Защо газовите бутилки експлодират: основни причини и превантивни мерки

Съгласете се, новината, че някъде е избухнала газова бутилка, която, за съжаление, понякога чуваме по телевизията или от приятели, ни кара да се замислим за собствената си безопасност. И няма място за самодоволство, че това няма да ни се случи в тази ситуация.

Последствията, до които води такъв взрив и предизвиканият от него пожар, могат да бъдат най-трагични и не само за имущество, но и за здравето и живота на хората в близост. Ще ви помогнем да разберете защо газовите бутилки могат да експлодират и как, без да жертвате удобството на тяхното използване, можете да се предпазите от големи неприятности.

За да направим това, проведохме проучване на характеристиките на съществуващите типове битови газови съдове, анализирахме причините за възникването на експлозии в редица реални случаи и проучихме компетентните мнения на опитни потребители за това. Предложената статия може да бъде представена като компилация от набори от правила, представени в разбираема форма, които позволяват на практика правилното и безопасно използване на газ в бутилки.

Основна информация за газовите бутилки

Незаменимостта на газовите бутилки в ежедневието може уверено да се потвърди от значителна част от руското население.

За много хора използването на бутилки за втечнен газ е не просто възможност за допълнителни удобства в страната, а единствената възможна възможност за газифициране на жилищната им сграда

На държавно ниво Rostechnadzor идентифицира общи проблеми с използването на газови съдове, които трябва да знаете, тъй като те са свързани с тяхното безопасно използване:

• остарял автопарк - около 90% от всички цилиндри не са защитени от препълване по време на зареждане с гориво;
• липса на ясна държавна регулация в областта на циркулацията на бутилки на пазара, което включва наличието на незаконни презареждания;
• необходимостта от подобряване и привеждане на техническите параметри в съответствие с международните стандарти.

Неспазването на тези изисквания и препоръки на Европейската комисия затруднява осигуряването на безопасността на газовите бутилки, използвани в Русия и внесени.

В допълнение към познаването на общите проблеми, за да бъде по-лесно да си представите причините, водещи до експлозия и условията, които могат да допринесат за това, ще бъде полезно да знаете какви цилиндри съществуват, да разберете устройството и да разберете някои от нюансите на физиката на експлозията и горенето на сместа, използвана в тях.

Видове газови съдове

В зависимост от приложението, използвания пълнител и методите на свързване, газови съдове могат да се различават както структурно, така и в материала, от който е направено тялото.

За битови нужди по правило се използват метални (стоманени) газови съдове или колби от композитни материали. Всеки от тях има своите плюсове и минуси

Най-популярни са металните бутилки, както нови, така и стари съдове. Основната причина за повишеното търсене на танкове от този тип е относително ниската им цена и големия брой предложения на пазара, включително поради танкове, произведени още в съветско време.

Но стоманените бутилки са изложени на най-голям риск от експлозия и, следвайки принципите на безопасност, изискват спазване на редица условия по време на тяхното съхранение и експлоатация. Затова ще се спрем на тях по-подробно.

Как е конструиран балонът?

Конструкцията на газовия съд наподобява обикновена запалка, чийто контейнер също е пълен с вещество в две агрегатни състояния. Част от резервоара е заета от газ в течна фаза, останалото свободно пространство е запълнено със същото вещество, но в газообразна (работна) форма. Чрез спирателното устройство газът постъпва в съответните съоръжения за запалване и използване по предназначение.

Стандартната опаковка на газовата бутилка включва:

1. Самият газов съд или обвивка е с цилиндрична форма и минимална дебелина на стената 2 mm.
2. Балонна клапа със заключващ елемент и ръчно колело.
3. Пръстенова опора (обувка), която осигурява стабилно вертикално положение на газовия контейнер.
4. Корпус, който предпазва вентила от повреда и замърсяване по време на транспортиране, съхранение и работа.

Капачката е прикрепена към специална резбована част - пръстена на гърлото на цилиндъра.

Полезно технически и безопасно устройство, което може да бъде оборудвано с газови бутилки, е редукторът за пропан в комплект с манометър.

Използването му ви позволява да намалите, стабилизирате и поддържате налягането на сместа в стойностите, зададени за конкретен потребител на газ.Този адаптер може лесно да се монтира на всеки тип цилиндър.

Газова смес за битови бутилки

Пълнежът на бутилките е въглеводороден газ - смес от пропан и бутан, който се нагнетява в съда под налягане до 15 MPa.

