Pourquoi les bouteilles de gaz explosent : principales raisons et mesures préventives

D'accord, la nouvelle selon laquelle une bouteille de gaz a explosé quelque part, que nous entendons malheureusement parfois à la télévision ou par des amis, nous fait réfléchir à notre propre sécurité. Et il n’y a pas de place pour l’autosatisfaction en pensant que cela ne nous arrivera pas dans cette situation.

Les conséquences qu'entraîne une telle explosion et l'incendie qu'elle provoque peuvent être les plus tragiques, et non seulement pour les biens, mais aussi pour la santé et la vie des personnes à proximité. Nous vous aiderons à comprendre pourquoi les bouteilles de gaz peuvent exploser et comment, sans sacrifier la commodité de leur utilisation, vous pouvez vous protéger des gros ennuis.

Pour ce faire, nous avons mené une étude des caractéristiques des types existants de récipients à gaz domestiques, analysé les raisons pour lesquelles des explosions se sont produites dans un certain nombre de cas réels et étudié les opinions compétentes d'utilisateurs expérimentés à ce sujet. L'article proposé peut être présenté comme une compilation d'ensembles de règles, présentées sous une forme compréhensible, qui permettent, en pratique, l'utilisation correcte et sûre du gaz en bouteilles.

Informations de base sur les bouteilles de gaz

Le caractère indispensable des bouteilles de gaz dans la vie quotidienne peut être confirmé avec confiance par une partie importante de la population russe.

Pour de nombreuses personnes, l'utilisation de bouteilles de gaz liquéfié n'est pas seulement une opportunité de disposer de commodités supplémentaires dans le pays, mais la seule option disponible pour gazéifier leur immeuble résidentiel.

Au niveau de l'État, Rostechnadzor a identifié des problèmes généraux liés à l'utilisation des récipients à gaz dont vous devez être conscient, car ils sont liés à leur utilisation en toute sécurité :

• flotte obsolète - environ 90 % de toutes les bouteilles ne sont pas protégées contre un remplissage excessif lors du ravitaillement ;
• manque de réglementation gouvernementale claire dans le domaine de la circulation des bouteilles sur le marché, ce qui inclut la présence de recharges illégales ;
• la nécessité d'améliorer et d'amener les paramètres techniques aux normes internationales.

Le non-respect de ces exigences et recommandations de la Commission européenne entraîne des difficultés pour assurer la sécurité des produits en bouteilles de gaz utilisés en Russie et importés.

En plus de connaître les problèmes généraux, pour mieux imaginer les raisons conduisant à une explosion et les conditions qui peuvent y contribuer, il sera utile de savoir quels cylindres existent, de comprendre le dispositif et de comprendre certaines des nuances de la physique de l'explosion et de la combustion du mélange qui y est utilisé.

Types de récipients à gaz

Selon l'application, le mastic utilisé et les méthodes de connexion, récipients à gaz peut différer à la fois structurellement et dans le matériau à partir duquel le corps est fabriqué.

Pour les besoins domestiques, on utilise généralement des récipients à gaz en métal (acier) ou des flacons en matériaux composites. Chacun d'eux a ses avantages et ses inconvénients

Les plus populaires sont les cylindres métalliques, qu’ils soient neufs ou anciens. La principale raison de la demande accrue de chars de ce type est leur prix relativement bas et le grand nombre d'offres sur le marché, notamment en raison des chars fabriqués à l'époque soviétique.

Mais ce sont les bouteilles en acier qui sont soumises au plus grand risque d'explosion et, conformément aux principes de sécurité, nécessitent le respect d'un certain nombre de conditions lors de leur stockage et de leur fonctionnement. Nous y reviendrons donc plus en détail.

Comment est construit le ballon ?

La conception du récipient à gaz ressemble à un briquet ordinaire, dont le récipient est également rempli d'une substance dans deux états d'agrégation. Une partie du réservoir est occupée par du gaz en phase liquide, l'espace libre restant est rempli de la même substance, mais sous forme gazeuse (de travail). Grâce au dispositif d'arrêt, le gaz pénètre dans l'équipement approprié pour être allumé et utilisé aux fins prévues.

