Miks gaasiballoonid plahvatavad: peamised põhjused ja ennetusmeetmed

Tunnistage, et uudised sellest, et kuskil on toimunud gaasiballooni plahvatus, mida me kahjuks mõnikord televiisorist või tuttavatelt kuuleme, panevad mõtlema enda ohutusele. Ja eneserahustamisele, et meiega seda ei juhtu, pole sellises olukorras kohta.

Tagajärjed, mida selline plahvatus ja sellest põhjustatud tulekahju võivad kaasa tuua, võivad olla väga kurvad, mitte ainult varale, vaid ka läheduses viibivate inimeste tervisele ja elule. Me aitame teil mõista, miks gaasiballoonid võivad plahvatada ja kuidas, loobumata nende kasutamise mugavusest, kaitsta end suurte hädade eest.

Selleks oleme uurinud olemasolevate majapidamisgaasiga mahutite eripärasid, analüüsinud põhjuseid, miks mitmel reaalsel juhul on plahvatused toimunud, ja uurinud asjatundlike kogenud kasutajate arvamusi selle kohta. Pakutavat artiklit võib käsitleda kui arusaadavas vormis esitatud reeglite kogumikku, mis võimaldab praktikas gaasi balloonides õigesti ja ohutult kasutada.

Peamised faktid gaasiballoonidest

Gaasiballoonide asendamatust igapäevaelus kuni tänapäevani võib kindlalt kinnitada suur osa Venemaa elanikkonnast.

Paljude inimeste jaoks on veeldatud gaasiga balloonide kasutamine mitte ainult võimalus saada suvemajas täiendavaid mugavusi, vaid ainus kättesaadav võimalus oma elamu gaasistamiseks.

Riiklikul tasandil on Rostehnadzori poolt välja toodud üldised probleemid gaasimahutite kasutamisel, millest on vaja teada, kuna need on seotud nende ohutu kasutamisega:

• vananenud pargist – umbes 90% kõigist balloonidest pole kaitstud ületäitumise eest tankimise ajal;
• selge riikliku reguleerimise puudumine balloonide turul käsitlemisel, mille alla võib lugeda ebaseaduslike tanklate olemasolu;
• vajadus täiustada ja viia tehniliste parameetrite normid rahvusvaheliste standarditeni.

Nende nõuete ja Euroopa Komisjoni soovituste mittetäitmine tekitab raskusi Venemaal kasutatava ja imporditud gaasiballoonitoodete ohutuse tagamisel.

Lisaks üldiste probleemide tundmisele, et oleks lihtsam ette kujutada plahvatuseni viivaid põhjuseid ja tingimusi, mis võivad sellele kaasa aidata, on kasulik teada, milliseid balloone on olemas, nende ehitusest aru saada, mõista mõningaid nüansse plahvatuse ja neis kasutatava segu põlemise füüsikast.

Gaasimahutite tüübid

Sõltuvalt kasutusvaldkonnast, kasutatavast täiteainest ja ühendusviisidest võivad gaasianumad erineda nii konstruktsioonilt kui ka materjalist, millest korpus on valmistatud.

Kodumajapidamises kasutatakse tavaliselt metallist (terasest) gaasianumaid või komposiitmaterjalist kolbe. Igal neist on oma plussid ja miinused.

Kõige populaarsemad on metallballoonid, nii uued kui ka vana pargi anumad. Peamine põhjus seda tüüpi mahutite suurenenud nõudlusele on nende suhteliselt madal hind ja suur pakkumiste hulk turul, sealhulgas tänu Nõukogude ajal valmistatud mahutitele.

Kuid just terasballoonid on kõige suuremas plahvatusohus ning ohutuspõhimõtete järgimisel nõuavad need hoiustamisel ja kasutamisel mitmete tingimuste täitmist. Seetõttu peatume neil põhjalikumalt.

Kuidas on balloon ehitatud?

Konstruktsioonilt meenutab gaasianum tavalist välgumihklit, mille mahutavus on samuti täidetud kahes agregaatolekus oleva ainega. Osa mahutist on hõivatud vedelfaasis gaasiga, ülejäänud vaba ruum on täidetud sama ainega, kuid gaasilises (töötavas) olekus. Läbi sulgemisseadme siseneb gaas vastavasse põletamise ja sihipäraseks kasutamiseks mõeldud seadmesse.