Съотношението на тези въглеводороди определя сезонността на употреба на сместа или конкретен регион. Факт е, че при относително еднакви основни свойства пропанът и бутанът имат значителна разлика в температурите на изпарение: бутан - 0,5 °C, пропан - 43 °C (със знак минус).

Поради непрактичността на производството на отделни марки бутилиран газ за всеки регион, GOST предвижда унифицирана смес от пропан-бутан с определен процент от тези газове

Познаването на принципа на смесване на въглеводородите, използвани в газовите резервоари, е от съществено значение не само за способността да се намалят разходите за гориво (бутанът е по-евтин от пропана), но и за намаляване, поради по-малкото интензивно изпарение на бутан, риска от високо образуване на налягане със значително повишаване на температурата на околната среда. Рязкото повишаване на налягането в резервоара може да причини неговото намаляване на налягането и съответно експлозия или пожар.

Предпоставки за взрив

Въпреки нарастващите изисквания за безопасно боравене с бутилки и тяхното качество, всяка година в Русия повече от 200 души стават фатални жертви на експлозии на газови бутилки и много повече са ранени.

След като обобщихме информацията от производителите на газови контейнери, представяме диапазоните на налягане, при които е възможно разрушаването на колбите:

С намаляването на якостта на стените на колбата критичната стойност на налягането, водеща до нейното разхерметизиране, намалява до 5,3 MPa.

Газова експлозия или изгаряне

Трябва да разберете, че експлозия и запалване на цилиндър не са едно и също нещо. Например, отговорът на въпроса дали битова газова бутилка, която е получила шрапнел или дупка от куршум, може да експлодира, е невъзможно да се отговори с ясно „да“.

Газът, изтичащ от повреден съд под налягане, просто ще изгори. Експлозията изисква затворено пространство. Това, като правило, е самият цилиндър, при определени условия, или силно загазено помещение

Смес от пропан-бутан и кислород във въздуха извън цилиндъра или изтеглен вътре експлодира, след като налягането вътре в колбата се изравни с атмосферното налягане.

Какво кара газовите бутилки да експлодират или горят?

Цилиндър в пожарна зона

Опасността от експлозия на контейнер, попаднал в зона на горене с газова смес под налягане в него, е много висока. Според GOST максималната безопасна температура за въглеводороден цилиндър е 45 ° C. Ясно е, че в огнището на пожара той значително надвишава допустимата граница.

Физиката на процеса е следната. При високи температури на нагряване сместа в съда кипи и съответно налягането в нея се повишава. В допълнение, неравномерното нагряване на повърхността на корпуса отслабва първоначалната му здравина и води до разрушаване на стените.

Обикновено, поради високата остатъчна пластична деформация на съд с газ и неговото нагряване, се получава локално подуване на стената (издутина) от едната страна. Разкъсването най-често се получава по заваръчния шев

Бързо изпарявайки се и възпламенявайки се, изхвърленият от цилиндъра въглеводород в течно и парообразно състояние има допълнителен топлинен ефект в зоната на пожар върху всичко около него.

След като сте разбрали защо газовите бутилки експлодират по време на пожар в къщи, трябва да знаете и как могат да се държат при нагряване.

Може да има два варианта за разкъсване на колбата:

1. Според “хидравличната” механика.
2. Силно усукване и образуване на голяма пукнатина на дъното и кората.

В първия случай течната фаза с повишаване на температурата до 60 ° C ще запълни обема на съда до нормата от 85% при налягане от 1,5 - 2,5 MPa. Разрушаването на черупката ще настъпи при по-нататъшно повишаване на температурата в помещението до 70 – 75 °C.

Вторият вариант възниква, когато в съда няма течна фаза, ако например е настъпило изпаряване на втечнената смес поради намаляване на налягането на спирателното устройство при повишени температури в условия на пожар.

При всеки сценарий фрагменти от спукан цилиндър могат да отлетят с висока скорост в различни посоки, създавайки заплаха от нараняване на хора и щети на имущество.

Прекомерно пълнене на газовата бутилка

Често при пълнене на съдове с втечнен газ те се препълват. Това се случва поради небрежност или умишлено, като се иска да се спести от степента на използване на резервоара.

Трябва да се разбере, че превишаването на допустимото налягане на втечнения газ в колбата при пълнене може да доведе до нарушаване на нейната якост

В контейнера трябва да остане част от свободния обем - възглавница за парната фаза на въглеводородите. Безопасният обем на такава възглавница е най-малко 15% от общия обем на резервоара.При липсата му налягането в колбата се увеличава с 0,7 MPa с повишаване на температурата на сместа с всеки градус, което е недопустимо според стандартите за безопасност и може да доведе до пренапрежение на корпуса и неговото разкъсване.

