Анализ причин взрывов кислородных баллонов 2 — ТехноРемСтрой-Казань, ООО, торговая компания

Анализ причин взрывов кислородных баллонов 2 - ТехноРемСтрой-Казань, ООО, торговая компания Кислород

Почему взрывается кислородный баллон

Существует несколько причин взрыва кислородного баллона.

  • Высокая окислительная активность кислорода. Многие горючие вещества и материалы становятся взрывоопасными при контакте с кислородом. В результате может произойти взрыв и возникнуть пожар.
  • Опасность взрыва может возникнуть из-за высокого давления внутри баллона, нагрева, повышения содержания кислорода в объеме воздуха.
  • Взрыв может быть вызван искрой, возникшей при работе металлическим инструментом, например, гаечным ключом.
  • Резиновые уплотнители, укрепляющие и герметизирующие выходной вентиль баллона, могут загореться при высоком давлении.
  • Пористые органические вещества (угольная мелочь, сажа, торф, ткани из шерсти и хлопка и т.п.), пропитанные жидким кислородом, могут стать причиной воспламенения и сильного взрыва.
  • Контакт кислорода с маслом или другими смазочными материалами может закончиться возгоранием и привести к взрыву.

Взрывоопасная зона и класс взрывоопасной зоны

Выбор оборудования производственного назначения осуществляется, исходя их норм, установленных действующими ГОСТами. Технологи и инженеры определяют выбор электрооборудования, исходя из класса взрывоопасной зоны. Это среда, где функционирует техническая или энергетическая установка, при несоблюдении правил управления которой в воздухе может образоваться избыток взрывоопасного газа.

  • Зона 0 или территория, где ВЗОС присутствует на протяжении длительного промежутка времени. 
  • Зона 1. Характеризуется вероятностью образования в ней повышенного содержания взрывоопасных газов и соединений при соблюдении всех правил техники безопасности. 
  • Зона 2. Территории с низкой вероятность формирования ВЗОС и газов. 

Существует также иная классификация ВЗОС, которая связана с характеристикой образования паров опасных соединений. Усиленная вентиляция в производственном сооружении может стать причиной ухудшения взрывоопасной ситуации. Так, выделяется: 

Статью прислал: FlowerPower

Действующие температурные классы взрывоопасных смесей

Каждая смесь, которая обладает способностью к воспламенению, имеет индивидуальные показатели температурного режима. Рассматриваемые параметры позволяют ограничить уровень нагрева взрывозащищенного оборудования, исключает вероятность их самостоятельного воспламенения, исходя из действующего температурного режима.

Например, для класса Т1 предусмотрено температурное ограничение в более 450 градусов по Цельсию. Температурный класс Т2 характеризуется диапазоном теплового воздействия в промежутке от 300 до 450 градусов. Оставшиеся 4 группы имеют следующее содержание:

Категория взрывоопасной смеси

Свойства газов, а также смесей, которые потенциально опасны для человека, регламентируются действующими ГОСТами. Существует 2 большие подгруппы: 

  • Газ метан, который активно выделяется при проведении работ на шахтах, а также при добыче полезных ископаемых при работе на горных массивах. 
  • Иные пары, которые не образуются в результате проведения манипуляций в земной коре. 

Метан, который образуется при деятельности в шахтах, включает в себя рудничный газ, где высока удельная доля гомологов метана, водорода и иных горючих соединений. Существует также классификация электрооборудования, исходя из допустимых показателей БЭМЗ и МТВ. Она включает в себя следующие подгруппы:

  • II А – это техническое оборудование, где безопасный зазор между фланцами оболочек составляет 0,9 мм, а расчетная величина МТВ превышает 0,8 мм. 
  • II B – категория взрывоопасной смеси, которая устанавливает требования к электрическим машинам, где показатель БЭМЗ составляет менее 0,5 мм, а МТВ – не более 0,45 мм. 
  • II С – электрооборудование с допустимой величиной безопасного зазора до 0,5 мм, МТВ – до 0,45 мм. 

Кислород

Кислород — газообразное вещество, содержащееся в воздухе в количестве 21% и обладающее окислительными свойствами. Является одним из обязательных компонентов горючей среды при пожаре и образовании взрывоопасных паро-, газо- и пылевоздушных смесей.

С увеличением концентрации кислорода в горючей среде скорость горения веществ и материалов увеличивается. Пожаротушение в таких средах затрудняется.

Предельную концентрацию кислорода в горючей среде, при которой прекращается распространение пламени, называют МВСК. Для большинства веществ и материалов минимальная взрывоопасная концентрация кислорода составляет 12 (об.), а для водорода,ацетилена, металлов и некоторых других веществ до 4 об. В обогащенных кислородом средах (свыше 21 об.) флегматизирующая концентрация ингибиторов существенно повышается, диапазон концентраций между НКПР и ВКВР расширяется, температура самовоспламенения и МЭЗ материала снижается.

