Waarom exploderen gasflessen: belangrijkste oorzaken en preventieve maatregelen

Geef toe, het nieuws dat er ergens een gasfles is ontploft, dat u helaas soms op televisie of van kennissen hoort, zet u aan het denken over uw eigen veiligheid. En zelfgenoegzaamheid dat u dit niet zal overkomen, is in deze situatie niet op zijn plaats.

De gevolgen van een dergelijke ontploffing en de daardoor veroorzaakte brand kunnen zeer ernstig zijn, niet alleen voor eigendommen, maar ook voor de gezondheid en het leven van mensen in de buurt. Wij helpen u begrijpen waarom gasflessen kunnen ontploffen, en hoe u, zonder afstand te doen van het gemak, uzelf kunt beschermen tegen grote problemen.

Daartoe hebben wij onderzoek gedaan naar de kenmerken van bestaande soorten huishoudelijke gasvaten, de oorzaken geanalyseerd van ontploffingen in een aantal reële gevallen, en deskundige meningen van ervaren gebruikers hierover bestudeerd. Het aangeboden artikel kan worden beschouwd als een in begrijpelijke vorm weergegeven compilatie van regels die in de praktijk een correct en veilig gebruik van gas in flessen mogelijk maken.

Het belangrijkste over gasflessen

De onmisbaarheid van gasflessen in het huishouden tot op heden kan met zekerheid worden bevestigd door een aanzienlijk deel van de Russische bevolking.

Voor veel mensen is het gebruik van flessen met vloeibaar gas niet alleen een mogelijkheid om extra comfort in de datsja te hebben, maar de enige beschikbare optie om hun woonhuis van gas te voorzien.

Op staatsniveau zijn door Rostekhnadzor de algemene problemen met betrekking tot het gebruik van gasvaten aangegeven, waarvan men op de hoogte moet zijn, omdat ze verband houden met het veilige gebruik ervan:

• verouderd parket — ongeveer 90% van alle flessen is niet beschermd tegen overvullen tijdens het vullen;
• gebrek aan duidelijke staatsregulering op het gebied van de handel in flessen, waartoe ook het bestaan van illegale vulstations behoort;
• De noodzaak om de technische paramternormen te verbeteren en in overeenstemming te brengen met internationale standaarden.

Het niet voldoen aan deze eisen en aanbevelingen van de Europese Commissie bemoeilijkt het waarborgen van de veiligheid van zowel in Rusland gebruikte als geïmporteerde gasflesproducten.

Naast het kennen van de algemene problemen is het, om de oorzaken die tot een explosie leiden en de omstandigheden die hieraan kunnen bijdragen beter te kunnen voorstellen, nuttig om te weten welke soorten flessen er zijn, de constructie te begrijpen en enkele nuances uit de fysica van explosie en verbranding van het gebruikte mengsel te begrijpen.

Soorten gasvaten

In afhankelijkheid van het toepassingsgebied, de gebruikte vulstof en de aansluitwijzen, kunnen gasflessen zowel constructief als qua materiaal waarvan de behuizing is gemaakt verschillen.

Voor huishoudelijk gebruik worden doorgaans metalen (stalen) gasflessen of flessen van composietmaterialen gebruikt. Elk heeft zijn voor- en nadelen.

Metalen flessen, zowel nieuwe als flessen uit het oude wagenpark, zijn het populairst. De belangrijkste reden voor de verhoogde vraag naar dit type reservoirs is de relatief lage prijs en het grote aanbod op de markt, mede dankzij tanks die nog uit de Sovjettijd stammen.

Maar juist stalen flessen zijn het meest vatbaar voor explosiegevaar en vereisen, volgens de veiligheidsprincipes, naleving van een aantal voorwaarden bij opslag en gebruik. Daarom zullen we hier nader op ingaan.

Hoe is een gasfles opgebouwd?

Qua constructie lijkt een gasfles op een gewone aansteker, waarvan de inhoud ook is gevuld met een stof in twee aggregatietoestanden. Een deel van het reservoir wordt ingenomen door gas in vloeibare fase, de resterende vrije ruimte is gevuld met dezelfde stof, maar in gasvorm (werkzaam). Via een afsluitinrichting stroomt het gas naar de juiste apparatuur om te worden ontstoken en gebruikt.

