Новости о взрывах баллонов с газом, которые мы порой слышим по телевидению или от друзей, заставляют думать о безопасности. В такой ситуации не стоит полагать, что это нас не коснется.
Взрыв газового баллона и возникший в результате пожар могут иметь катастрофические последствия, затронув не только материальные ценности, но и здоровье, а возможно, и жизнь людей, находящихся поблизости. Мы поможем разобраться в причинах взрыва газовых баллонов и расскажем о мерах предосторожности, позволяющих избежать серьезных неприятностей при использовании этих удобных устройств.
Нами проведено исследование существующих видов бытовых газовых сосудов, проанализированы причины взрывов в реальных случаях и изучены мнения опытных пользователей. Предлагаемую статью можно представить как доступную компиляцию сводов правил для безопасного использования газа в баллонах.
Основное о газовых баллонах
Большинство жителей России могут заявить о все еще актуальности газовых баллонов в повседневной жизни.
Ростехнадзор на государственном уровне выявил общие проблемы использования газовых сосудов, знание которых важно для обеспечения безопасности.
- В парке, где оборудование давно требует обновления, примерно девяносто процентов баллонов лишены защиты от переполнения при заправке.
- Отсутствие четких правил для работы с баллонами приводит к незаконной деятельности, например, к открытию нелегальных заправочных станций.
- Важно улучшить и вывести нормы технических параметров на уровень международных стандартов.
Несоблюдение этих требований и рекомендаций Европейской комиссии осложняет обеспечение безопасности российского и импортного газобаллонного оборудования.
Для лучшего понимания причин возникновения взрывов и условий, способствующих им, необходимо изучить виды баллончиков, их конструкцию, а также основы физики взрыва и горения применяемого в них состава.
Виды сосудов для газа
В зависимости от сферы использования, применяемых материалов и методик присоединения, газовые сосуды Корпус может различаться как по конструкции, так и по материалу изготовления.
Металлические баллоны пользуются наибольшим спросом, как новые, так и старые.
Стальные баллоны представляют собой наибольший риск взрыва и потому по требованиям безопасности нуждаются в строгом соблюдении правил при хранении и использовании.
Как устроен баллон?
По форме газовый сосуд похож на обычную зажигалку. Внутри него находится вещество, которое может существовать как в жидком, так и в газообразном состоянии. Часть резервуара занята жидкостью, а остальное пространство – газом, который используется для поджига. Газ поступает в нужное оборудование через специальное устройство.
В стандартной комплектации газового баллона содержатся:
- Газовый сосуд – это цилиндр с тонкими стенками, не более 2 мм в толщину.
- Баллонный вентиль с запорным элементом и маховиком.
- Опоры, фиксирующие емкость с газом в вертикальном положении.
- Чехол для защиты вентиля от повреждений и загрязнений во время транспортировки, хранения и работы.
Кольцо горловины баллона крепят к специальной резьбовой детали — колпаком.
Применение данного адаптера способствует снижению, стабилизации и поддержанию давления смеси на необходимых для конкретного потребителя уровнях. Адаптер просто монтируется на баллонах любой конструкции.
Газовая смесь для бытовых баллонов
В баллоны наливают газовую смесь пропана и бутана, при этом её сжимают давлением до 15 мегапаскалей.
Равенство этих углеводородов определяет время использования смеси или конкретный регион. Пропан и бутан имеют разную температуру испарения: бутана — 0,5 градуса Цельсия, пропанa — 43 градуса Цельсия (с минусом).
Понимание смешения углеводородов в газовых баллонах важно не только для экономии топлива (бутан дешевле пропана), но и для снижения риска перенагревания из-за более медленного испарения бутана. Избыточное давление в баллоне может привести к его повреждению, взрыву или пожару.
Предпосылки для взрыва
Хотя требования к безопасности использования баллонов и их качеству постоянно растут, в России каждый год более двухсот человек погибают от взрывов баллонного газа, а пострадавших в несколько раз больше.
На основе данных от производителей газовых баллонов предлагаем перечень пределов давления, при которых возможен износ колб.
| Объем газового баллона | Давление, при котором возможен взрыв, МПа | Давление, при котором возможен взрыв, атм |
| 5 л | 15-16 | 120-160 |
| 27 л | 7,5-13 | 75-130 |
| 50 л | 7,5-12 | 75-120 |
При ослаблении прочности стенок колбы критический предел давления, при котором происходит ее разгерметизация, падает до 5,3 МПа.
