Kodėl sprogsta dujų balionai: pagrindinės priežastys ir prevencinės priemonės

Sutikite, žinios apie tai, kad kažkur įvyko dujų baliono sprogimas, kurias mes, deja, kartais girdime per televizorių ar iš pažįstamų, verčia susimąstyti apie savo pačių saugumą. O savęs nuraminimui, kad mums tai neatsitiks, šioje situacijoje nėra vietos.

Padariniai, kuriuos sukelia toks sprogimas ir jo sukeltas gaisras, gali būti patys liūdniausi, ir ne tik turtui, bet ir sveikatai bei gyvybei šalia buvusių žmonių. Mes padėsime jums suprasti, kodėl dujų balionai gali sprogti, ir kaip, neatsisakant jų naudojimo patogumo, apsisaugoti nuo didelių nemalonumų.

Tam mes atlikome tyrimą apie esamų buitinių dujų talpyklų rūšių ypatybes, išanalizavome priežastis, dėl kurių įvyko sprogimai daugelyje realių atvejų, ir ištyrėme kompetentingas patyrusių vartotojų nuomones šiuo klausimu. Siūlomą straipsnį galima laikyti suprantamai pateiktu taisyklių rinkiniu, leidžiančiu praktiškai teisingai ir saugiai naudoti dujas balionuose.

Pagrindinė informacija apie dujų balionus

Dujų balionų nepakeičiamumą buityje iki šių dienų gali užtikrintai patvirtinti didelė dalis Rusijos gyventojų.

Daugeliui žmonių suskystintų dujų balionų naudojimas yra ne tik galimybė turėti papildomų patogumų sodyboje, bet ir vienintelis prieinamas būdas įsirengti dujas savo gyvenamajame name.

Valstybiniu lygmeniu „Rostechnadzor“ nurodė bendrąsias dujų talpyklų naudojimo problemas, apie kurias būtina žinoti, nes jos susijusios su saugiu jų naudojimu:

• pasenęs balionų parkas – apie 90 % visų balionų nėra apsaugoti nuo perpildymo pildymo metu;
• aiškaus valstybinio reguliavimo trūkumas balionų apyvartos rinkoje, prie ko galima priskirti nelegalių pildymo stočių buvimą;
• būtinybė tobulinti ir pritaikyti techninių parametrų normas prie tarptautinių standartų.

Neatitikimas šiems Europos komisijos reikalavimams ir rekomendacijoms apsunkina saugumo užtikrinimą Rusijoje naudojamai ir importuojamai dujų balionų produkcijai.

Be bendrų problemų žinojimo, kad būtų lengviau įsivaizduoti priežastis, sukeliančias sprogimą, ir sąlygas, kurios gali tam prisidėti, naudinga žinoti, kokie balionai egzistuoja, suprasti jų sandarą, suvokti kai kuriuos sprogimo fizikos ir juose naudojamo mišinio degimo niuansus.

Dujų talpyklų rūšys

Priklausomai nuo taikymo srities, naudojamo užpildo ir prijungimo būdų, dujų indai gali skirtis tiek konstrukciškai, tiek pagal medžiagą, iš kurios pagamintas korpusas.

Buitinėms reikmėms paprastai naudojami metaliniai (plieniniai) dujų indai arba kolbos iš kompozitinių medžiagų. Kiekvienas iš jų turi savo privalumų ir trūkumų.

Populiariausi yra metaliniai balionai, tiek nauji, tiek senojo parko indai. Pagrindinė padidėjusios paklausos šio tipo rezervuarams priežastis yra palyginti maža jų kaina ir didelis pasiūlos kiekis rinkoje, įskaitant talpas, pagamintas dar sovietiniais laikais.

Tačiau būtent plieniniai balionai yra labiausiai pažeidžiami sprogimo pavojaus ir, vadovaujantis saugos principais, reikalauja laikytis tam tikrų sąlygų juos laikant ir naudojant. Todėl išsamiau sustosime būtent prie jų.

Kaip sukonstruotas balionas?

Konstrukciškai dujų indas primena paprastą žiebtuvėlį, kurio talpa taip pat užpildyta medžiaga, esančia dviejų agregatinių būsenų. Dalį rezervuaro užima skystos fazės dujos, o likusi laisva erdvė užpildyta ta pačia medžiaga, bet dujinės (darbinės) būsenos. Per uždarymo įtaisą dujos patenka į atitinkamą įrangą uždegimui ir naudojimui pagal paskirtį.

