De ce explodează buteliile de gaz: cauze principale și măsuri preventive

Recunoașteți, știrile despre explozia unei butelii de gaz, pe care, din păcate, le auzim uneori la televizor sau de la cunoscuți, ne fac să ne gândim la propria siguranță. Și automulțumirea că acest lucru nu ni se va întâmpla nu are loc în această situație.

Consecințele unei astfel de explozii și ale incendiului provocat de aceasta pot fi foarte grave, nu doar pentru bunuri, ci și pentru sănătatea și viața persoanelor aflate în apropiere. Vă vom ajuta să înțelegeți de ce buteliile de gaz pot exploda și cum, fără a renunța la confortul utilizării lor, să vă feriți de mari probleme.

În acest scop, am efectuat un studiu al caracteristicilor tipurilor existente de recipiente de gaz menajere, am analizat cauzele exploziilor din mai multe cazuri reale și am studiat opiniile competente ale utilizatorilor experimentați. Articolul propus poate fi considerat o compilație a regulilor prezentate într-o formă ușor de înțeles, care permit utilizarea corectă și sigură a gazului în butelii.

Noțiuni de bază despre buteliile de gaz

Indispensabilitatea buteliilor de gaz în viața de zi cu zi poate fi confirmată cu încredere de o mare parte a populației Rusiei.

Pentru mulți oameni, utilizarea buteliilor cu gaz lichefiat nu este doar o posibilitate de a avea facilități suplimentare la țară, ci singura opțiune disponibilă de gazificare a casei lor de locuit

La nivel de stat, Rostekhnadzor a identificat problemele generale privind utilizarea recipientelor de gaz, de care trebuie să știți, deoarece acestea sunt legate de utilizarea lor în siguranță:

• parc învechit — aproximativ 90% din butelii nu sunt protejate împotriva supraumplerii în timpul reumplerii;
• lipsa unei reglementări de stat clare în domeniul circulației buteliilor pe piață, la care se poate adăuga existența stațiilor de umplere ilegale;
• necesitatea perfecționării și aducerea normelor parametrilor tehnici la standardele internaționale.

Neconformitatea cu aceste cerințe și recomandări ale Comisiei Europene complică asigurarea securității produselor pentru butelii de gaz utilizate în Rusia și a celor importate.

Pe lângă cunoașterea problemelor generale, pentru a înțelege mai ușor cauzele care duc la explozie și condițiile care pot contribui la aceasta, va fi util să cunoașteți ce tipuri de butelii există, să înțelegeți construcția lor și să înțelegeți câteva nuanțe din fizica exploziei și arderii amestecului utilizat în ele.

Tipuri de recipiente pentru gaz

În funcție de domeniul de aplicare, umplutura utilizată și metodele de conectare, recipientele pentru gaz pot diferi atât constructiv, cât și prin materialul din care este fabricat corpul.

Pentru uz casnic, de regulă, se folosesc recipiente metalice (din oțel) pentru gaz sau recipiente din materiale compozite. Fiecare dintre ele are avantaje și dezavantaje.

Cele mai populare sunt buteliile metalice, atât cele noi, cât și recipientele vechi. Principalul motiv al cererii crescute pentru rezervoarele de acest tip este prețul relativ scăzut și numărul mare de oferte pe piață, inclusiv datorită recipientelor fabricate încă din perioada sovietică.

Însă tocmai buteliile din oțel sunt cele mai expuse pericolului de explozie și, urmând principiile de siguranță, necesită respectarea unor condiții la depozitarea și exploatarea lor. De aceea, ne vom opri mai detaliat asupra lor.

Cum este construită o butelie?

Din punct de vedere constructiv, recipientul de gaz seamănă cu o brichetă obișnuită, al cărei rezervor este, de asemenea, umplut cu o substanță aflată în două stări de agregare. O parte a rezervorului este ocupată de gaz în fază lichidă, iar spațiul liber rămas este umplut cu aceeași substanță, dar sub formă gazoasă (de lucru). Prin dispozitivul de închidere, gazul ajunge la echipamentul corespunzător pentru aprindere și utilizare conform destinației.

