Prečo plynové fľaše explodujú: hlavné dôvody a preventívne opatrenia

Súhlasíte, správa, že niekde vybuchla plynová fľaša, ktorú, žiaľ, niekedy počujeme v televízii alebo od priateľov, nás núti zamyslieť sa nad vlastnou bezpečnosťou. A nie je na mieste sa uspokojiť, že sa nám to v tejto situácii nestane.

Následky, ku ktorým takýto výbuch a ním spôsobený požiar vedú, môžu byť najtragickejšie, a to nielen na majetku, ale aj na zdraví a živote ľudí v okolí. Pomôžeme vám pochopiť, prečo môžu plynové fľaše explodovať a ako sa môžete chrániť pred veľkými problémami bez toho, aby ste obetovali pohodlie ich používania.

Za týmto účelom sme vykonali štúdiu vlastností existujúcich typov plynových nádob pre domácnosť, analyzovali sme dôvody, prečo k výbuchom došlo v mnohých skutočných prípadoch, a preštudovali sme o tom kompetentné názory skúsených používateľov. Navrhovaný článok možno prezentovať ako kompiláciu súborov pravidiel, prezentovaných v zrozumiteľnej forme, ktoré v praxi umožňujú správne a bezpečné používanie plynu vo fľašiach.

Základné informácie o plynových fľašiach

Nevyhnutnosť plynových fliaš v každodennom živote môže s istotou potvrdiť významná časť ruskej populácie.

Pre mnohých ľudí nie je používanie fliaš na skvapalnený plyn len príležitosťou na ďalšie vybavenie v krajine, ale jedinou dostupnou možnosťou splyňovania ich obytnej budovy.

Na štátnej úrovni Rostechnadzor identifikoval všeobecné problémy s používaním plynových nádob, o ktorých si musíte byť vedomí, pretože súvisia s ich bezpečným používaním:

• zastaraný vozový park - asi 90% všetkých fliaš nie je chránených pred preplnením počas tankovania;
• nedostatok jasného vládneho nariadenia v oblasti obehu tlakových fliaš na trhu, ktorý zahŕňa prítomnosť nelegálnych náplní;
• potreba zlepšiť a priblížiť technické parametre medzinárodným štandardom.

Nedodržanie týchto požiadaviek a odporúčaní Európskej komisie spôsobuje ťažkosti pri zabezpečovaní bezpečnosti produktov plynových fliaš používaných v Rusku a dovážaných.

Okrem poznania všeobecných problémov, aby bolo možné ľahšie predstaviť si dôvody vedúce k výbuchu a podmienky, ktoré k tomu môžu prispieť, bude užitočné vedieť, aké valce existujú, pochopiť zariadenie a pochopiť niektoré nuansy fyzika výbuchu a horenia zmesi použitej v nich.

Druhy plynových nádob

V závislosti od aplikácie, použitého plniva a spôsobov pripojenia, plynové nádoby sa môže líšiť ako konštrukčne, tak aj materiálom, z ktorého je telo vyrobené.

Pre domáce potreby sa spravidla používajú kovové (oceľové) plynové nádoby alebo banky vyrobené z kompozitných materiálov. Každý z nich má svoje pre a proti

Najpopulárnejšie sú kovové valce, nové aj staré nádoby. Hlavným dôvodom zvýšeného dopytu po tankoch tohto typu je ich relatívne nízka cena a veľký počet ponúk na trhu, a to aj vďaka tankom vyrobeným ešte v sovietskych časoch.

Ale práve oceľové fľaše sú vystavené najväčšiemu riziku výbuchu a pri dodržiavaní bezpečnostných zásad vyžadujú pri skladovaní a prevádzke splnenie množstva podmienok. Preto sa im budeme venovať podrobnejšie.

Ako je balón skonštruovaný?

Konštrukcia plynovej nádoby pripomína obyčajný zapaľovač, ktorého nádoba je tiež naplnená látkou v dvoch stavoch agregácie. Časť zásobníka je obsadená plynom v kvapalnej fáze, zvyšný voľný priestor je vyplnený rovnakou látkou, ale v plynnej (pracovnej) forme. Cez uzatváracie zariadenie vstupuje plyn do príslušného zariadenia na zapálenie a použitie na určený účel.