Gaasiballooni standardvarustus hõlmab:

1. Gaasi anum ise või kest, silindrikujuline ja minimaalse seinapaksusega 2 mm.
2. Ballooniventil koos sulgemiselemendi ja käsirattaga.
3. Rõngastugi (king), mis tagab gaasimahuti stabiilse vertikaalse asendi.
4. Kest, mis kaitseb ventiili vigastuste ja saastumise eest transportimisel, hoiustamisel ja kasutamisel.

Spetsiaalsele keermestatud detailile – ballooni kaelarõngale – kinnitatakse kork.

Tehniliselt ja ohutuse seisukohalt kasulik seade, millega gaasiballoone saab varustada, on propaanireduktor koos manomeetriga.

Selle kasutamine võimaldab vähendada, stabiliseerida ja hoida segu rõhku konkreetse gaasitarbija jaoks määratud väärtustes. Sellist adapterit on lihtne paigaldada igat tüüpi balloonidele.

Gaasisegu majapidamisballoonidele

Balloonide täiteainena kasutatakse süsivesinikgaasi – propaani ja butaani segu, mis pumbatakse anumasse rõhuni kuni 15 MPa.

Nende süsivesinike suhe määrab segu hooajalise kasutuse või konkreetse piirkonna. Asi on selles, et suhteliselt sarnaste põhiomaduste juures on propaanil ja butaanil oluline erinevus aurustumistemperatuurides: butaanil –0,5 °С, propaanil –43 °С.

Kuna iga piirkonna jaoks eraldi balloongaasi markide tootmine on ebaotstarbekas, näeb GOST ette ühtse propaan-butaani segu teatud protsentuaalse suhtega nende gaaside vahel.

Gaasireservuaarides kasutatavate süsivesinike segunemise põhimõtte tundmine on oluline mitte ainult kütuse odavamaks muutmise võimaluse (butaan on odavam kui propaan), vaid ka butaani vähem intensiivse aurustumise tõttu suurenenud rõhu tekke riski vähendamiseks ümbritseva õhu temperatuuri olulisel tõusul. Rõhu järsk tõus reservuaaris võib põhjustada selle rõhu alanemist ja vastavalt plahvatuse või tulekahju.

Plahvatuse eeldused

Vaatamata kasvavatele nõuetele balloonide ohutuks käsitsemiseks ja nende kvaliteedile, saab Venemaal igal aastal surmavaid ohvreid balloongaasi plahvatustes rohkem kui 200 inimest, vigastatuid on kordades rohkem.

Kokku võttes gaasimahutite tootjate teavet, esitame rõhualad, mille korral on kolbide purunemine võimalik:

Kolvi seinte tugevuse vähenemise korral langeb kriitiline rõhu väärtus, mis põhjustab selle rõhu alanemise, 5,3 MPa-ni.

Gaasi plahvatus või põlemine

On vaja mõista, et ballooni plahvatus ja süttimine ei ole päris sama asi. Näiteks küsimusele, kas kodumajapidamises kasutatav gaasiballoon, mis on saanud killu- või kuuliaugu, võib plahvatada, ei saa ühemõtteliselt vastata "jah".

Rõhu all olevast kahjustatud anumast väljuv gaas lihtsalt põleb. Plahvatuseks on vaja suletud ruumi. See on tavaliselt balloon ise teatud tingimustel või tugevalt gaasiga täidetud ruum.

Plahvatab propaan-butaani segu hapnikuga õhus väljaspool balloni või tõmmatud sisse pärast seda, kui rõhk kolvis võrdsustub atmosfäärirõhuga.

Mille tõttu gaasiballoonid plahvatavad või põlevad?

Balloon tulekahju tsoonis

Põlemistsooni sattunud anuma plahvatusoht selle sees oleva rõhu all oleva gaasiseguga on väga suur. Vastavalt GOST-ile on süsivesinikuga balloni maksimaalne ohutu temperatuur 45 °С. On selge, et tulekahju koldes ületab see lubatud temperatuuri oluliselt.

Protsessi füüsika on selline. Tugeva kuumutamise temperatuuri juures hakkab anumas olev segu keema ja vastavalt sellele tõuseb rõhk anumas. Lisaks nõrgendab korpuse pinna ebaühtlane kuumutamine selle algset tugevust ja viib seinte purunemiseni.

