Чем опасен кислород в баллонах
Как взрывается кислородный баллон
Неправильная эксплуатация или транспортировка кислородного баллона могут стать причиной взрыва с печальными последствиями, а порой и с человеческими жертвами. Разрушения, вызванные взрывом кислородного баллона, порой соизмеримы с разрушениями от взрыва тротила.
Почему взрывается кислородный баллон
Существует несколько причин взрыва кислородного баллона.
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.
Взрыв баллона с кислородом от масла
Причиной сильного взрыва баллона и пожара может стать контакт горюче-смазочных материалов с жидким кислородом. В результате их соприкосновения образуются взрывоопасные соединения, которые могут сдетонировать и взорваться при нагревании баллона, его трении, ударе или сотрясении. При высокой концентрации кислорода в воздухе опасность образования таких соединений увеличивается. Особо опасным является соединение масел с жидким кислородом или под большим давлением. Опасность возгорания и взрыва имеет место и при заправке баллона, если в него попадает масло. Взрывы кислородных баллонов происходят и при откручивании вентиля кислородного баллона испачканными маслом рукавицами. По правилам ТБ в местах хранения и использования кислорода должен висеть плакат с надписью «Маслоопасно».
При погрузке, разгрузке, транспортировке, хранении и использовании баллонов с кислородом необходимо исключить: удары их друг о друга, падение, повреждение и загрязнение баллонов смазочными материалами. Баллоны необходимо защитить от действия осадков, солнечных лучей и других источников тепла.
Кислородный баллон: для чего нужен и какая вероятность взрыва
Кислородный баллон — это резервуар для хранения кислорода, который либо удерживается под давлением в газовых баллонах, либо находится в виде жидкого кислорода в криогенном резервуаре для хранения.
Для чего нужен кислородный баллон
Кислород является одним из самых распространенных элементов в природе. Он также входит в состав тела человека и всех других живых существ на планете. Кислородные баллоны используются для хранения газа для применения в следующих ситуациях и сферах:
Кислород также используют для:
Вероятность взрыва
Возгорание происходит при контакте кислорода с маслом и другими смазочными веществами. Выходной вентиль баллона укрепляется и герметизируется резиновыми прокладками. Они могут стать причиной возгорания при высоком давлении. При работе с гаечными металлическими ключами могут появиться искры, которые и подожгут смесь кислорода.
Причина взрыва
Главная опасность при работе с кислородом — его высокая химическая активность как окислителя. Большинство горючих веществ и материалов в контакте с кислородом становятся взрыво и пожароопасными. Опасность возрастает с повышением температуры, давления, скорости истечения и объемной доли кислорода в воздухе.
Смеси газообразного кислорода с горючими газами также взрывоопасны. Смазочные вещества и жировые загрязнения поверхностей, контактирующих с кислородом, являются причиной возгорания. Скорости горения материалов в кислороде в десятки раз выше, чем в воздушной среде.
Трагедии связанные с кислородным баллоном
Что известно про пожар в Запорожье:
Момент взрыва будки-склада для хранения баллонов с кислородом в челябинской городской больнице №2. По словам очевидцев, ударной волной выбило стекла в соседнем здании и повредило припаркованные поблизости автомобили. Из поликлиники эвакуированы свыше 150 пациентов. Пожарные ликвидировали открытое горение на площади 130 кв. м, повреждены два этажа здания.
Кислород не такой безопасный, как кажется
Содержание
В чистом кислороде горение происходит гораздо интенсивнее, чем в воздухе, и чем выше давление, тем быстрее горение. Негорючие или трудно поддающиеся возгоранию, в обычных условиях, материалы моментально загораются в атмосфере чистого O2.
При контакте с маслами, жирами, горючими пластмассами, угольной пылью, ворсинками органических веществ и т.п. чистый кислород способен окислять их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. И в дальнейшем может послужить причиной пожара.
По этой причине цилиндры кислородного компрессора смазывают дистиллированной водой, в которую добавляют 10% глицерина. Кроме того, поршневые кольца компрессоров для накачивания изготавливают из графита или другого антифрикционного материала работающего без смазки и не загрязняющего кислород органическими примесями.
В кислороде могут загораться и углеродистые стали при достаточном количестве тепла в месте соприкосновения и незначительной массе металла (например, при трении тонких пластин о массивные детали машин, наличии частиц окалины, стружки или железного порошка).
Для предотвращения возможности возникновения пожара необходимо строго следить, чтобы объемная доля O2 в рабочих помещениях не превышала 23%.