Štandardné balenie plynovej fľaše obsahuje:

1. Samotná plynová nádoba alebo plášť je valcového tvaru s minimálnou hrúbkou steny 2 mm.
2. Balónový ventil s blokovacím prvkom a ručným kolesom.
3. Kruhová podpera (topánka), ktorá zaisťuje stabilnú vertikálnu polohu plynovej nádoby.
4. Kryt, ktorý chráni ventil pred poškodením a znečistením počas prepravy, skladovania a prevádzky.

Uzáver je pripevnený k špeciálnej závitovej časti - krúžku hrdla valca.

Užitočným technicky a bezpečnostným zariadením, ktoré môže byť vybavené plynovými fľašami, je reduktor propánu doplnený o manometer.

Jeho použitie umožňuje znížiť, stabilizovať a udržiavať tlak zmesi v hodnotách nastavených pre konkrétneho spotrebiteľa plynu.Tento adaptér možno jednoducho nainštalovať na akýkoľvek typ valca.

Plynová zmes pre domáce fľaše

Náplňou do fliaš je uhľovodíkový plyn - zmes propánu a butánu, ktorý sa do nádoby čerpá pod tlakom do 15 MPa.

Pomer týchto uhľovodíkov určuje sezónnosť použitia zmesi alebo konkrétny región. Faktom je, že pri relatívne rovnakých základných vlastnostiach majú propán a bután výrazný rozdiel v teplotách odparovania: bután - 0,5 °C, propán - 43 °C (so znamienkom mínus).

Vzhľadom na nepraktickosť výroby jednotlivých značiek plynu vo fľašiach pre každý región poskytuje GOST jednotnú zmes propán-bután s určitým percentom týchto plynov.

Znalosť princípu miešania uhľovodíkov používaných v plynových nádržiach je nevyhnutná nielen v schopnosti znížiť náklady na palivo (bután je lacnejší ako propán), ale aj v znížení, v dôsledku menej intenzívneho vyparovania butánu, rizika vysokého tvorba tlaku s výrazným zvýšením teploty okolia. Prudké zvýšenie tlaku v nádrži môže spôsobiť jej odtlakovanie a následne výbuch alebo požiar.

Predpoklady pre výbuch

Napriek zvyšujúcim sa požiadavkám na bezpečnú manipuláciu s fľašami a ich kvalitu sa v Rusku každoročne stáva viac ako 200 ľudí smrteľnými obeťami výbuchov fliaš a mnoho ďalších je zranených.

Po zhrnutí informácií od výrobcov plynových nádob uvádzame rozsahy tlaku, pri ktorých je možné zničenie baniek:

S klesajúcou pevnosťou stien banky klesá kritická hodnota tlaku vedúca k jej odtlakovaniu na 5,3 MPa.

Výbuch alebo horenie plynu

Musíte pochopiť, že výbuch a zapálenie valca nie sú úplne to isté. Napríklad na otázku, či plynová fľaša pre domácnosť, ktorá dostala šrapnel alebo dieru po guľke, môže explodovať, nie je možné odpovedať jasným „áno“.

Plyn unikajúci z poškodenej tlakovej nádoby jednoducho zhorí. Výbuch vyžaduje uzavretý priestor. Spravidla ide o samotný valec, za určitých podmienok, alebo o silne zaplynovanú miestnosť

Zmes propán-butánu a kyslíka vo vzduchu mimo valca alebo natiahnutá dovnútra exploduje potom, čo sa tlak vo vnútri banky rovná atmosférickému tlaku.

Čo spôsobuje výbuch alebo horenie plynových fliaš?

Valec v požiarnej zóne

Nebezpečenstvo výbuchu nádoby zachytenej v spaľovacej zóne, v ktorej sa nachádza zmes plynov pod tlakom, je veľmi vysoké. Podľa GOST je maximálna bezpečná teplota pre uhľovodíkovú fľašu 45 °C. Je zrejmé, že v zdroji požiaru výrazne prekračuje povolenú hranicu.

Fyzika procesu je nasledovná. Pri vysokých teplotách ohrevu zmes v nádobe vrie a podľa toho sa v nej zvyšuje tlak. Okrem toho nerovnomerné zahrievanie povrchu plášťa oslabuje jeho počiatočnú pevnosť a vedie k zničeniu stien.