L'emballage standard d'une bouteille de gaz comprend :

1. Le récipient à gaz lui-même, ou coque, est de forme cylindrique et avec une épaisseur de paroi minimale de 2 mm.
2. Valve à ballon avec élément de verrouillage et volant.
3. Un support annulaire (sabot) qui assure une position verticale stable de la bouteille de gaz.
4. Un boîtier qui protège la vanne contre les dommages et la contamination pendant le transport, le stockage et le fonctionnement.

Le capuchon est fixé à une partie filetée spéciale - l'anneau du col du cylindre.

Un dispositif technique et de sécurité utile qui peut être équipé de bouteilles de gaz est un réducteur de propane équipé d'un manomètre.

Son utilisation permet de réduire, stabiliser et maintenir la pression du mélange dans les valeurs fixées pour un consommateur de gaz spécifique.Cet adaptateur peut être facilement installé sur tout type de cylindre.

Mélange gazeux pour bouteilles domestiques

La charge des bouteilles est du gaz d'hydrocarbures - un mélange de propane et de butane, qui est pompé dans le récipient sous une pression allant jusqu'à 15 MPa.

Le rapport de ces hydrocarbures détermine la saisonnalité d'utilisation du mélange ou une région spécifique. Le fait est que, avec des propriétés de base relativement identiques, le propane et le butane présentent une différence significative en termes de températures d'évaporation : butane - 0,5 °C, propane - 43 °C (avec un signe moins).

En raison de l'impossibilité de produire des marques individuelles de gaz en bouteille pour chaque région, GOST prévoit un mélange propane-butane unifié avec un certain pourcentage de ces gaz.

La connaissance du principe de mélange des hydrocarbures utilisés dans les réservoirs de gaz est essentielle non seulement pour pouvoir réduire le coût du carburant (le butane est moins cher que le propane), mais aussi pour réduire, du fait de l'évaporation moins intense du butane, le risque de forte formation de pression avec une augmentation significative de la température ambiante. Une forte augmentation de la pression dans le réservoir peut provoquer sa dépressurisation et, par conséquent, une explosion ou un incendie.

Conditions préalables à une explosion

Malgré les exigences croissantes en matière de manipulation sûre des bouteilles et de leur qualité, chaque année en Russie, plus de 200 personnes sont tuées par des explosions de gaz en bouteilles et de nombreuses autres sont blessées.

Après avoir résumé les informations des fabricants de conteneurs de gaz, nous présentons les plages de pression auxquelles la destruction des flacons est possible :

À mesure que la résistance des parois du ballon diminue, la valeur de pression critique conduisant à sa dépressurisation diminue jusqu'à 5,3 MPa.

Explosion ou combustion de gaz

Il faut comprendre qu’une explosion et l’allumage d’un cylindre ne sont pas exactement la même chose. Par exemple, il est impossible de répondre par un « oui » clair à la question de savoir si une bouteille de gaz domestique ayant reçu un éclat d’obus ou un impact de balle peut exploser.

Le gaz s'échappant d'un récipient sous pression endommagé brûlera simplement. Une explosion nécessite un espace fermé. Il s'agit généralement de la bouteille elle-même, sous certaines conditions, ou d'une pièce fortement gazée

Un mélange de propane-butane et d'oxygène présent dans l'air à l'extérieur de la bouteille ou aspiré à l'intérieur explose une fois que la pression à l'intérieur du flacon est égale à la pression atmosphérique.

Qu’est-ce qui fait exploser ou brûler les bouteilles de gaz ?

Cylindre dans une zone d'incendie

Le risque d'explosion d'un récipient coincé dans une zone de combustion contenant un mélange gazeux sous pression est très élevé. Selon GOST, la température maximale de sécurité pour une bouteille d'hydrocarbures est de 45 °C. Il est clair que dans la source de l'incendie, cela dépasse largement la limite autorisée.

La physique du processus est la suivante. À des températures de chauffage élevées, le mélange dans le récipient bout et, par conséquent, la pression y augmente. De plus, un échauffement inégal de la surface de la coque affaiblit sa résistance initiale et entraîne la destruction des parois.

