ВЗРЫВ АВТОЦИСТЕРНЫ СО СЖИЖЕННЫМ ПРИРОДНЫМ ГАЗОМ ( Испания, СПГ ) Разбор полетов много фоток

Эта авария случилась 22 июня 2002 г. в 13:30 на шоссе С-44 близ города Тивисса в Каталонии (Испания). Перевозившая природный газ автоцистерна потеряла управление на спуске с холма, возможно, из-за превышения скорости. Автоцистерна перевернулась, завалилась на левый бок и в конце концов прекратила движение на песчаном склоне. Между кабиной и прицепом тут же вспыхнуло пламя, дыма вначале практически не было совсем. Один из свидетелей, оказавшийся на расстоянии примерно 70 метров от места катастрофы, рассказывал, что сначала возник очень высокий столб голубого пламени (другие двое свидетелей, впрочем, этого не подтвердили). Мгновение спустя загорелись покрышки, что сопровождалось небольши-ми хлопками и густым черным дымом. Затем, по утверждению свидетелей, пламя стало расти, стало шириться (см. Илл. 1, фотографию, снятую примерно через 2 минуты после дорожной аварии).

 

 Автоцистерна через 2 минуты после дорожной аварии  и примерно  за  18 минут до взрыва. Легковая машина  оставлена  одним   из  свидетелей,   который спасся бегством.

 

Пламя могло подпитываться разлившимся из бака дизельным топливом или С.П.Г. (лопнула труба, соединявшая цистерну с аварийным клапаном?), или, что вероятнее всего, и тем, и другим; фотография (илл. 1) показывает наличие белого дыма, который мог быть испарением жидкого газа, вытекавшего из аварийного клапана. Примерно 20 минут спустя после дорожной аварии цистерна взорвалась. Сначала был небольшой взрыв, потом раздалось громкое шипение, а после этого грянул мощный взрыв. Сразу после взрыва пламя исчезло и появилось белое облако. Оно тут же вспыхнуло, создав эффект  «огненного облака».

Водитель погиб, а двое посторонних лиц, находившиеся на расстоянии около 200 м от взрыва, были ранены (получили ожоги).

Автоцистерна, построенная всего за 28 месяцев до аварии (тип AISI-304 из нержавеющей стали) имела в диаметре 2, 33 м и в длину примерно 13,5 м. Она была изготовлена из нержавеющей стали (толщина стенок 4 мм, а на торцах – 6 мм). Цистерна имела внутренние разделительные перегородки (каждая 7,5 м3) толщиной в 3 мм и была покрыта внешней защитной полиуретановой оболочкой (130 мм толщиной, самозатухающая, с наружной облицовкой 2 мм слоем алюминия). Цистерны такого рода рассчитаны на рабочее давление в 7 бар и проходят гидравлические испытания давлением в 9,1 бар. Емкость цистерны (56 м3) на 85% была заполнена жидким газом (примерно 47,6 м3 жидкой и 8,4 м3 газообразной субстанции). Температура С.П.Г. в цистерне было немного ниже –160оС, давление – ниже 1 бар. Цистерна имела пять аварийных клапанов – два одно-дюймовых на 7 бар и один ¾ дюйма на 9 бар, расположенные в верхней части цистерны (зона испарения), и два – ½-дюймовых на 10 бар каждый, расположенные на трубах выгрузки продукта (под цистерной); все эти клапаны соединены с отводной трубой наверху цистерны. Люки на цистернах этого типа не предусмотрены. В алюминиевом топливном баке автоцистерны находилось примерно 0,5 м3 дизельного топлива.

1-Ый взрыв, потом громкое шипение и затем мощный взрыв свидетельствуют о двухступенчатом повреждении цистерны (Venart, 2000): образование первой трещины от термального удара на очень горячем участке стенки, который потом был задержан на более холодном и прочном участке (в зоне испарения температура металлической стенки мгновенно резко меняется под воздействием огня); затем при новом термальном ударе образовалась другая трещина от кончика первой трещины в результате охлаждающего эффекта двухступенчатого выхода продукта через трещину, и это привело потом к катастрофическому разрушению цистерны.

Результат взрыва

В результате взрыва автоцистерны произошла ударная волна, мощный выброс термальной энергии и продукта.