Несмотря на то, что человеку жизненно необходим кислород, но при его длительном вдыхании происходит поражение органов дыхания и легких с возможным последующим летальным исходом.
Жидкий кислород имеет низкую температуру, поэтому при попадании на кожу или в глаза он вызываем моментальное обморожение.
Опасен ли кислород в баллоне?
Если в кислороде присутствует избыток влаги, внутренняя стенка баллона начинает подвергаться коррозии. В результате образуются рыхлые массы гидратов оксида железа (Fe(OH), Fe(OH)2, Fe(OH)3) в которые свободно проникает кислород, что содействует распространению коррозии вглубь стенки.
Если баллоны наполнены сухим газом, то происходит очень медленное окисление железа в тонком поверхностном слое. В результате образующиеся окислы покрывают стенку сплошной пленкой препятствующей дальнейшему процессу окисления.
Практика показывает, что при отсутствии влаги в баллоне даже после 20 лет эксплуатации не наблюдается заметной коррозии металла на внутренней стенке.
В процессе газовой сварки или газовой резки в конце опорожнения баллона из-за низкого давления O2 возможно перетекание горючего газа (ацетилена, пропана, метана) находящегося в баллоне под более высоким давлением, что приводит к образованию взрывоопасной смеси взрывающейся при обратном ударе. Поэтому при заправке баллоны очень тщательно проверяют на наличие в них посторонних газов.
Симптомы у человека при недостатке кислорода в воздухе
Нормальное содержание O2 в воздухе находится в пределах 21%. При понижении его количества в результате сгорания или вымещения инертными газами (аргон, гелий) возникает недостаток кислорода, последствия, и симптомы которого указаны в таблице ниже.
При наличии вышеуказанных симптомов пострадавшего следует быстро вынести на свежий воздух и дать ему подышать кислородом или сделать искусственное дыхание. Необходима немедленная медицинская помощь.
Ингаляция насыщенного кислородом воздуха должна проводиться под наблюдением врача.
Правила безопасности при использовании, хранении и транспортировке кислорода
Все вышеуказанные свойства и особенности кислорода нужно принимать во внимание при его использовании, хранении и транспортировке.
Анализ причин взрывов кислородных баллонов, 2
Анализ причин взрывов кислородных баллонов. Журнал «ТЕХНИЧЕСКИЕ ГАЗЫ» 4/2004
Автор: Чижиченко Вадим Петрович
Взрывы кислородных баллонов, происходящие на различных предприятиях, свидетельствуют о том, что вопросам их безопасной эксплуатации не уделяется достаточного внимания. Положение усугубляется еще и тем, что в последние годы появилось значительное количество небольших предприятий, которые занимаются заправкой кислородных баллонов, используя газификационные установки типа СГУ и приобретая для этих целей на крупных воздухоразделительных станциях жидкий кислород. Делая, в общем, нужное дело, на этих предприятиях почти не обращают внимания на соблюдение требований охраны труда.
2. ПРИЧИНЫ ВЗРЫВОВ КИСЛОРОДНЫХ БАЛЛОНОВ
Главная опасность при работе с кислородом — его высокая химическая активность как окислителя. Большинство горючих веществ и материалов в контакте с кислородом становятся взрыво- и пожароопасными. Опасность возрастает с повышением температуры, давления, скорости истечения и объемной доли кислорода в воздухе. Смеси газообразного кислорода с горючими газами также взрывоопасны. Смазочные вещества и жировые загрязнения поверхностей, контактирующих с кислородом, являются причиной возгорания или, при определенной толщине слоя, причиной взрыва. Скорости горения материалов в кислороде в десятки раз выше, чем в воздушной среде. Конструкционные и уплотнительные неметаллические материалы (фибра, капрон, поликарбонат, резины на основе натуральных каучуков и др.) при появлении источника возгорания (искра, трение и т. п.) могут легко воспламеняться в кислороде высокого давления.
При обследовании кислородонаполнительных станций, а также организаций и предприятий, транспортирующих, снабжающих и использующих кислород, контролирующие органы выявляют самые разнообразные нарушения нормативных актов об охране труда при подготовке баллонов к наполнению, транспортировке и эксплуатации их у потребителей.
Журналы «Технические газы», «Охрана труда» неоднократно публиковали материалы о трагедиях, связанных с эксплуатацией кислородных баллонов, но, на мой взгляд, имеет смысл еще раз перечислить основные требования, которые необходимо соблюдать при работе с ними [1].
