Dlaczego wybuchają butle z gazem: przyczyny i środki zapobiegawcze

Musisz przyznać, że wiadomość, że gdzieś wybuchła butla z gazem, którą niestety czasem słyszymy w telewizji lub od znajomych, każe nam myśleć o własnym bezpieczeństwie. A samozadowolenie, że nam się to nie stanie, nie jest miejscem w tej sytuacji.

Konsekwencje takiej eksplozji i spowodowanego przez nią pożaru mogą być najsmutniejsze nie tylko dla własności, ale także dla zdrowia i życia ludzi w pobliżu. Pomożemy Ci zrozumieć, dlaczego butle z gazem mogą eksplodować i jak, bez rezygnacji z wygody ich użytkowania, uchronić się przed dużymi problemami.

Aby to zrobić, przeprowadziliśmy badanie cech istniejących typów domowych zbiorników gazu, przeanalizowaliśmy przyczyny wybuchów w wielu rzeczywistych przypadkach i zbadaliśmy kompetentne opinie doświadczonych użytkowników na ten temat. Proponowany artykuł można przedstawić jako kompilację kodów zasad przedstawionych w zrozumiałej formie, która pozwala w praktyce na prawidłowe i bezpieczne stosowanie gazu w butlach.

Najważniejsze w butlach gazowych

Niezbędna do tej pory butla z gazem w życiu codziennym może z pewnością potwierdzić znaczną część rosyjskiej populacji.

Dla wielu osób użycie butli z gazem skroplonym to nie tylko okazja do posiadania dodatkowych udogodnień w kraju, ale jedyna niedroga opcja gazyfikacji budynku mieszkalnego

Na poziomie państwowym Rostekhnadzor zidentyfikował typowe problemy z używaniem zbiorników 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 jasnej regulacji państwowej w zakresie obrotu butli na rynku, która obejmuje obecność nielegalnych stacji paliw;
• potrzeba poprawy i dostosowania standardów technicznych do standardów międzynarodowych.

Nieprzestrzeganie tych wymagań i zaleceń Komisji Europejskiej stwarza trudności w zapewnieniu bezpieczeństwa importowanych i napełnianych gazem produktów stosowanych w Rosji.

Oprócz znajomości typowych problemów, aby łatwiej wyobrazić sobie przyczyny wybuchu i warunki, które mogą do tego przyczynić się, przydatne będzie poznanie istniejących cylindrów, radzenie sobie z urządzeniem i zrozumienie niektórych niuansów fizyki wybuchu i spalania zastosowanej w nich mieszaniny.

Rodzaje zbiorników na gaz

W zależności od zastosowania, zastosowanego wypełniacza i metod połączenia, naczynia gazowe mogą różnić się zarówno strukturalnie, jak i materiałem, z którego wykonana jest obudowa.

Zasadniczo do potrzeb domowych stosuje się metalowe (stalowe) zbiorniki gazowe lub kolby wykonane z materiałów kompozytowych. Każdy z nich ma swoje zalety i wady.

Najpopularniejsze metalowe cylindry, zarówno nowe, jak i naczynia starego parku. Głównym powodem zwiększonego popytu na czołgi tego typu jest ich stosunkowo niska cena i duża liczba ofert na rynku, w tym ze względu na zdolności produkcyjne z czasów sowieckich.

Ale to stalowe butle są najbardziej narażone na wybuch i zgodnie z zasadami bezpieczeństwa wymagają przestrzegania szeregu warunków podczas ich przechowywania i eksploatacji. Dlatego zajmiemy się nimi bardziej szczegółowo.

Jak ułożony jest cylinder?

Z założenia naczynie gazowe przypomina zwykłą zapalniczkę, której pojemność jest również wypełniona substancją w dwóch stanach skupienia. Częścią zbiornika jest gaz w fazie ciekłej, pozostała wolna przestrzeń jest wypełniona tą samą substancją, ale w postaci gazowej (roboczej). Przez urządzenie blokujące gaz dostaje się do odpowiedniego sprzętu do zapłonu i zamierzonego zastosowania.