Standartinė dujų baliono komplektacija apima:

1. Pats dujų indas arba gaubtas, cilindro formos, o sienelių storis ne mažesnis kaip 2 mm.
2. Baliono vožtuvas su uždarymo elementu ir rankratuku.
3. Žiedinė atrama (batas), užtikrinanti stabilų vertikalią padėtį dujų talpai.
4. Gaubtas, apsaugantis vožtuvą nuo pažeidimų ir užteršimo transportuojant, laikant ir naudojant.

Prie specialios srieginės detalės – baliono kaklelio žiedo – tvirtinamas gaubtas.

Techniniu ir saugos požiūriu naudingas įrenginys, kuriuo gali būti aprūpinti dujų balionai, yra propano reduktorius su manometru.

Jo naudojimas leidžia sumažinti, stabilizuoti ir palaikyti mišinio slėgį nustatytose konkretaus dujų vartotojo vertėse. Toks adapteris lengvai montuojamas bet kokio tipo balionuose.

Dujų mišinys buitiniams balionams

Balionų užpildas yra angliavandenilių dujos – propano ir butano mišinys, kuris į indą pumpuojamas esant iki 15 MPa slėgiui.

Šių angliavandenilių santykis lemia mišinio naudojimo sezoniškumą arba konkretų regioną. Reikalas tas, kad esant santykinai tokioms pačioms pagrindinėms savybėms, propanas ir butanas turi reikšmingą skirtumą garavimo temperatūros vertėse: butanas – 0,5 °C, propanas – –43 °C.

Kadangi netikslinga gaminti kiekvienam regionui atskiras balioninių dujų rūšis, GOST numato unifikuotą propano-butano mišinį su tam tikru procentiniu šių dujų santykiu.

Žinios apie dujų rezervuaruose naudojamų angliavandenilių maišymo principą yra reikšmingos ne tik dėl galimybės atpiginti kurą (butanas pigesnis už propaną), bet ir dėl to, kad dėl mažiau intensyvaus butano garavimo sumažėja padidėjusio slėgio rizika, kai labai pakyla aplinkos oro temperatūra. Staigus slėgio padidėjimas rezervuare gali sukelti jo hermetiškumo praradimą ir atitinkamai sprogimą ar gaisrą.

Sprogimo prielaidos

Nepaisant didėjančių reikalavimų saugiam balionų naudojimui ir jų kokybei, kasmet Rusijoje daugiau nei 200 žmonių tampa mirtinomis balioninių dujų sprogimų aukomis, sužeistųjų – dešimt kartų daugiau.

Apibendrinę dujų talpų gamintojų informaciją, pateikiame slėgių diapazonus, kuriais galimas balionų sunaikinimas:

Sumažėjus baliono sienelių tvirtumui, kritinė slėgio vertė, dėl kurios prarandamas hermetiškumas, sumažėja iki 5,3 MPa.

Dujų sprogimas arba degimas

Reikia suprasti, kad baliono sprogimas ir užsidegimas – tai ne visiškai tas pats. Pavyzdžiui, į klausimą, ar gali sprogti buitinis dujų balionas, gavęs skeveldros ar kulkos angą, negalima vienareikšmiškai atsakyti „taip“.

Dujos, išeinančios iš pažeisto indo esant slėgiui, tiesiog degs. Sprogimui būtina uždara erdvė. Tai, kaip taisyklė, pats balionas tam tikromis sąlygomis arba stipriai užteršta dujomis patalpa.

Sprogsta propano-butano mišinys su ore esančiu deguonimi už baliono ribų arba įtrauktas į vidų, kai slėgis baliono viduje susilygina su atmosferiniu.

Nuo ko gi sprogsta ar dega dujų balionai?

Balionas gaisro zonoje

Talpos, patekusios į degimo zoną, su joje esančiu dujų mišiniu esant slėgiui, sprogimo pavojus yra labai didelis. Pagal GOST maksimali saugi temperatūra balionui su angliavandeniliais yra 45 °C. Aišku, kad gaisro židinyje ji gerokai viršija leistiną.

Fizika proceso yra tokia. Esant aukštai temperatūrai, mišinys inde užverda ir atitinkamai padidėja slėgis jame. Be to, netolygus apvalkalo paviršiaus įkaitimas susilpnina pradinį jo stiprumą ir sukelia sienelių sunaikinimą.

