|
Híreink         Szakmai linkek Szaknévsor |
Skobrák Róbert emlékére: Gáztócsa – a robbanásveszély kialakulása, sajátosságai és elhárítása2024. április 05. 13:21
Cseppfolyósgáz-tócsa Cseppfolyós gáztócsa alakulhat ki a nyomás alatt cseppfolyósított gázok szabadba kerülésekor nyomáson, illetve mélyhűtéssel cseppfolyósított gázt tartalmazó tartály sérülése esetén is. A végeredmény azonban ugyanaz: mélyhűtött cseppfolyós gáztócsa marad a helyszínen. Melyek a beavatkozás szempontjai? Ha a kiömlött nagy mennyiségű, nyomás alatt cseppfolyósított gáz a szabadba kerülés után azonnal nem gyullad meg, akkor nagyobb része elpárolog, kisebb része pedig a párolgás okozta hőelvonás következtében erősen lehűlt, más szóval mélyhűtött tócsaként maradhat meg. Az elpárolgó gáz mennyisége az adott cseppfolyós gáz forrásponti hőmérsékletének és a környezeti levegő hőmérsékletének különbségéből határozható meg hozzávetőlegesen. A hőmérséklet-különbség adja azt a százalékos mennyiséget, amely a szabadba kerülés pillanatában elpárolog, gázneművé válik. Példaszámítás: Cseppfolyós propán kerül a szabadba.
A példa szerint cseppfolyós etilén 0 ºC feletti külső hőmérséklet esetén elvileg nem kerülhet cseppfolyós állapotban a szabadba, mivel az etilén forrpontja és a külső hőmérséklet közötti különbség több, mint 100 ºC. Hirtelen nagy mennyiségű cseppfolyós etilén szabadba kerülése során azonban a nagy mennyiségű gáz elpárolgása akkora hőelvonással járhat, hogy kialakulhat a cseppfolyós tócsa. A szabadba kerülő etilén többnyire igen alacsony hőmérsékletű ködként terül szét a talajszinten. Tulajdonságai hasonlóak a cseppfolyós halmazállapotéhoz, de sűrűsége, tehetetlensége kisebb, a légáramlatok jobban befolyásolják terjedését. Cseppfolyós gáztócsa nem csak a nyomás alatt cseppfolyósított gázok szabadba kerülése nyomáson, hanem mélyhűtéssel cseppfolyósított gázt tartalmazó tartály, szállítóedény stb. sérülése esetén is kialakulhat. A végeredmény azonban ugyanaz: mélyhűtött cseppfolyós gáztócsa marad a helyszínen. A cseppfolyós halmazállapotú gáz más folyadékokhoz hasonlóan az alacsonyabban fekvő területek felé terjed. A cseppfolyós gáztároló terek, tartályok környezete ennek megfelelően, védőgödörrel, kármentő csatornákkal van kialakítva.
A gáztócsa elhárítása A folyadékfázisú gáztócsa elleni védekezésnél elsődleges teendő a terjedés megakadályozása. Amennyiben a cseppfolyós gáz kármentővel, felfogótérrel el nem látott területen kerül a szabadba, úgy a továbbterjedése, elfolyása ellen az alacsonyabban fekvő területek földsánccal történő elszeparálásával, a csatornaszemek lefedésével védekezhetünk. Hőszigetelés kialakítása A kiömlött gáztócsa párolgását a környezetből elvont hőmennyiség okozza. A gáztócsát alulról a talaj, felülről a levegő, illetve a napsugárzás melegíti. A talaj felől történő hőbevitelt megakadályozni sajnos semmiképp nem áll módunkban. A levegővel való érintkezést, a napsugárzás okozta fűtést azonban hőszigetelés alkalmazásával megakadályozhatjuk, csökkenthetjük. Hőszigetelés kialakítására a legjobb – és a tűzoltóknál rendszerint kéznél levő – eszköz a habtakaró alkalmazása. Ez azonban kétélű fegyver. Ha nehézhabot alkalmazunk, abból 15 – 20 perc alatt a benne lévő habképzőanyag-oldat fele kiválik (lásd: félvízkiválási idő!). A víz fajhője azonban magas, sőt, a természetben ismert anyagok közül a legmagasabb. A tűzcsapból nyert víz hőmérséklete kb. 12 – 14 °C, egy mélyhűtött propán-tócsáé viszont -42 °C. A nehézhabból kivált víz minden literje (kilogrammja) 1°C-nyi lehűlés közben 1 kcal, azaz 4,1868 kJoule hőmennyiséget ad át a cseppfolyós gáznak. Miközben tehát a habból kivált víz +12 °C-ról a gáztócsa hőfokára, azaz -42 °C-ra hűl, eközben 54 fokkal csökken a hőmérséklete, vagyis 54×4,1868 = 226 kJoule hőmennyiséggel segíti elő a cseppfolyós gáz párolgását. És akkor még nem vettük figyelembe a kivált víz megfagyása, vagyis a halmazállapot-változás közben felszabaduló úgynevezett rejtett hőt, ami az előzőekben