Zvyčajne v dôsledku vysokej zvyškovej plastickej deformácie nádoby plynom a jej ohrevu dochádza k lokálnemu vydutiu steny (vydutiu) na jednej strane. Najčastejšie dochádza k prasknutiu pozdĺž zvarového švu

Uhľovodík vyvrhnutý z valca v kvapalnom a parnom stave, ktorý sa rýchlo vyparuje a zapaľuje, má dodatočný tepelný účinok v požiarnej zóne na všetko okolo neho.

Keď ste pochopili, prečo plynové fľaše explodujú počas požiaru v domoch, mali by ste tiež vedieť, ako sa môžu správať pri zahrievaní.

Existujú dve možnosti pretrhnutia banky:

1. Podľa „hydraulickej“ mechaniky.
2. Silné skrútenie a vytvorenie veľkej trhliny na dne a škrupine.

V prvom prípade kvapalná fáza so zvýšením teploty na 60 ° C naplní objem nádoby na normu 85% pri tlaku 1,5 - 2,5 MPa. K zničeniu škrupiny dôjde pri ďalšom zvýšení teploty v miestnosti na 70 – 75 °C.

Druhá možnosť nastáva vtedy, keď v nádobe nie je žiadna kvapalná fáza, ak napríklad došlo k vyparovaniu skvapalnenej zmesi v dôsledku odtlakovania uzatváracieho zariadenia pri zvýšených teplotách v podmienkach požiaru.

V každom scenári môžu úlomky prasknutého valca odletieť vysokou rýchlosťou rôznymi smermi, čo predstavuje hrozbu zranenia ľudí a škody na majetku.

Nadmerné plnenie plynovej fľaše

Často pri plnení nádob skvapalneným plynom dochádza k ich preplneniu. Stáva sa to z nedbanlivosti alebo úmyselne, keď sa chce ušetriť na miere využitia nádrže.

Malo by byť zrejmé, že prekročenie povoleného tlaku skvapalneného plynu v banke pri jej plnení môže spôsobiť narušenie jej pevnosti

V nádobe by mala ostať časť voľného objemu – vankúš pre parnú fázu uhľovodíkov. Bezpečný objem takéhoto vankúša je minimálne 15% z celkového objemu nádrže.V jeho neprítomnosti sa tlak v banke zvyšuje o 0,7 MPa so zvyšovaním teploty zmesi o každý stupeň, čo je podľa bezpečnostných noriem neprípustné a môže viesť k nadmernému namáhaniu plášťa a jeho prasknutiu.

Množstvo plynu čerpaného do nádoby je prísne regulované z hľadiska tlaku a hmotnosti a nemalo by presiahnuť 0,425 kg na 1 liter objemu nádoby.

Už pri teplote +45 °C predpísanej GOST predstavuje preplnená banka veľké nebezpečenstvo možnosti pozdĺžneho pretrhnutia pozdĺž zvaru.

Odporúčame prečítať si aj náš ďalší článok, kde sme si podrobne porozprávali o pravidlách náplne plynových fliaš.

Ohrievanie alebo chladenie stien nádoby

Zmes propán-bután, ktorá má veľký koeficient rozťažnosti, výrazne zväčšuje svoj objem aj pri miernom zvýšení svojej teploty.

Zvýšenie tlaku vo valci na kritickú hodnotu je možné pri dlhodobom zahrievaní nádoby na slnku pod priamymi lúčmi

Nebezpečenstvo zvýšenia tlaku zmesi na steny banky existuje aj vo valci inštalovanom vedľa zdroja tepla.

Okrem vykurovania je množstvo nebezpečenstiev spojených aj s negatívnymi účinkami negatívnych teplôt. Prvým je zvýšenie krehkosti kovu. A po druhé, musíte si navždy zapamätať, že nádobu, ktorá bola dlhodobo vystavená chladu, si za žiadnych okolností nedávajte do teplej miestnosti. Prudké zvýšenie teploty uhľovodíkovej zmesi nie je bezpečné.

Nárazy a pády valcov

Poškodenie a vznietenie nádoby s plynom môže byť spôsobené náhlymi mechanickými nárazmi na jej steny, najmä ak je zásobník v podmienkach nízkych alebo naopak extrémne vysokých teplôt.

Pri použití valca v abnormálne chladných podmienkach sa menia mechanické vlastnosti kovu – rázová húževnatosť ocele klesá.

