Varför gasflaskor exploderar: huvudorsaker och förebyggande åtgärder

Håller med, nyheten om att en gasflaska exploderade någonstans, som vi tyvärr ibland hör på TV eller från vänner, får oss att tänka på vår egen säkerhet. Och det finns ingen plats för självbelåtenhet att detta inte kommer att hända oss i den här situationen.

Konsekvenserna som en sådan explosion och branden orsakad av den leder till kan vara de mest tragiska, och inte bara för egendom utan också för människors hälsa och liv i närheten. Vi hjälper dig att förstå varför gasflaskor kan explodera och hur du, utan att offra bekvämligheten med deras användning, kan skydda dig mot stora problem.

För att göra detta genomförde vi en studie av funktionerna hos befintliga typer av hushållsgaskärl, analyserade orsakerna till att explosioner inträffade i ett antal verkliga fall och studerade de kompetenta åsikterna från erfarna användare om detta. Den föreslagna artikeln kan presenteras som en sammanställning av regeluppsättningar, presenterade i en begriplig form, som i praktiken tillåter korrekt och säker användning av gas i flaskor.

Grundläggande information om gasflaskor

Oumbärligheten av gasflaskor i vardagen kan med säkerhet bekräftas av en betydande del av den ryska befolkningen.

För många människor är användningen av flytande gasflaskor inte bara en möjlighet att få ytterligare bekvämligheter i landet, utan det enda tillgängliga alternativet för att förgasa deras bostadshus

På statlig nivå har Rostechnadzor identifierat allmänna problem med användningen av gaskärl som du måste vara medveten om, eftersom de är relaterade till deras säker användning:

• föråldrad flotta - cirka 90% av alla cylindrar är inte skyddade från överfyllning under tankning;
• brist på tydlig statlig reglering inom området för cirkulation av cylindrar på marknaden, vilket inkluderar förekomsten av illegala påfyllningar;
• behovet av att förbättra och anpassa tekniska parametrar till internationella standarder.

Bristande efterlevnad av dessa krav och rekommendationer från Europeiska kommissionen medför svårigheter att garantera säkerheten för gasflaskor som används i Ryssland och importeras.

Förutom att känna till de allmänna problemen, för att göra det lättare att föreställa sig orsakerna till en explosion och de förhållanden som kan bidra till detta, kommer det att vara användbart att veta vilka cylindrar som finns, förstå enheten och förstå några av nyanserna av fysiken för explosion och förbränning av blandningen som används i dem.

Typer av gaskärl

Beroende på applikation, fyllmedel som används och anslutningsmetoder, gaskärl kan skilja sig både strukturellt och i det material som kroppen är gjord av.

För hushållsbehov används som regel gaskärl av metall (stål) eller kolvar gjorda av kompositmaterial. Var och en av dem har sina för- och nackdelar

De mest populära är metallcylindrar, både nya och gamla kärl. Den främsta orsaken till den ökade efterfrågan på tankar av denna typ är deras relativt låga pris och det stora antalet erbjudanden på marknaden, inklusive på grund av tankar tillverkade redan i sovjettiden.

Men det är stålcylindrar som är utsatta för den största explosionsrisken och kräver, enligt säkerhetsprinciper, att ett antal villkor uppfylls under lagring och drift. Därför kommer vi att uppehålla oss mer i detalj.

Hur är ballongen konstruerad?

Utformningen av gaskärlet liknar en vanlig tändare, vars behållare också är fylld med ett ämne i två aggregationstillstånd. En del av behållaren är upptagen av gas i vätskefasen, det återstående fria utrymmet är fyllt med samma ämne, men i gasformig (arbetsform). Genom avstängningsanordningen kommer gasen in i lämplig utrustning för antändning och användning för dess avsedda ändamål.

Standardpaketet för en gasflaska inkluderar:

1. Själva gaskärlet, eller skalet, är cylindriskt till formen och med en minsta väggtjocklek på 2 mm.
2. Ballongventil med låselement och handratt.
3. Ett ringstöd (sko) som säkerställer en stabil vertikal position av gasbehållaren.
4. Ett hölje som skyddar ventilen från skador och kontaminering under transport, lagring och drift.

Locket är fäst på en speciell gängad del - ringen på cylinderns hals.

En användbar tekniskt och säkerhetsanordning som kan utrustas med gasflaskor är en propanreducerare komplett med en tryckmätare.

Dess användning gör att du kan minska, stabilisera och bibehålla trycket i blandningen i de värden som är inställda för en specifik gaskonsument.Denna adapter kan enkelt installeras på alla typer av cylinder.

Gasblandning för hushållsflaskor

Fyllmedlet för cylindrarna är kolvätegas - en blandning av propan och butan, som pumpas in i kärlet under tryck upp till 15 MPa.