Взрыв или горение газа
Взрыв и воспламенение баллона – это разные явления. Нельзя однозначно утверждать, что бытовой газовый баллон с осколочным или пулевым отверстием обязательно взорвется.
Смесь пропан-бутана с кислородом взрывается на открытом воздухе, либо снаружи баллона, либо после его внутреннего заполнения, когда давление внутри уравновешивается с атмосферным.
Что вызывает взрывы или пожары газовых баллонов?
Баллон в зоне пожара
Емкость, попавшая в зону горения и содержащая под давлением газовую смесь, чрезвычайно взрывоопасна. ГОСТ устанавливает максимальную безопасную для баллона с углеводородом температуру в 45 °С. В очаге пожара эта температура значительно превышает допустимую.
При высокой температуре нагревания смесь в сосуде кипит, что увеличивает давление внутри него. Неравномерное нагревание поверхности стенки также снижает её прочность и вызывает разрыв.
Выбрасываемый из баллона углеводород быстро выгорает и загорается, дополнительно нагревая огонь и все его окружение как в жидкой, так и в газообразной форме.
Поймут причины взрывов газовых баллонов во время пожаров, нужно узнать и о том, как ведут себя баллоны при нагревании.
Возможны две ситуации, при которых может произойти разрыв колбы.
- По «гидравлической» механике.
- Днище и обечайка имеют значительные деформации и большую трещину.
При нагревании до 60 °С жидкая фаза займёт объем сосуда на 85%, давление составит 1,5 – 2,5 МПа. При повышении температуры в помещении до 70 – 75 °С произойдет разрушение обечайки.
Второй вариант возможен без жидкости в сосуде, например, если смесь испарилась из-за протечки запорного устройства или при высоких температурах пожара.
Разлетевшиеся от взрыва части воздушного шара могут на большой скорости лететь во все стороны, представляя опасность для людей и имущества.
Излишнее наполнение баллона газом
Заправка емкостей сжиженным газом часто сопровождается их переполнением. Такое происходит либо из-за невнимательности, либо сознательно, чтобы сэкономить на коэффициенте использования резервуара.
В сосуде необходимо оставлять свободный объём — подушку для паровой фазы углеводородов. Безопасный объём подушки составляет не менее 15% от всего объёма резервуара. При отсутствии подушки давление в колбе увеличивается на 0,7 МПа при повышении температуры смеси на каждый градус, что запрещено нормами безопасности и может привести к перенапряжению оболочки с её последующим разрывом.
Давление и масса подаваемого в сосуд газа строго нормируются и не должны превосходить 0,425 кг на каждый литр объёма ёмкости.
Переполнение колбы даже при температуре, установленной ГОСТом (+45°С), создает высокую угрозу разрыва по сварному шву.
Читайте также нашу другую статью, где изложены правила. заправки газовых баллонов.
Нагрев или охлаждение стенок сосуда
Смесь пропан-бутана обладает большим коэффициентом расширения, поэтому при малом повышении температуры значительно увеличивает свой объём.
Увеличение давления смеси на стенки колбы опасно и при установке баллона возле источника тепла.
Помимо нагрева, отрицательные температуры представляют ряд опасностей: металл становится хрупким, а сосуд, находящийся длительное время на морозе, нельзя заносить в тёплое помещение. Резкое повышение температуры углеводородной смеси небезопасно.
Удары и падения баллонов
Механические удары по стенкам газового сосуда, особенно при низких или очень высоких температурах, могут привести к повреждению и возгоранию.
В экстремально низкой температуре применение баллона воздействует на механические характеристики металла, понижая его ударную вязкость.
Повышение температуры и нагрев газа в колбе, о чём говорилось ранее, существенно повышают его давление. В сочетании с дополнительными ударными воздействиями это может привести к разрыву сосуда.
Посторонние примеси в газе
Взрыв может произойти, если в сосуд с жидким газом попадет вода и сероводород. Высокое содержание этих веществ в резервуаре приводит к образованию на внутренней металлической поверхности обечайки расслоений и отдулин.
При содержании в пропане сероводорода от 0,3% и выше дефекты сосудов могут появиться уже через два года эксплуатации баллонов.
Брак сварного шва
Иногда возникают проблемы из-за протечки газа в сосудах рядом со швом.
В случае разрыва бракованного сварного шва общий вид оболочки может остаться неизменным.
Сценарии последствий взрыва баллона
Причины взрыва или возгорания газовых сосудов могут привести к различным опасным последствиям.
