ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОЙ ФАЗЫ СУГ

Сжиженный углеводородный (СУГ) газ при хранении находится в двухфазном состоянии: в баллоне (резервуаре) в виде жидкости внизу сосуда и как газ в верхней части. При использовании в качестве топлива СУГ подается в горелки в газообразном состоянии. Исходя из вышеизложенного, свойства жидкой и паровой фазы требуют отдельного рассмотрения.

Среди физико-химических свойств жидкой фазы, которые во многом определяют требования безопасности к транспортировке и хранению СУГ, можно выделить следующие:

• высокий коэффициент объемного расширения;

• сильное охлаждающее действие;

• образование статического электричества;

• образование пирофорных отложений.

Рис. 1. Заполнение баллона СУГ

Про объемное расширение СУГ

Сжиженные углеводородные газы имеют высокий коэффициент объемного расширения. Этот показатель характеризует относительное изменение объем жидкости при нагревании на 1 °С. Коэффициент объемного расширения пропана в 16,1 раз больше, чем у воды, бутана — в 11 раз больше. По этой причине сосуды со сжиженными углеводородными газами наполняют жидкой фазой не более чем на 85 % (рис. 1), создавая в верхней части «подушку» из пара. Переполнение может привести к разрыву при нагреве. Плотность жидкой фазы пропана — 528 кг/м³, бутана — 601 кг/м³. Газовые баллоны заправляют на газонаполнительных станциях (ГНС) или газонаполнительных пунктах (ГНП), там их заправляют строго по весу на специальных весовых установках.

Баллон при использовании должен располагаться вертикально, чтобы испарившийся газ находился в верхней части и мог поступать к вентилю баллона. Баллоны со сжиженным углеводородным газом необходимо защищать от нагрева. Их нельзя оставлять на солнце, устанавливать рядом с отопительными приборами. Максимальная температура нагрева баллона СУГ не должна превышать 45 °С. Именно при такой температуре давление паров пропана составляет 1,6 МПа, что является максимальным рабочим давлением баллонов СУГ. Большая часть взрывов происходит зимой из-за значительной разницы между температурой, при которой баллон заправляется, и температурой эксплуатации. Если баллон заправлен более 85 % на холодной улице, а затем доставлен в теплое помещение, то давление в нем резко возрастает. Как результат — разрушение стенки (рис. 2), выход СУГ и взрыв.

Пожары при разгерметизации баллонов СУГ сопровождаются объемной вспышкой, избыточное давление приводит к разрушению строительных конструкций, травмированию граждан. От взрыва вылетают окна и двери, происходит распространение пламени, образуются вторичные очаги пожара.

Рис. 2. Разрушение баллона СУГ

Источник: https://sovet-ingenera.com/wp-content/uploads/2019/10/bce120bdba1ea14f21798665ab36700b.i1200x900x687.jpeg. 

Часто такие случаи происходят при установке натяжных потолков. Баллон с улицы вносят в помещение, где работает газовая горелка, что приводит к повышению температуры в нем. Такой случай произошел в г. Дзержинске Нижегородской области в декабре 2009 г. в доме № 13 по переулку Западный. Взорвался 12-литровый баллон, погибли 7 человек. По результатам расследования судом была установлена вина оператора автогазозаправочной станции. Он получил 6 лет колонии по ч. 3 ст. 238 УК РФ «Оказание услуг, не отвечающих требованиям безопасности, повлекшее по неосторожности смерть двух и более лиц». Перед заправкой оператор не проверил наличие в баллоне остатков газа и наполнил его сверх установленных норм. При нагреве баллона сжиженный газ расширился, образовалась трещина в обечайке с истечением газа.

Баллоны СУГ представляют опасность для лиц, участвующих в тушении пожара. Возможно развитие нескольких неблагоприятных сценариев:

• тепловое воздействие «пожара-вспышки»;

• воздействие волны сжатия взрыва;

• тепловое воздействие огненного шара;

• тепловое воздействие струйного факела горящего газа;

• воздействие осколков разорвавшегося баллона.

