Газовый баллон чем опасен

Взрывопожарная опасность газовых баллонов: требования и нормы

Пожар, распространяющийся в стенах здания и сооружения, в котором находятся баллоны со сжатыми и сниженными газами, это один из худших вариантов развития ЧС.

Взрыв с разлетом стальных осколков, разрушение, повреждение строительных противопожарных преград, мгновенное распространение огня в смежные пожарные отсеки, помещения являются обычными последствиями такой аварийной ситуации.

Чтобы этого не случилось, следует знать и выполнять комплекс правил хранения газовых баллонов – ПХГБ, обязательных как для руководителей организаций, где они обращаются и используются в разных целях, но и для собственников частных домов, квартир с плитами, работающими от баллона с бытовой топливной смесью.

Требования к газовым баллонам

Изложены в официально изданных документах:

• Техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013).
• «Правилах промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением». , являющихся основополагающими правилами ПБ на территории России. и ГОСТ 949-73 регламентирующие технические условия производства, эксплуатации баллонов с газообразными углеводородными смесями в сжиженном состоянии. , который определяет минимальные требования к облегченным газовым баллонам серийного производства, предназначенным для хранения и использования компримированного природного газа под высоким давлением в качестве моторного топлива на транспортных средствах, на которых баллоны установлены.

В рекомендациях ВНИИПО, определяющих действия пожарных в ситуации возможного взрывного разрушения баллонов с газами, находящимися в зоне развития пожара, имеются сведения, поясняющие серьезность проблемы:

• Резервуары, баллоны для закачки, хранения, перевозки газообразных углеводородов, в сжатом, сжиженном виде (СУГ) используются не только в разных отраслях промышленного производства, а также в жилом секторе.
• Общее количество выпущенных в России сварных стальных баллонов для горючих углеводородных газовых смесей – до 40 млн ед.
• Большинство из них имеют емкость 27, 50 л – это до 85% всего количества.

Максимальный срок эксплуатации, с учетом обязательных проверок, технических переосвидетельствований – 40 лет, так что общее количество баллонов с горючими газовыми смесями ежегодно увеличивается.

Не следует также забывать о пусть меньшем, но также исчисляющемся миллионами единиц хранения, использования баллонов с кислородом, углекислотой, азотом, гелием, аргоном, другими инертными газами, используемыми на производстве, в том числе в ходе проведения газоэлектросварочных работ; в медицинских, научных, образовательных учреждениях, которые при сильном нагреве в зоне пожара также взрываются, нанося серьезные повреждения строениям, травмы людям.

к отличительной окраске и идентификационной информации

Надпись наносится по окружности баллона на длину не менее 1/3 окружности, а полоса – по всей окружности. При этом высота букв на баллонах вместимостью более 12 л должна быть 60 мм, а ширина полосы – 25 мм. На баллонах вместимостью до 12 л размеры букв и полос должны определяться в зависимости от величины боковой поверхности баллонов.

к документации

Паспорт на газовые баллоны, как и на любое оборудование, работающее под избыточным давлением, является основным документом для его идентификации!

Паспорт баллона должен включать в себя следующую информацию:

а) общие сведения:

• наименование и адрес изготовителя;
• дата изготовления (производства);
• обозначение баллона;
• среда, для которой предназначен баллон;
• заводской номер;

б) сведения о технических характеристиках и параметрах:

• рабочее давление, МПа (кгс/см);
• пробное давление, МПа (кгс/см);
• основные размеры баллона, чертеж баллона;
• вместимость, л;
• масса, кг;
• резьба на горловинах;
• уплотнение горловин;
• температурный диапазон эксплуатации, °С;
• максимальное количество заправок;
• расчетный срок службы с даты изготовления (производства), лет;

в) требования к транспортированию и хранению баллона;

г) требования к установке баллона;

д) требования к эксплуатации баллона;

е) иные сведения, обеспечивающие безопасность эксплуатации баллона.

Хранение и установка газовых баллонов

Необходима постоянная защита от попадания прямого солнечного света, для исключения сильного нагрева, критического повышения давления в баллонах.

Установка в проходах на путях эвакуации, возле выходов при производстве временных огневых работ.

Запрещена установка баллонов ближе 1 м от радиаторов стационарных отопительных систем, электронагревательного оборудования; 5 м – от промышленных установок отопления с открытым пламенем.

Не допускается устанавливать и хранить баллоны с кислородом в зданиях медицинских организаций, если это не предусмотрено проектной документацией. Кроме того, баллоны с горючими газами запрещено использовать в зданиях торгово-развлекательных заведений для заправки воздушных шаров.

При хранении газа:

• окна помещений, где хранятся баллоны с газом, закрашиваются белой краской или оборудуются солнцезащитными устройствами из негорючих материалов;
• при хранении баллонов на открытых площадках сооружения, защищающие баллоны от осадков и солнечных лучей, выполняются из негорючих материалов;
• баллоны с горючим газом должны храниться отдельно от баллонов с кислородом, сжатым воздухом, хлором, фтором и другими окислителями, а также от баллонов с токсичным газом;
• размещение групповых баллонных установок допускается у глухих (не имеющих проемов) наружных стен зданий. Шкафы и будки, где размещаются баллоны, выполняются из негорючих материалов и имеют естественную вентиляцию, исключающую образование в них взрывоопасных смесей;
• при хранении и транспортировании баллонов с кислородом нельзя допускать попадания масел (жиров) и соприкосновения арматуры баллона с промасленными материалами. При перекантовке баллонов с кислородом вручную не разрешается браться за клапаны;
• в помещениях должны устанавливаться газоанализаторы для контроля образования взрывоопасных концентраций. При отсутствии газоанализаторов руководитель организации должен установить порядок отбора и контроля проб газовоздушной среды;
• баллоны при обнаружении утечки из них газа должны убираться из помещения склада в безопасное место;
• на склад, где размещаются баллоны с горючим газом, не допускаются лица в обуви, подбитой металлическими гвоздями или подковами;
• баллоны с горючим газом, имеющие башмаки, хранятся в вертикальном положении в специальных гнездах, клетях или других устройствах, исключающих их падение. Баллоны, не имеющие башмаков, хранятся в горизонтальном положении на рамах или стеллажах. Высота штабеля в этом случае не должна превышать 1,5 метра, а клапаны должны закрываться предохранительными колпаками и быть обращены в одну сторону;
• хранение каких-либо других веществ, материалов и оборудования в помещениях складов с горючим газом не разрешается;
• помещения складов с горючим газом обеспечиваются естественной вентиляцией.