Paprastai dėl didelės liekamosios plastinės deformacijos dujų indo ir jo kaitinimo iš vienos pusės atsiranda vietinis sienelės išsipūtimas (odulė). Plyšimas dažniausiai įvyksta suvirinimo siūlėje.

Greitai garuodamas ir užsidegdamas, iš baliono išmetamas angliavandenilis skystoje ir garų būsenoje daro papildomą terminį poveikį ugnies zonoje visai aplinkai.

Supratus, kodėl gaisro metu namuose sprogsta dujų balionai, reikia žinoti ir tai, kaip jie gali elgtis kaitinami.

Baliono plyšimo variantų gali būti du:

1. Pagal „hidraulinę“ mechaniką.
2. Stiprus susisukimas ir didelio plyšio susidarymas dugne ir apvalkale.

Pirmuoju atveju skystoji fazė, temperatūrai pakilus iki 60 °С, užpildys indo tūrį iki normos 85%, esant 1,5–2,5 MPa slėgiui. Apvalkalo suirimas įvyks toliau didėjant kambario temperatūrai iki 70–75 °С.

Antrasis variantas pasitaiko, kai inde nėra skystosios fazės, jei, pavyzdžiui, suskystinto mišinio garavimas įvyko dėl uždarymo įtaiso nesandarumo, esant padidintoms temperatūroms gaisro sąlygomis.

Bet kuriame scenarijuje sprogusio baliono fragmentai gali dideliu greičiu išsiskirstyti įvairiomis kryptimis, sukeldami pavojų žmonėms ir žalą turtui.

Per didelis baliono pripildymas dujomis

Dažnai pildydami talpyklas suskystintomis dujomis, jas perpildo. Tai įvyksta dėl aplaidumo arba sąmoningai, norint sutaupyti bako naudojimo koeficiento sąskaita.

Reikia suprasti, kad suskystintų dujų slėgio viršijimas kolboje pildymo metu virš leistino gali būti jo stiprumo pažeidimo priežastimi.

Talpykloje turi likti dalis laisvo tūrio – pagalvė, skirta angliavandenilių garų fazei. Saugus tokios pagalvės tūris – ne mažiau kaip 15% viso rezervuaro tūrio. Jos nesant, slėgis kolboje padidėja 0,7 MPa, temperatūrai pakilus vienu laipsniu, o tai neleistina pagal saugos normas ir gali sukelti apvalkalo pertempimą bei jo plyšimą.

Į indą pumpuojamų dujų kiekis griežtai reglamentuojamas pagal slėgį ir masę ir neturi viršyti 0,425 kg 1 litrui talpos tūrio.

Net esant GOST numatytai +45 °С temperatūrai, perpildytas balionas kelia didelį pavojų dėl išilginio plyšimo tikimybės suvirinimo siūlėje.

Taip pat rekomenduojame perskaityti kitą mūsų straipsnį, kuriame išsamiai papasakojome apie dujų balionų pildymo taisykles.

Talpyklos sienelių šildymas arba vėsinimas

Propano-butano mišinys, pasižymintis dideliu plėtimosi koeficientu, net ir nežymiai padidėjus jo temperatūrai, smarkiai padidėja tūriu.

Slėgio padidėjimas balione iki kritinės vertės galimas, kai indas ilgą laiką būna kaitinamas saulėje, tiesioginiuose spinduliuose.

Pavojus, kad padidės mišinio slėgis ant kolbos sienelių, egzistuoja ir balione, esančiame šalia šilumos šaltinio.

Be kaitinimo, pavojų kelia ir neigiamas neigiamų temperatūrų poveikis. Pirma – padidėjęs metalo trapumas. Antra – būtina amžinai atsiminti, kad jokiu būdu negalima ilgą laiką šaltyje buvusio indo nešti į šiltą patalpą. Staigus angliavandenilių mišinio temperatūros padidėjimas yra nesaugus.

Balionų smūgiai ir kritimai

Pažeidimus ir dujų indo užsiliepsnojimą gali sukelti staigūs mechaniniai poveikiai jo sienelėms, ypač kai rezervuaras yra žemos arba, priešingai, pernelyg aukštos temperatūros sąlygomis.

Naudojant balioną anomaliai šaltomis sąlygomis, keičiasi metalo mechaninės savybės – sumažėja plieno smūginis klampumas.

Dėl šios priežasties stiprus smūgis į balioną arba jo kietas kritimas gali pažeisti indo sandarumą ir prisidėti prie dujų išsiskyrimo, kurios sumaišytos su deguonimi ir susilietus su kibirkštimi sukels dujų ir oro mišinio detonaciją.

