Zašto eksplodiraju plinske boce: glavni uzroci i preventivne mjere

Složite se, vijesti o tome da je negdje došlo do eksplozije plinske boce, koje nažalost ponekad čujemo na televiziji ili od poznanika, tjeraju nas na razmišljanje o vlastitoj sigurnosti. A samozadovoljstvu da se to nama neće dogoditi, u ovoj situaciji nema mjesta.

Posljedice do kojih dovodi takva eksplozija i izazvani požar mogu biti najtužnije, i to ne samo za imovinu, već i za zdravlje i živote ljudi koji su se zatekli u blizini. Pomoći ćemo vam da shvatite zašto plinske boce mogu eksplodirati i kako se, ne odričući se udobnosti njihove uporabe, zaštititi od velikih nevolja.

U tu svrhu proveli smo istraživanje značajki postojećih vrsta kućanskih plinskih posuda, analizirali uzroke zbog kojih je došlo do eksplozija u nizu stvarnih slučajeva i proučili stručna mišljenja iskusnih korisnika o tome. Predloženi članak može se smatrati kompilacijom skupova pravila izloženih na razumljiv način, koja omogućuju u praksi pravilno i sigurno korištenje plina u bocama.

Osnovno o plinskim bocama

Nezamjenjivost plinskih boca u kućanstvu do danas može sa sigurnošću potvrditi značajan dio stanovništva Rusije.

Za mnoge ljude korištenje boca s ukapljenim plinom nije samo mogućnost dodatne udobnosti u vikendici, već jedino dostupna opcija plinifikacije vlastite stambene kuće

Na državnoj razini, Rostehnadzor je označio opće probleme u vezi s korištenjem plinskih posuda, koje je potrebno znati jer su povezani s njihovom sigurnom uporabom:

• zastarjeli fond – oko 90% svih boca nije zaštićeno od prepunjavanja tijekom punjenja;
• nedostatak jasnog državnog reguliranja u području prometa boca na tržištu, što uključuje postojanje ilegalnih punionica;
• potreba za poboljšanjem i usklađivanjem normi tehničkih parametara s međunarodnim standardima.

Nepridržavanje ovih zahtjeva i preporuka Europske komisije stvara poteškoće u osiguravanju sigurnosti plinskih boca koje se koriste u Rusiji i uvezenih plinskih boca.

Osim poznavanja općih problema, kako bismo lakše shvatili uzroke koji dovode do eksplozije i uvjete koji tome mogu pridonijeti, korisno je znati koje vrste boca postoje, upoznati se s njihovom konstrukcijom i razumjeti neke nijanse iz fizike eksplozije i izgaranja smjese koja se u njima koristi.

Vrste posuda za plin

Ovisno o području primjene, korištenom punilu i načinu spajanja, plinske posude mogu se razlikovati kako konstrukcijski, tako i po materijalu od kojeg je izrađeno kućište.

Za kućne potrebe obično se koriste metalne (čelične) plinske posude ili boce od kompozitnih materijala. Svaka od njih ima svoje prednosti i nedostatke.

Najpopularnije su metalne boce, kako nove tako i one iz starijeg fonda. Glavni razlog povećane potražnje za spremnicima ove vrste je relativno niska cijena i velika ponuda na tržištu, uključujući posude proizvedene još u sovjetsko vrijeme.

No upravo su čelične boce najizloženije opasnosti od eksplozije i, slijedeći načela sigurnosti, zahtijevaju poštivanje niza uvjeta pri skladištenju i korištenju. Stoga ćemo se detaljnije posvetiti upravo njima.

Kako je boca konstruirana?

Po konstrukciji plinska posuda podsjeća na obični upaljač čiji je spremnik također ispunjen tvari koja se nalazi u dva agregatna stanja. Dio spremnika zauzima plin u tekućoj fazi, a preostali slobodni prostor ispunjen je istom tvari, ali u plinovitom (radnom) obliku. Kroz zaporni uređaj plin dolazi do odgovarajuće opreme za paljenje i korištenje u predviđene svrhe.