Количеството газ, изпомпван в съда, е строго регулирано по отношение на налягането и масата и не трябва да надвишава 0,425 kg на 1 литър обем на контейнера.

Дори при температура от +45 ° C, предписана от GOST, препълнената колба представлява голяма опасност от възможността за надлъжно разкъсване по заваръчния шев.

Също така препоръчваме да прочетете другата ни статия, където говорихме подробно за правилата зареждане на газови бутилки.

Загряване или охлаждане на стените на съда

Сместа от пропан-бутан, имаща голям коефициент на разширение, значително увеличава обема си дори при леко повишаване на температурата.

Увеличаването на налягането в цилиндъра до критична стойност е възможно, когато съдът се нагрява дълго време на слънце, под директни лъчи

Опасност от увеличаване на налягането на сместа върху стените на колбата съществува и в цилиндър, монтиран до източник на топлина.

В допълнение към отоплението, редица опасности крият и отрицателните ефекти на отрицателните температури. Първият е увеличаване на крехкостта на метала. И второ, трябва да запомните завинаги, че при никакви обстоятелства не трябва да внасяте съд, който е бил изложен на студ дълго време в топла стая. Рязкото повишаване на температурата на въглеводородната смес е опасно.

Удари и падания на цилиндри

Повреда и запалване на контейнер с газ може да бъде причинено от внезапни механични въздействия върху стените му, особено когато резервоарът е в условия на ниски или, обратно, изключително високи температури.

При използване на цилиндър в необичайно студени условия механичните свойства на метала се променят - ударната якост на стоманата намалява.

Поради тази причина силен удар върху цилиндъра или силното му падане може да повреди уплътнението на съда и да допринесе за отделянето на газ, който при смесване с кислород и контакт с искра ще доведе до детонация на газа- въздушна смес

Във втория случай повишаването на температурата и нагряването на газа, съдържащ се в колбата, както беше казано, рязко повишава налягането му, което при допълнителни шокови ефекти върху съда може да го разруши.

Чужди примеси в газа

Опасността от експлозия дебне, когато вода и сероводород навлязат в съд с течен газ. Високото им съдържание в резервоара допринася за появата на разслоения и издутини по вътрешната метална повърхност на корпуса.

Такива съдови дефекти възникват, когато има 0,3% или повече сероводород в пропана и могат да се наблюдават само след две години използване на бутилката.

Дефект на заваръчния шев

По-рядко срещани, но срещани са проблеми, свързани с разхерметизиране на газови съдове в зоната на топлинно въздействие.

Ако заваръчният шев е дефектен, може да настъпи отслабване на работния му участък, концентрация на напрежението и в резултат на това отваряне на надлъжния или периферния шев

Цялостната цялост на черупката може да бъде запазена, когато дефектна заварка се разкъса.

Сценарии за последствията от експлозия на цилиндър

Горните причини за експлозия или пожар на газови съдове могат по различни начини да провокират следните опасни сценарии.

Разкъсване на цилиндъра и изпускане на пламък

Експлозията на бутилка и запалването на пропан-бутан са опасни поради следните фактори:

• стълб от силен пламък, бързо увеличаващ площта на пожара;
• висока температура на пожар в източника на експлозията;
• токсичност на продуктите от горенето.

Повреда може да възникне и от задушаване, поради значително намаляване на кислорода с рязка концентрация на вредни газове.

Проведените изследвания показват, че херметизацията на 50-литров газов съд с втечнен газ при пожар се разрушава за по-малко от 5 минути. В резултат на това огнена светкавица с изпускане на „огнена топка“, достигаща диаметър 10 m

Обикновено съдът се разкъсва отстрани.

Вторични увреждащи ефекти от експлозията

Вторични, но не по-малко сериозни, вредни последици от експлозия на цилиндър са:

• разделяне на клапана;
• въздействие на компресионна вълна или ударна вълна;
• щети от фрагменти от елементи на черупката.

Фрагменти от цилиндъра и неговите отделени елементи могат да летят много далеч, причинявайки щети в радиус до 250 m и да се издигат на височина до тридесет метра.

Опасност от изтичане на газ

Опасността от изтичане на пропан от повреден контейнер е, че в помещението се създава експлозивна концентрация на смес от въглеводород и кислород много бързо и в големи обеми - много по-бързо, отколкото при изтичане на течни запалими вещества.