De standaarduitrusting van een gasfles omvat:

1. Het gasvat zelf of de cilindrische mantel, met een minimale wanddikte van 2 mm.
2. Flessenventiel met afsluitelement en handwiel.
3. Ringvormige steun (schoen) die een stabiele verticale positie van de gasfles waarborgt.
4. Beschermkap die het ventiel beschermt tegen beschadiging en vervuiling tijdens transport, opslag en gebruik.

Op een speciaal schroefdeel - de halsring van de fles - wordt een dop bevestigd.

Een technisch en qua veiligheid nuttig apparaat waarmee gasflessen kunnen worden uitgerust, is een propaandrukregelaar in combinatie met een manometer.

Het gebruik ervan maakt het mogelijk om de druk van het mengsel te verlagen, te stabiliseren en op de voor een specifieke gasverbruiker ingestelde waarden te houden. Deze adapter kan eenvoudig op elk type fles worden geïnstalleerd.

Gasmengsel voor huishoudelijke flessen

De vulling voor de flessen is koolwaterstofgas - een mengsel van propaan en butaan, dat onder een druk tot 15 MPa in het vat wordt gepompt.

De verhouding van deze koolwaterstoffen bepaalt het seizoengebruik van het mengsel of de specifieke regio. Het punt is dat bij relatief vergelijkbare basiseigenschappen, propaan en butaan een aanzienlijk verschil hebben in verdampingstemperaturen: butaan -0,5 °C, propaan -43 °C.

Vanwege de ondoelmatigheid om voor elke regio afzonderlijke merken gas voor flessen te produceren, voorziet GOST in een uniform propaan-butaanmengsel met een bepaald percentage van deze gassen.

Kennis van het mengprincipe van de in gastanks gebruikte koolwaterstoffen is niet alleen belangrijk om de brandstof goedkoper te maken (butaan is goedkoper dan propaan), maar ook om, vanwege de minder intense verdamping van butaan, het risico op overdruk bij een aanzienlijke stijging van de omgevingstemperatuur te verlagen. Een plotselinge druktoename in de tank kan leiden tot lekkage en vervolgens tot een explosie of brand.

Voorwaarden voor een ontploffing

Ondanks de toenemende eisen voor veilig gebruik van gasflessen en hun kwaliteit, worden in Rusland jaarlijks meer dan 200 mensen het dodelijke slachtoffer van gasflesexplosies; het aantal gewonden is een orde van grootte hoger.

Na het samenvatten van de informatie van fabrikanten van gascontainers, geven we de drukbereiken waarbij vernietiging van de flessen mogelijk is:

Bij afname van de sterkte van de wanden van de fles daalt de kritische drukwaarde die tot lekkage leidt tot 5,3 MPa.

Ontploffing of verbranding van gas

Het is belangrijk om te begrijpen dat explosie en ontsteking van een gasfles niet hetzelfde zijn. Bijvoorbeeld, op de vraag of een huishoudelijke gasfles met een scherf- of kogelgat kan exploderen, kan niet zonder meer 'ja' worden geantwoord.

Het gas dat onder druk uit een beschadigd vat ontsnapt, zal gewoon branden. Voor een explosie is een afgesloten ruimte nodig. Dat is meestal de fles zelf, onder bepaalde omstandigheden, of een zwaar met gas vervuilde ruimte.

Het propaan-butaanmengsel met zuurstof in de lucht buiten de fles of dat naar binnen wordt gezogen, explodeert nadat de druk in de fles gelijk is geworden aan de atmosferische druk.

Waardoor exploderen of verbranden gasflessen dan?

Fles in een brandzone

Het explosiegevaar van een container die in een brandzone terechtkomt, met daarin een gasmengsel onder druk, is zeer groot. Volgens GOST is de maximaal veilige temperatuur voor een fles met koolwaterstof 45 °C. Het is duidelijk dat deze in de vuurhaard aanzienlijk hoger is dan toegestaan.

De fysica van het proces is als volgt. Bij een hoge verhittingstemperatuur kookt het mengsel in het vat en neemt de druk daarin toe. Bovendien verzwakt een ongelijkmatige verwarming van het oppervlak van de mantel de oorspronkelijke sterkte en leidt tot het bezwijken van de wanden.