Разрешается наполнять кислородом только баллоны, прошедшие освидетельствование и имеющие клеймо испытательного пункта [2]. В соответствии с Положением об учете и использовании шифров клейм, утвержденным приказом Госнадзорохрантруда № 205 от 24.07.97 г., клеймо представляет собой окружность диаметром 12 мм, внутри которой в один ряд размещены прописная буква «У» (Украина), код испытательного пункта и две цифры (код населенного пункта). Например, УБ 41 — Украина, ООО «Кислород сервис», г. Киев. На баллоне также клеймением наносятся месяц, год испытания и год следующего освидетельствования. В горловину баллона должен быть ввернут вентиль, разрешенный к применению на кислородных баллонах (ВК-86, ВК-94, ВК-97, ВК-200). Для уплотнения резьбового соединения вентиля в горловине баллона применяется лента ФУМ или жидкое стекло (смесь из 50% жидкого стекла по ГОСТ 13078-81 и 50% мела по ГОСТ 8253-79). Использование для уплотнения свинцового сурика и глета запрещается.
Наполнители баллонов должны строго выполнять требования «Типовой инструкции по охране труда при наполнении кислородом баллонов и обращении с ними потребителей» [3] и «Правила безопасности при производстве и потреблении продуктов разделения воздуха» (ПБПРВ-88) [4]. Все взрывы кислородных баллонов происходили только из-за невыполнения требований указанных нормативных актов.
При работе с баллонами наиболее часто допускаются такие нарушения: применяются стальные ключи, являющиеся источником искрообразования; наличие масел на вентилях баллонов; не соблюдается время наполнения баллонов (не менее 15 мин), превышается допустимое давление при наполнении; истекающая струя остаточного давления из баллона не проверяется на наличие горючих газов.
При приемке баллонов особое внимание следует обращать на наличие остаточного давления (не ниже 0,5 кгс/см2) и проверять наличие следов углеводородов (метана, пропана, ацетилена) в истекающей струе кислорода. Проверка производится с помощью прибора СГГ-4М-3.70 (Россия) или СТХ-17-2(4) (Украина) [5]. При появлении светового или звукового сигнала баллон к заправке кислородом не допускается и отправляется в ремонтную мастерскую. Предприятия, использующие указанные приборы, уже неоднократно обнаруживали «зараженные» баллоны и изымали их из обращения, тем самым предотвращая возможные взрывы.
ОАО «Криогенмаш» рекомендует для снижения риска взрыва кислородных баллонов перед подсоединением их к наполнительной рампе проводить полный сброс остаточного давления в атмосферу. И хотя эта операция увеличивает общее время заправки баллонов, целесообразно использовать и этот метод. Следует также отметить, что если по каким-либо причинам в баллоне оказалось масло или другие горючие вещества, не определяемые газосигнализатором, то ни анализ остаточного давления газа, ни его сброс перед наполнением не позволят предотвратить возможность взрыва.
Неоднократны случаи, когда баллон без остаточного давления не принимался к заправке на кислородных наполнительных станциях, однако уже через некоторое время этот же баллон привозился повторно с остаточным давлением (водители производили подзаправку баллонов от компрессора воздухом со «следами» масла). В таких случаях рекомендуется баллоны без остаточного давления все же принимать, но с последующей сдачей на переосвидетельствование. К такому потребителю кислорода следует применять административные и финансовые меры воздействия.
Кислородные баллоны относятся к опасным грузам и, хотя минимальное количество 40-литровых баллонов, перевозимых как опасный груз, составляет 25 штук, перевозить даже меньшее количество баллонов следует с соблюдением необходимых мер безопасности в соответствии с «Европейским соглашением о перевозке опасных грузов (ДОПОГ)» и разработанными специализированными организациями на этой основе «Техническими условиями перевозки кислорода сжатого автомобильним транспортом».
Здание имело две входные двери 1м ´ 2 м и оконный проем 1,5м ´ 2,5 м.
Стены здания толщиной 380 мм выполнены из кирпича, перекрытие — из бетонных плит с рубероидным покрытием. С правой стороны здание сообщалось с азотной наполнительной станцией открытым проемом, а с левой стороны имело общую глухую стену с помещением электрического распредустройства.
Кислородная рампа стандартная 2´5 баллонов, что при работе от кислородной установки обеспечивало время заправки одной ветви рампы примерно 15 мин. Наполнительная рампа соединялась через запорный вентиль КС7141 диаметром 15 мм с латунным трубопроводом Æ28´4мм с реципиентной системой. Следует отметить, что при такой технологической схеме заправка одной ветви наполнительной рампы из 5 баллонов составляла 3–4 мин.