Standardowe wyposażenie butli gazowej obejmuje:

1. Samo naczynie na gaz lub płaszcz, o kształcie cylindrycznym i minimalnej grubości ścianki 2 mm.
2. Zawór balonowy z elementem blokującym i pokrętłem.
3. Wspornik pierścieniowy (but), zapewniający stabilne położenie zbiornika w pionie z gazem.
4. Obudowa chroniąca zawór przed uszkodzeniem i zanieczyszczeniem podczas transportu, przechowywania i eksploatacji.

Nakrętka jest przymocowana do specjalnej gwintowanej części - szyjki cylindra.

Technicznie użytecznym urządzeniem pod względem bezpieczeństwa, w jakie mogą być wyposażone butle z gazem, jest przekładnia propanowa wraz z manometrem

Jego zastosowanie pozwala obniżyć, ustabilizować i utrzymać ciśnienie mieszaniny w wartościach określonych dla konkretnego odbiorcy gazu. Adapter można łatwo zainstalować na dowolnym typie butelki.

Mieszanka gazowa do butli domowych

Wypełnienie butli stanowi gaz węglowodorowy - mieszanina propanu i butanu, która jest pompowana do naczynia pod ciśnieniem do 15 MPa.

Stosunek tych węglowodorów określa sezonowość stosowania mieszaniny lub określonego regionu. Faktem jest, że przy stosunkowo identycznych podstawowych właściwościach propan i butan mają znaczącą różnicę w wartościach temperatur parowania: butan - 0,5 ° C, propan - 43 ° C (ze znakiem minus).

Ze względu na nieodpowiednią produkcję poszczególnych marek gazu w butlach dla każdego regionu GOST zapewnia ujednoliconą mieszaninę propan-butan z pewnym procentem tych gazów

Znajomość zasady mieszania węglowodorów stosowanych w zbiornikach z gazem jest niezbędna nie tylko w możliwości taniego paliwa (butan jest tańszy niż propan), ale także w redukcji, ze względu na mniej intensywne odparowanie butanu,ryzyko wysokiego ciśnienia krwi ze znacznym wzrostem temperatury otoczenia. Gwałtowny wzrost ciśnienia w zbiorniku może spowodować jego obniżenie ciśnienia, a tym samym wybuch lub pożar.

Wymagania wstępne dotyczące wybuchu

Pomimo rosnących wymagań dotyczących bezpiecznego obchodzenia się z butlami i ich jakości, ponad 200 osób w Rosji rocznie staje się śmiertelnymi ofiarami wybuchów gazowych balonów, rannych - o rząd wielkości więcej.

Podsumowując informacje od producentów zbiorników gazu, przedstawiamy zakresy ciśnienia, w których możliwe jest zniszczenie kolb:

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

Wybuch lub spalanie gazu

Musisz zrozumieć, że wybuch i zapłon cylindra nie jest dokładnie tym samym. Na przykład zapytany, czy butla z gazem domowym, która otrzymała fragmentację lub dziurę po kuli, może eksplodować, nie jest w stanie jednoznacznie odpowiedzieć „tak”.

Gaz ulatniający się z uszkodzonego naczynia ciśnieniowego po prostu się pali. Eksplozja wymaga zamkniętej przestrzeni. Z reguły jest to sam cylinder, pod pewnymi warunkami lub bardzo zgazowane pomieszczenie

Mieszanina propanu-butanu z tlenem w powietrzu wybucha na zewnątrz cylindra lub jest wciągana do wewnątrz, gdy ciśnienie w kolbie jest równe ciśnieniu atmosferycznemu.

Dlaczego butle z gazem wybuchają lub palą się?

Cylinder ognia

Wybuchowość zbiornika, który spadł do strefy spalania z mieszanką gazów pod ciśnieniem, jest bardzo wysoka. Według GOST maksymalna bezpieczna temperatura dla butli z węglowodorem wynosi 45 ° C. Oczywiste jest, że w ogniu znacznie przekracza dopuszczalne.

Fizyka tego procesu jest następująca. Przy wysokiej temperaturze ogrzewania mieszanina w zbiorniku wrze i odpowiednio wzrasta ciśnienie. Ponadto nierównomierne ogrzewanie powierzchni skorupy osłabia jej początkową wytrzymałość i prowadzi do zniszczenia ścian.

