Perché le bombole di gas esplodono: cause alla radice e misure preventive

Devi ammettere che la notizia che da qualche parte c'è stata un'esplosione di una bombola di gas, che, sfortunatamente, a volte sentiamo in televisione o da amici, ci fa pensare alla nostra sicurezza. E il compiacimento che ciò non ci accadrà non è il posto in questa situazione.

Le conseguenze di una tale esplosione e dell'incendio causato da essa possono essere le più tristi, e non solo per la proprietà, ma anche per la salute e la vita delle persone che si trovano nelle vicinanze. Ti aiuteremo a capire perché le bombole di gas possono esplodere e come, senza rinunciare alla comodità del loro uso, per proteggerti da grossi problemi.

Per fare ciò, abbiamo condotto uno studio delle caratteristiche dei tipi esistenti di navi a gas domestico, analizzato i motivi delle esplosioni in una serie di casi reali e studiato le opinioni competenti degli utenti esperti al riguardo. L'articolo proposto può essere presentato come una raccolta di codici di regole stabiliti in una forma comprensibile che consente in pratica l'uso corretto e sicuro del gas nelle bombole.

La cosa principale delle bombole di gas

L'indispensabilità fino ad oggi delle bombole di gas nella vita di tutti i giorni può confermare con fiducia una parte significativa della popolazione russa.

Per molte persone, l'uso di bombole di gas liquefatto non è solo un'opportunità per avere ulteriori vantaggi nel paese, ma l'unica opzione conveniente per la gassificazione del tuo condominio

A livello statale, Rostekhnadzor ha identificato problemi comuni con l'uso di navi a gas, che è necessario conoscere, poiché sono associati al loro uso sicuro:

• flotta obsoleta - circa il 90% di tutti i cilindri non è protetto da un riempimento eccessivo durante il rifornimento;
• la mancanza di una chiara regolamentazione statale nel campo della circolazione delle bombole sul mercato, che includa la presenza di distributori di benzina illegali;
• la necessità di migliorare e portare gli standard tecnici agli standard internazionali.

La mancata osservanza di questi requisiti e delle raccomandazioni della Commissione europea comporta difficoltà nel garantire la sicurezza dei prodotti importati e riempiti di gas utilizzati in Russia.

Oltre a conoscere i problemi comuni, al fine di rendere più facile immaginare le cause dell'esplosione e le condizioni che possono contribuire a questo, sarà utile sapere quali cilindri esistono, gestire il dispositivo e comprendere alcune delle sfumature della fisica dell'esplosione e della combustione della miscela utilizzata in essi.

Tipi di navi per gas

A seconda dell'applicazione, del filler utilizzato e dei metodi di connessione, navi a gas può variare sia strutturalmente che nel materiale di cui è realizzato l'alloggiamento.

Per le esigenze domestiche, di norma vengono utilizzati recipienti a gas in metallo (acciaio) o boccette di materiali compositi. Ognuno di loro ha i suoi pro e contro.

I più famosi cilindri metallici, sia nuovi che navi del vecchio parco. Il motivo principale dell'aumento della domanda di carri armati di questo tipo è il prezzo relativamente basso per loro e un gran numero di offerte sul mercato, anche a causa delle capacità rese in epoca sovietica.

Ma sono i cilindri in acciaio che sono maggiormente a rischio di esplosione e, seguendo i principi di sicurezza, richiedono il rispetto di una serie di condizioni durante il loro stoccaggio e funzionamento. Pertanto, ci soffermeremo su di loro in modo più dettagliato.

Come è organizzato il cilindro?

In base alla progettazione, la nave a gas ricorda un normale accendino, la cui capacità è anche riempita con una sostanza in due stati aggregati. Parte del serbatoio è gas nella fase liquida, lo spazio libero rimanente è riempito con la stessa sostanza, ma in forma gassosa (funzionante). Attraverso il dispositivo di bloccaggio, il gas entra nell'apparecchiatura appropriata per l'accensione e l'uso previsto.

