Тушение газовых баллонов => Министерство внутренних дел российской федерации. Федеральное государственное учреждение. Научно-исследовательский...

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА"

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ»

 

УТВЕРЖДЕНО

Начальник ГУГПС МВД России

генерал-лейтенант внутренней службы

Е.А. Серебренников

13 июля 2000 г.

 

ТАКТИКА ДЕЙСТВИЙ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ В УСЛОВИЯХ ВОЗМОЖНОГО ВЗРЫВА ГАЗОВЫХ БАЛЛОНОВ В ОЧАГЕ ПОЖАРА

 

Рекомендации

 

УДК 614.842.61:66.076

 

 

Разработаны ФГУ ВНИИПО МВД России, отделом пожаротушения ГУГПС МВД России.

 

Внесены и подготовлены к утверждению отделом пожаротушения ГУГПС МВД России.

 

Авторский коллектив: М.М. Верзилин, Л.H. Савельев, Ю.Н. Шебеко, В.Ю. Навценя, А.К. Костюхин, О.В. Васина, В.Я. Яшин.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Настоящие рекомендации по действиям личного состава Государственной противопожарной службы МВД России в условиях возможного взрыва газовых баллонов в очаге пожара разработаны на основе результатов научно-исследовательских работ, выполненных во Всероссийском научно-исследовательском институте противопожарной обороны МВД России совместно с отделом пожаротушения ГУГПС МВД России, изучения опыта ликвидации аварий, сопровождающихся пожарами, на объектах с обращением газовых баллонов, а также с учетом зарубежного опыта.

По статистическим данным, количество пожаров со взрывами газовых баллонов, сопровождающихся травмами и гибелью людей, составляет более 18 % от общего количества несчастных случаев, происшедших при ведении боевых действий при тушении пожаров, а число погибших на таких пожарах сотрудников ГПС составляет 45 % от общего числа.

Рекомендации предназначены для использования в практической деятельности подразделениями пожарной охраны и участниками тушения пожара.

В представленном материале изложена тактика действий личного состава ГПС в условиях возможного возникновения аварийных ситуаций при тушении пожара на объектах с наличием бытовых газовых баллонов емкостью 1, 5, 12, 27 и 50 л, а также с промышленными баллонами емкостью не более 40 л.

 

I. СПЕЦИФИКА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ, СВЯЗАННЫХ С ОБРАЩЕНИЕМ ГАЗОВЫХ БАЛЛОНОВ

 

Широкое использование на практике сжиженных углеводородных и сжатых газов (СУГ) обусловило применение резервуаров (баллонов) для хранения и транспортировки этих продуктов в различных отраслях промышленности и в быту.

Для приготовления пищи в домах индивидуальной постройки повсеместно используются баллоны стальные сварные для хранения углеводородных газов, выпускаемые 25 заводами Российской Федерации в соответствии с требованиями ГОСТ 15860. В настоящее время их количество насчитывает порядка 40 млн. штук.

Основным видом газовых баллонов (около 85 %) являются резервуары вместимостью 50 и 27 л, рассчитанные на рабочее давление 1,6 МПа (16 ати). По данным заводов изготовителей, диапазон давлений разрушения составляет для баллонов вместимостью 5 л - 12-16 МПа (120-160 ати), для 27 л - 7,5-13 МПа (75-130 ати), а для 50 л - 7,5-12 МПа (75-120 ати). Промышленные 40-литровые баллоны рассчитаны на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее давление газа.

Указанный диапазон давлений может уменьшаться при попадании баллонов с газом в очаг пожара.

Баллоны, предназначенные для хранения и транспортировки газов, окрашиваются эмалевой, масляной или алюминиевой краской и отличаются по цвету. Цвета окраски баллонов и надписей на них приведены в табл. 1. 

 

Таблица 1

Окраска газовых баллонов

 

Наименование газа	Окраска баллона	Текст надписи	Цвет надписи
Азот	Черная	Азот	Желтый
Аммиак	Желтая	Аммиак	Черный
Аргон	Серая	Аргон	Зеленый
Ацетилен	Белая	Ацетилен	Красный
Водород	Темно-зеленая	Водород	Красный
Воздух	Черная	Сжатый воздух	Белый
Гелий	Коричневая	Гелий	Белый
Кислород	Голубая	Кислород	Черный
Пропан	Красная	Пропан	Белый
Сероводород	Белая	Сероводород	Красный
Углекислота	Черная	Углекислота	Желтый
Фреон (номер)	Алюминиевая	Фреон (номер)	Черный
Хлор	Защитная	-	-
Этилен	Фиолетовая	Этилен	Красный
Другие горючие газы	Красная	Наименование газа	Белый

 

Баллоны, содержащие СУГ, обладают высокой пожарной опасностью, что подтверждается крупными инцидентами на объектах с их наличием. Из всех углеводородных газов наибольшую опасность представляет ацетилен.

Особую опасность представляют газовые баллоны на пожаре для участников его тушения.

Пожары на объектах, связанных с обращением баллонов с газом под давлением, характеризуются возможностью проявления в различном сочетании следующих опасных сценариев:

теплового воздействия "пожара-вспышки",

воздействия волны сжатия взрыва;

теплового воздействия огненного шара;

теплового воздействия струйного факела горящего газа;

осколков разорвавшегося баллона;

удушья в результате уменьшения содержания кислорода в воздухе при скоплении в нем газов в избыточном количестве;

наркотического действия отдельных газов, даже при незначительной концентрации в воздухе.