Antruoju atveju temperatūros padidėjimas ir kolboje esančių dujų kaitinimas, kaip minėta, smarkiai padidina jų slėgį, o tai, esant papildomiems smūginiams poveikiams indui, gali jį suplėšyti.

Pašalinės priemaišos dujose

Sprogimo pavojus kyla, kai į indą su skystomis dujomis patenka vandens ir vandenilio sulfido. Didelis jų kiekis rezervuare skatina korpuso vidiniame metaliniame paviršiuje atsirasti sluoksniuotumų ir išsipūtimų.

Tokie indų defektai atsiranda, kai proplane yra 0,3% ir daugiau vandenilio sulfido, ir gali būti pastebėti jau po dvejų metų baliono naudojimo laikotarpio.

Suvirinimo siūlės brokas

Rečiau, bet pasitaiko problemų, susijusių su dujų indų sandarumo praradimu prie siūlės zonoje.

Esant suvirinimo siūlės defektui, gali susilpnėti jo darbinis skerspjūvis, koncentruotis įtempimai ir, kaip rezultatas, atsiverti išilginės arba žiedinės siūlės.

Bendras korpuso vientisumas, plyšus brokuotai suvirinimo siūlei, gali išlikti.

Baliono sprogimo padarinių scenarijai

Aukščiau išvardintos dujų indų sprogimo arba užsiliepsnojimo priežastys, įvairiais variantais gali išprovokuoti šiuos pavojingus scenarijus.

Baliono plyšimas ir liepsnos išsiveržimas

Baliono sprogimas ir propano-butano užsiliepsnojimas yra pavojingi dėl šių veiksnių poveikio:

• stiprios liepsnos stulpo, greitai didinančio gaisro plotą;
• aukštos ugnies temperatūros sprogimo židinyje;
• degimo produktų toksiškumo.

Pakenkimas gali įvykti ir dėl uždusimo, dėl reikšmingo deguonies sumažėjimo staigiai susikaupus kenksmingoms dujoms.

Atlikti tyrimai parodė, kad 50 litrų talpos suskystintų dujų indo, atsidūrusio gaisro židinyje, sandarumas pažeidžiamas greičiau nei per 5 minutes. To pasekmė – gaisras-sprogimas su „ugnies kamuolio“ išmetimu, siekiančiu 10 m skersmens.

Paprastai indo plyšimas įvyksta jo šoninėje dalyje.

Antriniai sprogimo žalingi poveikiai

Antrinės, bet ne mažiau rimtos pažeidžiamosios pasekmės sprogus balionui yra:

• vožtuvo atitrūkimas;
• suspaudimo bangos arba smūginės bangos poveikis;
• pažeidimas dėl korpuso elementų nuolaužų.

Baliono nuolaužos ir jo atitrūkę elementai gali išsisklaidyti labai toli, sukeldami pažeidimus iki 250 m spinduliu, ir pakilti į trisdešimties metrų aukštį.

Dujų nuotėkio pavojus

Propano nuotėkio iš pažeistos talpyklos pavojus yra tas, kad patalpoje labai greitai ir dideliais kiekiais susidaro sprogstamoji angliavandenilio ir deguonies mišinio koncentracija – žymiai greičiau nei ištekant skystoms degiosioms medžiagoms.

Stiprų mišinio nuotėkį iš talpyklos arba sugedusios uždarymo armūros galima nustatyti pagal kvapą arba iš klausos – garsas panašus į tą, kurį girdime greitai išleidžiant orą iš baliono.

Įtarus dujų nuotėkį arba norint patikrinti, ar jo nėra, pakaks kempine užtepti ant baliono muilo tirpalo ir pagal susidarančius burbuliukus nustatyti sandarumo pažeidimo vietą.

Jei dujų nuotėkis yra, reikia uždengti sandarumo pažeidimo vietą šlapiu skudurėliu, atsargiai išnešti indą į lauką ir iškviesti dujų tarnybą.

Nuo 2016 m. techninėse taisyklėse numatytas privalomas dujų signalizatorių įrengimas naujuose namuose. Anksčiau pastatytam būstui ši norma turi rekomendacinį pobūdį, tačiau šio įrenginio nauda, ypač namuose, kuriuose naudojamos balioninės dujos, yra neabejotina.