L'attrezzatura standard per una bombola di gas comprende:

1. La nave stessa per gas o conchiglia, di forma cilindrica e con uno spessore minimo della parete di 2 mm.
2. Valvola a palloncino con elemento di bloccaggio e volantino.
3. Supporto ad anello (scarpa), che fornisce una posizione verticale stabile del serbatoio con gas.
4. Un involucro che protegge la valvola da danni e contaminazione durante il trasporto, lo stoccaggio e il funzionamento.

Un cappuccio è attaccato a una parte filettata speciale: il collo del cilindro.

Un dispositivo tecnicamente utile in termini di sicurezza di cui possono essere dotate le bombole di gas è un cambio di propano completo di manometro

Il suo utilizzo consente di ridurre, stabilizzare e mantenere la pressione della miscela nei valori specificati per un determinato consumatore di gas. Questo adattatore è facile da installare su qualsiasi tipo di bottiglia.

Miscela di gas per bombole domestiche

Il riempimento per i cilindri è un gas idrocarburico, una miscela di propano e butano, che viene pompato in un recipiente sotto pressione fino a 15 MPa.

Il rapporto di questi idrocarburi determina la stagionalità dell'uso della miscela o di una regione specifica. Il fatto è che con proprietà di base relativamente identiche, propano e butano hanno una differenza significativa nei valori delle temperature di evaporazione: butano - 0,5 ° C, propano - 43 ° C (con un segno meno).

A causa dell'inefficienza della produzione di singole marche di gas in bombole per ciascuna regione, GOST fornisce una miscela unificata propano-butano con una certa percentuale di questi gas

La conoscenza del principio di miscelazione degli idrocarburi utilizzati nei serbatoi di gas è essenziale non solo nella possibilità di ridurre il consumo di carburante (il butano è più economico del propano), ma anche nel ridurre, a causa della minore evaporazione intensiva del butano,il rischio di ipertensione con un aumento significativo della temperatura ambiente. Un forte aumento della pressione nel serbatoio può causare la sua depressurizzazione e, di conseguenza, un'esplosione o un incendio.

Prerequisiti per le esplosioni

Nonostante i crescenti requisiti per la manipolazione sicura delle bombole e la loro qualità, ogni anno in Russia oltre 200 persone diventano vittime fatali di esplosioni di gas a palloncino, ferite - un ordine di grandezza in più.

Riassumendo le informazioni dei produttori di serbatoi di gas, presentiamo gli intervalli di pressione ai quali è possibile la distruzione delle boccette:

Con una diminuzione dell'intensità delle pareti del pallone, il valore di pressione critica che porta alla sua depressurizzazione diminuisce a 5,3 MPa.

Esplosione o combustione di gas

Devi capire che l'esplosione e l'accensione di un cilindro non sono esattamente la stessa cosa. Ad esempio, quando viene chiesto se una bombola di gas per uso domestico che ha ricevuto una frammentazione o un foro di proiettile può esplodere, è impossibile rispondere inequivocabilmente "sì".

Il gas che fuoriesce da un recipiente a pressione danneggiato semplicemente brucia. Un'esplosione richiede uno spazio chiuso. Questo è, di regola, il cilindro stesso, in determinate condizioni, o una stanza molto gassificata

Una miscela di propano-butano con ossigeno nell'aria esplode all'esterno del cilindro o aspirata verso l'interno dopo che la pressione all'interno del pallone è uguale all'atmosfera.

Perché le bombole di gas esplodono o bruciano?

Cilindro del fuoco

L'esplosività del serbatoio che è caduto nella zona di combustione con la miscela di gas sotto pressione è molto elevata. Secondo GOST, la temperatura massima di sicurezza per un cilindro con un idrocarburo è di 45 ° C. È chiaro che nel fuoco supera in modo significativo il consentito.

La fisica del processo è la seguente. A una forte temperatura di riscaldamento, la miscela nel contenitore bolle e, di conseguenza, la pressione in esso aumenta. Inoltre, il riscaldamento irregolare della superficie del guscio indebolisce la sua resistenza iniziale e porta alla distruzione delle pareti.