Standardna oprema plinske boce uključuje:

1. Sama posuda za plin ili plašt, cilindričnog oblika i minimalne debljine stijenke od 2 mm.
2. Bocni ventil sa zapornim elementom i ručnim kotačem.
3. Prstenasta potpora (cipela) koja osigurava stabilan uspravan položaj spremnika s plinom.
4. Poklopac koji štiti ventil od oštećenja i onečišćenja tijekom transporta, skladištenja i korištenja.

Na poseban navojni dio – prsten grla boce pričvršćuje se poklopac.

Uređaj koji je tehnički koristan i sigurnosno važan, a kojim se plinske boce mogu opremiti, jest propanski reduktor u kompletu s manometrom.

Njegova primjena omogućuje smanjenje, stabilizaciju i održavanje tlaka smjese u zadanim vrijednostima za određenog potrošača plina. Takav se adapter lako postavlja na boce bilo koje vrste.

Plinska smjesa za kućanske boce

Punilo za boce je ugljikovodični plin – mješavina propana i butana, koja se upumpava u spremnik pod tlakom do 15 MPa.

Omjer ovih ugljikovodika određuje sezonsku upotrebu mješavine ili specifičnu regiju. Naime, uz relativno ista osnovna svojstva, propan i butan imaju značajnu razliku u vrijednostima temperature isparavanja: butan – 0,5 °C, propan – –43 °C.

Zbog neisplativosti proizvodnje zasebnih vrsta plina za boce za svaku regiju, GOST-om je predviđena unificirana mješavina propana i butana s određenim postotnim omjerom tih plinova.

Poznavanje principa miješanja ugljikovodika koji se koriste u plinskim spremnicima od velike je važnosti ne samo zbog mogućnosti smanjenja cijene goriva (butan je jeftiniji od propana), već i zbog smanjenja rizika od stvaranja povišenog tlaka pri značajnom povećanju temperature okolnog zraka, zbog manje intenzivnog isparavanja butana. Naglo povećanje tlaka u spremniku može dovesti do njegovog gubitka nepropusnosti i, posljedično, do eksplozije ili požara.

Preduvjeti za eksploziju

Unatoč sve većim zahtjevima za sigurno rukovanje bocama i njihovu kvalitetu, u Rusiji više od 200 ljudi godišnje postane smrtnim žrtvama eksplozija plina iz boca, a ozlijeđenih je za red veličine više.

Sumirajući informacije proizvođača spremnika za plin, navodimo raspone tlaka pri kojima je moguće uništenje posuda:

Pri smanjenju čvrstoće stijenki posude kritična vrijednost tlaka koja dovodi do gubitka nepropusnosti smanjuje se na 5,3 MPa.

Eksplozija ili izgaranje plina

Treba razumjeti da eksplozija i zapaljenje boce nisu potpuno ista stvar. Na primjer, na pitanje može li eksplodirati kućanska plinska boca koja je dobila rupu od krhotina ili metka, ne može se nedvosmisleno odgovoriti s 'da'.

Plin koji izlazi iz oštećenog spremnika pod tlakom jednostavno će goretii. Za eksploziju je potreban zatvoren prostor. To je, u pravilu, sama boca, pod određenim uvjetima, ili jako zagađena plinom prostorija.

Eksplodira mješavina propana i butana s kisikom u zraku izvan boce ili uvučena unutra, nakon što se tlak unutra posude izjednači s atmosferskim.

Zbog čega onda eksplodiraju ili gore plinske boce?

Boca u zoni požara

Eksplozivnost spremnika koji je dospio u zonu gorenja, s plinskom mješavinom pod tlakom u njemu, vrlo je visoka. Prema GOST-u, maksimalna sigurna temperatura za bocu s ugljikovodikom je 45 °C. Jasno je da u žarištu požara ona znatno premašuje dopuštenu.

Fizika procesa je sljedeća. Pri visokoj temperaturi zagrijavanja smjesa u posudi zakipi i, sukladno tome, povećava se tlak u njoj. Osim toga, neravnomjerno zagrijavanje površine plašta slabi njegovu početnu čvrstoću i dovodi do razaranja stijenki.