Zwykle ze względu na duże odkształcenie plastyczne naczynia z gazem i jego nagrzewanie, miejscowy pęcznienie ściany (otdulina) występuje z jednej strony. Zerwanie występuje częściej wzdłuż spoiny

Szybko odparowujący i zapalający węglowodór wyrzucany z cylindra w stanie ciekłym i parowym ma dodatkowy efekt termiczny w strefie pożaru na wszystko wokół.

Po zrozumieniu, dlaczego butle gazowe wybuchają w domach podczas pożaru, należy również wiedzieć, jak mogą się zachowywać po podgrzaniu.

Istnieją dwie możliwości rozerwania kolby:

1. Przez mechanikę „hydrauliczną”.
2. Silne skręcanie i tworzenie dużej szczeliny na dnie i na obręczy.

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

Druga opcja występuje, gdy w zbiorniku nie ma fazy ciekłej, jeśli na przykład odparowanie upłynnionej mieszaniny nastąpiło w wyniku rozhermetyzowania urządzenia odcinającego w podwyższonej temperaturze w ogniu.

W każdym scenariuszu fragmenty eksplodującego balonu mogą rozproszyć się w różnych kierunkach z dużą prędkością, tworząc zagrożenie dla osoby i szkody materialne.

Nadmierne napełnienie gazem

Często przepełnia je napełnianie zbiorników skroplonym gazem. Dzieje się tak z powodu zaniedbania lub celowo, chcąc zaoszczędzić na wykorzystaniu zbiornika.

Należy rozumieć, że przekroczenie ciśnienia skroplonego gazu w kolbie podczas tankowania powyżej wartości dopuszczalnej może spowodować naruszenie jego wytrzymałości

Część wolnej objętości powinna pozostać w zbiorniku - poduszka dla fazy gazowej węglowodorów. Bezpieczna objętość takiej poduszki wynosi co najmniej 15% całkowitej objętości zbiornika.Pod nieobecność ciśnienie w kolbie wzrasta o 0,7 MPa wraz ze wzrostem temperatury mieszaniny o każdy stopień, co jest nie do przyjęcia ze względów bezpieczeństwa i może prowadzić do przeciążenia skorupy i jej pęknięcia.

Ilość gazu wtryskiwanego do naczynia jest ściśle regulowana przez ciśnienie i masę i nie powinna przekraczać 0,425 kg na 1 litr objętości zbiornika.

Nawet w temperaturze określonej przez GOST +45 ° С przepełniona kolba stwarza duże niebezpieczeństwo prawdopodobieństwa pęknięcia wzdłuż spoiny.

Zalecamy również przeczytanie naszego innego artykułu, w którym szczegółowo omówiliśmy zasady. uzupełnienia zbiornika gazu.

Ogrzewanie lub chłodzenie ścian naczynia

Mieszanina propan-butan, mająca duży współczynnik rozszerzalności, nawet przy niewielkim wzroście temperatury, znacznie zwiększa objętość.

Wzrost ciśnienia w cylindrze do wartości krytycznej jest możliwy, gdy naczynie jest ogrzewane przez długi czas na słońcu, pod bezpośrednim promieniowaniem

Niebezpieczeństwo wzrostu ciśnienia mieszaniny na ściankach kolby istnieje również w cylindrze zainstalowanym obok źródła ciepła.

Oprócz ogrzewania szereg niebezpieczeństw kryje również negatywne skutki ujemnych temperatur. Pierwszym z nich jest wzrost kruchości metalu. A po drugie - należy pamiętać na zawsze, że w żadnym przypadku naczynie utrzymywane w zimnie nie może być długo przechowywane w ciepłym pomieszczeniu. Gwałtowny wzrost temperatury mieszaniny węglowodorów jest niebezpieczny.

Uderzenia i upadki cylindrów

Nagłe efekty mechaniczne na ścianach mogą wywołać uszkodzenie i zapłon statku z gazem, szczególnie gdy zbiornik znajduje się w warunkach niskich lub odwrotnie, zbyt wysokich temperatur.