Reikalas tas, kad angliavandenilio mišinio tankis yra didesnis už oro tankį. Pažeidus talpyklos, uždarymo įrangos ar jungiamosios žarnos sandarumą, dujos pradeda kauptis apačioje, ir jų kvapo galima iš karto nepastebėti. Todėl propano mišinys, patekęs į orą iš pažeisto dujų baliono, dažnai sprogsta namuose nuo bet kokios kibirkšties, likdamas nepastebėtas.

Saugaus elgesio su balionais pagrindai

Prieš montuojant balioną ir jungiant jį prie dujų prietaisų, pirmiausia reikia įsitikinti, ar nėra pažeidimų, rūdžių ant korpuso ir ar vožtuvas veikia.

Naudoti galima tik sertifikuotus balionus, kuriuos tiekia specializuotos organizacijos ir kurie turi popierinį pasą visais eksploatacijos ciklais bei atitinkamą ženklinimą, padarytą smūginio štampavimo būdu.

Prie pagrindinių techninių reikalavimų, kurių reikia laikytis eksploatuojant balionus, priskiriami:

1. Visi balionai, išskyrus vieną (penkių litrų, skirtą prijungti prie dujinės viryklės), turi būti įrengti priestatuose už pastatų ir ne arčiau kaip 5 m nuo įėjimo į juos.
2. Nelaikyti balionų gyvenamuosiuose kambariuose, rūsiuose ir palėpėse.
3. Nestatyti balionų arčiau kaip 1 m nuo šildymo prietaisų ir 5 m nuo atviros liepsnos.

Prie akivaizdžių, bet dažnai pamirštamų saugumo priemonių naudojantis dujų indais, reikėtų priskirti ir griežtai vykdyti šias:

1. Nevesti prie baliono uždegto degtuko ar žiebtuvėlio, kad patikrintumėte dujų nuotėkį.
2. Griežtai draudžiama naudoti atvirą liepsną reduktoriui ar vožtuvui atšildyti. Šiems tikslams leidžiama naudoti tik karštą vandenį.
3. Aptikus dujų patalpoje, nejungti jokių elektros prietaisų, įskaitant šviesą, ir jų neišjungti. Kibirkšties temperatūra rozetėje ar jungiklyje gali siekti tūkstantį laipsnių.
4. Nebandyti savarankiškai remontuoti uždarymo armatūros ir kitų baliono konstrukcinių elementų.

Be to, reikia griežtai laikytis gamintojo nustatytų balionų naudojimo terminų. Indai, pagaminti iki 2014 m. gruodžio, gali būti eksploatuojami 40 metų.

Nesant informacijos apie leistiną dujų balionų, pagamintų po šios datos ir neturinčių lydinčių dokumentų, naudojimo terminą, „Rostechnadzor“ rekomenduoja laikyti baliono galiojimo laiką – 20 metų.

Griežtai draudžiama nešti dujų balionus, naudojant vožtuvą kaip laikymo priemonę. Tai gali sukelti nelaidumo praradimą arba uždarymo įtaiso gedimą.

Saugi alternatyva plieniniams dujų balionams yra modernesni polimeriniai-kompozitiniai indai – eurobalionai. Jų kolbos yra apsaugotos plastikiniu apvalkalu, nekaupia statinės elektros. Kompozitinių balionų sprogimo saugumą užtikrina jų įranga naujos kartos apsaugos įtaisais – lydžiuoju įdėklu ir atbuliniu vožtuvu, sumažinančiu padidėjusį slėgį.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Dujų balionų sprogimo priežastys remiantis realiais faktais ir ką galima bei ko griežtai negalima daryti juos naudojant:

Kaip tinkamai naudoti dujų balionus buityje ir kokius reikalavimus jie turi atitikti:

Nepaisant visų rizikos veiksnių, lydinčių dujų balionų įrangos eksploataciją, nėra pagrindo pasiduoti baimei ir atsisakyti jų naudojimo buityje patogumo.

Teorinės žinios apie buitinių dujų balionų sprogimo priežastis ir sąlygas padeda įveikti tokią baimę. O laikantis pateiktų saugaus naudojimo normų, tai bus patikima apsauga nuo sunkių dujų sprogimo ir gaisro padarinių.

Jei turite vertingos informacijos, galinčios papildyti mūsų medžiagą, pasidalinkite ja su kitais svetainės lankytojais – palikite savo komentarus toliau esančiame bloke. Ten pat galite užduoti dominančius klausimus straipsnio tema.