Tavaliselt tekib gaasianuma suure jääkplastse deformatsiooni ja selle ühelt poolt kuumutamise tõttu seina kohalik punnitus (pundar). Purunemine toimub enamasti keevisõmbluses.

Kiiresti aurustudes ja süttides avaldab balloonist väljapaiskuv vedelas ja gaasilises olekus süsivesinik tule tsoonis täiendavat termilist mõju kõigele ümbritsevale.

Saanud aru, miks gaasiballoonid kodudes tulekahju ajal plahvatavad, tuleb teada ka seda, kuidas nad kuumutamisel käituvad.

Ballooni purunemise stsenaariume on kaks:

1. Hüdraulilise mehaanika põhjal.
2. Tugev väändumine ja suure prao teke põhjas ja korpuses.

Esimesel juhul täidab vedel faas temperatuuri tõustes 60 °C-ni anuma mahu normi kohaselt 85% rõhul 1,5–2,5 MPa. Korpuse purunemine toimub toatemperatuuri edasisel tõusul 70–75 °C-ni.

Teine variant leiab aset vedelfaasi puudumisel anumas, kui näiteks veeldatud segu aurustumine on toimunud sulgemisseadme hermeetilisuse rikke tõttu kõrgel temperatuuril tulekahju tingimustes.

Iga stsenaariumi korral võivad lõhkenud ballooni killud suure kiirusega laiali lennata eri suundades, tekitades ohtu inimese vigastamiseks ja varaliseks kahjuks.

Ballooni ületäitmine gaasiga

Sageli täidetakse veeldatud gaasiga anumaid üle. See toimub hooletusest või teadlikult, soovides kokku hoida mahuti kasutusteguri arvelt.

Tuleb mõista, et veeldatud gaasi rõhu ületamine balloonis täitmisel lubatust kõrgemale võib põhjustada selle tugevuse rikkumist.

Mahutis peab jääma osa vaba ruumi – padi süsivesinike aurufaasi jaoks. Sellise padja ohutu maht on vähemalt 15% kogu mahuti mahust. Selle puudumisel tõuseb rõhk balloonis 0,7 MPa segu temperatuuri tõustes iga kraadi võrra, mis on ohutusnormidega lubamatu ja võib viia korpuse ülepingele ja selle purunemisele.

Anumasse sisestatava gaasi kogus on rangelt reguleeritud rõhu ja massi järgi ning ei tohi ületada 0,425 kg mahuti mahu 1 liitri kohta.

Isegi GOST-iga ette nähtud temperatuuril +45 °C on ületäidetud balloon ohtlik, kuna sellel on suur tõenäosus pikisuunaliseks purunemiseks piki keevisõmblust.

Soovitame teil lugeda ka meie teist artiklit, kus oleme üksikasjalikult kirjutanud gaasiballoonide täitmise reeglitest.

Mahuti seinte kuumutamine või jahutamine

Propaan-butaani segu, millel on suur paisumistegur, suureneb isegi väikese temperatuuritõusu korral oluliselt mahus.

Rõhu tõus balloonis kriitilise väärtuseni on võimalik, kui päikese käes pikka aega olevat anumat kuumutada otseste kiirte all.

Segu rõhu suurenemise oht kolvi seintele eksisteerib ka balloonil, mis on paigaldatud soojusallika lähedale.

Peale kuumutamise peitub endas ohtusid ka negatiivsete temperatuuride negatiivne mõju. Esiteks – metalli hapruse suurenemine. Ja teiseks – tuleb igaveseks meelde jätta, et mitte mingil juhul ei tohi pikka aega külmas olnud anumat sooja ruumi tuua. Süsinikvesiniku segu järsk temperatuuritõus on ohtlik.

Balloonide löögid ja kukkumised

Gaasianuma kahjustust ja süttimist võivad põhjustada järsud mehaanilised mõjud selle seintele, eriti kui paak on madalate või vastupidi liiga kõrgete temperatuuride tingimustes.

Anomaalselt külmades tingimustes ballooni kasutamisel muutuvad metalli mehaanilised omadused – terase löögitugevus väheneb.

Sel põhjusel võib tugev löök balloonile või selle kõva kukkumine kahjustada anuma tihedust ja soodustada gaasi väljapaiskumist, mis hapnikuga segatuna ja sädemega kokkupuutel põhjustab gaasi ja õhu segu detonatsiooni.