Dotarea standard a unei butelii de gaz include:

1. Recipientul propriu-zis pentru gaz sau corpul cilindric, de formă cilindrică și cu o grosime minimă a pereților de 2 mm.
2. Ventilul buteliei cu element de închidere și volant.
3. Suport inelar (pantof), care asigură o poziție verticală stabilă a recipientului cu gaz.
4. Carcasă care protejează ventilul împotriva deteriorării și murdăririi în timpul transportului, depozitării și exploatării.

De o piesă filetată specială – inelul gâtului buteliei – se fixează capacul.

Un dispozitiv util din punct de vedere tehnic și al siguranței, cu care pot fi echipate buteliile de gaz, este reductorul de propan împreună cu manometrul.

Utilizarea acestuia permite reducerea, stabilizarea și menținerea presiunii amestecului la valorile stabilite pentru un anumit consumator de gaz. Un astfel de adaptor se instalează ușor pe butelii de orice tip.

Amestecul de gaz pentru buteliile menajere

Umplutura pentru butelii este gazul de hidrocarbură — un amestec de propan și butan, care este injectat în recipient sub o presiune de până la 15 MPa.

Raportul acestor hidrocarburi determină sezonalitatea utilizării amestecului sau regiunea specifică. Faptul este că, având proprietăți de bază relativ similare, propanul și butanul au o diferență semnificativă a valorilor temperaturii de evaporare: butanul — 0,5 °C, propanul — 43 °C (cu semnul minus).

Având în vedere inoportunitatea producerii de mărci separate de gaz pentru butelii pentru fiecare regiune, GOST prevede un amestec unificat de propan-butan cu un raport procentual specific al acestor gaze.

Cunoașterea principiului de amestecare a hidrocarburilor utilizate în rezervoarele de gaz are o importanță semnificativă nu numai în posibilitatea de a ieftini combustibilul (butanul este mai ieftin decât propanul), dar și în reducerea, din cauza evaporării mai puțin intense a butanului, a riscului de formare a unei presiuni crescute la o creștere semnificativă a temperaturii aerului înconjurător. O creștere bruscă a presiunii în rezervor poate cauza depresurizarea acestuia și, în consecință, o explozie sau un incendiu.

Premisele exploziei

În ciuda cerințelor din ce în ce mai stricte privind manipularea sigură a buteliilor și calitatea acestora, anual în Rusia peste 200 de persoane devin victime fatale ale exploziilor de gaz din butelii, iar numărul răniților este cu un ordin de mărime mai mare.

Generalizând informațiile producătorilor de recipiente pentru gaz, prezentăm intervalele de presiune la care este posibilă distrugerea recipientelor:

La reducerea rezistenței pereților recipientului, valoarea critică a presiunii care duce la depresurizarea acestuia scade la 5,3 MPa.

Explozia sau arderea gazului

Trebuie să înțelegeți că explozia și aprinderea buteliei nu sunt chiar același lucru. De exemplu, la întrebarea dacă o butelie de gaz menajeră care a primit o gaură de schij sau de glonț poate exploda, nu se poate răspunde fără echivoc «da».

Gazul care iese dintr-un recipient deteriorat sub presiune va arde pur și simplu. Pentru o explozie este necesar un spațiu închis. Acesta este, de regulă, butelia însăși, în anumite condiții, sau o încăpere puternic gazată.

Amestecul de propan-butan cu oxigenul din aer în afara buteliei sau aspirat în interior explodează, după ce presiunea din interiorul recipientului se egalizează cu cea atmosferică.

De ce explodează sau ard buteliile de gaz?

Butelia în zona de incendiu

Pericolul de explozie al recipientului ajuns în zona de ardere, cu amestecul de gaz sub presiune din interior, este foarte mare. Conform GOST, temperatura maximă sigură pentru o butelie cu hidrocarbură este de 45 °C. Este clar că în focarul incendiului aceasta depășește semnificativ limita admisă.

Fizica procesului este următoarea. La o temperatură puternică de încălzire, amestecul din vas fierbe și, în consecință, presiunea din acesta crește. În plus, încălzirea neuniformă a suprafeței mantalei slăbește rezistența sa inițială și duce la distrugerea pereților.

De obicei, din cauza deformării plastice reziduale ridicate a vasului cu gaz și a încălzirii acestuia dintr-o parte, apare o umflare locală a peretelui (umflătură). Ruperea are loc cel mai frecvent de-a lungul sudurii.

Evaporându-se și aprinzându-se rapid, hidrocarbura aruncată din butelie în stare lichidă și de vapori exercită un efect termic suplimentar în zona incendiului asupra întregului mediu înconjurător.

După ce ați înțeles de ce buteliile de gaz explodează în timpul incendiilor în case, trebuie să știți și cum se pot comporta acestea la încălzire.

Variantele de spargere a buteliei pot fi două:

1. După mecanica „hidraulică”.
2. Răsucire puternică și formarea unei fisuri mari pe fund și pe manta.

În primul caz, faza lichidă, odată cu creșterea temperaturii până la 60 °C, va umple volumul vasului până la norma de 85% la o presiune de 1,5 – 2,5 MPa. Distrugerea mantalei va avea loc la o creștere suplimentară a temperaturii în cameră până la 70 – 75 °C.

A doua variantă are loc în lipsa fazei lichide în vas, dacă, de exemplu, evaporarea amestecului lichefiat s-a produs din cauza depresurizării dispozitivului de închidere, la temperaturi ridicate în condiții de incendiu.

În orice scenariu, fragmentele buteliei sparte se pot împrăștia cu viteză mare în toate direcțiile, reprezentând un pericol de vătămare pentru oameni și de daune materiale.

Umplerea excesivă a buteliei cu gaz

Adesea, la umplerea recipientelor cu gaz lichefiat, acestea sunt supraumplute. Acest lucru se întâmplă din neglijență sau în mod conștient, dorind să economisească la coeficientul de utilizare a rezervorului.

Trebuie să înțelegeți că depășirea presiunii gazului lichefiat în butelie la umplere peste limita admisă poate cauza deteriorarea rezistenței acesteia.

În recipient trebuie să rămână o parte din volumul liber — o pernă, pentru faza de vapori a hidrocarburilor. Volumul sigur al unei astfel de perne este de cel puțin 15% din volumul total al rezervorului. În lipsa acesteia, presiunea în butelie crește cu 0,7 MPa la fiecare grad de creștere a temperaturii amestecului, ceea ce este inadmisibil conform normelor de siguranță și poate duce la suprasolicitarea carcasei și la spargerea acesteia.

Cantitatea de gaz pompată în vas este strict reglementată în funcție de presiune și masă și nu trebuie să depășească 0,425 kg pe 1 litru de volum al recipientului.

Chiar și la temperatura de +45 °C prevăzută de GOST, butelia supraumplută prezintă un pericol mare de rupere longitudinală de-a lungul sudurii.

Vă recomandăm, de asemenea, să citiți un alt articol al nostru, în care am detaliat regulile de umplere a buteliilor de gaz.

Încălzirea sau răcirea pereților recipientului

Amestecul de propan-butan, având un coeficient mare de dilatare, chiar și la o creștere ușoară a temperaturii sale, își mărește semnificativ volumul.

Creșterea presiunii în butelie până la o valoare critică este posibilă la încălzirea recipientului aflat mult timp la soare, sub razele directe.

Pericolul creșterii presiunii amestecului pe pereții buteliei există și în cazul buteliei instalate lângă o sursă de căldură.

Pe lângă încălzire, o serie de pericole sunt ascunse și de efectul negativ al temperaturilor scăzute. Primul este creșterea fragilității metalului. Iar al doilea — trebuie reținut pentru totdeauna că în niciun caz nu trebuie să aduceți într-o încăpere caldă un recipient care a stat mult timp la ger. Creșterea bruscă a temperaturii amestecului de hidrocarburi este periculoasă.

Lovituri și căderi ale buteliilor

Pot provoca deteriorarea și aprinderea recipientului cu gaz acțiunile mecanice bruște asupra pereților săi, în special atunci când rezervorul se află în condiții de temperaturi scăzute sau, dimpotrivă, excesiv de ridicate.

La utilizarea buteliei în condiții anormal de reci, se modifică proprietățile mecanice ale metalului — scade reziliența oțelului.

Din acest motiv, o lovitură puternică asupra buteliei sau o cădere bruscă a acesteia pot deteriora etanșeitatea recipientului și pot favoriza eliberarea gazului, care, în amestec cu oxigenul și la contactul cu o scânteie, va duce la detonația amestecului de gaz cu aer.