Habituellement, en raison de la déformation plastique résiduelle élevée d'un récipient contenant du gaz et de son chauffage, un gonflement local de la paroi (renflement) se produit d'un côté. La rupture se produit le plus souvent le long du cordon de soudure

S'évaporant et s'enflammant rapidement, l'hydrocarbure éjecté du cylindre à l'état liquide et vapeur a un effet thermique supplémentaire dans la zone d'incendie sur tout ce qui l'entoure.

Après avoir compris pourquoi les bouteilles de gaz explosent lors d'un incendie dans les maisons, il faut aussi savoir comment elles peuvent se comporter lorsqu'elles sont chauffées.

Il peut y avoir deux options pour rompre le flacon :

1. Selon la mécanique « hydraulique ».
2. Forte torsion et formation d'une large fissure sur le fond et la coque.

Dans le premier cas, la phase liquide avec une augmentation de température jusqu'à 60 ° C remplira le volume du récipient jusqu'à la norme de 85 % à une pression de 1,5 à 2,5 MPa. La destruction de la coquille se produira avec une nouvelle augmentation de la température dans la pièce jusqu'à 70 – 75 °C.

La deuxième option se produit lorsqu'il n'y a pas de phase liquide dans le récipient, si, par exemple, l'évaporation du mélange liquéfié s'est produite en raison de la dépressurisation du dispositif d'arrêt à des températures élevées en cas d'incendie.

Dans tous les scénarios, les fragments d'un cylindre rompu peuvent s'envoler à grande vitesse dans différentes directions, créant un risque de blessures corporelles et de dommages matériels.

Remplissage excessif de la bouteille de gaz

Souvent, lors du remplissage de conteneurs de gaz liquéfié, ils sont trop remplis. Cela se produit par négligence ou par volonté délibérée d’économiser sur le taux d’utilisation du réservoir.

Il faut comprendre que le dépassement de la pression admissible du gaz liquéfié dans le ballon lors de son remplissage peut entraîner une violation de sa résistance.

Il doit rester une partie du volume libre dans le récipient - un coussin pour la phase vapeur des hydrocarbures. Le volume sécuritaire d'un tel coussin est d'au moins 15 % du volume total du réservoir.En son absence, la pression dans le ballon augmente de 0,7 MPa avec une augmentation de la température du mélange de chaque degré, ce qui est inacceptable selon les normes de sécurité et peut conduire à une contrainte excessive de la coque et à sa rupture.

La quantité de gaz pompée dans le récipient est strictement réglementée en termes de pression et de masse et ne doit pas dépasser 0,425 kg pour 1 litre de volume du conteneur.

Même à la température de +45 °C prescrite par GOST, un ballon trop rempli présente un grand risque de rupture longitudinale le long de la soudure.

Nous vous recommandons également de lire notre autre article, où nous avons parlé en détail des règles. recharges de bouteilles de gaz.

Chauffer ou refroidir les parois de la cuve

Le mélange propane-butane, ayant un coefficient de dilatation élevé, augmente fortement de volume même avec une légère augmentation de sa température.

Augmenter la pression dans le cylindre jusqu'à une valeur critique est possible lorsque le récipient est chauffé longtemps au soleil, sous les rayons directs

Le danger d'augmenter la pression du mélange sur les parois du ballon existe également dans un cylindre installé à côté d'une source de chaleur.

Outre le chauffage, les effets négatifs des températures négatives comportent également un certain nombre de dangers. Le premier est une augmentation de la fragilité du métal. Et deuxièmement, vous devez vous rappeler à jamais que vous ne devez en aucun cas amener un récipient exposé au froid pendant une longue période dans une pièce chaude. Une forte augmentation de la température du mélange d'hydrocarbures est dangereuse.

Chocs et chutes de cylindres

Les dommages et l'inflammation d'un récipient contenant du gaz peuvent être causés par des impacts mécaniques soudains sur ses parois, notamment lorsque le réservoir se trouve dans des conditions de températures basses ou, au contraire, extrêmement élevées.

Lors de l'utilisation d'un cylindre dans des conditions anormalement froides, les propriétés mécaniques du métal changent - la résistance aux chocs de l'acier diminue.

