Postępowanie z butlami z gazem płynnym (propan-butan) w sytuacjach pożarowych to jedno z najbardziej krytycznych i potencjalnie niebezpiecznych wyzwań dla strażaków. Rozpoznanie zagrożeń, zrozumienie właściwości fizykochemicznych gazu oraz stosowanie precyzyjnych procedur są kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa ratowników i osób postronnych.
Zagrożenia związane z butlami z propan-butanem
Propan-butan, będąc mieszaniną gazów skroplonych pod ciśnieniem, stanowi szczególne zagrożenie w przypadku podgrzania. Istotne jest prawidłowe napełnienie butli, które zakłada istnienie tzw. "poduszki gazowej", czyli przestrzeni z fazą lotną gazu. Ta przestrzeń jest niezbędna do kompensacji wzrostu objętości cieczy podczas wzrostu temperatury.
Wpływ nieprawidłowego napełniania
Problemem staje się napełnianie butli metodami chałupniczymi, np. napełnianie butli turystycznych ponad miarę, lub przelewanie gazu z nie do końca pustych butli 11 kg do jednej. W takich przypadkach brakuje kontroli nad wielkością poduszki gazowej, co zwiększa ryzyko. Teoretycznie butla napełniona fazą ciekłą do pełna w temperaturze -20°C i przeniesiona do ogrzanego pomieszczenia (+20°C) może ulec wybuchowi.
Warto zaznaczyć, że w zbiorniku występuje faza ciekła i gazowa mieszaniny propan-butanu oraz zanieczyszczenia. Potoczna „poduszka gazowa” to faktycznie faza lotna, a nie powietrze. W przypadku, gdy faza ciekła wypełnia objętość zbiornika w 100%, wzrost temperatury o zaledwie jeden stopień Celsjusza może spowodować drastyczny wzrost ciśnienia.
Wzrost ciśnienia a temperatura: Teoria a praktyka
Przeprowadzone analizy wskazują, że przy wzroście temperatury o jeden stopień Celsjusza, przyrost ciśnienia w butli wypełnionej fazą ciekłą wynosi około 0,7-0,8 MPa. Oznacza to, że wzrost temperatury o 40 stopni może doprowadzić do ciśnienia rzędu 28 MPa, co jest wystarczające do spowodowania eksplozji.
Książkowe dane często podają, że wzrost temperatury o 1°C powoduje przyrost ciśnienia rzędu 7 atmosfer, a ciśnienie rozrywające dla zbiornika 11 kg wynosi około 67,5 atmosfer.
Jednak dane z przeprowadzonych doświadczeń na 11-kilogramowych zbiornikach z propan-butanem, ogrzewanych palnikiem (o dużym strumieniu ciepła, prawdopodobnie większym niż w przeciętnym pożarze), pokazują, że ciecz w zbiornikach osiągała temperaturę w zakresie 70-110°C, a ciśnienia od 30 do 42 atmosfer. Zbiorniki pękały, nie czekając na osiągnięcie teoretycznych 67,5 atmosfer. Przyrost ciśnienia również nie był tak znaczny, jak opisano w książkach (1°C - 7-8 atm). Czas ogrzewania, po którym nastąpił wybuch, wahał się od 3,5 minuty do ponad 7 minut. Jest to dowód na to, że wiele zależy od zbiornika, użytej blachy, ewentualnych uszkodzeń oraz sposobu i wartości strumienia ciepła, czyli danych, których nigdy nie będziemy mieli podczas działań.
Książkowy wzrost ciśnienia o 0,7 MPa przy wzroście temperatury fazy ciekłej o 1°C dotyczy modelu, w którym faza ciekła wypełnia objętość zbiornika w 100%. W przypadku układu dwufazowego w stanie równowagi (faza ciekła i faza lotna) mamy do czynienia ze zjawiskiem, w którym ciśnienie fazy ciekłej dąży do wartości ciśnienia nasycenia par, zależnego od temperatury. Rozerwanie płaszcza poniżej wartości rozrywającej może nastąpić, gdy wzrost temperatury fazy ciekłej nie nadąża za punktowym wzrostem temperatury płaszcza butli. Dochodzi wówczas do miejscowego osłabienia (uplastycznienia) płaszcza butli, a układ nie wytrzymuje obciążenia.