Förhållandet mellan dessa kolväten bestämmer säsongsvariationen av användningen av blandningen eller en specifik region. Faktum är att propan och butan, med relativt identiska grundläggande egenskaper, har en betydande skillnad i avdunstningstemperaturer: butan - 0,5 °C, propan - 43 °C (med ett minustecken).

På grund av det opraktiska i att producera individuella märken av flaskgas för varje region, tillhandahåller GOST en enhetlig propan-butanblandning med en viss procentandel av dessa gaser

Kunskap om principen för blandning av kolväten som används i gastankar är väsentlig inte bara för förmågan att minska bränslekostnaderna (butan är billigare än propan), utan också för att minska risken för hög avdunstning på grund av den mindre intensiva avdunstning av butan. tryckbildning med en betydande ökning av omgivningstemperaturen. En kraftig ökning av trycket i tanken kan orsaka tryckavlastning och följaktligen en explosion eller brand.

Förutsättningar för en explosion

Trots de ökande kraven på säker hantering av flaskor och deras kvalitet, blir mer än 200 människor varje år i Ryssland dödliga offer för gasexplosioner, och många fler skadas.

Efter att ha sammanfattat informationen från tillverkare av gasbehållare presenterar vi tryckintervallen vid vilka destruktion av kolvarna är möjlig:

När hållfastheten hos kolvens väggar minskar, minskar det kritiska tryckvärdet som leder till dess tryckavlastning till 5,3 MPa.

Gasexplosion eller förbränning

Du måste förstå att en explosion och en cylindertändning inte är exakt samma sak. Till exempel är svaret på frågan om en hushållsgasflaska som har fått ett splitter eller skotthål kan explodera omöjligt att svara med ett tydligt "ja".

Gas som kommer ut från ett skadat tryckkärl kommer helt enkelt att brinna. En explosion kräver ett slutet utrymme. Detta är som regel själva cylindern, under vissa förhållanden, eller ett kraftigt gasat rum

En blandning av propan-butan och syre i luften utanför cylindern eller dragen inuti exploderar efter att trycket inuti kolven är lika med atmosfärstrycket.

Vad får gasflaskor att explodera eller brinna?

Cylinder i en brandzon

Explosionsrisken för en behållare som fångas i en förbränningszon med en gasblandning i den under tryck är mycket hög. Enligt GOST är den maximala säkra temperaturen för en kolvätecylinder 45 °C. Det är tydligt att den i brandkällan avsevärt överskrider den tillåtna gränsen.

Processens fysik är som följer. Vid höga uppvärmningstemperaturer kokar blandningen i kärlet och följaktligen ökar trycket i den. Dessutom försvagar ojämn uppvärmning av skalytan dess initiala styrka och leder till förstörelse av väggarna.

Vanligtvis, på grund av hög kvarvarande plastisk deformation av ett kärl med gas och dess uppvärmning, uppstår lokal svullnad av väggen (utbuktning) på ena sidan. Ruptur uppstår oftast längs svetsfogen

Kolvätet som snabbt avdunstar och antänds har en ytterligare termisk effekt i brandzonen på allt runt omkring.

Efter att ha förstått varför gasflaskor exploderar vid en brand i hus, bör du också veta hur de kan bete sig när de värms upp.

Det kan finnas två alternativ för att spränga flaskan:

1. Enligt "hydraulisk" mekanik.
2. Svår vridning och bildning av en stor spricka på botten och skalet.

I det första fallet kommer vätskefasen med en ökning av temperaturen till 60 ° C att fylla kärlets volym till normen 85% vid ett tryck på 1,5 - 2,5 MPa. Destruktion av skalet kommer att ske med en ytterligare ökning av temperaturen i rummet till 70 – 75 °C.

Det andra alternativet uppstår när det inte finns någon flytande fas i kärlet, om till exempel förångning av den flytande blandningen inträffade på grund av tryckavlastning av avstängningsanordningen vid förhöjda temperaturer under brandförhållanden.

I vilket scenario som helst kan fragment av en sprucken cylinder flyga iväg med hög hastighet i olika riktningar, vilket skapar ett hot om personskador och skador på egendom.

Överdriven fyllning av gasflaskan

När man fyller behållare med flytande gas är de ofta överfyllda. Detta händer på grund av vårdslöshet eller avsiktligt, att vilja spara på utnyttjandegraden av tanken.

Det bör förstås att överskridande av det tillåtna trycket för flytande gas i kolven när den fylls kan orsaka en kränkning av dess styrka

Det bör finnas en del av den fria volymen kvar i behållaren - en kudde för ångfasen av kolväten. Den säkra volymen för en sådan kudde är minst 15 % av tankens totala volym.I sin frånvaro ökar trycket i kolven med 0,7 MPa med en ökning av blandningens temperatur med varje grad, vilket är oacceptabelt enligt säkerhetsstandarder och kan leda till överbelastning av skalet och dess brott.