Z tohto dôvodu môže silný úder do valca alebo jeho tvrdý pád poškodiť tesnenie nádoby a prispieť k uvoľneniu plynu, ktorý pri zmiešaní s kyslíkom a kontakte s iskrou povedie k výbuchu plynu. zmes vzduchu

V druhom prípade zvýšenie teploty a zahriatie plynu obsiahnutého v banke, ako bolo povedané, prudko zvýši jej tlak, čo pri dodatočných nárazových účinkoch na nádobu môže prasknúť.

Cudzie nečistoty v plyne

Nebezpečenstvo výbuchu číha, keď sa voda a sírovodík dostanú do nádoby s kvapalným plynom. Ich vysoký obsah v nádrži prispieva k vzniku delaminácií a vydutín na vnútornom kovovom povrchu škrupiny.

Takéto cievne defekty sa vyskytujú, keď je v propáne 0,3 % alebo viac sírovodíka a možno ich pozorovať už po dvoch rokoch používania valca.

Chyba zvaru

Menej časté, ale vyskytujú sa problémy spojené s odtlakovaním plynových nádob v tepelne ovplyvnenej zóne.

Ak je zvar chybný, môže dôjsť k zoslabeniu jeho pracovnej časti, koncentrácii napätia a v dôsledku toho k otvoreniu pozdĺžneho alebo obvodového švu

Celková integrita škrupiny môže byť zachovaná, keď sa pretrhne chybný zvar.

Scenáre pre následky výbuchu valca

Vyššie uvedené dôvody výbuchu alebo požiaru plynových nádob môžu rôznymi spôsobmi vyvolať nasledujúce nebezpečné scenáre.

Roztrhnutie valca a emisie plameňa

Výbuch fľaše a vznietenie propán-butánu sú nebezpečné z dôvodu nasledujúcich faktorov:

• stĺp silného plameňa, ktorý rýchlo zväčšuje oblasť ohňa;
• vysoká teplota ohňa pri zdroji výbuchu;
• toxicita produktov spaľovania.

Poškodenie môže nastať aj z udusenia v dôsledku výrazného poklesu kyslíka s prudkou koncentráciou škodlivých plynov.

Vykonané štúdie ukázali, že tesnenie 50-litrovej plynovej nádoby so skvapalneným plynom v ohni sa poruší za menej ako 5 minút. Výsledkom je požiarny záblesk s vypustením „ohnivej gule“ dosahujúcej priemer 10 m

Zvyčajne sa cieva roztrhne pozdĺž jej boku.

Sekundárne škodlivé účinky výbuchu

Sekundárne, ale nie menej závažné, škodlivé následky výbuchu valca sú:

• oddelenie ventilov;
• náraz kompresnej vlny alebo rázovej vlny;
• poškodenie od úlomkov prvkov škrupiny.

Úlomky z valca a jeho oddelených prvkov môžu letieť veľmi ďaleko, spôsobiť škody v okruhu až 250 m a zdvihnúť sa do výšky tridsiatich metrov.

Nebezpečenstvo úniku plynu

Nebezpečenstvo úniku propánu z poškodenej nádoby spočíva v tom, že v miestnosti veľmi rýchlo a vo veľkých objemoch vzniká výbušná koncentrácia zmesi uhľovodíkov a kyslíka – oveľa rýchlejšie ako pri únikoch kvapalných horľavých látok.

Silný únik zmesi z banky alebo chybný uzatvárací ventil sa dá zistiť čuchom alebo sluchom – zvuk je podobný tomu, ktorý počujeme pri rýchlom vyfúknutí balóna.

Ak máte podozrenie na únik plynu alebo na kontrolu jeho neprítomnosti, postačí naniesť na valec mydlový roztok špongiou a určiť miesto odtlakovania pomocou vytvorených bublín.

Ak dôjde k úniku plynu, potom je potrebné zakryť miesto úniku mokrou handrou, opatrne vyniesť nádobu von a zavolať plynárov.

Od roku 2016 technické predpisy stanovujú povinnú inštaláciu plynových hlásičov v nových domoch. Pre skôr postavené bývanie má táto norma poradný charakter, ale výhody tohto zariadenia, najmä v domoch, ktoré používajú plyn vo fľašiach, sú nepochybné.