общие требования

Запрещается хранить и применять баллоны с горючими газами на чердаках, в подвальных, цокольных и подземных этажах, а также под свайным пространством зданий.

Газовые баллоны (в том числе для кухонных плит, водогрейных котлов, газовых колонок), за исключением 1 баллона объемом не более 5 литров, подключенного к газовой плите заводского изготовления, располагаются вне зданий (за исключением складских зданий для их хранения) в шкафах или под кожухами, закрывающими верхнюю часть баллонов и редуктор, из негорючих материалов на видных местах у глухого простенка стены на расстоянии не менее 5 метров от входа в здание, на цокольные и подвальные этажи.

Пристройки и шкафы для газовых баллонов должны запираться на замок и иметь жалюзи для проветривания, а также предупреждающие надписи “Огнеопасно. Газ”.

в быту

Требования правил ПБ по использованию баллонов с бытовой смесью пропана, бутана в жилом секторе:

• Запрещено хранить такие баллоны в частных домовладениях, в квартирах, на балконах, лоджиях; на площадках лестниц, в технических, подвальных этажах, чердачных помещениях многоэтажных зданий.
• Плиты на кухнях, индивидуальное водогрейное оборудование должно быть подключено к баллонам с горючей бытовой смесью, размещенных вне строительных объектов жилого назначения в несгораемых шкафах у внешних стен строений, не имеющих дверных, оконных проемов, с удаленностью не меньше 5 м от подъездов, спусков в подвальные, цокольные этажи.
• Любые строительные объекты, помещения, где используются резервуары с горючими газами, при входе обозначают надписями, табличками: «Огнеопасно. Баллоны с газом».
• Категорически не следует пользоваться газобаллонным оборудованием при утечке бытовой топливной смеси, что чувствуется по характерному запаху, и уж тем более проверять возможные места негерметичных соединений источниками с открытым пламенем.

При использовании бытовых газовых приборов запрещается:

• эксплуатация бытовых газовых приборов при утечке газа;
• присоединение деталей газовой арматуры с помощью искрообразующего инструмента;
• проверка герметичности соединений с помощью источников открытого огня.

на производстве

Кроме стальных резервуаров с бытовой горючей смесью, в промышленности также пользуются ацетиленом в паре с О2 при выполнении работ по огневой резке, сварке металлических конструкций; а также водородом, аммиаком, чистыми пропаном, бутаном.

на строительной площадке

Право использовать газовые баллоны, другое оборудование, необходимое для производства огневых работ, в том числе по нарезке металлолома, сварке стальных строительных конструкций; разогреву грунта, битумной мастики, имеют только те специалисты предприятий, подрядных организаций, что имеют профильное образование, включая курсовое пожарно-техническое обучение, подтвержденное дипломами, свидетельствами.

Требования к хранению, обращению с баллонами со сгораемыми газами на стройплощадке:

• К местам выполнения работ их следует доставлять вручную, используя носилки, а также тележки, санки, снабженные крепежными приспособлениями.
• При переноске запрещены как падения резервуаров с газами, ударные нагрузки, так и резкие сотрясения.
• При перевозке, переноске, хранении на горловины газовых резервуаров должны быть навинчены колпаки, предохраняющие запорную арматуру от случайных механических повреждений.
• Чрезвычайно опасно хранить баллоны со сгораемыми газами, а также О2, с лакокрасочной, горюче-смазочной продукцией; карбидом кальция, необходимым для выработки ацетилена – это может привести к взрыву, пожару.
• Предосторожность при обращении с опорожненными емкостями из-под сгораемых газов, кислорода следует соблюдать, как с закачанными ими.

• Исключительно на специально оборудованной автотехнике, обозначенной знаками, предупреждающими о взрывопожарной опасности груза.
• Для осуществления перевозок необходимо оформить допуск.
• Перевозка баллонов с газами разных видов совместно в одном автомобиле, а также пустых и полных баллонов одного вида – запрещена.
• При перевозке в кузовах грузовых автомобилей их укладка выполняется горизонтальной – максимально в три ряда, ни в коем случае не выше края борта; а специальных контейнерах – стоймя, в том числе допускается вместе транспортировать баллоны с ацетиленом, О2.
• Баллоны с топливной смесью можно устанавливать в кузове стоя – при наличии специального ограждения, с использованием прокладок между резервуарами.

Не допускается при выполнении погрузоразгрузочных работ с такими баллонами:

• Выполнять их поодиночке, требуется не меньше 2 работников.
• Работать в специальной одежде, защитных рукавицах, имеющих следы нефтепродуктов, растительных масел.
• Производить переноску, держа баллоны на руках, укладывая на плечи; катать по любым поверхностям; сбрасывать, ударят их о твердые препятствия, друг друга.
• Переносить запирающей арматурой вниз.
• Выполнять работы с баллонами, не имеющими защитных колпаков.

Выборочные требования из «Правил по охране труда при строительстве, реконструкции и ремонте»

При выполнении кровельных работ газопламенным способом необходимо выполнять следующие требования безопасности:

• баллоны должны быть установлены вертикально и закреплены в специальных стойках;
• тележки стойки с газовыми баллонами разрешается устанавливать на поверхностях крыши, имеющей уклон до 25%. При выполнении работ на крышах с большим уклоном для стоек с баллонами необходимо устраивать специальные площадки;
• во время работы расстояние от горелок (по горизонтали) до групп баллонов с газом должно быть не менее 10 м, до газопроводов и резинотканевых рукавов – 3 м, до отдельных баллонов – 5 м.

