matraces están protegidos por una carcasa de plástico, no acumulan electricidad estática. La seguridad contra explosiones de los cilindros compuestos se garantiza equipándolos con una nueva generación de dispositivos de seguridad: un eslabón fusible y una válvula de retención de alivio de sobrepresión.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Las razones de las explosiones de cilindros de gas en ejemplos de hechos reales, y lo que se puede y no se puede hacer al usarlos:
Cómo utilizar correctamente los cilindros de gas en la vida cotidiana y qué requisitos deben cumplir:
Con todos los factores de riesgo existentes que acompañan al funcionamiento de los equipos de gas, no hay razón para sucumbir al miedo y rechazar la conveniencia de usarlos en la vida cotidiana.
El conocimiento teórico de las causas y condiciones que acompañan a la explosión de los cilindros de gas domésticos está diseñado para ayudar a superar este miedo. Y el cumplimiento del conjunto de estándares anterior para su uso seguro servirá como un seguro confiable contra las graves consecuencias de una explosión de gas y un incendio.
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