Pour cette raison, un coup violent porté à la bouteille ou sa chute brutale peut endommager le joint du récipient et contribuer à la libération de gaz qui, mélangé à de l'oxygène et au contact d'une étincelle, entraînera la détonation du gaz. mélange d'air

Dans le second cas, augmenter la température et chauffer le gaz contenu dans le ballon, comme cela a été dit, augmente fortement sa pression, ce qui, avec des effets de choc supplémentaires sur le récipient, peut le rompre.

Impuretés étrangères dans le gaz

Le danger d'explosion se cache lorsque de l'eau et du sulfure d'hydrogène pénètrent dans un récipient contenant du gaz liquide. Leur teneur élevée dans le réservoir contribue à l’apparition de délaminages et de renflements sur la surface métallique interne de la coque.

De tels défauts vasculaires se produisent lorsqu'il y a 0,3 % ou plus de sulfure d'hydrogène dans le propane et peuvent être observés après seulement deux ans d'utilisation de la bouteille.

Défaut de soudure

Les problèmes associés à la dépressurisation des récipients à gaz dans la zone affectée par la chaleur sont moins courants, mais rencontrés.

Si une soudure est défectueuse, un affaiblissement de sa section de travail peut se produire, une concentration des contraintes et, par conséquent, une ouverture du joint longitudinal ou circonférentiel.

L'intégrité globale de la coque peut être préservée en cas de rupture d'une soudure défectueuse.

Scénarios sur les conséquences d'une explosion de cylindre

Les raisons ci-dessus de l'explosion ou de l'incendie de récipients à gaz peuvent, de diverses manières, provoquer les scénarios dangereux suivants.

Rupture de cylindre et émission de flammes

L'explosion d'une bouteille et l'inflammation du propane-butane sont dangereuses en raison des facteurs suivants :

• une colonne de forte flamme, augmentant rapidement la surface du feu ;
• température élevée du feu à la source de l'explosion ;
• toxicité des produits de combustion.

Des dommages peuvent également survenir par suffocation, en raison d'une diminution significative de l'oxygène avec une forte concentration de gaz nocifs.

Des études menées ont montré que l'étanchéité d'un récipient à gaz de 50 litres contenant du gaz liquéfié lors d'un incendie est rompue en moins de 5 minutes. En conséquence, un éclair de feu avec dégagement d'une « boule de feu » atteignant un diamètre de 10 m

Généralement, un vaisseau se rompt sur le côté.

Effets dommageables secondaires de l'explosion

Les conséquences dommageables secondaires, mais non moins graves, d'une explosion de cylindre sont :

• séparation des valves ;
• impact d'une onde de compression ou d'une onde de choc ;
• dommages causés par des fragments d'éléments de coque.

Les fragments du cylindre et de ses éléments détachés peuvent voler très loin, provoquant des dégâts dans un rayon allant jusqu'à 250 m, et s'élever jusqu'à une hauteur de trente mètres.

Risque de fuite de gaz

Le danger d'une fuite de propane d'un conteneur endommagé est qu'une concentration explosive d'un mélange d'hydrocarbures et d'oxygène est créée dans la pièce très rapidement et en grands volumes - beaucoup plus rapidement qu'avec des fuites de substances liquides inflammables.

Une forte fuite du mélange d'un ballon ou une vanne d'arrêt défectueuse peut être détectée par l'odorat ou l'ouïe - le son est similaire à celui que nous entendons lorsqu'un ballon se dégonfle rapidement.

Si vous soupçonnez une fuite de gaz ou afin de contrôler son absence, il suffira d'appliquer une solution savonneuse sur la bouteille avec une éponge et de déterminer l'emplacement de la dépressurisation par les bulles qui se forment.

S'il y a une fuite de gaz, il est alors nécessaire de couvrir la zone de fuite avec un chiffon humide, de sortir soigneusement le récipient et d'appeler les gaziers.

Depuis 2016, la réglementation technique prévoit l'installation obligatoire d'alarmes gaz dans les maisons neuves. Pour les logements déjà construits, cette norme a un caractère consultatif, mais les avantages de ce dispositif, notamment dans les maisons utilisant du gaz en bouteille, sont incontestables.