Погрузка, разгрузка и перемещение баллонов осуществляется в соответствии с правилами по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов.

При перемещении баллонов со сжатым газом необходимо принимать меры против толчков и ударов.

Запрещается переносить и перевозить баллоны с кислородом совместно с жирами и маслами, а также горючими и легковоспламеняющимися жидкостями.

В жаркое время года баллоны необходимо укрывать брезентом без жирных (масляных) пятен.

Только такой комплексно грамотный, осторожный подход к складированию, перевозке, переноске, использованию стальных резервуаров с горючими газами позволяет избежать трагических ситуаций, связанных со взрывами, быстрым развитием, распространением пожаров после разрушения их корпусов.

Почему взрываются газовые баллоны: основные причины и превентивные меры

Согласитесь, новости о том, что где-то случился взрыв баллона с газом, которые мы, к сожалению, иногда слышим по телевизору или от знакомых, заставляют задумываться о собственной безопасности. И самоуспокоению, что с нами это не произойдёт, в этой ситуации не место.

Последствия, к которым приводит такой взрыв и вызванный им пожар, могут быть самыми печальными, и не только для имущества, но и для здоровья и жизни оказавшихся рядом людей. Мы поможем вам понять, почему газовые баллоны могут взрываться, и как, не отказываясь от удобства их использования, оградить себя от больших неприятностей.

Для этого нами проведено исследование особенностей существующих видов бытовых газовых сосудов, проанализированы причины, по которым имели место взрывы в ряде реальных случаях, и изучены компетентные мнения опытных пользователей об этом. Предлагаемую статью можно представить как изложенную в доступном для понимания виде компиляцию сводов правил, позволяющих на практике правильно и безопасно использовать газ в баллонах.

Основное о газовых баллонах

Незаменимость до настоящего времени газовых баллонов в быту может с уверенностью подтвердить значительная часть населения России.

На государственном уровне Ростехнадзором обозначены общие проблемы по использованию газовых сосудов, о которых необходимо знать, так как они связаны с их безопасным использованием:

• устаревший парк — около 90% всех баллонов не защищены от переполнения во время заправки;
• отсутствие чёткого государственного регулирования в области обращения баллонов на рынке, к чему можно отнести наличие нелегальных заправок;
• необходимость совершенствования и доведение норм технических параметров до международных стандартов.

Несоответствие этим требованиям и рекомендациям европейской комиссии накладывает сложность в обеспечении безопасности используемой в России и импортной газобаллонной продукции.

Кроме знания общих проблем, чтобы легче было представить причины, приводящие к взрыву, и условия, которые могут способствовать этому, полезным будет знать, какие существуют баллоны, разобраться с устройством, понять некоторые нюансы из физики взрыва и горения используемой в них смеси.

Виды сосудов для газа

В зависимости от области применения, используемого наполнителя и способов подключения, газовые сосуды могут отличаться как конструктивно, так и по материалу, из которого изготовлен корпус.

Наиболее популярны металлические баллоны, как новые, так и сосуды старого парка. Главная причина повышенного спроса на резервуары этого типа — относительно невысокая цена на них и большое количество предложений на рынке, в том числе, за счёт емкостей, изготовленных ещё в советские времена.

Но именно стальные баллоны подвержены наибольшей опасности взрыва и, следуя принципам безопасности, требуют соблюдения ряда условий при их хранении и эксплуатации. Поэтому подробней остановимся именно на них.

Как устроен баллон?

По конструкции газовый сосуд напоминает обычную зажигалку, ёмкость которой также заполнена веществом, находящимся в двух агрегатных состояниях. Часть резервуара занимает газ в жидкой фазе, оставшееся свободное пространство заполнено этим же веществом, но в газообразном (рабочем) виде. Через запорное устройство газ поступает в соответствующее оборудование для поджига и использования по назначению.

Стандартная комплектация газового баллона включает в себя:

1. Сам сосуд для газа или обечайка, цилиндрической формы и с минимальной толщиной стенок 2 мм. с запорным элементом и маховиком.
2. Кольцевая опора (башмак), обеспечивающая устойчивое вертикальное положение ёмкости с газом.
3. Кожух, защищающий вентиль от повреждений и загрязнений при транспортировке, хранении и эксплуатации.

На специальную резьбовую деталь — кольцо горловины баллона крепится колпак.

Его применение позволяет снижать, стабилизировать и поддерживать давление смеси в заданных для конкретного газового потребителя значениях. Такой адаптер легко устанавливается на баллонах любого вида.

Газовая смесь для бытовых баллонов

Наполнителем для баллонов служит углеводородный газ — смесь пропана и бутана, которая закачивается в сосуд под давлением до 15 МПа.

Соотношение этих углеводородов определяет сезонность использования смеси или конкретный регион. Дело в том, что при относительно одинаковых основных свойствах, пропан и бутан имеют существенную разницу значений температур испарения: бутан — 0,5 °С, пропан — 43 °С (со знаком минус).

Знание принципа смешения используемых в газовых резервуарах углеводородов имеет существенное значение не только в возможности удешевить топливо (бутан дешевле пропана), но и в снижении, из-за менее интенсивного испарения бутана, риска образования повышенного давления при значительном увеличении температуры окружающего воздуха. Резкое увеличение давления в резервуаре может послужить причиной его разгерметизации и, соответственно, взрыва или пожара.

Предпосылки для взрыва

Несмотря на возрастающие требования к безопасному обращению с баллонами и к их качеству, ежегодно в России более 200 человек становятся смертельными жертвами взрывов баллонного газа, травмированных — на порядок больше.

Обобщив информацию производителей емкостей для газа, приводим диапазоны давлений, при которых возможно разрушение 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 уменьшении прочности стенок колбы критичное значение давления, приводящее к её разгерметизации, снижается до 5,3 МПа.