Faktom je, že hustota uhľovodíkovej zmesi je väčšia ako hustota vzduchu. Ak dôjde k porušeniu tesnenia banky, uzatváracieho zariadenia alebo spojovacej hadice, plyn sa začne hromadiť na dne a jeho zápach nemusí byť okamžite rozpoznateľný. To je dôvod, prečo propánová zmes uvoľnená do vzduchu z poškodenej plynovej fľaše často exploduje v domoch z akejkoľvek iskry bez povšimnutia.

Základy bezpečnej manipulácie s valcami

Pred inštaláciou valca a pripojenie k plynovým spotrebičom prvá vec, ktorú musíte urobiť, je uistiť sa, že na tele nie je žiadne poškodenie, hrdza a že ventil je v dobrom prevádzkovom stave.

Používajú sa iba certifikované fľaše dodávané špecializovanými organizáciami, ktoré majú papierový pas pre všetky cykly prevádzky a príslušné označenia aplikované razením.

Medzi hlavné technické požiadavky, ktoré sa musia dodržiavať pri prevádzke valcov, patria:

1. Všetky fľaše, s výnimkou jedného (päťlitrové na pripojenie k plynovému sporáku), musia byť inštalované v prístavbách mimo budov a vo vzdialenosti nie bližšej ako 5 m od vchodu do nich.
2. Vyhnite sa skladovaniu fliaš v obytných miestnostiach, pivniciach a podkroviach.
3. Fľaše neumiestňujte bližšie ako 1 m od vykurovacích zariadení a 5 m od otvoreného ohňa.

Samozrejmé, ale často zabúdané bezpečnostné opatrenia pri používaní nádob s plynom zahŕňajú a musia sa prísne dodržiavať:

1. Neprinášajte zapálenú zápalku alebo zapaľovač k fľaši, aby ste skontrolovali, či neuniká plyn.
2. Striktne vylúčte používanie otvoreného ohňa na zahrievanie prevodovky alebo ventilu. Na tieto účely je možné použiť iba horúcu vodu.
3. Ak je v miestnosti zistený plyn, nezapínajte žiadne elektrické spotrebiče vrátane svetiel, ani ich nevypínajte. Teplota iskry v zásuvke alebo vypínači môže dosiahnuť až tisíc stupňov.
4. Nepokúšajte sa sami opravovať uzatváracie ventily a iné konštrukčné prvky valca.

Okrem toho musíte prísne dodržiavať časový rámec používania valcov predpísaný výrobcom. Plavidlá vyrobené pred decembrom 2014 sa môžu používať 40 rokov.

Pri absencii informácií o povolenej dobe používania plynových fliaš vyrobených po tomto dátume a bez sprievodnej dokumentácie Rostechnadzor odporúča brať ako trvanlivosť fľaše 20 rokov.

Je prísne zakázané prenášať plynové fľaše pomocou ventilu ako prídržného zariadenia. To môže spôsobiť odtlakovanie alebo zlomenie uzamykacieho zariadenia.

Bezpečnou alternatívou oceľových plynových fliaš sú modernejšie polymérovo-kompozitné nádoby – eurofľaše. Ich banky sú chránené plastovým puzdrom a neakumulujú statickú elektrinu. Bezpečnosť proti výbuchu kompozitných fliaš je zabezpečená ich vybavením bezpečnostnými zariadeniami novej generácie - tavným článkom a spätným ventilom na uvoľnenie vysokého tlaku.

Závery a užitočné video na túto tému

Dôvody výbuchov plynových fliaš na príkladoch skutočných faktov a čo možno a nemožno robiť pri ich použití:

Ako správne používať plynové fľaše doma a aké požiadavky musia spĺňať:

Pri všetkých existujúcich rizikových faktoroch, ktoré sprevádzajú prevádzku plynových zariadení, nie je dôvod podľahnúť strachu a odmietnuť pohodlie ich používania v každodennom živote.

Teoretické poznatky o príčinách a podmienkach sprevádzajúcich výbuch plynových fliaš v domácnostiach majú pomôcť prekonať takýto strach. A dodržiavanie daného súboru noriem pre ich bezpečné používanie poslúži ako spoľahlivá poistka proti vážnym následkom výbuchu plynu a požiaru.

Ak máte cenné informácie, ktoré môžu doplniť náš materiál, podeľte sa o ne s ostatnými návštevníkmi stránky – zanechajte svoje pripomienky v bloku nižšie. Tam môžete klásť otázky k téme článku.