Specyfika butli syfonowych
Butle z zaworem syfonowym, stosowane np. do wózków widłowych, mają szczególną cechę: można je łatwo przepełnić. Co ważne, w przypadku nieszczelności z butli syfonowej wypływa faza ciekła, która następnie odparowuje. Należy zakładać, że w takiej sytuacji płaszcz butli będzie intensywnie nagrzewany. Uwagi dotyczące wypływu fazy ciekłej odnoszą się również do klasycznych butli, jeśli znajdują się w pozycji horyzontalnej i są napełnione powyżej 80% pojemności.
Zasady działań ratowniczych w przypadku butli w ogniu
Wchodząc do strefy zagrożenia i widząc butlę znajdującą się w ogniu lub w jego bardzo bliskim sąsiedztwie, należy podjąć szybkie i skoordynowane działania.
OSP Kobyłka - Postępowanie z butlami LPG / Firefighter LPG training
Kluczowe kroki:
- Zauważyłeś? Zgłoś! Natychmiast poinformuj dowódcę akcji (KDRa) i ostrzeż innych członków zespołu o zagrożeniu.
- Ostrzeż! Pamiętaj o bezpieczeństwie osób postronnych i pozostałych ratowników, wyznaczając strefę zagrożenia.
- Chłódź! Rozpocznij intensywne chłodzenie butli, najlepiej zza zasłony, aby zminimalizować ryzyko dla ratowników. Chłodzenie ma na celu obniżenie temperatury gazu i płaszcza butli, a tym samym ciśnienia wewnątrz.
- Ewakuuj! Jeśli butla nie paruje intensywnie i warunki na to pozwalają, możesz ją wynieść. Transport butli powinien odbywać się za uchwyty, delikatnie, nie ruszając zaworu.
Postępowanie z butlą podłączoną lub odkręconą
W sytuacji, gdy butla jest odkręcona i podłączona np. do pieca, procedura staje się bardziej złożona i zależna od zastanej sytuacji. W pierwszej kolejności należy zakręcić zawór na zbiorniku - DELIKATNIE do pierwszego oporu. To działanie musi być oczywiście połączone z ciągłym chłodzeniem i prowadzane w pełnym zabezpieczeniu. Pamiętaj, że chłodzenie butli powinno być jak najszybsze, a jeśli sytuacja wymaga odwrotu, powinien on być zdecydowany i odbywać się na bezpieczną odległość, liczoną w setkach metrów.
W przypadku intensywnego parowania butli należy zachować szczególną ostrożność. Podobna ostrożność, a wręcz świadome działanie, jest wymagana przy butlach z acetylenem. Brak parowania sugeruje, że można ją wynieść, jednak ocena ta powinna być zawsze ostrożna i poprzedzona oceną ryzyka.
Potrzeba konkretnych szkoleń i wiedzy
Wielu strażaków, nawet z kilkuletnim stażem, wskazuje na niedostateczną ilość konkretnych informacji i szkoleń dotyczących postępowania z przenośnymi zbiornikami ciśnieniowymi. Często jedynym przekazywanym zaleceniem jest "chłodzić, chłodzić!", co okazuje się niewystarczające bez głębszego zrozumienia procesów fizykochemicznych i odpowiednich procedur.
Brak szczegółowych informacji na kursie podstawowym oraz w trakcie doskonalenia zawodowego stwarza lukę w wiedzy, którą należy wypełnić poprzez konkretne prezentacje i pogadanki. Zrozumienie, czy mamy do czynienia z kontrolowanym wypalaniem gazu (jak w przypadku 20 ton LPG i jego swobodnego wycieku, gdzie tworzenie skupisk mieszaniny paliwowo-powietrznej uzasadniało wypalanie), czy z niewielką butlą 11 kg na świeżym powietrzu, jest kluczowe. W przypadku małej butli, kurtyna wodna może rozwiązać problem "smrodu" i zapewnić bezpieczeństwo.
Konieczne jest wprowadzenie konkretnych procedur postępowania, które uwzględniają zarówno teoretyczne podstawy, jak i praktyczne doświadczenia. Decyzje dowódcy akcji (KDRa) muszą opierać się na pełnej wiedzy, aby nie dopuścić do sytuacji, w której strażacy, policja czy osoby postronne znajdą się w strefie zagrożenia w momencie rozerwania butli, niezależnie od tego, czy wypływała z niej faza ciekła, czy gazowa.