Взрыв или горение газа

Нужно понимать, что взрыв и воспламенение баллона — это не совсем одно и то же. Например, на вопрос, может ли взорваться бытовой газовый баллон, получивший осколочное или пулевое отверстие, ответить однозначно «да» нельзя.

Взрывается смесь пропан-бутана с кислородом в воздухе снаружи баллона или затянутая внутрь, после того как давление внутри колбы сравняется с атмосферным.

От чего же взрываются или горят газовые баллоны?

Баллон в зоне пожара

Взрывоопасность ёмкости, попавшей в зону горения, с находящейся в ней под давлением газовой смесью, очень велика. По ГОСТу максимальная безопасная для баллона с углеводородом температура составляет 45 °С. Понятно, что в очаге пожара она значительно превышает допустимую.

Физика процесса такова. При сильной температуре нагрева смесь в сосуде закипает и, соответственно, повышается давление в нём. Кроме этого, неравномерный прогрев поверхности обечайки ослабляет первоначальную его прочность и приводит к разрушению стенок.

Стремительно испаряясь и воспламеняясь, выбрасываемый из баллона углеводород в жидком и парообразном состоянии оказывает дополнительное термическое воздействие в зоне огня на всё окружающее.

Уяснив, почему во время пожара в домах взрываются газовые баллоны, следует знать и то, как они могут повести себя при нагреве.

Вариантов разрыва колбы может быть два:

1. По «гидравлической» механике.
2. Сильное скручивание и образование большой трещины на днище и обечайке.

В первом случае жидкая фаза с повышением температуры до 60 °С заполнит объём сосуда до нормы 85% при давлении 1,5 – 2,5 МПа. Разрушение обечайки произойдёт при дальнейшем увеличении температуры в комнате до 70 – 75 °С.

Второй вариант имеет место при отсутствии в сосуде жидкой фазы, если, например, испарение сжиженной смеси произошло из-за разгерметизации запорного устройства, при повышенных температурах в условиях пожара.

При любом сценарии фрагменты разорвавшегося баллона могут с большой скоростью разлетаться в разные стороны, создавая угрозу поражения для человека и вреда имуществу.

Излишнее наполнение баллона газом

Часто заправляя ёмкости сжиженным газом их переполняют. Это происходит по халатности или осознано, желая сэкономить на коэффициенте использования резервуара.

В ёмкости должна оставаться часть свободного объёма — подушка, для паровой фазы углеводородов. Безопасный объём такой подушки — не менее 15% от всего объёма резервуара. При её отсутствии давление в колбе возрастает на 0,7 МПа при повышении температуры смеси на каждый градус, что недопустимо по нормам безопасности и может привести к перенапряжению оболочки, и её разрыву.

Количество закачиваемого в сосуд газа строго регламентируется по давлению и массе, и не должно превышать 0,425 кг на 1 л объёма ёмкости.

Даже при предусмотренной ГОСТом температуре +45 °С переполненная колба представляет большую опасность вероятности продольного разрыва по сварному шву.

Рекомендуем также прочесть другую нашу статью, где мы подробно рассказали о правилах заправки газовых баллонов.

Нагрев или охлаждение стенок сосуда

Пропан-бутановая смесь, имея большой коэффициент расширения, даже при незначительном повышении её температуры сильно увеличивается в объёме.

Опасность увеличения давления смеси на стенки колбы существует и в баллоне, установленном рядом с источником тепла.

Кроме нагрева, ряд опасностей также таит в себе и негативное воздействие отрицательных температур. Первое — это увеличение хрупкости металла. И второе — необходимо запомнить навсегда, что ни в коем случае нельзя длительное время находившийся на морозе сосуд заносить в тёплое помещение. Резкое повышение температуры углеводородной смеси небезопасно.

Удары и падения баллонов

Спровоцировать повреждение и воспламенение сосуда с газом могут резкие механические воздействия на его стенки, особенно, при нахождении резервуара в условия низких или, наоборот, чересчур высоких температур.

При использовании баллона в аномально холодных условиях изменяются механические свойства металла — уменьшается ударная вязкость стали.

Во втором случае, повышение температуры и нагревание содержащегося в колбе газа, как было сказано, резко увеличивает его давление, что при дополнительных ударных воздействиях на сосуд может разорвать его.

Посторонние примеси в газе

Опасность взрыва таится при попадании в сосуд с жидким газом воды и сероводорода. Их большое содержание в резервуаре способствует появлению на внутренней металлической поверхности обечайки расслоений и отдулин.

Такие дефекты сосудов возникают при наличии в пропане сероводорода от 0,3% и более, и могут наблюдаться уже после двухлетнего срока использования баллона.

Брак сварного шва

Реже, но встречаются проблемы, связанные с разгерметизацией сосудов с газом в околошовной зоне.

Общая целостность обечайки при разрыве бракованного сварного шва может сохраниться.

Сценарии последствий взрыва баллона

Приведённые выше причины взрыва или возгорания газовых сосудов, могут в различных вариантах спровоцировать следующие опасные сценарии.

Разрыв баллона и выброс пламени

Взрыв баллона и воспламенение пропан-бутана опасны воздействием следующих факторов:

• столба сильного пламени, быстро увеличивающего площадь пожара;
• высокой температуры огня в очаге взрыва;
• токсичности продуктов горения.

Поражение может наступить и от удушья, вследствие значительного уменьшения кислорода при резкой концентрации вредных газов.

Обычно разрыв сосуда происходит по его боковой части.

Вторичные поражающие воздействия от взрыва

Вторичными, но не менее серьёзными поражающими последствиями при взрыве баллона, являются:

• отрыв вентиля;
• воздействие волны сжатия или ударной волны;
• повреждение от осколков элементов обечайки.

Осколки от баллона и его оторвавшиеся элементы могут разлетаться очень далеко, нанося поражение в радиусе до 250 м, и подниматься на тридцатиметровую высоту.

