II. Особенности поведения газовых баллонов в очаге пожара
При пожарах на объектах, с наличием баллонов с газами, помимо основных факторов пожара (открытый огонь, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и т.д.), как правило, проявляются вторичные факторы:
волна сжатия, образующаяся при взрыве баллона сопровождается высокотемпературным выбросом газов (пламени) и влекущая за собой разрушение зданий или отдельных их частей, загромождение дорог и подъездов к горящему объекту и водоисточникам, разрушение (или повреждение) наружного и внутреннего водопроводов, пожарной техники, стационарных средств тушения, технологического оборудования, возникновению новых очагов пожаров и взрывов;
осколки и детали разорвавшихся баллонов;
тепловое излучение.
Особенности оперативно-тактической обстановки при воздействии теплового излучения на баллоны с различными газами в очаге пожара:
а) баллон с бытовым газом.
При попадании баллона с СУГ (бытовым газом) в очаг пожара происходит нагревание сосуда, что приводит к кипению жидкой фазы и повышению давления в нем. Пламя нагревает стенки сосуда и ослабляет их первоначальную прочности вследствие неравномерного прогрева поверхности, что, как правило, приводит к разрушению сосуда. При этом пары от мгновенного испарения жидкости зажигаются и образуется "огненный шар".
При взрыве бытового газового баллона с пропан-бутаном в очаге пожара возможны сценарии развития аварии, как с образованием, так и без образования "огненного шара".
В результате проведенных исследований на открытой площадке установлено следующее:
при попадании 50 литрового газового баллона со сжиженным газом в очаг пожара его разгерметизация с последующим взрывом происходит в течение первых 3,5 минут;
разрыв баллона, как правило, происходит по боковой образующей, максимальный радиус разлета осколков баллона, разорвавшегося на открытой площадке, составляет 250 метров, высота подъема осколков около 30 метров;
при взрыве газового баллона со сжиженным газом возможно образование "огненного шара" диаметром 10 метров;
вследствие снижения прочности стенок баллона его разгерметизация происходит при давлении 5,3-8,5 МПа (53-85 ати).
При пожаре сжиженный газ, выходящий из баллона может гореть в паровой, жидкой и парожидкостной фазах, каждая из которых имеет свою температуру горения.
Характер истечения газа из баллона можно определить по цвету и виду пламени:
в паровой фазе газ горит светло-желтым пламенем;
в жидкой фазе пламя ярко-оранжевое с выделением сажи;
в парожидкостной фазе горение происходит с периодически меняющейся высотой пламени.
Данные признаки видимого пламени являются косвенными характеристиками разгерметизации баллона с бытовым газом.
б) баллон с ацетиленом.
Рабочее давление газа в наполненном ацетиленом баллоне не должно превышать 1,6 МПа (16 ати) при температуре 20 oС. При других температурах давление газа в баллоне для ацетилена должно быть не более указанного в табл. 2.
Таблица 2
| Температура, oС | -10 | -5 | 0 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
| Давление в баллоне, ати | 7 | 8 | 9 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22,5 | 25 |
С повышением температуры выше 56 oС резко падает растворимость ацетилена в ацетоне и ацетилен из растворенного состояния переходит в газообразное. Давление в баллоне дополнительно увеличивается в результате испарения ацетона и нагрева его паров. При повышении температуры от 20 до 100 oС давление в баллоне возрастает в 11,2 раза и составляет 17,9 МПа (179 ати).
Химически чистый газообразный ацетилен (без смеси с воздухом или кислородом) взрывается при избыточном давлении 0,2 МПа (2 ати) и температуре выше 450-500 oС.
В случае возникновения пожара в помещении ацетиленовые баллоны представляют наибольшую опасность.
в) баллон с кислородом.
Аварийная разгерметизация кислородного баллона приводит к воспламенению промасленных строительных конструкций и одежды участников тушения пожара, а также к интенсификации процесса горения. При нагревании баллона с кислородом давление газа повышается. Изменение давления кислорода в баллоне в зависимости от температуры приведены в табл. 3.
Таблица 3.
| Температура, oС | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Давление в баллоне, ати | 145 | 150 | 155 | 160 | 165 | 170 |
г) баллон с водородом.
В условиях пожара при увеличении температуры (соответственно и давления) водород диффундирует в материал стенок баллона, что влечет за собой потерю первоначальной прочности баллона и его взрыву.
д) баллон с азотом.
В условиях пожара увеличивается давление азота в баллоне, что может повлечь за собой деформацию и разрушение стенок баллона.
Изменение давления азота в баллоне, нормальное давление которого при температуре 20 oС составляет 15 МПа (150 ати), в зависимости от температуры приведено в табл. 4.
Таблица 4.
| Температура, oС | -20 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 |
| Давление в баллоне, ати | 130 | 140 | 150 | 160 | 170 | 190 | 200 | 210 | 220 | 230 | 240 |