Разрыв баллона и выброс пламени
Взрыв баллона с пропаном и бутаном опасен из-за воздействия таких факторов:
- Пламя с большой силой распространяется, увеличивая площадь пожара.
- Сильный огонь был причиной взрыва.
- токсичности продуктов горения.
Удушье может быть причиной поражения из-за снижения уровня кислорода в связи с высокой концентрацией опасных веществ.
Разрыв сосуда чаще всего случается на боковой поверхности.
Вторичные поражающие воздействия от взрыва
Взрыв баллона влечет за собой второстепенные, однако не менее серьезные повреждения.
- отрыв вентиля;
- Влияние волны сжатия или ударной волны.
- повреждение от осколков элементов обечайки.
Осколки шара и отдельные части, отрывающиеся от него, могут быть разбросаны на значительном расстоянии, причиняя вред в зоне до 250 метров, и взлетать на высоту до тридцати метров.
Опасность утечки газа
Утечка пропана из поврежденной емкости опасна быстрым образованием взрывоопасной концентрации смеси пропана с кислородом в помещении, которая возникает гораздо быстрее, чем при утечках жидких горючих веществ.
Запах или характерный свист, подобный звуку быстрого сдувания воздушного шарика, сигнализируют о сильной утечке смеси из колбы или неисправной запорной арматуры.
При обнаружении утечки газа следует закрыть её мокрой тканью, перенести ёмкость наружу и позвать специалистов по газу.
С 2016 года технические правила предписывают устанавливать сигнализаторы загазованности в новых домах. Для уже построенного жилья эта норма рекомендательна, но устройство всё же полезно, особенно в домах с баллонным газом.
Плотность углеводородной смеси превышает плотность воздуха. При разгерметизации колбы, запорных устройств или соединительных шлангов газ накапливается внизу, и его запах может остаться незамеченным. Именно поэтому смесь с пропаном из поврежденного баллона часто взрывается в домах от любой искры, будучи невостребованной.
Основы безопасного обращения с баллонами
Перед установкой баллона и подключении его к газовым приборам Прежде всего, нужно проверить корпус на наличие повреждений и ржавчины, а также работоспособность вентиля.
При работе с баллонами необходимо руководствоваться следующими техническими нормами.
- Все баллоны, кроме пятилитровго, предназначенного для подключения к газовой плите, необходимо размещать в пристройках, вне зданий, минимум в пяти метрах от входных дверей.
- Хранить баллоны запрещено в жилых помещениях, подвальных и чердачных пространствах.
- Удерживайте воздушные шары подальше, чем на метр от отопительных приборов и на пяти метрах от открытого огня.
К незабываемым меркам безопасности при работе с газовыми емкостями необходимо следовать без исключения.
- Не проверяйте наличие утечки газа, приставляя к баллону огонь.
- Категорически запрещается применять открытый огонь для обогрева редуктора или вентиля. Для этих целей разрешено использовать только горячую воду.
- Если обнаружили газ в помещении, избегайте включения электроприборов, включая свет, а также отключения их.
- Не занимайтесь самостоятельным ремонтом запорной арматуры и прочих деталей баллона.
Строго соблюдайте временные ограничения, установленные производителем для баллонов. Продукция, произведенная до декабря 2014 года, разрешена к эксплуатации в течение 40 лет.
В случае отсутствия информации о допустимом сроке службы газовых баллонов, изготовленных после указанной даты и не имеющих к себе документов, Ростехнадзор советует считать их срок годности двадцатью годами.
Более современные полимерно-композитные сосуды, называемые евробаллонами, являются безопасной альтернативой стальным газовым баллонам. Их колбы защищены пластиковым кожухом, не накапливают статическое электричество. Взрывобезопасность композитных баллонов обеспечивается за счет оснащения их предохранительными устройствами нового поколения — плавкой вставкой и обратным клапаном сброса повышенного давления.
Выводы и полезное видео по теме
Причины пожаров с газовыми баллонами и правила безопасности.
Как пользоваться газовыми баллонами дома и какие к ним предъявляются требования?
Несмотря на существующие риски при эксплуатации газобаллонного оборудования, отказ от его использования дома из-за страха необоснован, так как преимущества превалируют.
Знания о причинах и условиях взрывов бытовых газобаллонов могут помочь избавиться от страха перед ними. Соблюдение правил безопасного пользования обеспечит защиту от тяжелых последствий взрыва газа и пожара.
При наличии у вас полезных данных, способствующих обогащению нашего материала, просим сообщить их другим пользователям сайта через блок комментариев. В этом же блоке можно задать вопросы, касающиеся содержания статьи.