Di solito, a causa dell'elevata deformazione plastica residua della nave con il gas e il suo riscaldamento, si verifica un gonfiore locale della parete (otdulina) su un lato. La rottura si verifica più spesso lungo la saldatura

Evapora rapidamente e si accende, l'idrocarburo espulso dal cilindro in uno stato liquido e vapore ha un ulteriore effetto termico nella zona del fuoco su tutto ciò che lo circonda.

Avendo capito perché le bombole di gas esplodono nelle case durante un incendio, si dovrebbe anche sapere come possono comportarsi quando riscaldate.

Esistono due opzioni per rompere il pallone:

1. Dalla meccanica "idraulica".
2. Forte torsione e formazione di una grande crepa sul fondo e sul bordo.

Nel primo caso, la fase liquida con temperatura crescente a 60 ° C riempirà il volume della nave alla norma dell'85% ad una pressione di 1,5 - 2,5 MPa. La distruzione del guscio avverrà con un ulteriore aumento della temperatura nella stanza a 70 - 75 ° C.

La seconda opzione si verifica quando non vi è alcuna fase liquida nel recipiente, se, ad esempio, l'evaporazione della miscela liquefatta si è verificata a causa della depressurizzazione del dispositivo di arresto, a temperature elevate in un incendio.

In qualsiasi scenario, i frammenti di un pallone che esplode possono disperdersi in diverse direzioni con grande velocità, creando una minaccia per la persona e danni alla proprietà.

Eccessivo riempimento di gas

Spesso li riempie di gas liquefatto. Ciò accade a causa di negligenza o deliberatamente, volendo risparmiare sull'utilizzo del serbatoio.

Dovrebbe essere chiaro che il superamento della pressione del gas liquefatto nel pallone durante il rifornimento al di sopra del valore consentito può causare una violazione della sua forza

Una parte del volume libero dovrebbe rimanere nel serbatoio - un cuscino, per la fase vapore degli idrocarburi. Il volume sicuro di tale cuscino è almeno il 15% del volume totale del serbatoio.In sua assenza, la pressione nel pallone aumenta di 0,7 MPa con un aumento della temperatura della miscela di ogni grado, il che è inaccettabile per gli standard di sicurezza e può portare a un sovraccarico del guscio e alla sua rottura.

La quantità di gas iniettato nella nave è strettamente regolata dalla pressione e dalla massa e non deve superare 0,425 kg per 1 litro di volume del serbatoio.

Anche alla temperatura specificata da GOST +45 ° С, un matraccio traboccato rappresenta un grande pericolo della probabilità di una rottura longitudinale lungo la saldatura.

Ti consigliamo inoltre di leggere il nostro altro articolo, in cui abbiamo parlato in dettaglio delle regole. ricariche di bombole di gas.

Pareti del vaso di riscaldamento o raffreddamento

La miscela propano-butano, avente un elevato coefficiente di espansione, anche con un leggero aumento della sua temperatura, aumenta notevolmente di volume.

Un aumento della pressione nel cilindro a un valore critico è possibile quando la nave viene riscaldata a lungo al sole, sotto i raggi diretti

Il pericolo di aumentare la pressione della miscela sulle pareti del pallone esiste anche nel cilindro installato vicino alla fonte di calore.

Oltre al riscaldamento, numerosi pericoli nascondono anche gli effetti negativi delle temperature negative. Il primo è un aumento della fragilità del metallo. E il secondo - è necessario ricordare per sempre che in nessun caso una nave tenuta al freddo può essere portata a lungo in una stanza calda. Un brusco aumento della temperatura della miscela di idrocarburi non è sicuro.

Urti e cadute di cilindri

Gli improvvisi effetti meccanici sulle sue pareti possono provocare danni e l'accensione di una nave con gas, specialmente quando il serbatoio si trova in condizioni di temperature basse o, al contrario, eccessivamente alte.

Quando si utilizza un cilindro in condizioni di freddo anomalo, le proprietà meccaniche del metallo cambiano: la tenacità dell'acciaio diminuisce.