számítottnak hozzávetőleg a háromszorosa! Mindent összevetve, nehézhab alkalmazása esetén könnyen abba a hibába eshetünk, hogy hőszigetelés ürügyén több hőt viszünk be a hidegen megőrizni kívánt gáztócsába, mint amennyivel a legerősebb napsugárzás melegíthette volna. Az elmondottakból következik, hogy sokkal jobb eredményt érhetnénk el az alacsony víztartalmú könnyűhab, mint hőszigetelés alkalmazásával. Ez esetben azonban problémát jelent, hogy a könnyűhab túl könnyű, s szabadtéri alkalmazását lehetetlenné teszi, hogy már viszonylag gyenge szellő is képes a habtakarót felszaggatni, magával sodorni. Ezért kompromisszumos megoldásként csak a középhabbal való letakarást alkalmazhatjuk, azt is csak annak állandó szem előtt tartásával, hogy a lehető legkevesebb, s a lehető legnagyobb kiadósságú hab alkalmazására kerüljön sor. (Középhabnak a 20 – 200 közötti kiadósságú habokat nevezzük. Ezen belül a széles körben elterjedt kézi habsziták 50 – 75 közötti kiadósságú habot állítanak elő. Ismertek azonban olyan eszközök is, amelyek 150 körüli kiadósságú középhabot képesek előállítani. Aki a gáztócsa letakarására jóelőre és tudatosan készül, pl. mert cseppfolyósgáz-tartályok védelmét látja el, annak célszerű ilyen nagyobb kiadósságú eszközöket még időben beszereznie és készenlétben tartania.)
Jegesedés - kristályképződés Széles körben elterjedt tévhit, hogy a mélyhűtött gáztócsa felületére juttatott habból kiváló víz a gáztócsa felszínén megfagyva összefüggő jégréteget képez, és a párolgást ezáltal, mint egy mechanikai záró réteg, akadályozza. Sajnos, ezt a tévhitet el kell oszlatnunk. A habból kiváló csekély mennyiségű víz a cseppfolyós gáz igen alacsony hőmérsékletén rendkívül gyorsan hűl le, s eközben nem összefüggő jégréteggé, hanem a hópehelyhez hasonló jégkristályokká fagy meg. (Aki látott már hőszigetelés nélküli, mélyhűtött gázt tartalmazó vezetéket, az tudja, hogy az ilyen cső felszíne nem egyszerűen jegesedik, hanem deresedik, vagyis nem jégkéreg, hanem jégkristályok képződnek rajta.) A képződő jég sűrűsége kb. 0,9 kg/dm³; ezért van az, hogy a jéghegy ugyan úszik a tengerben, de csak a csúcsa látszik ki a vízből. Az iparban elterjedten használt cseppfolyós gázok sűrűsége azonban – a víz 1 kg/dm³-es sűrűségével szemben – csak 0,5 kg/dm³ körül van, abban tehát a képződő jég nemhogy nem úszik, de azonnal elsüllyed! A jégkristályok így nem a gáztócsa felszínén, hanem annak alján gyűlnek össze. De még ha nem így lenne, s a jégkristályok a tócsa felszínén úsznának, akkor sem alkotnának összefüggő jégkérget. Nem szabad ugyanis megfeledkeznünk arról, hogy a szabadba került, mélyhűtött gáztócsa állandó forrásban van, ezért annak felszínén folyamatosan gázbuborékok jelennek meg. Mindenki látott már tányérba kimert húslevest, amelynek felszínén a zsír vékony, de összefüggő réteget alkot. De vajon láthatunk-e ilyen összefüggő réteget a fazékban, a forrásban lévő leves felületén?
A szigetelés eredményessége A cseppfolyós gáztócsa párolgását egy jól kialakított habtakaróval mérsékelni tudjuk ugyan, de teljesen megakadályozni nem vagyunk képesek. Az így képződő gázfázis a tócsa közelében kisebb-nagyobb felhőt alkot. Ennek a gázfelhőnek a tulajdonságairól a következő cikkben ejtünk szót. Alapvető tulajdonságainak tárgyalása után a hígításáról, körülhatárolásáról későbbi cikkben számolunk be. Most csak annyit szükséges feltétlenül megjegyezni, hogy a gázfelhő oszlatására alkalmas eszközök vízzel működnek. Ezeket az eszközöket úgy kell telepíteni, hogy a felhasznált víz véletlenül se kerülhessen a gáztócsába, nehogy annak fokozott párolgását okozza.
Skobrák Róbert igazgató Pólik Gyula tű. hdgy., szolgálatparancsnok h. Megjelent: Védelem 2009/1. száma (a titulusok az akkori helyzetet tükrözik)
Ezt a hírt eddig 681 látogató olvasta. |
Megrendülten olvastuk a hírt, hogy elhunyt volt kollégánk, kiváló szerzőnk, Skobrák Róbert, Tiszaújváros hivatásos, majd létesítményi tűzoltóparancsnoka. Egy 2009-es cikkével tisztelgünk emléke előtt.