Podczas używania cylindra w nienaturalnie niskich temperaturach zmieniają się właściwości mechaniczne metalu - wytrzymałość stali maleje.

Z tego powodu silne uderzenie w cylinder lub jego silny upadek może zniszczyć szczelność naczynia i przyczynić się do uwolnienia gazu, który po zmieszaniu z tlenem i w kontakcie z iskrą doprowadzi do detonacji mieszanki gazowej z powietrzem

W drugim przypadku, jak wspomniano, wzrost temperatury i podgrzewanie gazu zawartego w kolbie gwałtownie zwiększa jego ciśnienie, co przy dodatkowym działaniu uderzeniowym na naczynie może go złamać.

Ciała obce w gazie

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

Takie defekty naczyniowe występują w obecności siarkowodoru w propanie od 0,3% lub więcej i można je zaobserwować po dwuletnim okresie użytkowania balonu.

Małżeństwo spoiny

Rzadziej, ale występują problemy związane ze zmniejszeniem ciśnienia naczyń gazowych w strefie wpływu ciepła.

W przypadku wady spoiny jej przekrój roboczy może ulec osłabieniu, koncentracja naprężeń, w wyniku czego otworzą się szwy podłużne lub obwodowe

Ogólna integralność skorupy przy zerwaniu wadliwej spoiny może być zachowana.

Scenariusze wybuchu

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

Wybuch czołgu i płomień

Wybuch cylindra i zapłon propanu-butanu są niebezpieczne z powodu następujących czynników:

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

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

Przeprowadzone badania wykazały, że uszczelnienie 50-litrowego naczynia gazowego skroplonym gazem w pożarze zrywa się w czasie krótszym niż 5 minut. W rezultacie - błyskawiczny ogień z wypuszczeniem „ognistej kuli” o średnicy 10 m

Zazwyczaj pęknięcie naczynia następuje wzdłuż jego części bocznej.

Wtórne efekty podmuchu

Drugorzędnymi, ale nie mniej poważnymi szkodliwymi skutkami wybuchu cylindra są:

• separacja zaworów;
• ekspozycja na falę kompresyjną lub falę uderzeniową;
• obrażenia od fragmentów elementów skorupy.

Odłamki balonu i jego oderwane elementy mogą latać bardzo daleko, powodując uszkodzenia w promieniu do 250 m i wznosząc się na wysokość trzydziestu metrów.

Niebezpieczeństwo wycieku gazu

Niebezpieczeństwo wycieku propanu z uszkodzonego zbiornika polega na tym, że pomieszczenie jest bardzo szybkie, a przy dużych objętościach tworzy wybuchowe stężenie mieszaniny węglowodorów i tlenu - znacznie szybciej niż przy wyciekach ciekłych substancji palnych.

Silny wyciek mieszaniny z kolby lub wadliwy zawór odcinający można wykryć na podstawie zapachu lub ucha - dźwięk jest podobny do tego, co słyszymy, gdy balon szybko się opróżnia.

Jeśli istnieje podejrzenie wycieku gazu lub w celu kontroli jego braku, wystarczy nałożyć gąbkę na roztwór mydła i ustalić miejsce rozhermetyzowania za pomocą powstałych pęcherzyków

W przypadku wycieku gazu należy zakryć miejsce rozprężenia mokrą szmatką, ostrożnie zabrać statek na ulicę i wezwać pracowników gazowych.

Od 2016 r. Przepisy techniczne przewidują obowiązkową instalację detektorów gazu w nowych domach. W przypadku wcześniej zbudowanych mieszkań ta norma ma charakter zalecający, ale zalety tego urządzenia, szczególnie w domach, w których stosowany jest gaz w butlach, są niezaprzeczalne.

Faktem jest, że gęstość mieszaniny węglowodorów jest większa niż gęstość powietrza. W przypadku naruszenia szczelności kolby, urządzenia odcinającego lub węża łączącego gaz zaczyna gromadzić się na dnie, a jego zapachu nie można natychmiast wykryć. Dlatego mieszanina z propanem, która dostała się do powietrza z uszkodzonej butli z gazem, często wybucha w domach z powodu iskry bez zauważenia.