Кислород хранят и транспортируют в сжатом состоянии в стальных баллонах или в сжиженном состоянии в изотермических ёмкостях отдельно от других веществ и материалов. Недопустимо попадание масла на арматуру баллона с кислородом из-за опасности взрыва. Жидкий кислород, смачивая пористыегорючие материалы (хлопок, целлюлоз ткани), образует пожаро- иливзрывоопасные смеси.

Лит.: Баратов А.Н. Горение – Пожар – Взрыв – Безопасность. М, 2003; Мальцев В.М., Мальцев В.И., Кашпроров Л.Я. Основные характеристики горения. М., 1977.

Краткие сведения о кислороде, пропан-бутане и ацетилене — газресурс

Кислород — это газ без вкуса, запаха и цвета, не горючий, но активно поддерживает горение, немного тяжелее воздуха. При нормальном атмосферном давлении (760 мм ртутного столба) при температуре 0° С масса 1 м куб. кислорода равна 1.43 кг, а при нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С, масса 1 м куб. кислорода равна 1.33 кг, масса 1 м куб воздуха равна 1.29 кг.

Кислород — это газ без вкуса, запаха и цвета, не горючий, но активно поддерживает горение, немного тяжелее воздуха. При нормальном атмосферном давлении (760 мм ртутного столба) при температуре 0° С масса 1 м куб. кислорода равна 1.43 кг, а при нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С, масса 1 м куб. кислорода равна 1.33 кг, масса 1 м куб воздуха равна 1.29 кг.

В промышленности кислород получают из атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения и ректификации.

Технический кислород для газопламенных работ получают в специальных установках из атмосферного воздуха в жидком состоянии. Жидкий кислород — это легко подвижная, голубоватая жидкость. Температура кипения (начало испарения) жидкого кислорода минус 183° С.

При нормальных условиях и температуре минус 183° С. легко испаряется, превращаясь в газообразное состояние. При повышении температуры интенсивность испарении увеличивается. Из 1 литра жидкого кислорода, образуется около 860 литров газообразного.

Кислород обладает большой химической активностью. Реакция соединения его с маслами, жирами, угольной пылью, ворсинками ткани и т.д., приводит их к мгновенному окислению, самовоспламенению и взрыву при обычных температурах.

Кислород в смеси с горючими газами и парами горючих жидкостей образует в широких пределах взрывчатые смеси.

«Кислород газообразный технический» согласно ГОСТ 5583- 78 выпускается для сварки и резки трех сортов: 1-й — чистотой не менее 99,7%, 2-й — не менее 99,5%, 3-й — не менее 99,2% по объёму. Чем меньше в кислороде газовых примесей, тем выше скорость реза, чище кромки и меньше расход кислорода. На предприятие поставляется в газообразном состоянии, в стальных кислородных баллонах «голубого» цвета ёмкостью 40 дм. куб. и давлением 150 кгс/см2. Сжатый кислород хранят и транспортируют в баллонах по ГОСТ 949-73.


Пропан — технический, бесцветный газ с резким запахом, состоящий из пропана С3Н8 или из пропана и пропилена С3Н6, суммарное содержание которых должно быть не менее 93%. Получают пропан при переработке нефтепродуктов. Пропанобутановая смесь – это смесь газов главным образом технического пропана и бутана. Эти газы относятся к группе тяжёлых углеводородов. Сырьём для их получения являются природные нефтяные газы, отходящие газы нефтеперерабатывающих заводов. Эти газы в чистом виде или в виде смесей при нормальной температуре и на большом повышении давления могут быть переведены из газообразного состояния в жидкое состояние.Хранится и транспортируется пропанобутановая смесь в жидком состоянии, а используется в газообразном.

Газообразная пропанобутановая смесь — это горючий газ без вкуса, запаха и цвета, тяжелее воздуха в 2 раза, поэтому при утечке газа он не рассеивается в атмосфере, а опускается вниз и заполняет углубления пола или местности.

При содержании газа пропан-бутана в воздухе или кислороде до нижнего предела взрываемости и внесении открытого огня происходит горение газа вокруг источника открытого огня.

При содержании газа пропан-бутана в воздухе или кислороде свыше нижнего предела взрываемости и внесении открытого огня или искры происходит пожар, т.е. интенсивное горение газа.

Газообразная пропанобутановая смесь при атмосферном давлении не обладает токсичным (отравляющим) воздействием на организм человека, так как мало растворяется в крови. Но, попадая в воздух, смешивается с ним, вытесняет и уменьшает содержание кислорода в воздухе. Человек, находящийся, а такой атмосфере испытывает кислородное голодание, а при значительных концентрациях газа в воздухе может погибнуть от удушья.