Силно изтичане на сместа от колба или дефектен спирателен вентил може да се открие чрез миризма или слух - звукът е подобен на този, който чуваме, когато балонът се издуе бързо.

Ако подозирате изтичане на газ или за да контролирате липсата му, ще бъде достатъчно да нанесете сапунен разтвор върху цилиндъра с гъба и да определите мястото на понижаване на налягането по образуваните мехурчета

Ако има изтичане на газ, тогава е необходимо да покриете мястото на изтичане с мокър парцал, внимателно да извадите съда навън и да се обадите на газовите работници.

От 2016 г. техническите регламенти предвиждат задължително инсталиране на газови аларми в нови къщи. За вече построени жилища този стандарт има препоръчителен характер, но ползите от това устройство, особено в къщи, които използват газ в бутилки, са несъмнени.

Факт е, че плътността на въглеводородната смес е по-голяма от плътността на въздуха. Ако уплътнението на колбата, затварящото оборудване или свързващия маркуч е нарушено, газът започва да се натрупва на дъното и миризмата му може да не се открие веднага. Ето защо смес от пропан, изпусната във въздуха от повреден газов цилиндър, често експлодира в къщи от всяка искра, без да бъде забелязана.

Основи на безопасното боравене с бутилки

Преди да монтирате цилиндъра и свързването му към газови уреди първото нещо, което трябва да направите, е да се уверите, че няма повреди, ръжда по тялото и че клапанът е в добро работно състояние.

Ще се използват само сертифицирани бутилки, доставени от специализирани организации, притежаващи хартиен паспорт за всички цикли на работа и подходяща маркировка, нанесена чрез ударно щамповане.

Основните технически изисквания, които трябва да се спазват при работа с цилиндри, включват:

1. Всички бутилки, с изключение на една (пет литра за свързване към газова печка), трябва да бъдат монтирани в стопански постройки извън сградите и на разстояние не по-малко от 5 м от входа към тях.
2. Избягвайте да съхранявате бутилки в дневни, мазета и тавани.
3. Не поставяйте бутилки по-близо от 1 m от нагревателни уреди и 5 m от открит огън.

Очевидните, но често забравяни мерки за безопасност при използване на съдове с газ включват и трябва да се спазват стриктно:

1. Не поднасяйте запален кибрит или запалка към бутилката, за да проверите за изтичане на газ.
2. Изключете строго използването на открит пламък за нагряване на скоростната кутия или клапана. За тези цели може да се използва само топла вода.
3. Ако в стаята се открие газ, не включвайте никакви електрически уреди, включително осветление, и не ги изключвайте. Температурата на искра в контакт или ключ може да достигне до хиляда градуса.
4. Не се опитвайте сами да ремонтирате спирателни вентили и други структурни елементи на цилиндъра.

Освен това трябва стриктно да спазвате времевата рамка за използване на бутилките, предписана от производителя. Съдовете, произведени преди декември 2014 г., могат да се използват 40 години.

При липса на информация за допустимия срок на използване на газови бутилки, произведени след тази дата и без придружаваща документация, Ростехнадзор препоръчва да се вземе 20 години като срок на годност на бутилката.

Строго е забранено пренасянето на газови бутилки с помощта на вентила като задържащо устройство. Това може да причини понижаване на налягането или счупване на заключващото устройство.

Безопасна алтернатива на стоманените газови бутилки са по-модерните полимерно-композитни съдове - евроцилиндри. Техните колби са защитени с пластмасова обвивка и не натрупват статично електричество. Взривобезопасността на композитните бутилки се осигурява чрез оборудването им с предпазители от ново поколение - стопяема връзка и възвратен клапан за изпускане на високо налягане.

Изводи и полезно видео по темата

Причините за експлозии на газови бутилки, използвайки примери от реални факти и какво може и не може да се направи, когато се използват:

Как правилно да използвате газови бутилки у дома и на какви изисквания трябва да отговарят:

С всички съществуващи рискови фактори, които съпътстват работата на газовото оборудване, няма причина да се поддавате на страх и да отказвате удобството да ги използвате в ежедневието.

Теоретичните познания за причините и условията, съпътстващи експлозията на битови газови бутилки, имат за цел да помогнат за преодоляване на този страх. А спазването на дадения набор от стандарти за безопасното им използване ще служи като надеждна застраховка срещу сериозните последици от газова експлозия и пожар.

Ако имате ценна информация, която може да допълни нашия материал, моля, споделете я с други посетители на сайта - оставете коментарите си в блока по-долу. Там можете да задавате въпроси по темата на статията.