8.5. Особенности физического взрыва. Причины взрывов сосудов, работающих под давлением

Физический взрыв - это обычно взрыв сосудов, находящихся под повышенным давлением, содержащихся в них паров или газов. Их основа - не химическая реакция, а физический процесс высвобождения внутренней энергии сжатого или сжиженного газа. Сила такого взрыва зависит от величины внутреннего давления, а разрушения вызывают ударная волна от расширяющегося газа или осколки разорвавшегося сосуда. Взрыв может произойти, например, при падении баллона с газом.

К физическим взрывам относят также явление физической детонации. Она возникает при смешении горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно выше температуры кипения другой. Например, при выливании расплавленного металла в воду. При разливе расплавленной стали в формы (изложницы) в металлургическом производстве необходимо, чтобы эти формы внутри не имели влаги (их осушают струей сжатого воздуха). В противном случае неизбежен взрыв. Физическая детонация сопровождается возникновением ударной волны с избыточным давлением более 1000 атм. огромной разрушительной силы. Взрыв вулкана Каракатау в 1883 г. - пример физической детонации. Он возник в результате того, что расплавленная лава из кратера вулкана, вытекая, попала в воду. Гул взрыва был слышен на расстоянии 5000 км в течение четырех часов после события.

Многие жидкости хранятся и используются в условиях, когда давление их паров значительно выше атмосферного. К числу таких жидкостей относятся сжиженные газы (пропан, бутан, кислород, углекислый газ, ацетилен). Если емкость (баллон, цистерна) со сжатыми иди сжиженными газами повреждается, то эти газы, вырываясь наружу, разрывают стенки сосуда, в котором находились. Образуется ударная волна, несущая в себе и газы и осколки сосуда.

Причины взрывов сосудов, работающих под давлением.

1. Нарушение целостности корпуса из-за ударов, падения или коррозии.

2. Контакт вентиля баллона с кислородом с машинным маслом (нельзя протирать вентиль промасленной ветошью).

3. Нагрев сосуда прямыми солнечными лучами или от другого источника тепла.

4. На паровых и водогрейных котлах (это теплообменник с большим количеством трубок, по которым движется нагреваемая вода или пар, а в межтрубном пространстве циркулируют горячие газы сгорания сжигаемого топлива) обязательна установка исправных:

- манометра, показывающего давление;

- термометра, показывающего температуру;

- водоуказательного прибора, показывающего уровень воды в котле;

- предохранительного клапана, автоматически открывающегося при повышении давления более рабочего значения и выпускающего избыток пара или воды.

Частая причина взрыва котлов - подача большого количества холодной воды в перегретый котел при обнаружении значительного снижения уровня воды в котле по водоуказательному прибору. При этом образуется огромное количество пара, которое не в состоянии пропустить даже сработавший предохранительный клапан, от скачка давления котел разрушается. При перегреве котла нужно подавать холодную воду постепенно, а расход сжигаемого топлива (газ, мазут) на время сократить. Кроме того, периодически нужно проводить техническое освидетельствование котла и подвергать его гидравлическим испытаниям повышенным давлением.