Опасность утечки газа

Опасность утечки пропана из повреждённой ёмкости заключается в том, что в помещении очень быстро, и в больших объёмах, создаётся взрывоопасная концентрация смеси углеводорода и кислорода — значительно быстрее, чем при утечках жидких горючих веществ.

Сильную утечку смеси из колбы или неисправной запорной арматуры можно определить по запаху или на слух — звук схож с тем, что мы слышим при быстром сдувании воздушного шарика.

Если утечка газа есть, то необходимо накрыть место разгерметизации мокрой тряпкой, с осторожностью вынести сосуд на улицу и вызвать газовщиков.

С 2016 года техническими правилами предусмотрена обязательная установка сигнализаторов загазованности в новых домах. Для ранее построенного жилья данная норма имеет рекомендательный характер, но польза этого устройства, особенно в домах, где используется баллонный газ, несомненна.

Дело в том, что плотность углеводородной смеси больше плотности воздуха. При нарушении герметизации колбы, запорного оборудования или соединительного шланга газ начинает скапливаться внизу, и его запах сразу можно не обнаружить. Вот почему, смесь с пропаном, попавшая в воздух из повреждённого газового баллона, часто взрывается в домах от любой искры, не будучи замеченной.

Основы безопасного обращения с баллонами

Перед установкой баллона и подключении его к газовым приборам первое, что необходимо сделать, это убедиться в отсутствии повреждений, ржавчины на корпусе и исправности вентиля.

К основным техническим требованиям, которые нужно соблюдать при эксплуатации баллонов, относятся:

1. Все баллоны, за исключением одного (пятилитрового для подключения к газовой плите) должны быть установлены в пристройках вне зданий и на расстоянии, не ближе 5 м от входа в них.
2. Исключить хранение баллонов в жилых комнатах, подвалах и на чердаках.
3. Не размещать баллоны ближе 1 м от нагревательных приборов и 5 м от открытого огня.

К очевидным, но часто забываемым мерам безопасности при пользовании сосудами с газом, следует отнести и принять к неукоснительному исполнению следующие:

1. Не подносить к баллону зажженную спичку или зажигалку для того, чтобы проверить утечку газа.
2. Категорически исключить применение открытого огня для отогрева редуктора или вентиля. Для этих целей допускается использование только горячей воды.
3. При обнаружении газа в помещении не включать никакие электроприборы, в том числе свет, и не отключать их. Температура искры в розетке или выключателе может доходить до тысячи градусов.
4. Не пытаться самостоятельно провести ремонт запорной арматуры и других конструктивных элементов баллона.

Кроме этого, нужно строго руководствоваться предписанными производителем временными рамками использования баллонов. Сосуды, выпущенные до декабря 2014 года, можно эксплуатировать в течение 40 лет.

При отсутствии сведений о разрешённом сроке использования газовых баллонов, произведённых после этой даты и не имеющих сопроводительной документации к ним, Ростехнадзор рекомендует принимать за срок годности баллона — 20 лет.

Безопасной альтернативой стальным газовым баллонам являются более современные полимерно-композитные сосуды — евробаллоны. Их колбы защищены пластиковым кожухом, не накапливают статическое электричество. Взрывобезопасность композитных баллонов обеспечивается за счёт оснащения их предохранительными устройствами нового поколения — плавкой вставкой и обратным клапаном сброса повышенного давления.

Выводы и полезное видео по теме

Причины взрывов газовых баллонов на примерах реальных фактов, и что можно и чего категорически нельзя делать при их использовании:

Как правильно использовать газовые баллоны в быту, и каким требованиям они должны соответствовать:

При всех имеющихся факторах риска, сопровождающих эксплуатацию газобаллонного оборудования, поддаваться страху и отказываться от удобства использования их в быту нет оснований.

Теоретические знания причин и условий, сопутствующих взрыву бытовых газбаллонов, призваны помочь в преодолении такой боязни. А соблюдение приведённого свода норм их безопасного использования послужит надёжной страховкой от тяжёлых последствий взрыва газа и пожара.

Если у вас есть ценная информация которая может дополнить наш материал, пожалуйста, поделитесь ей с другими посетителями сайта — оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке. Там же вы можете задать интересующие вопросы по теме статьи.

Почему взрываются газовые баллоны

Основными причинами взрыва бытовых газовых баллонов являются:

• Нарушение норм и правил заправки бытовых баллонов
• Нарушение правил хранения и эксплуатации газовых баллонов

По нормам газовые баллоны необходимо заправлять на специализированных станциях, где их заправляют строго по весу на специальных весовых установках. Такая заправка баллонов осуществляется максимум на 85% их объема. 15% — буферная зона , предназначенная для перехода части жидкой фазы в газообразную.

По статистике, основная доля взрывов происходит в холодное время года в связи с большим перепадом температур между заправкой и эксплуатацией. Однако, сам перепад температур к взрыву привести не может, так как данные изделия имеют диапазон рабочих температур от -40 до 50 градусов С, а основная причина – это нарушение правил эксплуатации сосудов с газом, работающих под давлением. Таких как:

• отсутствие своевременного освидетельствования (1 раз в 5 лет),
• заправка на не специализированных пунктах, где заправка осуществляется с обычной газораздаточной колонки, и степень наполнения контролируется давлением,
• заправка баллонов с закончившимся сроком эксплуатации (40 лет),
• размещение емкостей с газом при хранении и эксплуатации в помещениях общего пользования.

В случае если баллоны заправляют не на специализированной станции, то их заправляют «под завязку». Если такая заправка осуществляется летом, то температура заправляемого газа практически равна температуре окружающего воздуха. Зимой же заправка баллонов пропаном требует особого соблюдения температурного режима.

Если баллон заправлен «под завязку» на холоде и потом внесен в теплое помещение, то давление в нем резко возрастает, т.к. СУГ характеризуются высоким коэффициентом теплового расширения. Если в газовом баллоне отсутствует буферная зона, избыточному давлению деваться некуда, и оно начинает разрушительно действовать на стенки баллона и в итоге приводит к взрывам газовых баллонов в домах.