Teisel juhul tõstab temperatuuri tõus ja kolvis sisalduva gaasi kuumutamine, nagu öeldud, järsult selle rõhku, mis täiendavate löögimõjude korral anumale võib selle rebestada.

Võõrlisandid gaasis

Plahvatusoht peitub, kui vedelgaasiga anumasse satub vett ja vesiniksulfiidi. Nende suur sisaldus paagis soodustab kesta sisemisel metallpinnal kihistumise ja punnide teket.

Sellised anuma defektid tekivad, kui propaanis on vesiniksulfiidi 0,3% või rohkem, ja neid võib täheldada juba pärast kaheaastast ballooni kasutusaega.

Keevisõmbluse defekt

Harvemini, kuid esineb probleeme, mis on seotud gaasianumate rõhu kaotamisega õmbluse lähipiirkonnas.

Keevisõmbluse defekti korral võib tekkida selle töölõike nõrgenemine, pingete kontsentratsioon ja tulemusena pikisuunalise või rõngasõmbluse avanemine.

Kesta üldine terviklikkus võib defektse keevisõmbluse rebendi korral säilida.

Ballooni plahvatuse tagajärgede stsenaariumid

Eespool toodud gaasianumate plahvatuse või süttimise põhjused võivad erinevatel viisidel põhjustada järgmisi ohtlikke stsenaariume.

Ballooni rebenemine ja leegi paiskumine

Ballooni plahvatus ja propaan-butaani süttimine on ohtlikud järgmiste tegurite mõju tõttu:

• tugeva leegisamba poolt, mis suurendab kiiresti tulekahju pindala;
• plahvatuse kolde kõrge tule temperatuuri;
• Põlemissaaduste toksilisusest.

Kahjustus võib tekkida ka lämbumise tõttu, mis on tingitud hapniku olulisest vähenemisest kahjulike gaaside järsu kontsentratsiooni korral.

Läbiviidud uuringud näitasid, et tulekahju kolde sattunud 50-liitrise veeldatud gaasiga gaasianuma hermeetilisus katkeb vähem kui 5 minuti jooksul. Tagajärjeks on põlemisplahvatus, mille käigus paiskub välja «tulekera», mille läbimõõt ulatub 10 meetrini.

Tavaliselt toimub anuma rebend selle külgmises osas.

Plahvatusest tingitud sekundaarsed kahjustavad mõjud

Sekundaarsed, kuid mitte vähem tõsised kahjulikud tagajärjed ballooni plahvatuse korral on:

• ventiili ärarebenemine;
• survelaine või lööklaine mõju;
• kesta elementide killukestest põhjustatud kahjustus.

Balloonist pärit killud ja selle lahtirebenenud elemendid võivad lennata väga kaugele, põhjustades kahjustusi kuni 250 m raadiuses ja tõustes kuni kolmekümne meetri kõrgusele.

Gaasilekke oht

Propaani leke kahjustatud mahutist kujutab endast ohtu, kuna ruumis tekib väga kiiresti ja suurtes kogustes süsivesiniku ja hapniku segu plahvatusohtlik kontsentratsioon – oluliselt kiiremini kui vedelate põlevainete lekete korral.

Tugevat segu leket kolvist või rikkis sulgarmatuurist saab tuvastada lõhna või kuulmise järgi – heli sarnaneb sellega, mida kuuleme õhupalli kiirel tühjendamisel.

Kui kahtlustatakse gaasileket või selle puudumise kontrollimiseks, piisab, kui kanda käsnaga balloonile seebilahus ja tekkinud mullide järgi tuvastada hermeetilisuse katkemise koht.

Kui gaasileke on olemas, tuleb hermeetilisuse katkemise koht katta märja lapiga, viia anum ettevaatlikult õue ja kutsuda gaasitehnikud.

Alates 2016. aastast on tehniliste eeskirjadega ette nähtud gaasialarmide kohustuslik paigaldus uutesse majadesse. Varem ehitatud elamute jaoks on see norm soovitusliku iseloomuga, kuid selle seadme kasulikkus, eriti majades, kus kasutatakse balloonigaasi, on vaieldamatu.

Asi on selles, et süsivesinike segu tihedus on suurem kui õhu tihedus. Kolvi, sulgusseadme või ühendusvooliku hermeetilisuse rikkumisel hakkab gaas kogunema alla ja selle lõhna ei pruugi kohe tuvastada. Seepärast plahvatab kahjustatud gaasiballoonist õhku sattunud propaanisegu sageli majades igasuguse sädeme korral, jäädes märkamata.