 

 Оценка ударной волны

Этот взрыв был очень сильным и разорвал цистерну и грузовик на несколько фрагментов на значительные расстояния от эпицентра и вызвал мощную ударную волну.

Для расчета энергии, освобожденной в результате взрыва (такой расчет нужен для определения силы ударной волны) необходимо знать уровень давления внутри цистерны в момент взрыва. Но, к сожалению, этого мы никогда не узнаем, поскольку не знаем, какова была температура находившегося в цистерне содержимого. Удар о препятствие и об землю привел к разрушению части термостойкой облицовки, и часть внешней поверхности оказалась в прямом контакте с пламенем. Изучение останков цистерны показало, что пламя, вероятно, охватило верхнюю часть цистерны, которая не находилась в непосредственном соприкосновении с жидким содержимым, но из-за значительного нагрева стальной стенки этот участок стал «слабой зоной», где и появилась трещина.

Для определения силы ударной волны важно принять во внимание и то, что на расстоянии 125 м от взрыва находился дом, стекла в окнах которого остались целыми. Поэтому при экспертизе было решено считать это расстояние максимальным, на котором взрывная волна способна выбить стекла в оконных рамах.

Это соответствует величине силы ударной волны примерно в 0,03 бар (Casal, Montiel, Planas & Vilchez, 2001). Пользуясь этой классической формулой расчета затухания мощности ударной волны при удалении от точки взрыва, установлена пропорция: 40 м кг-1/3. Обычно расчет мощности взрыва по такой формуле составил бы 30 кг тротила. Но, учитывая характер разлома цистерны, есть основания полагать, что мощность взрыва оказалась эквивалентной 75 кг тротила. Теперь можно вычислить уровень давления внутри цистерны непосредственно перед взрывом. С учетом всевозможных отклонений и погрешностей такой уровень предположительно составил 8 бар.

 

Разброс фрагментов

При взрыве цистерна оказалась разорванной на несколько крупных фрагментов. Одна линия разрыва пошла по продольной трещине, две других – по поперечным трещинам, которые не совпали со сварочными швами цистерны. Разделительные перегородки были выброшены наружу. Два крупных фрагмента (см. Илл. 2-5) передней и задней торцевыми частями цистерны. Задняя торцевая часть (вместе с частью механической конструкции грузовика) длиной примерно 5 м была отброшена на 80 м. Передняя часть длиной 4 м пролетела 125 м и ударилась о стену дома. Двигатель и кабина водителя были найдены на расстоянии 257 м от места взрыва. Многие другие, менее крупные фрагменты автоцистерны (перегородки, облицовка изоляции) были разбросаны на большом пространстве. Правый бок цистерны обгорел, хотя на ее левой стороне (лежавшей на земле во время пожара) следов воздействия огня не обнаружено.

 

                                Тыльная часть автоцистерны

 

Как хорошо видно на Илл. 6, все основные фрагменты (обе торцевых части, отдельные фрагменты конструкции, центральная секция цистерны и двигатель автомобиля), а также место нахождения автомобиля в момент взрыва – находятся практически на прямой линии. А опыт говорит, что при взрыве цилиндрических цистерн обломки чаще разлетаются во все стороны, согласуясь с траекториями главных фрагментов.

 

Термический эффект

Учитывая, что вся масса содержимого цистерна образовала «огненное облако», это составило 19 000 кг С.П.Г.. Принимая во внимание размер и продолжительность «огненного облака», можно рассчитать его параметры с учетом следующих величин (Casal и др., 2001; CCPS. 1994):

 

D = 150 м

t = 12 сек.

Н = 113 м

 

где  Н – высота от центра «огненного облака» до поверхности земли.

Два человека были ранены (ожоги первой и 2-ой степени) на расстоянии 200 м от автоцистерны. Для расчета величины выброса термической энергии можно применить модель сплошного огня. Предположим, что относительная влажность воздуха составила 50%, удельный коэффициент пропускания атмосферы6 t = 0,68. Визуальный фактор составит: F = 0,1.  Взяв за коэффициент выброса термической энергии 0,25, мы получим мощность эмиссии «огненного облака»:  Е = 260 квт/м2.

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.