Предельно допустимая концентрация пропан-бутана в воздухе рабочей зоны должна быть не более 300 мг/м3(в пересчёте на углерод).При попадании жидкого пропан-бутана на кожные покровы тела, нормальная температура которого 36,6 град. С, происходит быстрое его испарение и интенсивный отбор тепла с поверхности тела, затем наступает обморожение.

По ГОСТ 20448-80 промышленность выпускает пропанобутановую смесь 3 марок:

  • пропан технический, с содержанием пропана более 93%, бутана — менее 3 процентов;
  • бутан технический, с содержанием бутана менее 93%, пропана не более 4 процентов;
  • пропанобутановая смесь, 2-х типов: зимняя и летняя.

На предприятия для газопламенной обработки металлов поставляется пропанобутановая смесь в стальных баллонах зимняя и летняя.

Зимняя пропанобутановая смесь содержит 15% пропана, 25% бутана и прочих компонентов.

Летняя пропанобутановая смесь содержит 60% бутана, 40% пропана и прочих компонентов.

Для сжигания I куб. м газообразной пропано-бутановой смеси требуется 25-27 куб. м воздуха или 3,58 — 3,63 кг кислорода.

Температура воспламенения с воздухом:

  • пропана — 510 град. С;
  • бутана — 540 град. С

Температура воспламенения пропанобутановой смеси:

  • с воздухом 490-510 град. С;
  • с кислородом — 465-480 град. С.

Температура пламени пропанобутановой смеси с кислородом зависит от её состава и равна 2200-2680 град. С. При окислительном пламени (избыток кислорода) температура повышается.

Теплотворная способность пропанобутановой смеси равна 93000 Дж/м куб. (22000 ккал/м куб.).

Скорость горения пропанобутановой смеси:

  • при обычном горении 0,8 – 1,5 м/сек.;
  • при дистанционном (со взрывом) 1,5 — 3,5 км/сек.

Пределы взрывоопасности пропан-бутана при нормальном давлении составляют:

  • нижний – 1,5%;
  • верхний – 9,5%.нижний – 2%;
  • верхний – 46%.

Пропанобутановые смеси в жидком виде разрушают резину, поэтому необходимо тщательно следить за резиновыми изделиями, применяемыми в газопламенной аппаратуре, и в случае необходимости производить их своевременную замену.

Наибольшая опасность разрушения резины существует зимой, вследствие большей вероятности попадания жидкой фазы пропанобутановой смеси в рукава.


Ацетилен — это горючий газ, без цвета, вкуса, с резким специфическим чесночным запахом, он легче воздуха. Его плотность по отношению к воздуху 0,9.

При нормальном атмосферном давлении (760 мм ртутного столба) и температуре плюс 20 град. С 1 м куб. имеет массу 1,09 кг, воздух 1,20 кг.

При нормальном атмосферном давлении и температуре от — 82,4 градуса до — 84 градусов С ацетилен переходит из газообразного в жидкое состояние, а при температуре минус 85 град. С затвердевает.

Ацетилен — единственный широко применяемый в промышленности газ, горение и взрыв которого возможны в отсутствии кислорода или других окислителей.

При газопламенной обработке металлов ацетилен используют либо в газообразном состоянии, получая его в передвижных или стационарных ацетиленовых генераторах, либо растворённым в ацетиленовых баллонах. Растворенный ацетилен по ГОСТ 5457-75 представляет собой раствор газообразного ацетилена в ацетоне, распределённый в пористом наполнителе под давлением до 1,9 МПА (19 кгс/см2). В качестве пористых наполнителей используются насыпные – берёзовый активированный уголь (БАЦ) и литые пористые массы.

Основным сырьём для получения ацетилена является карбид кальция. Это твёрдое вещество тёмно-серого или коричневатого цвета. Ацетилен получается в результате разложения (гидролиза) кусков, карбида кальция водой. Выход ацетилена на 1 кг карбида кальция составляет 250 дм куб. Для разложения 1 кг карбида кальция требуется от 5 до 20 дм куб. воды. Карбид кальция транспортируется в герметически закрытых барабанах. Масса карбида в одном барабане от 50 до 130 кг.

При нормальном атмосферном давлении ацетилен с воздухом и кислородом образуют взрывоопасные смеси. Пределы взрывоопасности ацетилена с воздухом:

  • нижний – 2,2%;
  • верхний – 81%.

Пределы взрывоопасности ацетилена с кислородом:

  • нижний – 2,3%;
  • верхний – 93%.

Наиболее взрывоопасные концентрации ацетилена с воздухом и кислородом составляют:

  • нижний – 7%;
  • верхний – 13%.

Литература

 1. Сборник нормативных документов в кислородной промышленности: спр-е изд-е / Сост. В.П. Чижиченко. — К.: Охрана труда, 2001. — 519 с.

