Hvorfor eksploderer gasflasker: vigtigste årsager og forebyggende foranstaltninger

Medgiv, nyheder om, at der et sted er sket en eksplosion af en gasflaske, som vi desværre nogle gange hører i fjernsynet eller fra bekendte, får os til at tænke over vores egen sikkerhed. Og selvberoligelse med, at det ikke vil ske for os, er der ikke plads til i denne situation.

Konsekvenserne af en sådan eksplosion og den forårsagede brand kan være meget triste, ikke kun for ejendom, men også for sundheden og livet for de mennesker, der befinder sig i nærheden. Vi vil hjælpe dig med at forstå, hvorfor gasflasker kan eksplodere, og hvordan du, uden at opgive bekvemmeligheden ved at bruge dem, kan beskytte dig mod store problemer.

Til dette formål har vi gennemført en undersøgelse af egenskaberne ved de eksisterende typer husgasbeholdere, analyseret årsagerne til, at der er sket eksplosioner i en række virkelige tilfælde, og undersøgt kompetente meninger fra erfarne brugere herom. Den foreslåede artikel kan præsenteres som en kompilering af regelsæt, der er præsenteret på en forståelig måde, og som gør det muligt i praksis at bruge gas i flasker korrekt og sikkert.

Det grundlæggende om gasflasker

Uundværligheden af gasflasker i husholdningen indtil nu kan med sikkerhed bekræftes af en betydelig del af befolkningen i Rusland.

For mange mennesker er brugen af flasker med flydende gas ikke blot en mulighed for at have ekstra bekvemmeligheder i sommerhuset, men den eneste tilgængelige mulighed for at gasforsyne deres bolig

På statsligt niveau har Rostekhnadzor identifieret generelle problemer ved brugen af gasbeholdere, som det er nødvendigt at kende, da de er forbundet med sikker brug:

• forældet bestand – omkring 90% af alle flasker er ikke beskyttet mod overfyldning under påfyldning;
• mangel på klar statslig regulering inden for handel med flasker på markedet, hvilket inkluderer eksistensen af ulovlige påfyldningsstationer;
• behov for forbedring og tilpasning af tekniske parameternormer til internationale standarder.

Manglende overholdelse af disse krav og anbefalinger fra Europa-Kommissionen skaber vanskeligheder med at sikre sikkerheden af gasflaskeprodukter, der anvendes i Rusland, samt importerede produkter.

Ud over at kende til de generelle problemer, for lettere at kunne forestille sig årsagerne, der fører til eksplosion, og de forhold, der kan bidrage hertil, vil det være nyttigt at vide, hvilke flasker der findes, forstå deres opbygning, og nogle nuancer inden for fysikken om eksplosion og forbrænding af den anvendte blanding.

Typer af beholdere til gas

Afhængigt af anvendelsesområde, den anvendte fyldning og tilslutningsmetoder, gasbeholdere kan variere både konstruktionsmæssigt og i materialet, som kroppen er fremstillet af.

Til husholdningsbrug anvendes som regel metal (stål) gasbeholdere eller beholdere af kompositmaterialer. Hver af dem har sine fordele og ulemper.

Metalflasker er mest populære, både nye og ældre beholdere. Hovedårsagen til den øgede efterspørgsel efter denne type tanke er deres relativt lave pris og det store udbud på markedet, herunder beholdere fremstillet i sovjettiden.

Men netop stålflasker er mest udsat for eksplosionsfare, og ifølge sikkerhedsprincipper kræver de overholdelse af en række betingelser under opbevaring og brug. Derfor vil vi fokusere mere på dem.

Hvordan er en flaske opbygget?

Konstruktionsmæssigt ligner en gasbeholder en almindelig lighter, hvis beholder også er fyldt med et stof i to tilstandsformer. En del af tanken optages af gas i flydende fase, mens det resterende frie rum er fyldt med samme stof, men i gasform (arbejdstilstand). Gassen passerer gennem en afspærringsanordning til det relevante udstyr til antændelse og brug.