Mängden gas som pumpas in i kärlet är strikt reglerad i termer av tryck och massa, och bör inte överstiga 0,425 kg per 1 liter behållarvolym.

Även vid en temperatur på +45 °C som föreskrivs av GOST, utgör en överfylld kolv en stor fara för möjligheten av longitudinell bristning längs svetsen.

Vi rekommenderar även att läsa vår andra artikel, där vi pratade i detalj om reglerna påfyllning av gasflaskor.

Uppvärmning eller kylning av kärlets väggar

Propan-butanblandningen, som har en stor expansionskoefficient, ökar kraftigt i volym även med en lätt ökning av dess temperatur.

Att öka trycket i cylindern till ett kritiskt värde är möjligt när kärlet värms upp under lång tid i solen, under direkta strålar

Faran för att öka trycket av blandningen på kolvens väggar finns också i en cylinder installerad bredvid en värmekälla.

Förutom uppvärmning är ett antal faror också fyllda med negativa effekter av negativa temperaturer. Den första är en ökning av metallens bräcklighet. Och för det andra måste du komma ihåg för alltid att du under inga omständigheter bör ta med ett kärl som har varit utsatt för kyla under lång tid in i ett varmt rum. En kraftig ökning av temperaturen på kolväteblandningen är osäker.

Stötar och fall av cylindrar

Skador och antändning av en behållare med gas kan orsakas av plötsliga mekaniska stötar på dess väggar, särskilt när behållaren är i förhållanden med låga eller omvänt extremt höga temperaturer.

Vid användning av en cylinder under onormalt kalla förhållanden förändras metallens mekaniska egenskaper - stålets slaghållfasthet minskar.

Av denna anledning kan ett kraftigt slag mot cylindern eller dess hårda fall skada kärlets tätning och bidra till frigöring av gas, som, när den blandas med syre och i kontakt med en gnista, kommer att leda till detonation av gasen. luftblandning

I det andra fallet ökar, som sagt, genom att öka temperaturen och värma gasen som finns i kolven dess tryck kraftigt, vilket med ytterligare stöteffekter på kärlet kan spränga det.

Främmande föroreningar i gas

Explosionsfaran lurar när vatten och svavelväte kommer in i ett kärl med flytande gas. Deras höga innehåll i tanken bidrar till uppkomsten av delaminationer och utbuktningar på skalets inre metallyta.

Sådana kärldefekter uppstår när det finns 0,3 % eller mer vätesulfid i propan och kan observeras efter bara två års användning av cylindern.

Svetsdefekt

Mindre vanliga, men förekommande, är problem förknippade med tryckavlastning av gaskärl i den värmepåverkade zonen.

Om en svets är defekt kan en försvagning av dess arbetssektion uppstå, spänningskoncentration och som ett resultat öppning av den längsgående eller periferiska sömmen

Skalets övergripande integritet kan bevaras när en defekt svets går sönder.

Scenarier för konsekvenserna av en cylinderexplosion

Ovanstående orsaker till explosion eller brand av gaskärl kan på olika sätt framkalla följande farliga scenarier.

Cylinderbrott och flammemission

Explosion av en cylinder och antändning av propan-butan är farligt på grund av följande faktorer:

• en kolonn med stark låga, som snabbt ökar eldområdet;
• hög brandtemperatur vid källan till explosionen;
• toxicitet hos förbränningsprodukter.

Skador kan också uppstå från kvävning, på grund av en betydande minskning av syre med en skarp koncentration av skadliga gaser.

Genomförda studier har visat att förseglingen av ett 50-liters gaskärl med flytande gas i en brand bryts på mindre än 5 minuter. Som ett resultat, en eldblixt med utsläppet av en "eldklot" som når en diameter på 10 m

Vanligtvis spricker ett kärl längs sin sida.

Sekundära skadliga effekter från explosionen

Sekundära, men inte mindre allvarliga, skadliga konsekvenser av en cylinderexplosion är:

• ventilseparation;
• inverkan av en kompressionsvåg eller stötvåg;
• skada från fragment av skalelement.

Fragment från cylindern och dess lossnade element kan flyga mycket långt och orsaka skador inom en radie på upp till 250 m och stiga till en höjd av trettio meter.

Risk för gasläckage

Faran med att propan läcker från en skadad behållare är att en explosiv koncentration av en blandning av kolväte och syre skapas i rummet mycket snabbt och i stora volymer – mycket snabbare än vid läckage av flytande brandfarliga ämnen.