Ohutu käsitsemise alused balloonidega

Enne ballooni paigaldamist ja selle ühendamist gaasiseadmetega tuleb esimese asjana veenduda, et korpusel pole kahjustusi ega roostet ning ventiil on töökorras.

Kasutamisele kuuluvad ainult sertifitseeritud balloonid, mida tarnivad spetsialiseerunud organisatsioonid ja millel on paberkandjal pass kõigil ekspluatatsioonitsüklitel ja vastav märgistus, mis on kantud lööktempliga.

Peamiste tehniliste nõuete hulka, mida tuleb balloonide kasutamisel järgida, kuuluvad:

1. Kõik balloonid, välja arvatud üks (viieliitrine gaasipliidiga ühendamiseks), peavad olema paigaldatud hoonetevälistesse juurdeehitistesse ja nende sissepääsust mitte lähemal kui 5 m kaugusel.
2. Balloonide hoidmine elutubades, keldrites ja pööningutel tuleb välistada.
3. Balloonid ei tohi paigutada küttekehadele lähemale kui 1 m ja lahtisele tulele lähemale kui 5 m.

Ilmselgete, kuid sageli unustatud ohutuseabinõude hulka gaasi mahutite kasutamisel tuleb arvata ja nende ranget järgimist nõuda järgmist:

1. Ärge viige balloonile süüdatud tikku ega välgumihklit, et kontrollida gaasileket.
2. Lahtise tule kasutamine reduktori või klapi soojendamiseks on kategooriliselt välistatud. Nendel eesmärkidel on lubatud ainult kuuma vee kasutamine.
3. Gaasi avastamisel ruumis ärge lülitage sisse ega välja ühtegi elektriseadet, sealhulgas valgust. Sädeme temperatuur pistikupesas või lülitis võib ulatuda tuhandete kraadideni.
4. Ärge püüdke iseseisvalt parandada sulgearmatuuri ega ballooni muid konstruktsioonielemente.

Lisaks tuleb rangelt järgida tootja poolt ette nähtud balloonide kasutamise ajaraame. Enne 2014. aasta detsembrit valmistatud mahuteid võib kasutada 40 aasta jooksul.

Kui puudub teave gaasiballoonide lubatud kasutusaja kohta, mis on valmistatud pärast seda kuupäeva ja millel ei ole kaasasolevat dokumentatsiooni, soovitab Rostehnadzor ballooni kasutuseaks lugeda 20 aastat.

Gaasiballooni on kategooriliselt keelatud kanda, kasutades klappi hoidmisvahendina. See võib põhjustada tihenduse kaotust või sulgeseadme riket.

Terasest gaasiballoonidele turvaliseks alternatiiviks on kaasaegsemad polümeer-komposiitmahutid – euroballoonid. Nende kolvid on kaitstud plastikkestaga ega kogunud staatilist elektrit. Komposiitballoonide plahvatusohutus tagatakse nende varustamisega uue põlvkonna ohutusseadmetega – sulavkaitsme ja tagasilöögiklapi abil, mis laseb ülerõhku välja.

Järeldused ja kasulik video teemal

Gaasiballoonide plahvatuste põhjused reaalsete faktide näitel ning mida tohib ja mida kategooriliselt ei tohi teha nende kasutamisel:

Kuidas gaasiballoone õigesti koduses majapidamises kasutada ja millistele nõuetele need peavad vastama:

Vaatamata kõikidele olemasolevatele riskiteguritele, mis kaasnevad gaasiballooniseadmete kasutamisega, ei ole põhjust alluda hirmule ja loobuda nende koduses majapidamises kasutamise mugavusest.

Teoreetilised teadmised kodustes gaasiballoonides plahvatuse põhjustest ja asjaoludest on mõeldud aitama sellist hirmu ületada. Ning toodud ohutu kasutamise normide järgimine on usaldusväärne kindlustus gaasiplahvatuse ja tulekahju raskete tagajärgede vastu.

Kui teil on väärtuslikku teavet, mis võib meie materjali täiendada, jagage seda palun teiste saidi külastajatega – jätke oma kommentaarid allpool asuvasse plokki. Samas kohas saate esitada artikli teemaga seotud küsimusi.