În al doilea caz, creșterea temperaturii și încălzirea gazului conținut în butelie, așa cum s-a spus, mărește brusc presiunea acestuia, ceea ce, la acțiuni de lovire suplimentare asupra recipientului, poate duce la spargerea acestuia.

Impurități străine în gaz

Pericolul de explozie apare la pătrunderea apei și a hidrogenului sulfurat în recipientul cu gaz lichefiat. Conținutul lor mare în rezervor contribuie la apariția pe suprafața metalică interioară a mantalei a delaminațiilor și umflăturilor.

Astfel de defecte ale recipientelor apar atunci când propanul conține hidrogen sulfurat de la 0,3% și mai mult și pot fi observate deja după o perioadă de utilizare de doi ani a buteliei.

Defect al sudurii

Mai rar, dar apar probleme legate de depresurizarea recipientelor cu gaz în zona din apropierea sudurii.

În cazul unui defect al sudurii, poate apărea slăbirea secțiunii sale de lucru, concentrarea tensiunilor și, ca urmare, deschiderea sudurilor longitudinale sau inelare.

Integritatea generală a mantalei la ruperea unei suduri defectuoase se poate păstra.

Scenarii ale consecințelor exploziei buteliei

Cauzele de mai sus ale exploziei sau incendiului recipientelor de gaz pot provoca, în diverse variante, următoarele scenarii periculoase.

Ruperea buteliei și eliberarea flăcării

Explozia buteliei și aprinderea propan-butanului sunt periculoase prin acțiunea următorilor factori:

• coloana de flacără puternică, care mărește rapid suprafața incendiului;
• temperatura ridicată a focului în focarul exploziei;
• toxicitatea produselor de ardere.

Lezarea poate apărea și prin sufocare, ca urmare a unei reduceri semnificative a oxigenului la o concentrație bruscă de gaze nocive.

Studiile efectuate au arătat că etanșeitatea unui vas de gaz de 50 de litri cu gaz lichefiat aflat în focarul incendiului se strică în mai puțin de 5 minute. Ca urmare — un incendiu-fulger cu eliberarea unei 'bile de foc' care atinge 10 m în diametru.

De obicei, ruperea vasului are loc pe partea sa laterală.

Efecte secundare dăunătoare ale exploziei

Consecințele dăunătoare secundare, dar nu mai puțin grave, ale exploziei buteliei sunt:

• desprinderea ventilului;
• acțiunea undei de compresie sau a undei de șoc;
• deteriorarea cauzată de cioburi ale elementelor carcasei.

Cioburile de la butelie și elementele sale desprinse se pot împrăștia foarte departe, provocând leziuni pe o rază de până la 250 m, și se pot ridica la o înălțime de treizeci de metri.

Pericolul scurgerii de gaz

Pericolul scurgerii de propan dintr-un recipient deteriorat constă în faptul că, în încăpere, foarte rapid și în cantități mari, se creează o concentrație explozivă a amestecului de hidrocarbură și oxigen — semnificativ mai rapid decât în cazul scurgerilor de substanțe lichide inflamabile.

O scurgere puternică a amestecului din butelie sau din armătura de închidere defectă poate fi determinată după miros sau după auz — sunetul este asemănător cu cel pe care îl auzim la dezumflarea rapidă a unui balon.

La suspiciunea de scurgere de gaz sau în scopul controlului absenței acesteia, va fi suficient să aplicați pe butelie cu un burete soluție de săpun și să determinați locul de depresurizare după bulele care se formează.

Dacă există o scurgere de gaz, atunci este necesar să acoperiți locul de depresurizare cu o cârpă umedă, să scoateți cu grijă recipientul afară și să chemați lucrătorii de la gaze.

Din 2016, regulile tehnice prevăd instalarea obligatorie a detectoarelor de gaze în casele noi. Pentru locuințele construite anterior, această normă are caracter de recomandare, dar beneficiul acestui dispozitiv, mai ales în casele unde se utilizează gaz în butelii, este incontestabil.