Установить доподлинно причину взрыва того или иного кислородного баллона очень сложно, а чаще всего и просто невозможно. Но, в принципе, причина всегда одна и та же — контакт газообразного кислорода с органическим веществом в сочетании с каким-либо дополнительным фактором. А этими факторами являются температура, давление, скорость движения кислорода, детонация, микроискра, которые и могут привести к взрыву. Немалую роль играет и человеческий фактор.
Выполнение всех требования нормативной документов в большей степени обезопасит от взрывов кислородных баллонов.
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.
Анализ причин взрывов кислородных баллонов, 1
Анализ причин взрывов кислородных баллонов. Комментарии к Луганской трагедии.
Журнал «ОХРАНА ТРУДА» 3/2010.
Автор: Чижиченко Вадим Петрович
3. ПО КАКИМ ПРИЗНАКАМ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ЧТО КИСЛОРОДНЫЙ БАЛЛОН ВЗОРВАЛСЯ, А КАКОЙ РАЗРУШИЛСЯ.
При расследовании предыдущих аварий, связанных с кислородными баллонами, характерны следующие признаки:
а) отрыв днища баллона с лучеобразными трещинами на нем (толщина днища примерно 15 мм);
б) отрыв горловины баллона;
в) корпус баллона разрывается на мелкие фрагменты (до сотни кусков), которые также имеют трещины;
г) на вентиле баллона остается только гайка от подключенного редуктора, штуцер отрывается;
д) прокладка между вентилем баллона и штуцером полностью выгорает;
е) измерение твердости металла с внутренней стороны баллона значительно превышает твердость металла баллона(наклеп);
ж) поликарбонатная вставка на латунном клапане вентиля выгорает или находится в состоянии по твердости не уступающей самой латуни;
з) клапан находится в открытом состоянии, его резьба заклинена в корпусе вентиля;
и) нижняя часть вентиля, вкрученного в баллон, покрыта нагаром;
к) проходное сечение в латунном вентиле и его комплектующие имеют розовый цвет побежалости от высокой температуры.
4. ОТКУДА В КИСЛОРОДНЫЙ БАЛЛОН МОЖЕТ ПОПАСТЬ ГОРЮЧИЙ ГАЗ?
Подавляющее большинство горючего газа (пропан) попадает в кислородный баллон во время газосварочных работ, в момент, когда давление кислорода в баллоне становится ниже, чем давление горючего газа (пропан) в газовом баллоне и возможен переток его в кислородный баллон. Попадание других горючих газов в кислородный баллон возможен при его использовании не по назначению.
6. КАКИМ ОБРАЗОМ МОЖНО ПРЕДОТВРАТИТЬ ПОПАДАНИЕ ГОРЮЧЕГО ГАЗА В КИСЛОРОДНЫЙ БАЛЛОН?
Во-первых, не использовать кислородные баллоны не по назначению. Во- вторых, при проведении газосварочных работ на резаках (горелках) предусмотреть обязательную установку огнепреградительных клапанов на кислородной и газовой линии соответственно. Эти клапана серийно выпускает украинское предприятие «Донмет», г.Краматорск. Это предотвратит переток одного газа в баллон другого при снижении давления ниже допустимого. Такое указание необходимо внести во все Правила, регламентирующие проведение газопламенных работ.
7. ЧТО НЕОБХОДИМО ПРЕДПРИНЯТЬ, ЧТОБЫ ИСКЛЮЧИТЬ АВАРИИ НА САМОЙ НАПОЛНИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ?
Необходимо выполнять инструкцию по наполнению кислородных баллонов на базе «Типовой инструкции при наполнении кислородных баллонов». И самое главное, при приемке пустых баллонов под наполнение в обязательном порядке проверять остаточное давление кислорода в баллоне (желательно не менее 3 кгс/см2) и на истекающей струе проверить присутствие в баллоне горючего газа с помощью чувствительного газотечеискателя.
Баллоны без остаточного давления направить на пункт освидетельствования или предварительно заправить газообразным азотом до давления 3-5 кгс/см2, проверить по истекающей струю с помощью чувствительного газотечеискателя на отсутствие горючего газа и только после этого, удалив газообразный азот, и сделав предварительную «промывку» баллоном кислородом, направить его на окончательную заправку.
Персоналу всех больниц (руководству, обслуживающему персоналу) необходимо пройти специальный курс обучения, знать инструкцию по безопасному обслуживанию кислородных баллонов.