Podstawy bezpiecznego obchodzenia się z butlami

Przed zainstalowaniem butelki i podłączenie go do urządzeń gazowych Pierwszą rzeczą do zrobienia jest upewnienie się, że nie ma uszkodzeń, rdzy na ciele, a zawór jest w dobrym stanie.

Można używać wyłącznie certyfikowanych butli dostarczanych przez wyspecjalizowane organizacje, które mają papierowy paszport we wszystkich cyklach operacyjnych i odpowiednie oznakowanie stosowane przez stempel uderzeniowy

Główne wymagania techniczne, których należy przestrzegać podczas pracy cylindrów obejmują:

1. Wszystkie butle, z wyjątkiem jednego (pięć litrów do podłączenia do kuchenki gazowej), muszą być zainstalowane na przedłużeniach na zewnątrz budynków i w odległości nie mniejszej niż 5 m od wejścia do nich.
2. Wyklucz przechowywanie cylindrów w salonach, piwnicach i strychach.
3. Nie umieszczaj butli bliżej niż 1 m od grzejników i 5 m od otwartego ognia.

Oczywiste, ale często zapominane środki bezpieczeństwa podczas korzystania ze statków z gazem należy przypisać i ściśle przestrzegać następujących zasad:

1. Nie należy przynosić zapalonej zapałki lub zapalniczki do butelki w celu sprawdzenia wycieku gazu.
2. Kategorycznie wykluczaj stosowanie otwartego ognia do podgrzewania skrzyni biegów lub zaworu. Do tych celów dozwolona jest tylko ciepła woda.
3. Jeśli w pomieszczeniu zostanie wykryty gaz, nie włączaj żadnych urządzeń elektrycznych, w tym światła, i nie wyłączaj ich. Temperatura iskry w gnieździe lub przełączniku może wzrosnąć do tysiąca stopni.
4. Nie próbuj samodzielnie naprawiać zaworów odcinających i innych elementów konstrukcyjnych cylindra.

Ponadto konieczne jest ścisłe przestrzeganie terminów użytkowania butli określonych przez producenta. Statki wypuszczone przed grudniem 2014 roku mogą być eksploatowane przez 40 lat.

Ze względu na brak informacji na temat dopuszczalnego okresu użytkowania butli gazowych wyprodukowanych po tej dacie i nieposiadających dla nich dokumentacji, Rostekhnadzor zaleca zabranie butli na okres przechowywania wynoszący 20 lat.

Absolutnie zabrania się noszenia butli z gazem za pomocą zaworu jako urządzenia przytrzymującego. Może to spowodować wyciek lub uszkodzenie urządzenia blokującego.

Bezpieczniejszą alternatywą dla stalowych butli gazowych są nowocześniejsze zbiorniki z kompozytu polimerowego - euro-butle. Ich kolby są chronione plastikową obudową, nie gromadzą elektryczności statycznej. Bezpieczeństwo wybuchowe butli kompozytowych jest zapewnione przez wyposażenie ich w urządzenia bezpieczeństwa nowej generacji - wkładkę topikową i zawór nadciśnieniowy.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Przyczyny wybuchów butli gazowych są przykładami faktów, a to, co można i nie powinno się kategorycznie robić przy ich użyciu:

Jak korzystać z butli z gazem w życiu codziennym i jakie wymagania muszą spełniać:

W przypadku wszystkich czynników ryzyka towarzyszących działaniu urządzeń gazowych nie ma powodu, aby ulegać obawom i porzucić wygodę korzystania z nich w życiu codziennym.

Teoretyczna wiedza na temat przyczyn i warunków związanych z wybuchem domowych zbiorników gazu ma pomóc przezwyciężyć ten strach. A zgodność z zestawem norm dotyczących ich bezpiecznego użytkowania będzie stanowić niezawodne ubezpieczenie od poważnych konsekwencji wybuchu gazu i pożaru.

Jeśli posiadasz cenne informacje, które mogą uzupełniać nasze materiały, podziel się nimi z innymi użytkownikami witryny - zostaw swoje komentarze w bloku poniżej. Tam możesz zadawać interesujące pytania na temat tego artykułu.