Faptul este că densitatea amestecului de hidrocarburi este mai mare decât densitatea aerului. La încălcarea etanșeității buteliei, a echipamentului de închidere sau a furtunului de conectare, gazul începe să se acumuleze în partea de jos, iar mirosul său poate să nu fie detectat imediat. De aceea, amestecul cu propan care a pătruns în aer dintr-o butelie de gaz deteriorată explodează adesea în case de la orice scânteie, fără a fi observat.

Bazele manipulării sigure a buteliilor

Înainte de instalarea buteliei și conectarea acesteia la aparatele de gaz, primul lucru care trebuie făcut este să vă asigurați că nu există deteriorări, rugină pe corp și că ventilul funcționează corect.

Doar buteliile certificate, furnizate de organizații specializate, care au pașaport pe hârtie pentru toate ciclurile de exploatare și marcajul corespunzător, aplicat prin ștanțare prin lovire, pot fi utilizate.

Principalele cerințe tehnice care trebuie respectate la exploatarea buteliilor sunt:

1. Toate buteliile, cu excepția uneia (de cinci litri pentru conectarea la aragaz), trebuie instalate în anexe în afara clădirilor și la o distanță de cel puțin 5 m de intrarea în acestea.
2. Excludeți depozitarea buteliilor în camere de locuit, subsoluri și poduri.
3. Nu amplasați buteliile la o distanță mai mică de 1 m de aparatele de încălzire și 5 m de foc deschis.

La măsurile de siguranță evidente, dar adesea uitate, la utilizarea recipientelor cu gaz, se numără și trebuie respectate cu strictețe următoarele:

1. Nu apropiați de butelie un chibrit aprins sau o brichetă pentru a verifica scurgerile de gaz.
2. Se interzice categoric utilizarea focului deschis pentru încălzirea reductorului sau a robinetului. În acest scop, se admite doar folosirea apei calde.
3. La depistarea gazului în încăpere, nu porniți niciun aparat electric, inclusiv lumina, și nu le opriți. Temperatura scânteii din priză sau întrerupător poate ajunge la o mie de grade.
4. Nu încercați să reparați singur armătura de închidere și alte elemente constructive ale buteliei.

În plus, trebuie să vă ghidați strict după termenele de utilizare a buteliilor prescrise de producător. Recipientele fabricate înainte de decembrie 2014 pot fi exploatate timp de 40 de ani.

În lipsa informațiilor privind termenul de utilizare admis al buteliilor de gaz produse după această dată și care nu au documentație însoțitoare, Rostehnadzor recomandă să se considere ca termen de valabilitate al buteliei – 20 de ani.

Nu este categoric permis să transportați buteliile de gaz folosind ventilul ca dispozitiv de prindere. Aceasta poate duce la depresurizare sau defectarea dispozitivului de închidere.

O alternativă sigură la buteliile de gaz din oțel sunt recipientele polimer-compozite mai moderne – eurobuteliile. Flacoanele lor sunt protejate de o carcasă din plastic și nu acumulează electricitate statică. Rezistența la explozie a buteliilor compozite este asigurată prin dotarea lor cu dispozitive de siguranță de nouă generație – o inserție fuzibilă și o supapă de refulare a presiunii excesive.

Concluzii și material video util pe această temă

Cauzele exploziilor buteliilor de gaz pe baza unor fapte reale și ce se poate și ce nu se poate face categoric la utilizarea lor:

Cum să utilizați corect buteliile de gaz în uz casnic și ce cerințe trebuie să îndeplinească:

În ciuda tuturor factorilor de risc care însoțesc exploatarea echipamentelor cu gaz, nu există motive să vă temeți și să renunțați la confortul utilizării lor în gospodărie.

Cunoștințele teoretice despre cauzele și condițiile care însoțesc explozia buteliilor de gaz menajer sunt menite să ajute la depășirea acestei temeri. Iar respectarea setului de norme prezentate pentru utilizarea lor în siguranță va servi drept o garanție sigură împotriva consecințelor grave ale exploziei de gaz și ale incendiului.

Dacă aveți informații valoroase care pot completa materialul nostru, vă rugăm să le împărtășiți cu ceilalți vizitatori ai site-ului – lăsați comentariile dumneavoastră în blocul situat mai jos. Acolo puteți adresa întrebările care vă interesează pe tema articolului.