Gewoonlijk treedt door de hoge resterende plastische vervorming van het gasvat en verhitting aan een kant plaatselijke opzwelling van de wand op (uitstulping). Scheuren komen vaker voor bij de lasnaad.

Snel verdampend en ontvlammend heeft de uit de cilinder geworpen koolwaterstof in vloeibare en dampvorm een extra thermisch effect in het vuurgebied op alles eromheen.

Als u begrijpt waarom gasflessen in huis exploderen tijdens een brand, moet u ook weten hoe ze zich kunnen gedragen bij verhitting.

Er zijn twee mogelijkheden voor het barsten van de cilinder:

1. Volgens de 'hydraulische' mechanica.
2. Ernstige verdraaiing en vorming van een grote scheur in de bodem en mantel.

In het eerste geval vult de vloeibare fase bij een temperatuurstijging tot 60 °C het volume van het vat tot de norm van 85% bij een druk van 1,5 – 2,5 MPa. De mantel bezwijkt bij verdere toename van de kamertemperatuur tot 70 – 75 °C.

Het tweede geval doet zich voor wanneer er geen vloeibare fase in het vat is, als bijvoorbeeld de verdamping van het vloeibare mengsel plaatsvond door drukverlies van het afsluitmechanisme bij verhoogde temperaturen in brandomstandigheden.

Bij elk scenario kunnen fragmenten van de gebarsten cilinder met grote snelheid in verschillende richtingen vliegen, wat een gevaar vormt voor persoonlijk letsel en schade aan eigendommen.

Overmatig vullen van de fles met gas

Vaak worden de vaten bij het vullen met vloeibaar gas overvol gevuld. Dit gebeurt uit nalatigheid of bewust, om te besparen op de benuttingscoëfficiënt van het reservoir.

U moet begrijpen dat overschrijding van de toegestane druk van vloeibaar gas in de cilinder bij het vullen de sterkte ervan kan aantasten.

In het vat moet een deel van het vrije volume overblijven - een kussen, voor de dampfase van koolwaterstoffen. Het veilige volume van dit kussen is minimaal 15% van het totale volume van het reservoir. Bij afwezigheid ervan stijgt de druk in de cilinder met 0,7 MPa bij elke graad temperatuurstijging van het mengsel, wat onaanvaardbaar is volgens veiligheidsnormen en kan leiden tot overbelasting van de omhulling en het barsten ervan.

De hoeveelheid gas die in het vat wordt gepompt, is strikt gereguleerd qua druk en massa en mag niet meer dan 0,425 kg per 1 liter volume van het vat bedragen.

Zelfs bij de door GOST voorgeschreven temperatuur van +45 °C vormt een overvolle cilinder een groot risico op een longitudinale scheur langs de lasnaad.

Wij raden u ook aan om ons andere artikel te lezen, waarin wij de regels voor het vullen van gasflessen gedetailleerd hebben beschreven.

Verwarming of afkoeling van de wanden van het vat

Propaan-butanmengsel, met een grote uitzettingscoëfficiënt, neemt zelfs bij een geringe temperatuurstijging aanzienlijk in volume toe.

Verhoging van de druk in de cilinder tot een kritische waarde is mogelijk bij verhitting van het vat dat langdurig in de zon staat, onder directe zonnestralen.

Gevaar van drukverhoging van het mengsel op de wanden van de cilinder bestaat ook bij een cilinder die naast een warmtebron is geplaatst.

Naast verhitting brengt ook de negatieve invloed van lage temperaturen een aantal gevaren met zich mee. Ten eerste neemt de brosheid van het metaal toe. En ten tweede: onthoud voor altijd dat u een vat dat lange tijd in de vorst heeft gestaan, nooit in een warme ruimte mag brengen. Een plotselinge temperatuurstijging van het koolwaterstofmengsel is onveilig.

Stoten en vallen van flessen

Schade en ontbranding van het gasvat kunnen worden veroorzaakt door plotselinge mechanische belasting op de wanden, vooral wanneer de container zich in omstandigheden van lage of juist extreem hoge temperaturen bevindt.

Bij gebruik van de cilinder in abnormaal koude omstandigheden veranderen de mechanische eigenschappen van het metaal - de slagvastheid van staal neemt af.