Le fait est que la densité du mélange d'hydrocarbures est supérieure à la densité de l'air. Si le sceau du ballon, de l'équipement d'arrêt ou du tuyau de raccordement est brisé, du gaz commence à s'accumuler au fond et son odeur peut ne pas être immédiatement détectable. C'est pourquoi un mélange de propane libéré dans l'air par une bouteille de gaz endommagée explose souvent dans les maisons à la moindre étincelle sans se faire remarquer.

Principes de base d'une manipulation sûre des bouteilles

Avant d'installer le cylindre et le connecter aux appareils à gaz la première chose à faire est de s'assurer qu'il n'y a pas de dommages, de rouille sur le corps et que la vanne est en bon état de fonctionnement.

Seuls seront utilisés des cylindres certifiés fournis par des organismes spécialisés, disposant d'un passeport papier pour tous les cycles de fonctionnement et de marquages ​​appropriés appliqués par frappe.

Les principales exigences techniques à respecter lors de l'utilisation des cylindres comprennent :

1. Toutes les bouteilles, à l'exception d'une (cinq litres pour le raccordement à une cuisinière à gaz) doivent être installées dans les dépendances à l'extérieur des bâtiments et à une distance d'au moins 5 m de l'entrée de ceux-ci.
2. Évitez de stocker les bouteilles dans les salons, les sous-sols et les greniers.
3. Ne placez pas les ballons à moins de 1 m des appareils de chauffage et à 5 m d'un feu ouvert.

Les mesures de sécurité évidentes, mais souvent oubliées lors de l'utilisation de récipients contenant du gaz, comprennent et doivent être strictement suivies :

1. N'apportez pas d'allumette allumée ou de briquet à la bouteille pour vérifier les fuites de gaz.
2. Exclure strictement l'utilisation de flammes nues pour chauffer la boîte de vitesses ou la vanne. À ces fins, seule de l'eau chaude peut être utilisée.
3. Si du gaz est détecté dans la pièce, n’allumez aucun appareil électrique, y compris les lumières, et ne les éteignez pas. La température d’une étincelle dans une prise ou un interrupteur peut atteindre mille degrés.
4. N'essayez pas de réparer vous-même les vannes d'arrêt et autres éléments structurels du cylindre.

De plus, vous devez respecter scrupuleusement les délais d'utilisation des bouteilles prescrits par le fabricant. Les navires fabriqués avant décembre 2014 peuvent être utilisés pendant 40 ans.

En l'absence d'informations sur la durée d'utilisation autorisée des bouteilles de gaz produites après cette date et sans documentation d'accompagnement, Rostechnadzor recommande de prendre 20 ans comme durée de conservation de la bouteille.

Il est strictement interdit de transporter des bouteilles de gaz en utilisant la valve comme dispositif de maintien. Cela pourrait provoquer une dépressurisation ou une rupture du dispositif de verrouillage.

Une alternative sûre aux bouteilles de gaz en acier sont les récipients en composite polymère plus modernes - les eurocylindres. Leurs flacons sont protégés par un boîtier en plastique et n'accumulent pas d'électricité statique. La sécurité contre les explosions des bouteilles composites est assurée en les équipant de dispositifs de sécurité de nouvelle génération - un lien fusible et un clapet anti-retour pour évacuer la haute pression.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Les raisons des explosions de bouteilles de gaz à l'aide d'exemples de faits réels, et ce qui peut et ne peut pas être fait lors de leur utilisation :

Comment utiliser correctement les bouteilles de gaz à la maison et à quelles exigences elles doivent répondre :

Avec tous les facteurs de risque existants qui accompagnent le fonctionnement des équipements à gaz, il n'y a aucune raison de succomber à la peur et de refuser la commodité de les utiliser au quotidien.

La connaissance théorique des causes et des conditions accompagnant l’explosion des bouteilles de gaz domestique vise à aider à surmonter cette peur. Et le respect de l'ensemble de normes donné pour leur utilisation en toute sécurité constituera une assurance fiable contre les conséquences graves d'une explosion de gaz et d'un incendie.

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