2. ДНА ОП 0.00-1.07-94. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (с изменениями и дополнениями). — К.: Госнадзорохрантруда Украины, 1994. — 79с.

3. Типовая инструкция по охране труда при наполнении кислородом баллонов и обращении с ними у потребителей. — М.: ОАО «Гипрокислород», 1991.

4. ПБПРВ-88. Правила безопасности при производстве и потреблении продуктов разделения воздуха. — М.: Металлургия, 1988. — 56 с.

5. Александров Л. К. Правила безопасности при наполнении кислородом баллонов и обращении с ними у потребителей // Технические газы. — 2001. — №3. — С. 58–61.

6. ДСТУ 2448-94. Кислородная резка. Требования безопасности. С изменением № 1 2001г.

Наиболее частая причина — человеческий фактор

Согласно статистике чаще всего причиной трагических аварий является человеческий фактор, в первую очередь — нарушение правил техники безопасности и техники эксплуатации. Порой это происходит по причине незнания, порой по причине небрежности и безответственности.

Чтобы избежать этого, на предприятии должны регулярно проводиться инструктажи и с последующей проверкой уровня подготовки персонала к работе с газовыми баллонами и другими устройствами. Должно быть выделено и специально оборудовано помещение, предназначенное для работы с газовым оборудованием. Кроме того, для транспортировки и хранения баллонов должны иметься специальные приспособления.

Все это существенно снижает риск возгорания и взрыва баллона с кислородом, но, к сожалению, не исключает его полностью.

Общая характеристика взрывоопасных газов

При работе на большой глубине возможно образование избыточного количества опасных соединений, содержащихся в воздухе. Среди особо следует отметить следующие взрывоопасные газы: 

  • Метан. Представляет собой бесцветный газ, который является результатом разложения растительности, расположенной в толще почвы, а также угля и останков животного происхождения. Это соединение не имеет запаха, однако сам факт её наличия в воздухе существенно уменьшает уровень максимального количества кислорода. Если концентрация достигает значения в 5-10%, то создается угроза взрывоопасной ситуации. 
  • Пропан, бутан, пропилен и иные соединения углерода и водорода. В минимальных количествах эти газы не представляют угрозы для здоровья человека. Повышение удельного количества пропана до 2.5%, а бутана до 2%, пропилена до 3% существенно повышает вероятность образования взрывоопасной смеси
  • Сероводород. Соединение, которое при контакте со слизистой оболочкой человеческого организма вызывает раздражение и поражение нервной системы. Увеличение содержания газа до 5-35% может стать причиной формирования взрывоопасной смеси
  • Водород. Не обладает вкусом и запахом, однако его высокая концентрация способствует вызову удушающего состояния. Увеличение концентрации до 50-60% рассматривается как формирование ВЗОС. 

Температура самовоспламенения и пределы воспламеняемости газов

Версия для печати

При смешении газа с воздухом образуется взрывоопасная смесь, при этом концентрация газа зависит от его состава. Пределы воспламеняемости — это то количество газа в смеси, при котором происходит воспламенение и самопроизвольное распространение пламени.

До нижнего предела воспламеняемости (т.е. до минимального количества газа в смеси) не происходит воспламенение и горение. Между нижним и верхним пределами воспламеняемости смесь начинает гореть, в том числе и после удаления источника зажигания.

ГазСмесь газа и кислородаСмесь газа и воздуха
Содержание, об. %Содержание, об. %Максимальное
давление взрыва,
МПа
Коэффициент избытка воздуха при пределах воспламенения
При пределах воспламеняемостиПри пределах воспламеняемостиПри стехиометрическом составе смесиПри составе смеси, дающем максимальное давление взрыва
нижнемверхнемнижнемверхнемнижнемверхнем
Водород4,094,04,075,029,532,30,7399,80,15
Оксид углерода12,594,012,574,029,52,90,15
Метан5,06,05,015,09,59,80,7171,80,65
Этан3,056,03,212,55,686,280,7251,90,42
Пропан2,255,02,39,54,044,600,8581,70,40
н-Бутан1,749,01,78,53,143,60,8581,70,35
Изобутан1,749,01,88,43,14~1,80,35
н-Пентан1,47,82,563,00,8651,80,31
Этилен3,080,03,016,06,58,00,8862,20,17
Пропилен2,053,02,410,04,5~5,1~0,891,90,37
Бутилен1,4750,01,79,03,4~4,0~0,881,70,35
Ацетилен2,589,02,580,07,7514,51,033,30,019

Температура самовоспламенения — это минимальный показатель температуры, при которой начинается процесс горения без внешнего подвода теплоты. Значения в таблице являются экспериментальными данными, так как фиксированные показатели сложно получить на практике из-за влияния многих факторов: степени однородности газовоздушной смеси, содержания газа, давления, способа нагрева и т.д.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий