Warum Gasflaschen explodieren: Hauptgründe und vorbeugende Maßnahmen

Zugegeben, die Nachricht, dass irgendwo eine Gasflasche explodiert ist, die wir leider manchmal im Fernsehen oder von Freunden hören, lässt uns über unsere eigene Sicherheit nachdenken. Und es gibt keinen Grund zur Selbstzufriedenheit, dass uns das in dieser Situation nicht passieren wird.

Die Folgen einer solchen Explosion und des dadurch verursachten Brandes können äußerst tragisch sein, und zwar nicht nur für Eigentum, sondern auch für die Gesundheit und das Leben der Menschen in der Nähe. Wir helfen Ihnen zu verstehen, warum Gasflaschen explodieren können und wie Sie sich vor großen Problemen schützen können, ohne auf die Benutzerfreundlichkeit zu verzichten.

Zu diesem Zweck haben wir die Merkmale bestehender Typen von Haushaltsgasbehältern untersucht, die Gründe für Explosionen in einer Reihe realer Fälle analysiert und die kompetenten Meinungen erfahrener Benutzer dazu untersucht. Der vorgeschlagene Artikel kann als eine Zusammenstellung von Regelwerken in verständlicher Form dargestellt werden, die in der Praxis die korrekte und sichere Verwendung von Gas in Flaschen ermöglichen.

Grundlegende Informationen zu Gasflaschen

Die Unentbehrlichkeit von Gasflaschen im Alltag kann von einem erheblichen Teil der russischen Bevölkerung mit Zuversicht bestätigt werden.

Für viele Menschen ist der Einsatz von Flüssiggasflaschen nicht nur eine Chance auf zusätzliche Annehmlichkeiten auf dem Land, sondern die einzige Möglichkeit, ihr Wohngebäude zu vergasen

Auf Landesebene hat Rostechnadzor allgemeine Probleme bei der Verwendung von Gasbehältern festgestellt, die Sie beachten müssen, da sie mit deren sicherer Verwendung zusammenhängen:

• veralteter Fuhrpark – etwa 90 % aller Flaschen sind beim Tanken nicht vor Überfüllung geschützt;
• Fehlen einer klaren staatlichen Regulierung im Bereich der Zirkulation von Zylindern auf dem Markt, was auch das Vorhandensein illegaler Nachfüller einschließt;
• die Notwendigkeit, technische Parameter zu verbessern und an internationale Standards anzupassen.

Die Nichteinhaltung dieser Anforderungen und Empfehlungen der Europäischen Kommission führt zu Schwierigkeiten bei der Gewährleistung der Sicherheit von in Russland verwendeten und importierten Gasflaschenprodukten.

Neben der Kenntnis der allgemeinen Probleme ist es hilfreich zu wissen, welche Zylinder existieren, das Gerät zu verstehen und einige der Nuancen zu verstehen, damit man sich leichter vorstellen kann, welche Ursachen zu einer Explosion führen und welche Bedingungen dazu beitragen können die Physik der Explosion und Verbrennung des darin verwendeten Gemisches.

Arten von Gasbehältern

Abhängig von der Anwendung, dem verwendeten Füllstoff und den Verbindungsmethoden, Gasbehälter können sich sowohl strukturell als auch im Material, aus dem der Körper besteht, unterscheiden.

Für den häuslichen Bedarf werden in der Regel Gasbehälter aus Metall (Stahl) oder Flaschen aus Verbundwerkstoffen verwendet. Jeder von ihnen hat seine Vor- und Nachteile

Am beliebtesten sind Metallzylinder, sowohl neue als auch alte Gefäße. Der Hauptgrund für die gestiegene Nachfrage nach Panzern dieses Typs ist ihr relativ niedriger Preis und die große Anzahl an Angeboten auf dem Markt, auch aufgrund von Panzern, die noch zu Sowjetzeiten hergestellt wurden.

Es sind jedoch Stahlflaschen, die der größten Explosionsgefahr ausgesetzt sind und bei deren Lagerung und Betrieb aus Sicherheitsgründen die Einhaltung einer Reihe von Bedingungen erforderlich ist. Daher werden wir näher auf sie eingehen.

Wie ist der Ballon aufgebaut?

Das Design des Gasbehälters ähnelt einem gewöhnlichen Feuerzeug, dessen Behälter ebenfalls mit einer Substanz in zwei Aggregatzuständen gefüllt ist. Ein Teil des Reservoirs ist mit Gas in flüssiger Phase besetzt, der verbleibende freie Raum ist mit dem gleichen Stoff, jedoch in gasförmiger (Arbeits-)Form, gefüllt. Über die Absperrvorrichtung gelangt das Gas in die entsprechende Anlage zur Zündung und bestimmungsgemäßen Verwendung.

Zum Standardpaket einer Gasflasche gehören:

1. Der Gasbehälter selbst oder die Hülle hat eine zylindrische Form und eine Mindestwandstärke von 2 mm.
2. Ballonventil mit Feststellelement und Handrad.
3. Eine Ringstütze (Schuh), die eine stabile vertikale Position des Gasbehälters gewährleistet.
4. Ein Gehäuse, das das Ventil während Transport, Lagerung und Betrieb vor Beschädigung und Verschmutzung schützt.

Die Kappe ist an einem speziellen Gewindeteil befestigt – dem Ring des Zylinderhalses.

Ein technisch und sicherheitstechnisch nützliches Gerät, das mit Gasflaschen ausgestattet werden kann, ist ein Propan-Reduzierer mit Manometer.

Durch seine Verwendung können Sie den Druck des Gemisches reduzieren, stabilisieren und auf den für einen bestimmten Gasverbraucher eingestellten Werten halten.Dieser Adapter kann problemlos an jedem Zylindertyp installiert werden.

Gasgemisch für Haushaltsflaschen

Der Füllstoff für die Flaschen ist Kohlenwasserstoffgas – eine Mischung aus Propan und Butan, die unter einem Druck von bis zu 15 MPa in den Behälter gepumpt wird.

Das Verhältnis dieser Kohlenwasserstoffe bestimmt die Saisonalität der Nutzung des Gemisches oder einer bestimmten Region. Tatsache ist, dass Propan und Butan bei relativ identischen Grundeigenschaften einen erheblichen Unterschied in der Verdampfungstemperatur aufweisen: Butan – 0,5 °C, Propan – 43 °C (mit Minuszeichen).

Da die Herstellung einzelner Flaschengasmarken für jede Region unpraktisch ist, sieht GOST ein einheitliches Propan-Butan-Gemisch mit einem bestimmten Prozentsatz dieser Gase vor

Die Kenntnis des Prinzips der Mischung von Kohlenwasserstoffen, die in Gastanks verwendet werden, ist nicht nur von entscheidender Bedeutung, um die Kraftstoffkosten zu senken (Butan ist billiger als Propan), sondern auch, um aufgrund der weniger intensiven Verdampfung von Butan das Risiko einer Überhitzung zu verringern Druckbildung mit deutlichem Anstieg der Umgebungstemperatur. Ein starker Druckanstieg im Tank kann zu einem Druckverlust und damit zu einer Explosion oder einem Brand führen.

Voraussetzungen für eine Explosion

Trotz steigender Anforderungen an den sicheren Umgang mit Flaschen und deren Qualität werden in Russland jedes Jahr mehr als 200 Menschen durch Flaschengasexplosionen tödlich getötet und viele weitere verletzt.

Nachdem wir die Informationen der Hersteller von Gasbehältern zusammengefasst haben, stellen wir die Druckbereiche vor, bei denen eine Zerstörung der Flaschen möglich ist:

Mit abnehmender Festigkeit der Kolbenwände sinkt der kritische Druckwert, der zu seiner Druckentlastung führt, auf 5,3 MPa.

Gasexplosion oder Verbrennung

Sie müssen verstehen, dass eine Explosion und eine Zylinderzündung nicht genau dasselbe sind. Beispielsweise lässt sich die Frage, ob eine Haushaltsgasflasche, die von einem Granatsplitter oder Einschussloch getroffen wurde, explodieren kann, nicht eindeutig mit „Ja“ beantworten.

Aus einem beschädigten Druckbehälter austretendes Gas verbrennt einfach. Eine Explosion erfordert einen geschlossenen Raum. Dies ist in der Regel die Flasche selbst, unter bestimmten Voraussetzungen, oder ein stark vergaster Raum

Eine Mischung aus Propan-Butan und Sauerstoff in der Luft außerhalb des Zylinders oder in das Innere des Zylinders explodiert, sobald der Druck im Inneren des Kolbens dem Atmosphärendruck entspricht.

Was führt dazu, dass Gasflaschen explodieren oder brennen?

Zylinder in einer Brandzone

Die Explosionsgefahr eines Behälters, der sich in einer Verbrennungszone befindet und in dem sich ein unter Druck stehendes Gasgemisch befindet, ist sehr hoch. Laut GOST beträgt die maximale sichere Temperatur für eine Kohlenwasserstoffflasche 45 °C. Es ist klar, dass im Brandherd der zulässige Grenzwert deutlich überschritten wird.

Die Physik des Prozesses ist wie folgt. Bei hohen Heiztemperaturen siedet die Mischung im Gefäß und dementsprechend steigt der Druck darin. Darüber hinaus schwächt eine ungleichmäßige Erwärmung der Schalenoberfläche deren Anfangsfestigkeit und führt zur Zerstörung der Wände.

Aufgrund der hohen plastischen Restverformung eines Gefäßes mit Gas und seiner Erwärmung kommt es in der Regel zu einer lokalen Schwellung der Wand (Ausbeulung) auf einer Seite. Der Bruch tritt am häufigsten entlang der Schweißnaht auf

Der aus dem Zylinder in flüssigem und dampfförmigem Zustand ausgestoßene Kohlenwasserstoff verdampft und entzündet sich schnell und hat in der Brandzone eine zusätzliche thermische Wirkung auf alles um ihn herum.

Nachdem Sie verstanden haben, warum Gasflaschen bei einem Brand in Häusern explodieren, sollten Sie auch wissen, wie sie sich beim Erhitzen verhalten können.

Es gibt zwei Möglichkeiten, den Kolben aufzubrechen:

1. Laut „hydraulischer“ Mechanik.
2. Starke Verdrehung und Bildung eines großen Risses am Boden und an der Schale.

Im ersten Fall füllt die flüssige Phase bei einem Temperaturanstieg auf 60 °C das Volumen des Gefäßes bei einem Druck von 1,5 - 2,5 MPa auf die Norm von 85 %. Bei einem weiteren Anstieg der Raumtemperatur auf 70 – 75 °C kommt es zur Zerstörung der Hülle.

Die zweite Option liegt vor, wenn im Behälter keine flüssige Phase vorhanden ist, wenn beispielsweise die verflüssigte Mischung aufgrund der Druckentlastung des Absperrorgans bei erhöhten Temperaturen im Brandfall verdampft.

In jedem Szenario können Fragmente eines zerbrochenen Zylinders mit hoher Geschwindigkeit in verschiedene Richtungen wegfliegen und eine Gefahr für Personen- und Sachschäden darstellen.

Übermäßige Füllung der Gasflasche

Beim Befüllen von Behältern mit Flüssiggas kommt es häufig zu einer Überfüllung. Dies geschieht aus Fahrlässigkeit oder vorsätzlichem Wunsch, die Auslastung des Tanks zu senken.

Es versteht sich, dass eine Überschreitung des zulässigen Drucks des Flüssiggases im Kolben beim Befüllen zu einer Verletzung seiner Festigkeit führen kann

Im Behälter sollte ein Teil des freien Volumens verbleiben – ein Polster für die Dampfphase der Kohlenwasserstoffe. Das sichere Volumen eines solchen Kissens beträgt mindestens 15 % des Gesamtvolumens des Tanks.In seiner Abwesenheit erhöht sich der Druck im Kolben um 0,7 MPa mit einem Anstieg der Temperatur der Mischung um jedes Grad, was nach Sicherheitsnormen inakzeptabel ist und zu einer Überbeanspruchung der Hülle und deren Bruch führen kann.

Die in den Behälter gepumpte Gasmenge ist hinsichtlich Druck und Masse streng reguliert und sollte 0,425 kg pro 1 Liter Behältervolumen nicht überschreiten.

Selbst bei der von GOST vorgeschriebenen Temperatur von +45 °C besteht bei einem überfüllten Kolben die große Gefahr eines Längsrisses entlang der Schweißnaht.

Wir empfehlen Ihnen auch, unseren anderen Artikel zu lesen, in dem wir ausführlich über die Regeln gesprochen haben Nachfüllen von Gasflaschen.

Erhitzen oder Kühlen der Gefäßwände

Das Propan-Butan-Gemisch hat einen großen Ausdehnungskoeffizienten und nimmt bereits bei einem leichten Temperaturanstieg stark an Volumen zu.

Eine Erhöhung des Drucks im Zylinder auf einen kritischen Wert ist möglich, wenn der Behälter längere Zeit in der Sonne unter direkter Sonneneinstrahlung erhitzt wird

Die Gefahr, dass sich der Druck der Mischung auf die Kolbenwände erhöht, besteht auch in einem Zylinder, der neben einer Wärmequelle aufgestellt ist.

Neben der Erwärmung bergen auch die negativen Auswirkungen negativer Temperaturen eine Reihe von Gefahren. Der erste ist eine Zunahme der Zerbrechlichkeit des Metalls. Und zweitens müssen Sie immer daran denken, dass Sie ein Gefäß, das längere Zeit der Kälte ausgesetzt war, auf keinen Fall in einen warmen Raum bringen sollten. Ein starker Anstieg der Temperatur des Kohlenwasserstoffgemisches ist unsicher.

Stöße und Stürze von Zylindern

Schäden und Entzündungen eines Behälters mit Gas können durch plötzliche mechanische Einwirkungen auf seine Wände verursacht werden, insbesondere wenn im Behälter niedrige oder umgekehrt extrem hohe Temperaturen herrschen.

Wenn ein Zylinder unter ungewöhnlich kalten Bedingungen verwendet wird, ändern sich die mechanischen Eigenschaften des Metalls – die Schlagfestigkeit des Stahls nimmt ab.

Aus diesem Grund kann ein starker Schlag auf die Flasche oder ihr starker Sturz die Dichtung des Behälters beschädigen und zur Freisetzung von Gas beitragen, das bei Vermischung mit Sauerstoff und bei Kontakt mit einem Funken zur Detonation des Gases führt. Luftgemisch

Im zweiten Fall führt eine Erhöhung der Temperatur und Erhitzung des im Kolben enthaltenen Gases, wie gesagt, zu einem starken Druckanstieg, der bei zusätzlicher Stoßeinwirkung auf das Gefäß zum Zerplatzen führen kann.

Fremdverunreinigungen im Gas

Wenn Wasser und Schwefelwasserstoff in einen Behälter mit Flüssiggas gelangen, besteht Explosionsgefahr. Ihr hoher Gehalt im Tank trägt zum Auftreten von Delaminationen und Ausbeulungen an der inneren Metalloberfläche der Hülle bei.

Solche Gefäßdefekte treten auf, wenn Propan 0,3 % oder mehr Schwefelwasserstoff enthält, und können bereits nach zwei Jahren Verwendung der Flasche beobachtet werden.

Schweißfehler

Weniger häufig, aber dennoch anzutreffen sind Probleme im Zusammenhang mit der Druckentlastung von Gasbehältern in der Wärmeeinflusszone.

Wenn eine Schweißnaht fehlerhaft ist, kann es zu einer Schwächung des Arbeitsabschnitts, Spannungskonzentrationen und in der Folge zu einer Öffnung der Längs- oder Umfangsnaht kommen

Die Gesamtintegrität der Schale kann erhalten bleiben, wenn eine fehlerhafte Schweißnaht reißt.

Szenarien zu den Folgen einer Zylinderexplosion

Die oben genannten Gründe für die Explosion oder den Brand von Gasbehältern können auf verschiedene Weise die folgenden Gefahrenszenarien hervorrufen.

Zylinderbruch und Flammenaustritt

Die Explosion einer Flasche und die Entzündung von Propan-Butan sind aufgrund folgender Faktoren gefährlich:

• eine starke Flammensäule, die die Feuerfläche schnell vergrößert;
• hohe Brandtemperatur an der Explosionsquelle;
• Toxizität von Verbrennungsprodukten.

Schäden können auch durch Ersticken entstehen, da der Sauerstoffgehalt stark abnimmt und sich die schädlichen Gase stark konzentrieren.

Durchgeführte Studien haben gezeigt, dass die Versiegelung eines 50-Liter-Gasbehälters mit Flüssiggas im Brandfall in weniger als 5 Minuten gebrochen ist. Dadurch entstand ein Feuerblitz mit der Freisetzung eines „Feuerballs“, der einen Durchmesser von 10 m erreichte

Typischerweise reißt ein Gefäß entlang seiner Seite.

Sekundäre schädliche Auswirkungen der Explosion

Sekundäre, aber nicht weniger schwerwiegende schädliche Folgen einer Zylinderexplosion sind:

• Ventiltrennung;
• Einwirkung einer Kompressionswelle oder Stoßwelle;
• Schäden durch Fragmente von Schalenelementen.

Fragmente des Zylinders und seiner abgetrennten Elemente können sehr weit fliegen, in einem Umkreis von bis zu 250 m Schaden anrichten und bis zu einer Höhe von dreißig Metern aufsteigen.

Gefahr von Gasaustritt

Die Gefahr des Austretens von Propan aus einem beschädigten Behälter besteht darin, dass im Raum sehr schnell und in großen Mengen eine explosionsfähige Konzentration eines Gemisches aus Kohlenwasserstoff und Sauerstoff entsteht – viel schneller als beim Austreten flüssiger brennbarer Stoffe.

Ein starkes Austreten der Mischung aus einem Kolben oder ein defektes Absperrventil kann durch Geruch oder Gehör erkannt werden – das Geräusch ähnelt dem, was wir hören, wenn ein Ballon schnell entleert wird.

Wenn Sie ein Gasleck vermuten oder um dessen Abwesenheit zu kontrollieren, reicht es aus, mit einem Schwamm eine Seifenlösung auf den Zylinder aufzutragen und anhand der sich bildenden Blasen den Ort des Druckabfalls zu bestimmen

Wenn es ein Gasleck gibt, ist es notwendig, den Leckbereich mit einem feuchten Lappen abzudecken, das Gefäß vorsichtig nach draußen zu bringen und den Gasarbeiter zu rufen.

Seit 2016 sehen technische Vorschriften die obligatorische Installation von Gaswarngeräten in neuen Häusern vor. Für bereits gebaute Häuser hat dieser Standard beratenden Charakter, die Vorteile dieses Geräts, insbesondere in Häusern, die Flaschengas verwenden, sind jedoch unbestritten.

Tatsache ist, dass die Dichte des Kohlenwasserstoffgemisches größer ist als die Dichte von Luft. Wenn die Dichtung des Kolbens, der Absperrvorrichtung oder des Verbindungsschlauchs beschädigt ist, beginnt sich am Boden Gas anzusammeln, dessen Geruch möglicherweise nicht sofort wahrnehmbar ist. Aus diesem Grund explodiert ein Propangemisch, das aus einer beschädigten Gasflasche in die Luft gelangt, in Häusern oft unbemerkt durch einen Funken.

Grundlagen des sicheren Umgangs mit Zylindern

Vor dem Einbau des Zylinders und Anschließen an Gasgeräte Als Erstes muss sichergestellt werden, dass das Gehäuse frei von Beschädigungen und Rost ist und dass das Ventil in einwandfreiem Zustand ist.

Es werden nur zertifizierte Flaschen verwendet, die von spezialisierten Organisationen geliefert werden und über einen Papierpass für alle Betriebszyklen und entsprechende Markierungen durch Schlagprägung verfügen.

Zu den wichtigsten technischen Anforderungen, die beim Betrieb von Zylindern zu beachten sind, gehören:

1. Alle Flaschen, mit Ausnahme einer (Fünf-Liter-Flasche zum Anschluss an einen Gasherd), müssen in Nebengebäuden außerhalb von Gebäuden und in einem Abstand von mindestens 5 m vom Eingang zu ihnen installiert werden.
2. Vermeiden Sie die Lagerung von Flaschen in Wohnräumen, Kellern und Dachböden.
3. Stellen Sie Flaschen nicht näher als 1 m von Heizgeräten und 5 m von offenem Feuer entfernt auf.

Zu den offensichtlichen, aber oft vergessenen Sicherheitsmaßnahmen bei der Verwendung von Behältern mit Gas gehören und müssen strikt befolgt werden:

1. Bringen Sie kein brennendes Streichholz oder Feuerzeug zur Flasche, um auf Gaslecks zu prüfen.
2. Die Verwendung offener Flammen zum Erhitzen des Getriebes oder Ventils ist strikt auszuschließen. Für diese Zwecke kann nur heißes Wasser verwendet werden.
3. Wenn im Raum Gas festgestellt wird, schalten Sie keine Elektrogeräte, einschließlich Lichter, ein und schalten Sie sie nicht aus. Die Temperatur eines Funkens in einer Steckdose oder einem Schalter kann bis zu tausend Grad erreichen.
4. Versuchen Sie nicht, Absperrventile und andere Strukturelemente des Zylinders selbst zu reparieren.

Darüber hinaus müssen Sie den vom Hersteller vorgeschriebenen Zeitrahmen für die Verwendung der Flaschen strikt einhalten. Schiffe, die vor Dezember 2014 hergestellt wurden, können 40 Jahre lang verwendet werden.

Mangels Informationen über die zulässige Nutzungsdauer von nach diesem Datum hergestellten Gasflaschen und ohne Begleitdokumentation empfiehlt Rostechnadzor, als Haltbarkeitsdauer der Flasche 20 Jahre anzunehmen.

Es ist strengstens verboten, Gasflaschen mit dem Ventil als Haltevorrichtung zu transportieren. Dies kann zu einem Druckabfall oder zum Bruch der Verriegelung führen.

Eine sichere Alternative zu Stahlgasflaschen sind modernere Polymer-Verbundbehälter – Eurozylinder. Ihre Flaschen sind durch ein Kunststoffgehäuse geschützt und sammeln keine statische Elektrizität an. Die Explosionssicherheit von Verbundflaschen wird durch die Ausstattung mit Sicherheitsvorrichtungen der neuen Generation gewährleistet – einem Schmelzlot und einem Rückschlagventil zum Ablassen von Hochdruck.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Die Gründe für Explosionen von Gasflaschen anhand realer Sachverhalte und was bei deren Einsatz getan werden kann und was nicht:

Wie man Gasflaschen zu Hause richtig nutzt und welche Anforderungen sie erfüllen müssen:

Bei all den bestehenden Risikofaktoren, die mit dem Betrieb von Gasgeräten einhergehen, gibt es keinen Grund, der Angst zu erliegen und den Komfort ihrer Nutzung im Alltag zu verweigern.

Theoretische Kenntnisse über die Ursachen und Begleitbedingungen der Explosion von Haushaltsgasflaschen sollen helfen, diese Angst zu überwinden. Und die Einhaltung der vorgegebenen Standards für ihre sichere Verwendung dient als zuverlässige Absicherung gegen die schwerwiegenden Folgen einer Gasexplosion und eines Brandes.

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