Утечка газа через вентиль приводит к тому, что газ постепенно заполняет помещение. Именно по этому, хранить газовые баллоны необходимо на улице, в специально предназначенных для этого шкафах, имеющих отверстия для вентиляции. Такое хранение не позволяет бытовым баллонам перегреваться, а наличие вентиляционных отверстий препятствует созданию взрывоопасной концентрации пропан — бутановой смеси даже при наличии утечки газа через соединительную арматуру.

Очень часто люди, особенно дачники, пренебрегают безопасностью и хранят газовые баллоны в помещении, рядом с газовыми плитами. Это приводит к перегреву газовых баллонов и как следствие — разрыву их стенок, взрывам. Так же, если в шлангах или арматуре имеется утечка, то газ, будучи тяжелее воздуха, скапливается в местах ниже уровня пола и в помещении образовывается взрывоопасная смесь, что при работающих газовых конфорках приводит к неприятным последствиям, ведь газ обладает такой же разрушительной силой, как тротил.

В результате разрыва колбы с газом при наличии открытого огня или случайной искры, возникают пожары. Из-за пожаров, произошедших в результате самопроизвольной разгерметизации емкостей со сжиженным углеводородным топливом страдают не только виновники происшествия, но и соседи, случайные прохожие.

Когда газ в баллоне заканчивается, после него остается конденсат, который нужно сливать на специальных станциях. Некоторые сливают его самостоятельно, что так же приводит к опасным последствиям.

Наличие большого числа жертв и значительных разрушений при взрыве газа объясняется тем, что пожары характеризуются возникновением объемной вспышки (взрыва), во время которого образуется избыточное давление, приводящее к травмам людей и разрушению строительных конструкций. От взрыва происходит разрушение окон и раскрытие дверей, что способствует беспрепятственному распространению пламени, а фронт пламени приводит к воспламенению легкогорючих предметов, образуя вторичные очаги пожара.

Взрывы газовых баллонов, причины и последствия Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Плотникова Г. В., Бодров Д. А.

По статистике в России из-за взрывов бытовых газовых баллонов ежегодно гибнет около 200 человек. Последствия таких взрывов сопоставимы с детонацией 122 миллиметрового артиллерийского снаряда. Особую опасность представляют газовые баллоны при пожаре. Пожары на объектах, где используются баллоны с газом, находящимся под давлением, характеризуются проявлением в различном сочетании опасных факторов, которые могут привести к катастрофическим последствиям.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Плотникова Г. В., Бодров Д. А.

According to statistics, in Russia because of the explosions of household gas cylinders die every year about 200 people. The consequences of such explosions are comparable with the explosion of a 122 millimeter artillery shell. Of particular danger are the gas cylinders in the event of fire. Fires on the objects, which are used cylinders with gas under pressure, are characterized by the expression of a different combination of hazards, which may lead to disastrous consequences

Текст научной работы на тему «Взрывы газовых баллонов, причины и последствия»

ВЗРЫВЫ ГАЗОВЫХ БАЛЛОНОВ, ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ

доцент кафедры ПТЭ ФГКОУ ВПО ВСИ МВД России, кандидат химических наук, доцент

оперуполномоченный по особо важным делам СОБР ГУ МВД России по Иркутской области

По статистике в России из-за взрывов бытовых газовых баллонов ежегодно гибнет около 200 человек. Последствия таких взрывов сопоставимы с детонацией 122 -миллиметрового артиллерийского снаряда. Особую опасность представляют газовые баллоны при пожаре. Пожары на объектах, где используются баллоны с газом, находящимся под давлением, характеризуются проявлением в различном сочетании опасных факторов, которые могут привести к катастрофическим последствиям.

According to statistics, in Russia because of the explosions of household gas cylinders die every year about 200 people. The consequences of such explosions are comparable with the explosion of a 122 — millimeter artillery shell. Of particular danger are the gas cylinders in the event of fire. Fires on the objects, which are used cylinders with gas under pressure, are characterized by the expression of a different combination of hazards, which may lead to disastrous consequences .

Под взрывом понимают явление, связанное с внезапным изменением состояния вещества, сопровождающееся резким звуковым эффектом и быстрым выделением энергии, которое приводит к разогреву, движению и сжатию продуктов взрыва и окружающей среды. Возникновение повышенного давления в области взрыва вызывает образование в окружающей среде ударной волны с сильным разрушающим действием [1].

По статистике в России из-за взрывов бытовых газовых баллонов ежегодно гибнет около 200 человек. Последствия таких взрывов сопоставимы с детонацией 122 миллиметрового артиллерийского снаряда. Металлические осколки разлетаются на десятки метров, создавая зону сплошного поражения.

Plotnikova G., Bodrov D. Explosions of gas cylinders, causes and consequences

Газовый баллон — сосуд, имеющий одну или две горловины для установки вентилей, фланцев или штуцеров, предназначенный для транспортировки, хранения и использования сжатых, сжиженных или растворенных под давлением газов [2].

Для приготовления пищи в домах индивидуальной постройки повсеместно используются баллоны стальные сварные для хранения углеводородных газов, выпускаемые 25 заводами Российской Федерации в соответствии с требованиями ГОСТ 15860. В настоящее время их количество насчитывает порядка 40 млн. штук.

Основным видом газовых баллонов (около 85 %) являются резервуары вместимостью 50 и 27 л, рассчитанные на рабочее давление 1,6 Мпа (16 атм). По данным заводов изготовителей, диапазон давлений разрушения составляет для баллонов вместимостью 5 л — 12-16 Мпа (120-160 атм), для 27л — 7,5-13 Мпа (75-130 атм), а для 50 л — 7,5-12 Мпа (75-120 атм). Промышленные 40-литровые баллоны рассчитаны на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее давление газа.