Ett kraftigt läckage av blandningen från en kolv eller felaktig avstängningsventil kan upptäckas genom lukt eller hörsel - ljudet liknar det vi hör när en ballong snabbt töms på luft.

Om du misstänker en gasläcka eller för att kontrollera dess frånvaro räcker det att applicera en tvållösning på cylindern med en svamp och bestämma platsen för tryckavlastningen av bubblorna som bildas

Om det finns en gasläcka är det nödvändigt att täcka läckageområdet med en våt trasa, ta försiktigt ut kärlet och ring gasarbetarna.

Sedan 2016 har tekniska föreskrifter föreskrivit obligatorisk installation av gaslarm i nya hus. För tidigare byggda bostäder är denna standard av rådgivande karaktär, men fördelarna med denna enhet, särskilt i hus som använder gas på flaska, är otvivelaktiga.

Faktum är att kolväteblandningens densitet är större än luftens densitet. Om förseglingen av kolven, avstängningsutrustningen eller anslutningsslangen går sönder, börjar gas att samlas på botten och dess lukt kanske inte kan upptäckas omedelbart. Det är därför en propanblandning som släpps ut i luften från en skadad gasflaska ofta exploderar i hus från vilken gnista som helst utan att det märks.

Grunderna för säker cylinderhantering

Innan du installerar cylindern och koppla den till gasapparater det första man ska göra är att se till att det inte finns några skador, rost på kroppen och att ventilen är i gott skick.

Endast certifierade cylindrar som tillhandahålls av specialiserade organisationer, som har ett papperspass för alla driftscykler och lämpliga märkningar anbringade genom stötstämpling kommer att användas.

De viktigaste tekniska kraven som måste följas vid drift av cylindrar inkluderar:

1. Alla flaskor, med undantag för en (fem liter för anslutning till en gasspis) måste installeras i uthus utanför byggnader och på ett avstånd inte närmare än 5 m från ingången till dem.
2. Undvik att förvara cylindrar i vardagsrum, källare och vindar.
3. Placera inte flaskor närmare än 1 m från värmeanordningar och 5 m från öppen eld.

Uppenbara, men ofta bortglömda säkerhetsåtgärder vid användning av kärl med gas inkluderar och måste följas strikt:

1. Ta inte med en tänd tändsticka eller tändare till cylindern för att kontrollera gasläckor.
2. Uteslut strängt användningen av öppna lågor för att värma växellådan eller ventilen. För dessa ändamål kan endast varmvatten användas.
3. Om gas upptäcks i rummet, slå inte på några elektriska apparater, inklusive lampor, eller stäng av dem. Temperaturen på en gnista i ett uttag eller en strömbrytare kan nå upp till tusen grader.
4. Försök inte själv reparera avstängningsventiler och andra konstruktionsdelar i cylindern.

Dessutom måste du strikt följa tidsramen för användning av cylindrarna som föreskrivs av tillverkaren. Fartyg tillverkade före december 2014 kan användas i 40 år.

I avsaknad av information om den tillåtna användningsperioden för gasflaskor tillverkade efter detta datum och utan medföljande dokumentation, rekommenderar Rostechnadzor att ta 20 år som hållbarhetstid för cylindern.

Det är strängt förbjudet att bära gasflaskor med ventilen som en hållaranordning. Detta kan orsaka tryckavlastning eller brott på låsanordningen.

Ett säkert alternativ till stålgasflaskor är mer moderna polymerkompositkärl - Eurocylinders. Deras flaskor är skyddade av ett plasthölje och ackumulerar inte statisk elektricitet. Explosionssäkerheten hos kompositcylindrar säkerställs genom att de utrustas med den nya generationens säkerhetsanordningar - en smältlänk och en backventil för att släppa ut högt tryck.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Orsakerna till explosioner av gasflaskor med hjälp av exempel på verkliga fakta, och vad som kan och inte kan göras när du använder dem:

Hur man korrekt använder gasflaskor hemma och vilka krav de måste uppfylla:

Med alla befintliga riskfaktorer som följer med driften av gasutrustning, finns det ingen anledning att ge efter för rädsla och vägra bekvämligheten med att använda dem i vardagen.

Teoretisk kunskap om orsakerna och tillstånden som följer med explosionen av hushållsgasflaskor är avsedd att hjälpa till att övervinna sådan rädsla. Och överensstämmelse med den givna uppsättningen standarder för säker användning kommer att fungera som en pålitlig försäkring mot de allvarliga konsekvenserna av en gasexplosion och brand.

Om du har värdefull information som kan komplettera vårt material, vänligen dela den med andra webbplatsbesökare - lämna dina kommentarer i blocket nedan. Där kan du ställa frågor om ämnet för artikeln.