Dlaczego butle z gazem eksplodują: główne przyczyny wypadków

Zgadzam się, wiadomość, że gdzieś doszło do wybuchu butli z gazem, co niestety czasami słyszymy w telewizji lub od znajomych, skłania nas do myślenia o własnym bezpieczeństwie. A samozadowolenie, że nam się to nie przydarzy, jest w tej sytuacji nie na miejscu.

Konsekwencje takiej eksplozji i wywołanego nią pożaru mogą być najsmutniejsze, nie tylko dla mienia, ale także dla zdrowia i życia ludzi, którzy znajdą się w pobliżu. Pomożemy Ci zrozumieć, dlaczego butle z gazem mogą eksplodować i jak, nie rezygnując z wygody ich użytkowania, uchronić się przed dużymi kłopotami.

W tym celu przeprowadziliśmy badanie cech analizowanych istniejących typów domowych naczyń gazowych przyczyny wybuchów w wielu rzeczywistych przypadkach oraz kompetentne opinie doświadczonych użytkowników na temat ten. Proponowany artykuł można przedstawić jako kompilację zbiorów zasad w przystępnej formie, która pozwala w praktyce na prawidłowe i bezpieczne stosowanie gazu w butlach.

Podstawy dotyczące butli gazowych

Niezbędność butli gazowych w życiu codziennym może z pewnością potwierdzić znaczna część ludności Rosji.

Na poziomie państwowym Rostekhnadzor zidentyfikował ogólne problemy w korzystaniu ze statków gazowych, o których należy wiedzieć, ponieważ są one związane z ich bezpiecznym użytkowaniem:

• przestarzała flota – około 90% wszystkich butli nie jest chronionych przed przepełnieniem podczas tankowania;
• brak jasnych regulacji rządowych w zakresie obiegu butli na rynku, co może obejmować obecność nielegalnego tankowania;
• konieczność doskonalenia i dostosowania norm parametrów technicznych do standardów międzynarodowych.

Niespełnienie tych wymagań oraz zaleceń Komisji Europejskiej powoduje trudności w zapewnieniu bezpieczeństwa produktów butli gazowych wykorzystywanych w Rosji i importowanych.

Oprócz znajomości typowych problemów, aby łatwiej było sobie wyobrazić przyczyny prowadzące do wybuchu i warunki, które mogą się do tego przyczynić, warto wiedzieć, jakie cylindry istnieją, poradzić sobie z urządzeniem, zrozumieć niektóre niuanse fizyki wybuchu i spalania stosowane w ich mieszaniny.

Rodzaje naczyń na gaz

W zależności od obszaru zastosowania, zastosowanego wypełniacza i sposobu łączenia, zbiorniki gazowe może różnić się zarówno strukturą, jak i materiałem, z którego wykonany jest korpus.

Największą popularnością cieszą się butle metalowe, zarówno nowe, jak i stare statki parkowe. Głównym powodem zwiększonego popytu na tego typu zbiorniki jest ich stosunkowo niska cena oraz duża liczba ofert na rynku, m.in. ze względu na kontenery wyprodukowane jeszcze w ZSRR czas.

Jednak to butle stalowe są najbardziej narażone na wybuch i zgodnie z zasadami bezpieczeństwa wymagają spełnienia szeregu warunków podczas ich przechowywania i eksploatacji. Dlatego omówimy je bardziej szczegółowo.

Jak działa balon?

Z założenia zbiornik gazowy przypomina zwykłą zapalniczkę, której pojemność jest również wypełniona substancją w dwóch stanach skupienia. Część zbiornika zajmuje gaz w fazie ciekłej, pozostała wolna przestrzeń jest wypełniona tą samą substancją, ale w postaci gazowej (roboczej). Poprzez urządzenie odcinające gaz dostaje się do odpowiedniego sprzętu do zapłonu i przeznaczenia.

W skład standardowego kompletu butli gazowej wchodzą:

1. Sam zbiornik gazowy lub skorupa o kształcie cylindrycznym i minimalnej grubości ścianki 2 mm.
2. Zawór balonowy z elementem odcinającym i kołem zamachowym.
3. Podpora pierścieniowa (buta) zapewniająca stabilną pozycję pionową pojemnika z gazem.
4. Obudowa chroniąca zawór przed uszkodzeniem i zanieczyszczeniem podczas transportu, przechowywania i eksploatacji.

Nakrętka jest przymocowana do specjalnej gwintowanej części - pierścienia szyjki butelki.

Jego zastosowanie umożliwia obniżenie, stabilizację i utrzymanie ciśnienia mieszanki na wartościach ustalonych dla konkretnego odbiorcy gazu. Ten adapter można łatwo zainstalować na każdym rodzaju butli.

Mieszanka gazowa do butli domowych

Butle wypełnione są gazem węglowodorowym - mieszaniną propanu i butanu, który pompowany jest do zbiornika pod ciśnieniem do 15 MPa.

Stosunek tych węglowodorów determinuje sezonowość użytkowania mieszaniny lub określony region. Faktem jest, że przy stosunkowo identycznych podstawowych właściwościach propan i butan mają znaczną różnicę w wartościach temperatur parowania: butan - 0,5°C, propan - 43°C (ze znakiem minus).

Znajomość zasady mieszania węglowodorów wykorzystywanych w złożach gazu jest niezbędna nie tylko w możliwości obniżenia kosztów paliwa (butan jest tańszy propan), ale także w spadku, ze względu na mniej intensywne parowanie butanu, ryzyko powstania podwyższonego ciśnienia przy znacznym wzroście temperatury otoczenia powietrze. Gwałtowny wzrost ciśnienia w zbiorniku może spowodować jego obniżenie ciśnienia i odpowiednio wybuch lub pożar.

Warunki wybuchu

Pomimo rosnących wymagań dotyczących bezpiecznej obsługi butli i ich jakości, co roku w Rosji ponad 200 osób staje się śmiertelnymi ofiarami eksplozji gazu balonowego, rannych - o rząd wielkości jeszcze.

Podsumowując informacje producentów zbiorników gazowych podajemy zakresy ciśnień, przy których możliwe jest zniszczenie kolb:

Wraz ze spadkiem wytrzymałości ścianek kolby krytyczna wartość ciśnienia, prowadząca do jej rozhermetyzowania, spada do 5,3 MPa.

Wybuch lub spalanie gazu

Musisz zrozumieć, że eksplozja i zapłon cylindra to nie to samo. Na przykład na pytanie, czy butla z gazem do użytku domowego, która otrzymała fragmentację lub dziurę po kuli, może eksplodować, nie można jednoznacznie odpowiedzieć „tak”.

Mieszanina propan-butan z tlenem eksploduje w powietrzu na zewnątrz butli lub wciągana do środka, gdy ciśnienie wewnątrz kolby zrówna się z ciśnieniem atmosferycznym.

Co powoduje wybuch lub spalenie butli z gazem?

Cylinder w strefie pożarowej

Zagrożenie wybuchem pojemnika, który dostał się do strefy spalania, w którym znajduje się mieszanina gazów pod ciśnieniem, jest bardzo wysokie. Według GOST maksymalna bezpieczna temperatura butli węglowodorowej wynosi 45 ° C. Oczywiste jest, że w palenisku ognia znacznie przekracza dopuszczalną wartość.

Fizyka procesu jest następująca. W wysokiej temperaturze ogrzewania mieszanina w naczyniu wrze i odpowiednio wzrasta w niej ciśnienie. Ponadto nierównomierne nagrzewanie się powierzchni skorupy osłabia jej początkową wytrzymałość i prowadzi do zniszczenia ścian.

Szybko odparowując i zapalając się, węglowodór wyrzucany z cylindra w stanie ciekłym i parowym ma dodatkowy efekt cieplny w strefie pożaru na wszystko dookoła.

Rozumiejąc, dlaczego butle z gazem eksplodują podczas pożaru w domach, powinieneś również wiedzieć, jak mogą się zachowywać po podgrzaniu.

Istnieją dwie możliwości rozbicia kolby:

1. O mechanice „hydraulicznej”.
2. Silne skręcenie i duże pęknięcia na dnie i skorupie.

W pierwszym przypadku faza ciekła, przy wzroście temperatury do 60 ° C, wypełni objętość naczynia do normy 85% pod ciśnieniem 1,5 - 2,5 MPa. Zniszczenie powłoki nastąpi wraz z dalszym wzrostem temperatury w pomieszczeniu do 70 - 75 ° C.

Druga opcja ma miejsce w przypadku braku fazy ciekłej w naczyniu, jeśli na przykład odparowanie skroplonego mieszanina była spowodowana rozprężeniem urządzenia blokującego, w podwyższonych temperaturach w warunkach ogień.

W każdym przypadku fragmenty eksplodującego balonu mogą odlecieć z dużą prędkością w różnych kierunkach, stwarzając zagrożenie zranienia osoby i zniszczenia mienia.

Nadmierne wypełnienie butli gazem

Często napełniając zbiorniki skroplonym gazem, przepełniają się. Wynika to z zaniedbania lub celowo, w celu zaoszczędzenia na wskaźniku wykorzystania zbiornika.

Część wolnej objętości powinna pozostać w zbiorniku - poduszka dla fazy lotnej węglowodorów. Bezpieczna objętość takiej poduszki to co najmniej 15% całkowitej objętości zbiornika. W przypadku jego braku ciśnienie w kolbie wzrasta o 0,7 MPa wraz ze wzrostem temperatury mieszaniny dla każdego stopień, który jest niedopuszczalny zgodnie z normami bezpieczeństwa i może prowadzić do przepięcia powłoki, a jego złamać.

Ilość gazu pompowanego do zbiornika jest ściśle regulowana pod względem ciśnienia i masy i nie powinna przekraczać 0,425 kg na 1 litr pojemności zbiornika.

Nawet w temperaturze +45 ° C wymaganej przez GOST przepełniona kolba stwarza duże niebezpieczeństwo prawdopodobieństwa pęknięcia wzdłużnego wzdłuż spoiny.

Zachęcamy również do przeczytania naszego innego artykułu, w którym szczegółowo omówiliśmy zasady tankowanie butli gazowych.

Ogrzewanie lub chłodzenie ścian naczynia

Mieszanka propan-butan, posiadająca wysoki współczynnik rozszerzalności, nawet przy niewielkim wzroście jej temperatury znacznie zwiększa objętość.

Istnieje również niebezpieczeństwo wzrostu ciśnienia mieszaniny na ściankach kolby w cylindrze zainstalowanym obok źródła ciepła.

Oprócz ogrzewania wiele niebezpieczeństw wiąże się również z negatywnymi skutkami ujemnych temperatur. Pierwszy to wzrost kruchości metalu. A po drugie - należy na zawsze pamiętać, że w żadnym wypadku naczynie, które było zimne, nie powinno być długo przechowywane w ciepłym pomieszczeniu. Gwałtowny wzrost temperatury mieszaniny węglowodorów jest niebezpieczny.

Uderzenia i upadki cylindrów

Ostre uderzenia mechaniczne mogą spowodować uszkodzenie i zapłon statku gazem. ściany, zwłaszcza gdy zbiornik jest w warunkach niskich lub odwrotnie, zbyt wysokich temperatury.

Podczas używania cylindra w nienormalnie zimnych warunkach zmieniają się właściwości mechaniczne metalu - zmniejsza się udarność stali.

W drugim przypadku wzrost temperatury i ogrzanie gazu zawartego w kolbie, jak powiedziano, gwałtownie zwiększa jego ciśnienie, co przy dodatkowym uderzeniu w naczynie może pęknąć jego.

Zanieczyszczenia w gazie

Niebezpieczeństwo wybuchu czai się, jeśli woda i siarkowodór dostaną się do naczynia z ciekłym gazem. Ich wysoka zawartość w zbiorniku przyczynia się do powstawania rozwarstwień i skaz na wewnętrznej metalowej powierzchni skorupy.

Takie defekty naczyń występują, gdy siarkowodór w propanie wynosi 0,3% lub więcej i można je zaobserwować po dwuletnim okresie użytkowania butli.

Wada spoiny

Rzadziej, ale występują problemy związane z rozprężaniem naczyń gazem w strefie bliskiej spoiny.

Ogólna integralność skorupy może zostać zachowana, gdy uszkodzona spoina pęknie.

Scenariusze konsekwencji wybuchu balonu

Powyższe przyczyny wybuchu lub zapłonu zbiorników gazowych mogą na różne sposoby wywołać następujące niebezpieczne scenariusze.

Pęknięcie cylindra i wybuch płomienia

Wybuch butli i zapłon propan-butanu są niebezpieczne ze względu na wpływ następujących czynników:

• kolumna silnego płomienia, szybko zwiększająca obszar ognia;
• wysoka temperatura ognia w centrum wybuchu;
• toksyczność produktów spalania.

Klęska może nastąpić z powodu uduszenia, ze względu na znaczny spadek tlenu przy ostrym stężeniu szkodliwych gazów.

Zwykle pęknięcie naczynia następuje wzdłuż jego bocznej części.

Wtórne szkodliwe skutki eksplozji

Wtórnymi, ale nie mniej poważnymi niszczącymi konsekwencjami wybuchu butli są:

• separacja zaworów;
• wpływ fali ściskającej lub fali uderzeniowej;
• uszkodzenia od fragmentów elementów powłoki.

Fragmenty balonu i jego oderwane elementy mogą latać bardzo daleko, zadając obrażenia w promieniu do 250 m i wznosić się na wysokość trzydziestu metrów.

Niebezpieczeństwo wycieku gazu

Niebezpieczeństwo wycieku propanu z uszkodzonego pojemnika polega na tym, że w pomieszczeniu bardzo szybko i w dużych ilościach, powstaje wybuchowe stężenie mieszaniny węglowodoru i tlenu - znacznie szybciej niż przy wyciekach paliw płynnych Substancje.

Silny wyciek mieszanki z kolby lub wadliwy zawór odcinający można rozpoznać po zapachu lub słuchu - dźwięk jest podobny do tego, który słyszymy, gdy balon jest szybko opróżniany.

W przypadku wycieku gazu należy przykryć miejsce rozhermetyzowania mokrą szmatką, ostrożnie wyjąć naczynie na ulicę i wezwać pracowników gazowych.

Od 2016 roku przepisy techniczne przewidują obowiązkową instalację alarmów gazowych w nowych domach. W przypadku wcześniej budowanych domów norma ta ma charakter doradczy, ale zalety tego urządzenia, zwłaszcza w domach, w których używany jest gaz z butli, nie budzą wątpliwości.

Faktem jest, że gęstość mieszaniny węglowodorów jest większa niż gęstość powietrza. Jeśli uszczelnienie kolby, urządzenia odcinającego lub węża łączącego zostanie zerwane, gaz zaczyna gromadzić się na dnie, a jego zapach może nie zostać natychmiast wykryty. Dlatego mieszanina propanu uwalniana do powietrza z uszkodzonej butli z gazem często wybucha w domach od jakiejkolwiek iskry, niezauważona.

Podstawy bezpiecznej obsługi butli

Przed zainstalowaniem butli i podłączenie go do urządzeń gazowych Pierwszą rzeczą do zrobienia jest upewnienie się, że nie ma uszkodzeń, rdzy na korpusie i czy zawór jest sprawny.

Główne wymagania techniczne, których należy przestrzegać podczas eksploatacji butli, to:

1. Wszystkie butle, z wyjątkiem jednej (pięciolitrowej do podłączenia do kuchenki gazowej), muszą być instalowane w budynkach gospodarczych na zewnątrz budynków i w odległości nie bliższej niż 5 m od wejścia do nich.
2. Wyklucz przechowywanie butli w salonach, piwnicach i na strychach.
3. Nie umieszczaj butli bliżej niż 1 m od urządzeń grzewczych i 5 m od otwartego ognia.

Oczywiste, ale często zapominane środki bezpieczeństwa podczas korzystania ze statków z gazem, należy przypisać i poddać ścisłej realizacji:

1. Nie umieszczaj zapalonej zapałki lub zapalniczki w pobliżu butli w celu sprawdzenia wycieków gazu.
2. Używanie otwartego ognia do rozgrzewania skrzyni biegów lub zaworu jest surowo zabronione. Do tych celów dozwolona jest tylko ciepła woda.
3. Jeśli w pomieszczeniu zostanie wykryty gaz, nie włączaj żadnych urządzeń elektrycznych, w tym świateł, ani ich nie wyłączaj. Temperatura iskry w gnieździe lub przełączniku może sięgać tysięcy stopni.
4. Nie próbuj samodzielnie naprawiać zaworów odcinających i innych elementów konstrukcyjnych cylindra.

Ponadto konieczne jest ścisłe przestrzeganie ram czasowych zalecanych przez producenta dotyczących użytkowania butli. Statki wyprodukowane przed grudniem 2014 roku mogą być eksploatowane przez 40 lat.

W przypadku braku informacji o dozwolonym okresie użytkowania butli gazowych wyprodukowanych po tej dacie i nie mając dołączoną do nich dokumentację, Rostekhnadzor zaleca pobranie daty ważności cylindra - 20 lat.

Bezpieczną alternatywą dla stalowych butli gazowych są nowocześniejsze zbiorniki polimerowo-kompozytowe – butle euro. Ich kolby są chronione plastikową obudową, nie kumulują elektryczności statycznej. Bezpieczeństwo przeciwwybuchowe butli kompozytowych zapewnia wyposażenie ich w zabezpieczenia nowej generacji – łącznik topliwy oraz zawór zwrotny nadciśnieniowy.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Przyczyny wybuchów butli gazowych na przykładach rzeczywistych oraz co można, a czego nie można zrobić przy ich użyciu:

Jak prawidłowo używać butli gazowych w życiu codziennym i jakie wymagania muszą spełniać:

Przy wszystkich istniejących czynnikach ryzyka towarzyszących działaniu sprzętu gazowego nie ma powodu, aby obawiać się i odmawiać wygody korzystania z nich w życiu codziennym.

Teoretyczna wiedza o przyczynach i warunkach towarzyszących wybuchowi domowych butli gazowych ma pomóc w przezwyciężeniu tego lęku. A przestrzeganie podanego zestawu norm dotyczących ich bezpiecznego użytkowania będzie niezawodnym zabezpieczeniem przed poważnymi skutkami wybuchu gazu i pożaru.

Jeśli posiadasz cenne informacje, które mogą uzupełnić nasz materiał, podziel się nimi z innymi użytkownikami serwisu - zostaw swój komentarz w poniższym bloku. Tam możesz również zadawać interesujące pytania na temat artykułu.