Per questo motivo, un forte colpo al cilindro o la sua forte caduta possono danneggiare la tenuta della nave e contribuire al rilascio di gas che, se miscelato con ossigeno e in contatto con la scintilla, porterà alla detonazione della miscela di gas con l'aria

Nel secondo caso, un aumento della temperatura e del riscaldamento del gas contenuto nel pallone, come è stato detto, aumenta bruscamente la sua pressione, che, con ulteriori effetti di scossa sulla nave, può romperlo.

Materiale estraneo nel gas

Il pericolo di esplosione si nasconde quando acqua e idrogeno solforato entrano in una nave con gas liquido. Il loro alto contenuto nel serbatoio contribuisce alla comparsa sulla superficie metallica interna del guscio di delaminazioni e broncio.

Tali difetti vascolari si verificano in presenza di idrogeno solforato nel propano dallo 0,3% o più e possono essere osservati dopo un periodo di due anni di utilizzo del palloncino.

Saldare il matrimonio

Meno spesso, ma ci sono problemi associati alla depressurizzazione dei vasi con gas nella zona interessata dal calore.

In caso di difetto nella saldatura, la sua sezione trasversale di lavoro potrebbe indebolirsi, sollecitare la concentrazione e, di conseguenza, si apriranno le cuciture longitudinali o circonferenziali

È possibile mantenere l'integrità complessiva del guscio alla rottura della saldatura difettosa.

Scenari di esplosione

Le suddette cause dell'esplosione o dell'accensione di navi a gas possono, in vari modi, provocare i seguenti scenari pericolosi.

Serbatoio scoppiato e fiamma

L'esplosione di un cilindro e l'accensione del propano-butano sono pericolosi per i seguenti fattori:

• un pilastro di una forte fiamma, aumentando rapidamente l'area del fuoco;
• alta temperatura dell'incendio al centro dell'esplosione;
• tossicità dei prodotti della combustione.

La sconfitta può anche provenire dal soffocamento, a causa di una significativa riduzione dell'ossigeno con una forte concentrazione di gas nocivi.

Studi condotti hanno dimostrato che la sigillatura di una nave a gas da 50 litri con gas liquefatto in un incendio viene interrotta in meno di 5 minuti. Di conseguenza, un incendio con il rilascio di una "palla di fuoco" che raggiunge un diametro di 10 m

Tipicamente, la rottura della nave si verifica lungo la sua parte laterale.

Effetti di esplosione secondari

Gli effetti secondari, ma non meno gravi, nell'esplosione di un cilindro sono:

• separazione delle valvole;
• esposizione a un'onda di compressione o onda d'urto;
• danno da frammenti di elementi shell.

I frammenti del palloncino e dei suoi elementi staccati possono volare molto lontano, causando danni in un raggio fino a 250 m, e raggiungere un'altezza di trenta metri.

Rischio di perdite di gas

Il pericolo di fuoriuscita di propano da un serbatoio danneggiato è che la stanza è molto rapidamente e, in grandi volumi, crea una concentrazione esplosiva di una miscela di idrocarburi e ossigeno, molto più rapidamente rispetto alle perdite di sostanze combustibili liquide.

Una forte perdita di una miscela da un pallone o una valvola di intercettazione difettosa può essere rilevata dall'olfatto o dall'orecchio: il suono è simile a quello che sentiamo quando il palloncino viene sgonfiato rapidamente.

Se si sospetta una perdita di gas o per controllarne l'assenza, sarà sufficiente applicare una soluzione di sapone sul palloncino con una spugna e determinare il luogo di depressurizzazione utilizzando le bolle risultanti

Se c'è una perdita di gas, è necessario coprire il luogo della depressurizzazione con uno straccio bagnato, portare con cautela la nave in strada e chiamare i lavoratori del gas.

Dal 2016, le regole tecniche prevedono l'installazione obbligatoria di rilevatori di gas nelle nuove case. Per gli alloggi costruiti in precedenza, questa norma ha un carattere raccomandato, ma i vantaggi di questo dispositivo, specialmente nelle case in cui viene utilizzato gas in bombole, sono innegabili.