Пожары на объектах, где используются баллоны с газом, находящимся под давлением, характеризуются проявлением в различном сочетании следующих опасных сценариев [3]: тепловое воздействие «пожара-вспышки»; воздействие волны сжатия взрыва; тепловое воздействие огненного шара; тепловое воздействие струйного факела горящего газа; воздействие осколков разорвавшегося баллона; удушье в результате уменьшения содержания кислорода в воздухе при скоплении в нем газов в избыточном количестве; наркотическое действие отдельных газов, даже при незначительной концентрации в воздухе.

При попадании баллона с бытовым газом в очаг пожара происходит нагревание сосуда, что приводит к кипению жидкой фазы и повышению давления в нем. Пламя нагревает стенки сосуда и ослабляет их первоначальную прочность вследствие неравномерного прогрева поверхности, что, как правило, приводит к разрушению сосуда. При этом пары от мгновенного испарения жидкой фазы воспламеняются и образуется «огненный шар».

В результате проведенных исследований на открытой площадке [3] было установлено следующее: при попадании 50-литрового газового баллона со сжиженным газом в очаг пожара его разгерметизация с последующим взрывом происходит в течение первых 3,5 мин. При этом разрыв баллона, как правило, происходит по боковой образующей. Максимальный радиус разлета осколков баллона, разорвавшегося на открытой площадке, составляет 250 м, высота подъема осколков около 30 м. При взрыве газового баллона со сжиженным газом возможно образование «огненного шара» диаметром 10 м; вследствие снижения прочности стенок баллона его разгерметизация происходит при давлении 5,3-8,5 Мпа (53-85 атм). При пожаре сжиженный газ, выходящий из баллона, может гореть в паровой, жидкой и парожидкостной фазах. Каждая из них, имеет свою температуру горения.

Характер истечения газа из баллона можно определить по цвету и виду пламени: в паровой фазе газ горит светло-желтым пламенем; в жидкой фазе пламя ярко-оранжевое с выделением сажи; в парожидкостной фазе горение

происходит с периодически меняющейся высотой пламени. Данные признаки видимого пламени являются косвенными характеристиками разгерметизации баллона с бытовым газом.

Основными, и вместе с тем, наиболее общими причинами взрывов газовых баллонов являются:

— чрезмерное переполнение баллона сжиженными газами;

— значительный перегрев или переохлаждение стенок баллона;

— попадание масел и других жировых веществ в баллон, приводящее к образованию взрывоопасных смесей;

— образование коррозии и ржавчины внутри баллона;

— удары по стенкам баллона вследствие их падения, соударения при транспортировании и др.;

— неправильное наполнение баллона, приводящее к образованию взрывоопасных сред;

— чрезмерно быстрое наполнение баллонов сжиженным газом ведет к перегреву вентиля баллона до 400оС;

— попадание масел или взрывоопасной пыли;

— образование ржавчины, окалины, искрообразование.

Эксперты выделяют причины, характерные для отдельных видов газов.

Газообразный кислород технический и медицинский заправляются в баллоны по ГОСТ 949-73 до давления 150 кгс/см2.

Смеси газообразного кислорода с горючими газами взрывоопасны. Смазочные материалы и жировые загрязнения поверхностей, контактирующие с кислородом, являются причиной возгораний. Уплотнительные материалы (фибра, капрон, резина, пластмасса) могут легко воспламеняться в среде кислорода высокого давления.

При расследовании аварий, связанных с кислородными баллонами, выявлены следующие характерные признаки:

— отрыв днища баллона с лучеобразными трещинами на нем (толщина днища примерно 15 мм);

— отрыв горловины баллона;

— корпус баллона разрывается на мелкие фрагменты (до сотни кусков), которые также имеют трещины;

— на вентиле баллона остается только гайка от подключенного редуктора, штуцер отрывается;

— прокладка между вентилем баллона и штуцером полностью выгорает;

— поликарбонатная вставка на латунном клапане вентиля выгорает или находится в состоянии по твердости не уступающей самой латуни;

— клапан находится в открытом состоянии, его резьба заклинена в корпусе вентиля;

— нижняя часть вентиля, вкрученного в баллон, покрыта нагаром;

— проходное сечение в латунном вентиле и его комплектующие имеют розовый цвет побежалости от высокой температуры.

Указанные повреждения могут произойти только при возгорании смеси кислорода с горючим газом, при этом давление в баллоне мгновенно возрастает по

расчетам до 1500-2000 кгс/см . Если рядом с взорвавшимся баллоном находится полный баллон, то происходит его детонационное разрушение со следующими характерными признаками:

— отрыв днища баллона;

— отрыв горловины баллона;

— корпус баллона разрушается на 2-3 части;

— вентиль баллона находится в рабочем состоянии.

Рис.1 — 3. Горловина баллона, фрагменты корпуса баллона, вентиль баллона

Подавляющее большинство горючего газа (пропан) попадает в кислородный баллон во время газосварочных работ, в момент, когда давление кислорода в баллоне становится ниже, чем давление горючего газа (пропан) в газовом баллоне и возможен переток его в кислородный баллон. Попадание других горючих газов в кислородный баллон возможно при его использовании не по назначению [4].

Все зависит от того, какое количество газа попало в кислородный баллон. Если его количество значительно, то происходит самовоспламенение горючей смеси при наполнении и взрыв баллона с разрушением самой наполнительной станции и с человеческими жертвами. Аварийная разгерметизация кислородного баллона приводит к воспламенению промасленных строительных конструкций и одежды участников тушения пожара, а также к интенсификации процесса горения.

Рис. 4 -5. Повреждение баллона и последствия взрыва баллона с кислородом

Углекислотный баллон может взорваться при перекачке нормативной емкости с последующим перемещением баллона в тёплое помещение. Также причинами взрывов баллонов являются удары, падения, нагрев их солнечными лучами и другими источниками тепла, переполнение баллонов сжиженным газом, неправильное использование с нарушением правил техники безопасности, нарушение герметизации, неисправность запорной арматуры.

Рис.6. Повреждение баллона с углекислым газом в результате взрыва

Для баллонов, заполненных водородом характерна следующая особенность в условиях пожара. При увеличении температуры (соответственно и давления) водород диффундирует в материал стенок баллона, что влечет за собой потерю первоначальной прочности баллона и его взрыв.