Obično, zbog visoke zaostale plastične deformacije posude s plinom i zagrijavanja s jedne strane, dolazi do lokalnog ispupčenja stijenke (otečine). Puknuće se češće događa po zavarenom spoju.

Ubrzano isparavajući i zapaljujući se, ugljikovodik izbačen iz boce u tekućem i parovitom stanju pruža dodatni toplinski utjecaj u zoni vatre na sve okolno.

Shvativši zašto tijekom požara u kućama eksplodiraju plinske boce, treba znati i kako se one mogu ponašati pri zagrijavanju.

Mogu postojati dvije mogućnosti puknuća posude:

1. Prema 'hidrauličnoj' mehanici.
2. Jako uvijanje i stvaranje velike pukotine na dnu i plaštu.

U prvom slučaju, tekuća faza s porastom temperature do 60 °C ispunit će volumen posude do norme od 85% pri tlaku od 1,5 – 2,5 MPa. Razaranje plašta dogodit će se pri daljnjem povećanju temperature u prostoriji do 70 – 75 °C.

Drugi slučaj se događa u odsutnosti tekuće faze u posudi, ako je, na primjer, isparavanje ukapljene smjese nastupilo zbog gubitka brtvljenja zapornog uređaja, pri povišenim temperaturama u uvjetima požara.

U bilo kojem scenariju, fragmenti puknute boce mogu se velikom brzinom razletjeti na različite strane, stvarajući prijetnju ozljede za čovjeka i štete za imovinu.

Pretjerano punjenje boce plinom

Često prilikom punjenja spremnika ukapljenim plinom oni se prepune. To se događa iz nemara ili svjesno, želeći uštedjeti na koeficijentu iskorištenja rezervoara.

Treba razumjeti da prekoračenje tlaka ukapljenog plina u posudi pri punjenju iznad dopuštenog može poslužiti kao uzrok narušavanja njene čvrstoće.

U spremniku treba ostati dio slobodnog volumena – jastuk, za parnu fazu ugljikovodika. Sigurni volumen takvog jastuka je najmanje 15% ukupnog volumena rezervoara. U njegovom nedostatku, tlak u posudi raste za 0,7 MPa pri povećanju temperature smjese za svaki stupanj, što je nedopušteno prema sigurnosnim normama i može dovesti do prenaprezanja ovojnice i njenog puknuća.

Količina plina koji se upumpava u posudu strogo je regulirana tlakom i masom, i ne smije prelaziti 0,425 kg po 1 L volumena spremnika.

Čak i pri temperaturi od +45 °C predviđenom GOST-om, prenapunjena posuda predstavlja veliku opasnost od vjerojatnosti uzdužnog puknuća po zavarenom spoju.

Preporučamo također pročitati naš drugi članak, gdje smo detaljno objasnili pravila punjenja plinskih boca.

Zagrijavanje ili hlađenje stijenki posude

Smjesa propan-butana, imajući veliki koeficijent širenja, čak i pri neznatnom povišenju temperature znatno povećava svoj volumen.

Povišenje tlaka u boci do kritične vrijednosti moguće je pri zagrijavanju posude koja se dulje vrijeme nalazi na suncu, pod izravnim zrakama.

Opasnost povećanja tlaka smjese na stijenke posude postoji i u boci postavljenoj u blizini izvora topline.

Osim zagrijavanja, niz opasnosti krije i negativan utjecaj niskih temperatura. Prvo je povećanje krhkosti metala. I drugo – potrebno je zauvijek zapamtiti da se ni u kojem slučaju ne smije posuda koja je dugo stajala na hladnoći unositi u toplu prostoriju. Naglo povišenje temperature ugljikovodične smjese nije sigurno.

Udarci i padovi boca

Oštećenje i zapaljenje posude s plinom mogu izazvati nagli mehanički udari na njezine stijenke, posebno ako se spremnik nalazi u uvjetima niskih ili, obrnuto, previsokih temperatura.

Pri korištenju boce u izrazito hladnim uvjetima mijenjaju se mehanička svojstva metala – smanjuje se udarna žilavost čelika.