При тушении объектов с наличием газовых баллонов следует учитывать физико-химические свойства применяемого газа.

В соответствии с ГОСТ 20448-90, распространяющимся на сжиженные углеводородные газы, предназначенные в качестве топлива для коммунально-бытового потребления и других целей, существуют основные марки сжиженных газов:

ПТ - пропан технический;

СПБТ - смесь пропана и бутана технических;

БТ - бутан технический.

В марках ПТ, СПБТ и БТ содержание метана, этана и этилена не нормируется; пропана и пропилена в ПТ содержится не менее 75 %, а в СПБТ и БТ - не нормируется; содержание бутанов и бутиленов в ПТ не нормируется, в СПБТ их не более 60 %; в БТ их содержится не менее 60 %. Жидкий остаток углеводородов (С5 и выше) составляет не более 1-2 % от объема.

Основными компонентами сжиженных углеводородных газов являются пропан и бутан. Они токсичны, их пары могут скапливаться в низких и непроветриваемых местах, так как обладают большей плотностью (в 1,5-2 раза), чем воздух. Углеводородные сжиженные газы (после испарения) образуют с воздухом взрывоопасные смеси.

 

Показатели пожаровзрывоопасности наиболее распространенных газов¹:

_________________

¹ Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд.: в 2-х книгах / Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Кравчук Г.Н. и др. - М.: Химия, 1990.

 

пропан, С₃Н₈, горючий газ, температура вспышки -96 °С, температура самовоспламенения 470 °С, концентрационные пределы распространения пламени 2,3-9,4 % (об.);

бутан, c₄h₁₀, горючий газ, плотность по воздуху 2,0665, температура вспышки -69 °С, температура самовоспламенения 405 °С, концентрационные пределы распространения пламени 1,8-9,1 % (об.);

метан, СН₄, горючий бесцветный газ, плотность по воздуху 0,5517, температура самовоспламенения 537 "С, концентрационные пределы распространения пламени 5,28-14,1 % (об.) в воздухе;

ацетилен, С₂Н₂, горючий взрывоопасный газ, плотность по воздуху 0,9107, температура самовоспламенения 335 °С, нижний концентрационный предел распространения пламени 2,5 % (об.). Ацетилен разлагается с выделением большого количества тепла и при определенных условиях со взрывом. Легко реагирует с солями серебра, меди и ртути и образует при этом нестойкие взрывчатые ацетилениды. Ацетилен хранится в баллонах с пористой массой при давлении 1-1,5 МПа (10-15 ати);

водород, Н₂, горючий газ, плотность по воздуху 0,0695, температура самовоспламенения 510 °С, концентрационные пределы распространения пламени 4,12-75,0 % (об.) в воздухе. Водород хранится и транспортируется к месту работы в стальных баллонах под давлением 15 МПа (150 ати);

кислород, О₂, бесцветный газ, сильный окислитель, плотность газа по воздуху 1,105. В атмосфере, обогащенной кислородом, горючие вещества становятся более опасными: легче загораются, имеют более низкую температуру самовоспламенения, большую скорость выгорания и полноту сгорания. Для тушения веществ в атмосфере, обогащенной кислородом, огнетушащие вещества необходимо подавать с интенсивностью 40 л/с и более;

азот, N₂, негорючий газ, плотность по воздуху 0,967. Азот находится в баллонах под давлением 15 МПа (150 ати);

углекислота, СО₃, негорючий газ, плотность по воздуху 1,51, температура кипения -78,5 °С. Углекислый газ находится в баллонах под давлением 6 МПа (60 ати).

Применяемые в быту сжиженные углеводородные газы имеют температуру кипения в пределах от -0,5 до -50 °С и ниже. При испарении 1 кг жидкого газа в нормальных условиях образуется около 380-530 л газообразного продукта (пара). Для образования пожаровзрывоопасной газовоздушной смеси достаточно небольшой утечки газа, а ее воспламенение может произойти практически от любого источника зажигания. Высокая испаряемость и парообразующая способность сжиженных углеводородных газов обусловливают высокую скорость их выгорания и значительные размеры зоны горения. Температура пламени факела достигает 1500 °С.

Сжиженные газы обладают большим коэффициентом объемного расширения, в связи с этим при нагреве баллонов в них быстро растет давление и возникает угроза взрыва.

 

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 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, возникновение новых очагов пожаров и взрывов, сопровождается высокотемпературным выбросом газов (пламени);

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 прочность 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 мин;

разрыв баллона, как правило, происходит по боковой образующей, максимальный радиус разлета осколков баллона, разорвавшегося на открытой площадке, составляет 250 м, высота подъема осколков около 30 м;

при взрыве газового баллона со сжиженным газом возможно образование "огненного шара" диаметром 10 м;

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 °С. При других температурах давление газа в баллоне для ацетилена должно быть не более указанного в табл. 2.

 

Таблица 2

 

Температура, °С	-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 увеличением температуры выше 56 °С 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 °С 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 °С.

В случае возникновения пожара в помещении ацетиленовые баллоны представляют наибольшую опасность;