При попадании баллонов, заполненных азотом, в зону пожара увеличивается давление азота в баллоне, что может повлечь за собой деформацию и разрушение стенок баллона. Баллоны, наполненные ацетиленом, могут взорваться вследствие воспламенения струи ацетилена, что приводит к разогреву баллона и взрывному распаду ацетилена. Опасно нагревание ацетиленовых баллонов внешними источниками тепла, так как при этом в них создается высокое давление, происходит процесс полимеризации ацетилена, который сопровождается значительным

выделением тепла и может привести к взрывному распаду ацетилена. При прогрессирующем распаде ацетилена стенки баллона разогреваются, в некоторых случаях до температуры красного каления. Если не принять меры для достаточного снижения давления в баллоне, произойдет взрыв.

Рис. 7. Последствия взрыва баллона с ацетиленом

Ацетиленовые баллоны, в отличие от технических, применяемых для хранения и транспортировки в сжатом или сжиженном состоянии нейтральных, горючих и окислительных газов, содержат наполнитель -пористую нейтральную массу с капиллярной структурой. Необходимость использования насыпного или литого наполнителя вызвана особенностями ацетилена — взрыво- и пожароопасного при отсутствии кислорода или других окислителей.

Одной из функций пористой массы является надежная локализация (гашение) ацетиленокислородного пламени обратного удара, который возможен при выполнении газопламенных работ. Раствор ацетилена в ацетоне представляет собой флегматизированную смесь ацетилена, при этом ацетилен-ацетоновый раствор практически не способен к взрывному распаду.

На практике наблюдаются отдельные случаи разрушения ацетиленовых баллонов при обратном ударе. Предсказать, как поведет себя баллон при попадании в него пламени обратного удара очень сложно. При этом время до взрывного разрушения баллона после перекрытия вентиля может составлять как несколько минут, так и несколько часов. Это свидетельствует о том, что локализация взрывного разложения растворенного ацетилена не всегда обеспечивается. Процессы гашения или горения, происходящие внутри замкнутого баллона, заполненного пористой массой, специфичны, сложны и до настоящего времени они не изучены в полной мере.

Основная потенциальная опасность, связанная с разрушением ацетиленовых баллонов, заключается в появлении таких поражающих факторов, как ударные волны и осколки, приводящие к тяжелым последствиям.

Анализ происходящих аварий при работе с ацетиленовыми баллонами и требований действующих нормативно-технических документов позволяет сделать следующие выводы.

Существующая научно-техническая документация не содержит требований об обязательной защите единичных баллонов от обратных ударов с использованием защитных устройств.

Для защиты ацетиленового баллона от обратного удара при выполнении газопламенных сварочных работ необходима установка специального защитного устройства, обеспечивающего задержку (гашение) пламени и перекрытие потока (истечения ацетилена из баллона).

Наиболее распространенными причинами взрывов баллонов с пропан-бутановой смесью являются: чрезмерное переполнение баллона сжиженными газами; значительный перегрев или переохлаждение стенок баллона; образование коррозии и ржавчины внутри баллона; образование ржавчины, окалины, искрообразование. Нередко взрыв баллона с пропанбутановой смесью происходит при соприкосновении газа с огнем.

Взрыв пропан-бутановой смеси сопровождается

высокотемпературным выбросом газов (пламени), при этом летят осколки и детали разорвавшихся баллонов, возникает тепловое излучение. При взрыве пропан-бутана помимо основных факторов пожара (открытый огонь, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и т.д.), как правило, проявляются вторичные факторы: волна сжатия, образующаяся при взрыве баллона и влекущая за собой разрушение зданий или отдельных их частей, разрушение (или повреждение) наружного и внутреннего водопроводов, пожарной техники, стационарных средств тушения, технологического оборудования, возникновение новых очагов пожаров и взрывов.

Рис.8-9. Возможные повреждения баллонов с пропан-бутаном

Особую опасность представляют газовые баллоны при пожаре. При пожаре на объектах, где хранятся или используются баллоны с пропан-бутаном, часто происходят взрывы газобаллонного оборудования под давлением. При тушении объектов с наличием газовых баллонов следует учитывать физико-химические свойства применяемого газа.

При попадании баллона пропан-бутана в очаг пожара происходит нагревание сосуда, что приводит к кипению жидкой фазы и повышению давления в нем. Пламя нагревает стенки сосуда и ослабляет их первоначальную прочность вследствие неравномерного прогрева поверхности, что, как правило, приводит к разрушению сосуда. При этом пары от мгновенного испарения жидкости воспламеняются и образуется «огненный шар».

Размеры возможных зон поражения осколками при разрушении баллонов в результате взрыва определяют дальностью полета наиболее крупных осколков. Так, радиус зон поражения осколками при взрыве ацетиленового, кислородного, водородного, пропанового тонкостенного баллонов, а также ацетиленового генератора и бачка с керосином составляет соответственно 2500, 2200, 1100, 2100, 200 и 800 м.

Таким образом, анализ, обработка и обобщение сведений о взрывах газовых баллонов показали, что основными причинами взрывов, которые ставят специалисты являются: механическое повреждение, перегрев, коррозия металла, неправильная эксплуатация, утечка газа.

В процентном соотношении причины взрывов распределились следующим образом:

— утечка газа — 25 %;

— коррозия металла — 20 %;

Наряду с этим выделяют причины, характерные для отдельных видов

1. Таубкин, С.И. Пожар и взрыв, особенности их экспертизы. — М. ВНИИПО, 1999. —

2. Информационное агентство «Оружие России». — http://www.arms-expo.ru/049051124050055053052052.html

3. Верзилин М.М., Савельев Л.Н., Шебеко Ю.Н. Тактика действий подразделений пожарной охраны в условиях возможного взрыва газовых баллонов в очаге пожара: Рекомендации — М.: ВНИИПО? 2000.