Om deze reden kan een harde klap op de cilinder of een harde val de dichtheid van het vat beschadigen en leiden tot gasuitstoot, dat in combinatie met zuurstof en contact met een vonk zal leiden tot detonatie van het gas-luchtmengsel.

In het tweede geval verhoogt een temperatuurstijging en verwarming van het gas in de cilinder, zoals gezegd, de druk sterk, wat bij extra stootbelastingen op het vat tot scheuren kan leiden.

Vreemde onzuiverheden in het gas

Explosiegevaar schuilt in het binnendringen van water en waterstofsulfide in het vat met vloeibaar gas. Een hoog gehalte ervan in de container bevordert het ontstaan van delaminaties en uitstulpingen op het binnenoppervlak van de mantel.

Dergelijke defecten aan vaten ontstaan bij aanwezigheid van 0,3% of meer waterstofsulfide in propaan en kunnen al na twee jaar gebruik van de cilinder worden waargenomen.

Lasnaad defect

Minder vaak, maar er komen problemen voor met betrekking tot drukverlies van gasvaten in de zone nabij de las.

Bij een defect aan de lasnaad kan verzwakking van het werkende profiel, spanningsconcentratie en als gevolg daarvan het openen van de longitudinale of ringvormige lasnaden optreden.

De algehele integriteit van de mantel kan behouden blijven bij het scheuren van een defecte lasnaad.

Scenario's van de gevolgen van een flesontploffing

De bovengenoemde oorzaken van explosie of ontbranding van gasvaten kunnen in verschillende varianten de volgende gevaarlijke scenario's veroorzaken.

Scheuren van de fles en vlamuitbarsting

Explosie van de cilinder en ontsteking van propaan-butaan zijn gevaarlijk door de invloed van de volgende factoren:

• een zuil van sterke vlam die snel het brandoppervlak vergroot;
• hoge temperatuur van het vuur in het explosiecentrum;
• toxiciteit van verbrandingsproducten.

Schade kan ook optreden door verstikking, als gevolg van een aanzienlijke vermindering van zuurstof bij een hoge concentratie schadelijke gassen.

Uitgevoerde onderzoeken hebben aangetoond dat de afdichting van een 50-liter gasfles met vloeibaar gas die zich in een brandhaard bevindt, binnen minder dan 5 minuten wordt verbroken. Het gevolg is een brandflits met het vrijkomen van een 'vuurbal' met een diameter van 10 meter.

Meestal vindt de breuk van de fles plaats aan de zijkant.

Secundaire schadelijke effecten van de ontploffing

Secundaire, maar niet minder ernstige, schadelijke gevolgen van een gasflesexplosie zijn:

• afscheuren van de afsluiter;
• impact van de compressiegolf of schokgolf;
• schade door scherven van de omhullingselementen.

Scherven van de fles en de afgescheurde onderdelen kunnen zeer ver wegvliegen, met een schadestraal tot 250 meter, en tot een hoogte van dertig meter stijgen.

Gevaar van gaslek

Het gevaar van een propaanlek uit een beschadigde tank is dat er in een ruimte zeer snel en in grote hoeveelheden een explosieve concentratie van een mengsel van koolwaterstof en zuurstof ontstaat — aanzienlijk sneller dan bij lekkages van vloeibare brandstoffen.

Een sterke lekkage van het mengsel uit de fles of een defecte afsluiter kan worden gedetecteerd door geur of gehoor — het geluid lijkt op wat we horen bij het snel leeglaten van een ballon.

Bij vermoeden van een gaslek of ter controle of er geen lek is, volstaat het om met een spons zeepoplossing op de fles aan te brengen en aan de hand van de vormende bellen de plaats van de lekkage te bepalen.

Als er een gaslek is, dient u de plaats van de lekkage af te dekken met een natte doek, de fles voorzichtig naar buiten te brengen en de gasdienst te bellen.

Sinds 2016 schrijven de technische regels de verplichte installatie van gasdetectoren in nieuwbouwwoningen voor. Voor reeds bestaande woningen heeft deze norm een aanbevelend karakter, maar het nut van dit apparaat, vooral in huizen waar gasflessen worden gebruikt, staat buiten twijfel.

Het punt is dat de dichtheid van het koolwaterstofmengsel groter is dan die van lucht. Wanneer de afdichting van de fles, de afsluitapparatuur of de verbindingsslang wordt verbroken, begint het gas zich onderin op te hopen en is de geur ervan niet onmiddellijk te detecteren. Daarom ontploft een mengsel met propaan dat uit een beschadigde gasfles in de lucht is gekomen, vaak in huizen bij elke vonk, zonder dat het wordt opgemerkt.

Basisprincipes van veilig omgaan met flessen

Voordat u de fles installeert en deze op gasapparaten aansluit, is het eerste wat u moet doen, controleren of er geen beschadigingen, roest op de behuizing en of het ventiel in goede staat is.

Alleen gecertificeerde cilinders, geleverd door gespecialiseerde organisaties, met een papieren paspoort voor alle gebruikscycli en de juiste markering, aangebracht door middel van slagstempeling, mogen worden gebruikt.

Tot de belangrijkste technische vereisten die in acht moeten worden genomen bij het gebruik van cilinders, behoren:

1. Alle cilinders, behalve één (vijf liter voor aansluiting op een gasfornuis), moeten worden geïnstalleerd in aanbouwen buiten gebouwen en op een afstand van minimaal 5 m van de ingang.
2. Bewaar cilinders niet in woonkamers, kelders of op zolders.
3. Plaats cilinders niet dichter dan 1 m van verwarmingstoestellen en 5 m van open vuur.

De volgende voor de hand liggende maar vaak vergeten veiligheidsmaatregelen bij het gebruik van gasflessen moeten strikt worden opgevolgd:

1. Houd geen aangestoken lucifer of aansteker bij de cilinder om een gaslek te controleren.
2. Gebruik absoluut geen open vuur om de regelaar of het ventiel te ontdooien. Voor dit doel mag uitsluitend heet water worden gebruikt.
3. Schakel bij gasdetectie in de ruimte geen elektrische apparaten in of uit, inclusief het licht. De temperatuur van een vonk in een stopcontact of schakelaar kan oplopen tot duizend graden.
4. Probeer niet zelf de afsluiters of andere constructie-elementen van de cilinder te repareren.

Daarnaast moet u zich strikt houden aan de door de fabrikant voorgeschreven gebruiksduur van de cilinders. Flessen die vóór december 2014 zijn geproduceerd, mogen 40 jaar worden gebruikt.

Bij gebrek aan informatie over de toegestane gebruiksduur van gasflessen die na deze datum zijn geproduceerd en waarvoor geen begeleidende documentatie is, beveelt Rostechnadzor aan om een houdbaarheid van 20 jaar aan te houden.

Het is ten strengste verboden gasflessen te dragen met het ventiel als greep. Dit kan leiden tot drukverlies of beschadiging van de afsluitinrichting.

Een veilig alternatief voor stalen gasflessen zijn de modernere polymeer-composiet vaten - euroflessen. Hun flessen zijn beschermd met een plastic omhulsel en accumuleren geen statische elektriciteit. De explosieveiligheid van composietcilinders wordt gegarandeerd door de uitrusting met veiligheidsvoorzieningen van een nieuwe generatie: een smeltveiligheid en een overdrukterugslagklep.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Oorzaken van gasflesexplosies aan de hand van feitelijke voorbeelden, en wat u wel en absoluut niet mag doen bij het gebruik ervan:

Hoe gebruikt u gasflessen correct in huis en aan welke eisen moeten zij voldoen:

Ondanks alle risicofactoren die gepaard gaan met het gebruik van gasflesapparatuur, is er geen reden om angst te hebben en af te zien van het gemak van het gebruik ervan in huis.

Theoretische kennis van de oorzaken en omstandigheden die bijdragen aan de explosie van huishoudelijke gasflessen is bedoeld om die angst te overwinnen. En het naleven van de opgegeven reeks normen voor veilig gebruik zal dienen als een betrouwbare verzekering tegen de ernstige gevolgen van een gasexplosie en brand.

Als u waardevolle informatie heeft die ons materiaal kan aanvullen, deel deze dan alstublieft met andere bezoekers van de site – laat uw opmerkingen achter in het onderstaande blok. Daar kunt u ook vragen stellen over het onderwerp van het artikel.