Standardudstyret på en gasflaske omfatter:

1. Selve gasbeholderen eller cylinderen, cylindrisk form og med en minimum vægtykkelse på 2 mm.
2. Flaskeventil med afspærringselement og håndhjul.
3. Ringformet støtte (fodsko), der sikrer stabil lodret position af gasbeholderen.
4. Beskyttelseshylster, der beskytter ventilen mod skader og snavs under transport, opbevaring og brug.

På en speciel gevinddel – flaskens halsring – fastgøres en hætte.

En teknisk og sikkerhedsmæssig nyttig enhed, som gasflasker kan være udstyret med, er en propanregulator med manometer.

Dens anvendelse gør det muligt at reducere, stabilisere og opretholde blandingens tryk inden for de værdier, der er angivet for den specifikke gasforbruger. En sådan adapter monteres nemt på alle typer flasker.

Gasblanding til husflasker

Fyldningen til flasker er kulbrintegasser – en blanding af propan og butan, som pumpes ind i beholderen under tryk op til 15 MPa.

Forholdet mellem disse kulbrinter bestemmer sæsonmæssigheden af anvendelsen af blandingen eller en specifik region. Sagen er, at med relativt ens grundlæggende egenskaber har propan og butan en væsentlig forskel i fordampningstemperaturværdier: butan – 0,5 °C, propan – 43 °C (med minustegn).

På grund af uhensigtsmæssigheden ved at producere separate mærker af flaskegas til hver region, giver GOST en ensartet propan-butan-blanding med en bestemt procentdel af disse gasser.

Kendskab til blandingsprincippet for kulbrinter, der anvendes i gastanke, er afgørende ikke kun for muligheden for at reducere brændstofomkostninger (butan er billigere end propan), men også for at reducere risikoen for højtryksopbygning på grund af mindre intensiv fordampning af butan, når den omgivende temperatur stiger betydeligt. Et skarpt trykstigning i tanken kan forårsage lækage og dermed eksplosion eller brand.

Forudsætninger for eksplosion

På trods af de stigende krav til sikker håndtering af flasker og deres kvalitet, bliver mere end 200 mennesker i Rusland hvert år dødsofre for gasflaske-eksplosioner, og antallet af sårede er en størrelsesorden højere.

Ved at sammenfatte oplysninger fra producenter af gasbeholdere præsenterer vi de trykområder, hvor flasker kan ødelægges:

Når styrken af flaskens vægge reduceres, falder det kritiske tryk, der fører til lækage, til 5,3 MPa.

Eksplosion eller gasforbrænding

Man skal forstå, at eksplosion og antændelse af flasken ikke er helt det samme. For eksempel, på spørgsmålet om, hvorvidt en husstandsgasflaske, der har fået et fragment- eller kuglehul, kan eksplodere, kan man ikke entydigt svare 'ja'.

Gas, der strømmer ud af en beskadiget trykbeholder, vil bare brænde. For en eksplosion er der brug for et lukket rum. Det er som regel selve flasken under visse forhold eller et stærkt gasfyldt rum.

En blanding af propan-butan med ilt i luften uden for flasken eller trukket ind indefter, efter at trykket inde i flasken er blevet lig med atmosfæretrykket, eksploderer.

Hvad får gasflasker til at eksplodere eller brænde?

Gasflaske i brandområde

Eksplosionsfaren for en beholder, der er kommet ind i forbrændingsområdet, med en trykgasblanding indeni, er meget høj. Ifølge GOST er den maksimale sikre temperatur for en flaske med kulbrinte 45 °C. Det er klart, at den i brandens centrum overstiger den tilladte væsentligt.

Fysikken bag processen er sådan. Ved høj opvarmningstemperatur koger blandingen i beholderen, og trykket stiger tilsvarende. Derudover svækker ujævn opvarmning af cylinderens overflade dens oprindelige styrke og fører til ødelæggelse af væggene.

Normalt, på grund af høj resterende plastisk deformation af gasbeholderen og opvarmning på den ene side, opstår en lokal bule på væggen (bule). Sprængning sker oftest langs svejsningen.

Når kulbrinten, der kastes ud af flasken i flydende og dampform, hurtigt fordamper og antændes, har den en yderligere termisk påvirkning på alt omkring i brandområdet.

Når man har forstået, hvorfor gasflasker eksploderer under brande i huse, bør man også vide, hvordan de kan opføre sig ved opvarmning.

Der kan være to varianter af flaskens brud:

1. Ifølge 'hydraulisk' mekanik.
2. Kraftig vridning og dannelse af en stor revne i bunden og cylinderen.

I det første tilfælde vil væskefasen med en temperaturstigning til 60 °C fylde beholderen op til normen på 85% ved et tryk på 1,5–2,5 MPa. Cylinderens ødelæggelse vil ske ved yderligere temperaturstigning i rummet til 70–75 °C.

Den anden variant forekommer, når der ikke er nogen væskefase i beholderen, hvis f.eks. fordampning af den flydende blanding er sket på grund af utæthed i afspærringsanordningen ved forhøjede temperaturer under brandforhold.

Uanset scenarie kan fragmenter af den sprængte flaske flyve ud med høj hastighed i forskellige retninger, hvilket udgør en risiko for personskade og skade på ejendom.

Overfyldning af flasken med gas

Ofte bliver beholdere overfyldt ved påfyldning af flydende gas. Dette sker på grund af uagtsomhed eller bevidst, for at spare på udnyttelsesgraden af tanken.

Man skal forstå, at overskridelse af det tilladte tryk af flydende gas i flasken under påfyldning kan føre til svækkelse af dens styrke.

I beholderen skal der være et frit volumen — en pude, til dampfasen af kulbrinter. Det sikre volumen af en sådan pude er mindst 15% af det samlede tankvolumen. Hvis den mangler, stiger trykket i flasken med 0,7 MPa for hver grad temperaturen stiger, hvilket er uacceptabelt ifølge sikkerhedsnormer og kan føre til overspænding af beklædningen og dens sprængning.

Mængden af gas, der pumpes ind i beholderen, er strengt reguleret efter tryk og masse og må ikke overstige 0,425 kg pr. 1 liter beholdervolumen.

Selv ved den af GOST foreskrevne temperatur på +45 °C udgør en overfyldt flaske en stor fare for risiko for langsgående sprængning langs svejsningen.

Vi anbefaler også at læse vores anden artikel, hvor vi har beskrevet reglerne for påfyldning af gasflasker.

Opvarmning eller afkøling af beholderens vægge

Propan-butanblandingen, som har en stor udvidelseskoefficient, øges kraftigt i volumen selv ved en lille stigning i temperaturen.

Trykstigning i flasken til en kritisk værdi er mulig, når beholderen opvarmes i længere tid i solen under direkte stråler.

Faren for trykstigning af blandingen mod flaskevæggene findes også i en flaske, der er placeret i nærheden af en varmekilde.

Ud over opvarmning medfører negative temperaturer også en række farer. Den første er øget sprødhed af metallet. Og den anden – man skal altid huske, at en beholder, der har været i frost i længere tid, under ingen omstændigheder må bringes ind i et varmt rum. En pludselig temperaturstigning af kulbrinteblandingen er usikker.

Stød og fald af flasker

Pludselige mekaniske påvirkninger på væggene kan forårsage skade og antændelse af gasbeholderen, især når beholderen befinder sig under lave eller omvendt for høje temperaturer.

Ved brug af flasken under unormalt kolde forhold ændres metallets mekaniske egenskaber – stålets slagstyrke reduceres.

Af denne grund kan et kraftigt slag mod flasken eller et hårdt fald beskadige beholderens tæthed og føre til gasudslip, som i blanding med ilt og ved kontakt med en gnist vil føre til detonation af gas-luftblandingen.

I det andet tilfælde øger temperaturstigningen og opvarmningen af gassen i flasken, som nævnt, dens tryk kraftigt, hvilket sammen med yderligere slagpåvirkninger på beholderen kan få den til at sprænge.

Fremmede urenheder i gassen

Eksplosionsfare opstår, når vand og svovlbrinte kommer ind i beholderen med flydende gas. Deres store indhold i beholderen fremmer dannelse af lagdelinger og blærer på den indre metaloverflade af mantlen.

Sådanne defekter i beholdere opstår, når propanen indeholder 0,3% eller mere svovlbrinte, og kan ses allerede efter to års brug af flasken.

Fejl i svejsningen

Sjældnere, men der forekommer problemer med trykaflastning af gasbeholdere i området omkring svejsningen.

Ved en svejsefejl kan der ske en svækkelse af dens arbejdstværsnit, spændingskoncentration og som resultat – åbning af langsgående eller ringformede svejsninger

Den samlede integritet af mantlen kan bevares ved brud af en defekt svejsning.

Scenarier for konsekvenser af en flaske-eksplosion

De ovennævnte årsager til eksplosion eller brand af gasbeholdere kan på forskellige måder forårsage følgende farlige scenarier.

Flaskebrud og flammeudbrud

Eksplosion af flasken og antændelse af propan-butan er farlige på grund af følgende faktorer:

• en søjle af kraftig flamme, der hurtigt øger brandområdet;
• høj temperatur af ilden ved eksplosionscentret;
• toksicitet af forbrændingsprodukter.

Skade kan også opstå på grund af kvælning, som følge af et betydeligt fald i iltindholdet ved en høj koncentration af skadelige gasser.

Udførte undersøgelser har vist, at forseglingen af en 50-liters gasbeholder med flydende gas, der befinder sig i en brand, brydes på mindre end 5 minutter. Resultatet er en flashover med udstødning af en ildkugle, der når en diameter på 10 m.

Normalt sker brud på beholderen langs dens side.

Sekundære påvirkninger fra eksplosionen

Sekundære, men ikke mindre alvorlige skadevirkninger ved en gasflaske eksplosion er:

• afrivning af ventilen;
• påvirkning af kompressionsbølge eller stødbølge;
• skade fra splinter af kappens elementer.

Splinter fra gasflasken og dens afrevne dele kan spredes meget langt, forårsage skade i en radius på op til 250 m og stige op til 30 meters højde.

Faren for gaslækage

Faren ved propanglækage fra en beskadiget beholder er, at der meget hurtigt og i store mængder dannes en eksplosiv koncentration af kulbrinte- og iltblanding i rummet — betydeligt hurtigere end ved lækager af flydende brændstoffer.

En stærk lækage af blanding fra flasken eller en defekt afspærringsventil kan opdages ved lugt eller ved en lyd, der ligner den, vi hører, når en ballon hurtigt tømmes.

Hvis man har mistanke om gaslækage, eller for at kontrollere, at der ikke er lækage, er det nok at påføre sæbevand på flasken med en svamp og ud fra de dannende bobler bestemme stedet for utætheden.

Hvis der er en gaslækage, skal man dække utætheden med en våd klud, forsigtigt bære beholderen udenfor og tilkalde gasfolk.

Siden 2016 har tekniske regler foreskrevet obligatorisk installation af gasalarmer i nye huse. For ældre boliger er denne norm vejledende, men fordelene ved denne enhed, især i huse, hvor der bruges flaskegas, er utvivlsomme.

Sagen er, at densiteten af kulbrinteblandingen er højere end luftens. Hvis forseglingen af flasken, afspærringsudstyret eller forbindelsesslangen brydes, begynder gassen at samle sig i bunden, og dens lugt kan ikke umiddelbart opdages. Derfor eksploderer propangelande, der er sluppet ud i luften fra en beskadiget gasflaske, ofte i huse ved den mindste gnist, uden at blive bemærket.

Grundlæggende principper for sikker håndtering af flasker

Før installation af gasflasken og tilslutning til gasapparater er det første, man skal gøre, at kontrollere, at der ikke er skader, rust på kroppen, og at ventilen fungerer korrekt.

Kun certificerede gasflasker, der leveres af specialiserede organisationer, og som har et papirpas gennem alle driftscyklusser samt passende mærkning påført ved slagstempling, må anvendes.

De vigtigste tekniske krav, der skal overholdes ved brug af gasflasker, er:

1. Alle flasker, bortset fra én (en 5-liters flaske til tilslutning til et gaskomfur), skal installeres i udhuse uden for bygningerne og i en afstand på mindst 5 meter fra indgangen.
2. Undgå opbevaring af flasker i beboelsesrum, kældre og på lofter.
3. Placer ikke flasker tættere end 1 meter fra varmeapparater og 5 meter fra åben ild.

Til de indlysende, men ofte oversete sikkerhedsforanstaltninger ved brug af gasbeholdere bør man ubetinget følge følgende:

1. Hold ikke en tændt tændstik eller lighter hen til flasken for at kontrollere gaslækage.
2. Brug af åben ild til at tø reduktionsventil eller ventil op er strengt forbudt. Kun varmt vand må anvendes til dette formål.
3. Hvis der opdages gas i rummet, må ingen elektriske apparater tændes eller slukkes, herunder lys. Gnisttemperaturen i en stikkontakt eller kontakt kan nå op til tusind grader.
4. Forsøg ikke at reparere afspærringsventiler eller andre konstruktionsdele på flasken selv.

Derudover skal producentens angivne tidsrammer for brug af flaskerne følges nøje. Beholdere fremstillet før december 2014 kan anvendes i 40 år.

Hvis der ikke foreligger oplysninger om den tilladte brugstid for gasflasker produceret efter denne dato, og som ikke har medfølgende dokumentation, anbefaler Rostechnadzor at regne med en holdbarhed på 20 år for flasken.

Det er strengt forbudt at bære gasflasker ved at bruge ventilen som et greb. Dette kan medføre trykudslip eller beskadigelse af afspærringsanordningen.

Et sikkert alternativ til stålgasflasker er de mere moderne polymer-kompositbeholdere – euroflasker. Deres indre beholder er beskyttet af en plastikkappe, og de opsamler ikke statisk elektricitet. Kompositflaskernes eksplosionssikkerhed opnås ved at udstyre dem med en ny generation af sikkerhedsanordninger – en smeltesikring og en tilbageløbsventil til aflastning af overtryk.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Årsager til eksplosioner af gasflasker illustreret med virkelige eksempler, og hvad man må og absolut ikke må gøre ved brug af dem:

Sådan bruger du gasflasker korrekt i hjemmet, og hvilke krav de skal opfylde:

Trods alle de risikofaktorer, der er forbundet med brug af gasflaskeudstyr, er der ingen grund til at give efter for frygt og undvære bekvemmeligheden ved at bruge dem i hjemmet.

Teoretisk viden om årsager og betingelser, der bidrager til eksplosion af husholdningsgasflasker, er beregnet til at hjælpe med at overvinde sådan frygt. Og overholdelse af den givne liste over regler for sikker brug vil tjene som en pålidelig forsikring mod alvorlige konsekvenser af gaseksplosion og brand.

Hvis du har værdifulde oplysninger, der kan supplere vores materiale, så del dem venligst med andre besøgende på webstedet – efterlad dine kommentarer i blokken nedenfor. Der kan du også stille spørgsmål om emnet for artiklen.