Il fatto è che la densità della miscela di idrocarburi è maggiore della densità dell'aria. In caso di violazione della sigillatura del pallone, dell'attrezzatura di chiusura o del tubo di collegamento, il gas inizia ad accumularsi sul fondo e il suo odore non può essere immediatamente rilevato. Ecco perché, una miscela con propano, che è entrata nell'aria da una bombola di gas danneggiata, esplode spesso nelle case da qualsiasi scintilla senza essere notata.

Fondamenti di gestione sicura dei cilindri

Prima di installare la bottiglia e collegandolo ad apparecchi a gas la prima cosa da fare è assicurarsi che non vi siano danni, ruggine sul corpo e che la valvola sia in buone condizioni.

Solo i cilindri certificati forniti da organizzazioni specializzate che hanno un passaporto cartaceo su tutti i cicli operativi e la marcatura corrispondente applicata dalla marcatura a impatto sono soggetti all'uso

I principali requisiti tecnici che devono essere osservati quando si utilizzano i cilindri includono:

1. Tutti i cilindri, ad eccezione di uno (cinque litri per il collegamento a una stufa a gas), devono essere installati in prolunghe all'esterno degli edifici e ad una distanza non inferiore a 5 m dall'ingresso.
2. Escludere lo stoccaggio di cilindri in soggiorni, scantinati e soffitte.
3. Non posizionare i cilindri a meno di 1 m dai riscaldatori e 5 m dalle fiamme libere.

Le ovvie, ma spesso dimenticate misure di sicurezza quando si usano navi con gas dovrebbero essere attribuite e prese alla rigorosa esecuzione di quanto segue:

1. Non portare un fiammifero acceso o un accendino nella bombola per verificare la presenza di perdite di gas.
2. Escludere categoricamente l'uso di fiamme libere per riscaldare il cambio o la valvola. Per questi scopi, è consentita solo l'acqua calda.
3. Se viene rilevato gas nella stanza, non accendere alcun apparecchio elettrico, inclusa la luce, e non spegnerli. La temperatura di una scintilla in una presa o interruttore può salire fino a mille gradi.
4. Non tentare di riparare da soli le valvole di intercettazione e altri elementi strutturali del cilindro.

Inoltre, è necessario rispettare rigorosamente i termini per l'uso dei cilindri prescritti dal produttore. Le navi rilasciate prima di dicembre 2014 possono essere utilizzate per 40 anni.

In assenza di informazioni sul periodo di utilizzo consentito per le bombole di gas prodotte dopo tale data e senza la relativa documentazione di accompagnamento, Rostekhnadzor raccomanda di conservare la bombola per una durata di 20 anni.

È assolutamente vietato trasportare bombole di gas utilizzando la valvola come dispositivo di ritenuta. Ciò può causare perdite o rotture del dispositivo di blocco.

Un'alternativa più sicura alle bombole di gas in acciaio sono le più moderne navi in ​​polimero composito: le bombole in euro. Le loro boccette sono protette da un involucro di plastica, non accumulano elettricità statica. La sicurezza antideflagrante dei cilindri compositi è garantita dotandoli di dispositivi di sicurezza di nuova generazione: un fusibile e una valvola di sovrapressione.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Le ragioni delle esplosioni delle bombole di gas sono esempi di fatti reali e cosa si può e non si deve fare categoricamente con il loro uso:

Come utilizzare le bombole di gas nella vita di tutti i giorni e quali requisiti devono soddisfare:

Per tutti i fattori di rischio che accompagnano il funzionamento delle apparecchiature a gas, non c'è motivo di soccombere alla paura e abbandonare la comodità di usarli nella vita di tutti i giorni.

La conoscenza teorica delle cause e delle condizioni associate all'esplosione dei serbatoi di gas domestici è progettata per aiutare a superare questa paura. E la conformità con la serie di standard per il loro uso sicuro servirà come assicurazione affidabile contro le gravi conseguenze di un'esplosione di gas e di un incendio.

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