---

Требования пожарной безопасности к эксплуатации газовых баллонов

Требования пожарной безопасности при эксплуатации инженерных систем

---

Про охлаждающее действие СУГ

При попадании в атмосферу в результате утечки сжиженный углеводородный газ начинает интенсивно испаряться. При этом у объектов, с которыми СУГ соприкасается, отбирается тепло, что приводит к их резкому охлаждению. Попав на кожу человека, жидкая фаза вызывает обморожение. Холод приводит к спазму сосудов, нарушается кровоснабжение тканей. При сильном обморожении образуются пузыри, которые лопаются, появляются долго не заживающие раны. Обморожение возможно как зимой, так и летом, на открытом воздухе и в отапливаемом помещении. Отрицательная температура испаряющегося СУГ не зависит от температуры окружающей среды. Обморожение может иметь тяжкие последствия. Известен случай гибели двух работников газонаполнительной станции, которых облило жидкой фазой в результате разрыва корпуса насоса, перекачивающего СУГ.

Попадание жидкой фазы СУГ в глаза может привести к потере зрения. При работе с жидкой фазой нельзя надевать шерстяные и хлопчатобумажные перчатки, так как они плотно прилегают к телу, пропитываются жидким газом и не спасают от обморожения. Необходимо пользоваться кожаными или брезентовыми рукавицами, прорезиненными фартуками, очками.

Из-за значительного охлаждающего действия материалы, применяемые при изготовлении оборудования СУГ, прежде всего резинотканевые рукава, уплотнительные прокладки, мембраны регуляторов, запорных и сбросных клапанов должны быть стойкими к воздействию низких температур. Кроме того, СУГ может разлагать резину. Поэтому резинотехнические изделия, применяемые в оборудовании объектов СУГ, изготавливаются из маслобензостойкой морозостойкой резины марки МБС.

Статическое электричество

При трении слоев жидкой фазы между собой, при трении жидкости о металл стенок сосудов и труб накапливается статическое электричество. Эти процессы особенно интенсивно происходят при перевозке СУГ в цистернах. Для выравнивания потенциалов и предотвращения пожаров не допускают накопления заряда, для чего отводят его с корпуса автомашины в землю. При перевозке крепится стальная цепь, конец которой волочится по дорожному покрытию. Наполнение цистерны и слив горючего газа также представляют опасность, так как при искрении и одновременной утечке топлива возможен пожар. Согласно пункту 7.35 СП 156.13130.2014 «Станции автомобильные заправочные. Требования пожарной безопасности» для контроля заземления автоцистерн следует применять специализированные автоматизированные устройства заземления, осуществляющие автоматическое прекращение наполнения резервуара или сигнализацию при неисправности системы заземления. Заземляющие устройства автоцистерны подключаются к общему контуру заземления автогазозаправочной станции.

Пирофорные соединения

Под пирофорностью понимается способность твердого вещества в мелкодисперсном состоянии к самовозгоранию при отсутствии нагрева. При наличии в СУГ сернистых соединений в резервуарах образуются пирофорные отложения. Они способны к самовозгоранию при взаимодействии с кислородом воздуха из-за наличия активных сульфидов железа. Конечно, эта проблема относится прежде всего к нефтяной отрасли. Но и при обращении с СУГ необходимо соблюдать меры безопасности. Например, при обследовании и ремонте резервуаров пирофорные отложения, извлеченные из них, должны поддерживаться во влажном состоянии и вывозиться с территории объекта СУГ для захоронения в отведенном месте.

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

ОПАСНЫЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА

В данной статье мы расскажем о взрывопожароопасности природного газа и его удушающем действии.

читать полностью

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ РОССИИ

По запасам природного газа в традиционных месторождениях Российская Федерация занимает первое место в мире — около 50 трлн м3. В топливно-энергетическом балансе нашей страны он занимает ведущее место, обеспечивая более 55 % от общей потребности в энергоресурсах. В данной статье подробно расскажем о том, где именно находятся указанные месторождения.

читать полностью

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПЛАМЕНИ

Стабилизация пламени в газовых горелках очень важна, поскольку ее нарушение может привести к пожару. В данной статье мы рассказываем, какими способами достигается стабилизация пламени, а также как предотвратить ее отрыв и проскок. 

читать полностью

S-2164 (А018)
2873