Zbog toga snažan udarac boci ili njezin tvrd pad mogu oštetiti nepropusnost posude i uzrokovati ispuštanje plina, koji u smjesi s kisikom i u dodiru s iskrom dovodi do detonacije smjese plina i zraka.

U drugom slučaju, povišenje temperature i zagrijavanje plina sadržanog u posudi, kao što je rečeno, naglo povećava njegov tlak, što uz dodatne udarce na posudu može uzrokovati njezino pucanje.

Strane primjese u plinu

Opasnost od eksplozije postoji pri ulasku vode i sumporovodika u posudu s tekućim plinom. Njihov veliki sadržaj u spremniku doprinosi pojavi raslojavanja i ispupčenja na unutarnjoj metalnoj površini tijela.

Takvi nedostaci posuda nastaju pri prisutnosti sumporovodika u propanu od 0,3% i više, a mogu se uočiti već nakon dvogodišnjeg roka korištenja boce.

Nedostatak zavarenog spoja

Rjeđe, ali se javljaju problemi povezani s gubitkom nepropusnosti posuda s plinom u zoni oko zavara.

Pri grešci zavarenog šava može doći do slabljenja njegova radnog presjeka, koncentracije naprezanja i, kao rezultat, otvaranja uzdužnog ili prstenastog šava.

Cjelovitost tijela pri puknuću neispravnog zavarenog šava može ostati očuvana.

Scenariji posljedica eksplozije boce

Gore navedeni uzroci eksplozije ili zapaljenja plinskih posuda mogu u različitim varijantama izazvati sljedeće opasne scenarije.

Puknuće boce i izbacivanje plamena

Eksplozija boce i zapaljenje propan-butana opasni su djelovanjem sljedećih čimbenika:

• stupa jakog plamena koji brzo povećava površinu požara;
• visoke temperature vatre u središtu eksplozije;
• toksičnosti produkata izgaranja.

Oštećenje može nastupiti i od gušenja, uslijed značajnog smanjenja kisika pri nagloj koncentraciji štetnih plinova.

Provedena istraživanja pokazala su da se brtvljenje 50-litarske plinske posude s ukapljenim plinom koja se našla u središtu požara narušava za manje od 5 minuta. Kao posljedica – bljesak požara s izbacivanjem «vatrene kugle» koja doseže promjer do 10 m

Obično se puknuće posude događa na njezinom bočnom dijelu.

Sekundarni učinci eksplozije

Sekundarne, ali ne manje ozbiljne posljedice razaranja pri eksploziji boce su:

• otkidanje ventila;
• utjecaj kompresijskog vala ili udarnog vala;
• oštećenje od krhotina elemenata plašta.

Krhotine boce i njeni otkinuti dijelovi mogu se razletjeti vrlo daleko, nanoseći štetu u radijusu do 250 m, i podići se do visine od trideset metara.

Opasnost od istjecanja plina

Opasnost istjecanja propana iz oštećenog spremnika leži u tome što se u prostoriji vrlo brzo i u velikim količinama stvara eksplozivna koncentracija smjese ugljikovodika i kisika – znatno brže nego kod istjecanja tekućih zapaljivih tvari.

Jako istjecanje smjese iz boce ili neispravnog zapornog ventila može se utvrditi po mirisu ili na sluh – zvuk je sličan onome što čujemo pri brzom ispuhivanju balona.

Pri sumnji na istjecanje plina ili radi kontrole njegova izostanka, dovoljno je spužvom nanijeti otopinu sapuna na bocu i po stvorenim mjehurićima odrediti mjesto gubitka brtvljenja.

Ako postoji istjecanje plina, potrebno je pokriti mjesto gubitka brtvljenja mokrom krpom, pažljivo iznijeti posudu van i pozvati plinare.

Od 2016. godine tehničkim pravilima predviđena je obvezna ugradnja alarma za plin u novim kućama. Za ranije izgrađene stambene objekte ova norma ima preporučljivi karakter, ali korist ovog uređaja, osobito u kućama gdje se koristi plin u bocama, je nesumnjiva.

Stvar je u tome što je gustoća ugljikovodične smjese veća od gustoće zraka. Pri narušavanju brtvljenja boce, zapornog uređaja ili spojnog crijeva, plin se počinje nakupljati na dnu i njegov miris se možda neće odmah otkriti. Zato smjesa s propanom koja je dospjela u zrak iz oštećene plinske boce često eksplodira u kućama od bilo koje iskre, a da nije primijećena.

Osnove sigurnog rukovanja bocama

Prije instalacije boce i povezivanja s plinskim uređajima prvo što treba učiniti je provjeriti odsutnost oštećenja, hrđe na kućištu i ispravnost ventila.

Upotrebi podliježu samo certificirane boce koje isporučuju specijalizirane organizacije, a koje imaju papirnatu putovnicu za sve cikluse uporabe i odgovarajuće oznake nanesene udarnim žigosanjem.

Osnovni tehnički zahtjevi koje treba poštivati pri uporabi boca su:

1. Sve boce, osim jedne (petolitarske za spajanje na plinski štednjak), moraju biti postavljene u prizidcima izvan zgrada i na udaljenosti ne manjoj od 5 m od ulaza u njih.
2. Isključiti skladištenje boca u dnevnim sobama, podrumima i tavanima.
3. Ne postavljati boce bliže od 1 m od uređaja za grijanje i 5 m od otvorenog plamena.

Očitim, ali često zaboravljenim mjerama sigurnosti pri korištenju plinskih posuda treba pridodati i strogo provoditi sljedeće:

1. Ne prinositi boci upaljenu šibicu ili upaljač kako biste provjerili propuštanje plina.
2. Strogo isključiti upotrebu otvorenog plamena za zagrijavanje regulatora tlaka ili ventila. Za te svrhe dopušteno je koristiti samo vruću vodu.
3. Pri otkrivanju plina u prostoriji ne uključivati niti isključivati nikakve električne uređaje, uključujući svjetlo. Temperatura iskre u utičnici ili prekidaču može doseći tisuću stupnjeva.
4. Ne pokušavati samostalno popravljati zapornu armaturu i druge konstrukcijske elemente boce.

Osim toga, strogo se pridržavati vremenskih okvira uporabe boca koje je propisao proizvođač. Posude proizvedene prije prosinca 2014. mogu se koristiti 40 godina.

U nedostatku podataka o dopuštenom vijeku trajanja plinskih boca proizvedenih nakon tog datuma i bez prateće dokumentacije, Rostehnadzor preporučuje da se rok valjanosti boce uzme kao 20 godina.

Strogo je zabranjeno prenositi plinske boce koristeći ventil kao držač. To može uzrokovati gubitak tlaka ili oštećenje zapornog uređaja.

Sigurna alternativa čeličnim plinskim bocama su suvremenije polimerno-kompozitne posude – euroboce. Njihove su tikvice zaštićene plastičnim kućištem i ne nakupljaju statički elektricitet. Eksplozijska sigurnost kompozitnih boca osigurava se opremanjem sigurnosnim uređajima nove generacije – topljivim umetkom i povratnim ventilom za ispuštanje povišenog tlaka.

Zaključci i koristan video na temu

Uzroci eksplozija plinskih boca na primjerima stvarnih događaja, te što se smije i što se strogo ne smije činiti pri njihovoj uporabi:

Kako pravilno koristiti plinske boce u kućanstvu i kojim zahtjevima moraju udovoljavati:

Unatoč svim postojećim čimbenicima rizika koji prate uporabu plinskih boca, nema razloga za podlijeganje strahu i odricanje od udobnosti njihova korištenja u kućanstvu.

Teoretska znanja o uzrocima i uvjetima koji prate eksploziju kućnih plinskih boca trebaju pomoći u prevladavanju takvog straha. A pridržavanje navedenog skupa normi za njihovu sigurnu uporabu poslužit će kao pouzdano osiguranje od teških posljedica eksplozije plina i požara.

Ako imate vrijedne informacije koje mogu dopuniti naš materijal, molimo podijelite ih s drugim posjetiteljima stranice – ostavite svoje komentare u donjem bloku. Tu također možete postaviti pitanja koja vas zanimaju o temi članka.