Perché i gas liquefatti e compressi vengono conservati in bombole? Tipi di contenitori + regole operative

D'accordo, il carburante blu è molto comodo da usare ed economico.La sua popolarità è rafforzata dalla sicurezza ambientale e dalla disponibilità quasi universale. Ma hai mai pensato seriamente al motivo per cui i gas compressi sono contenuti in bombole speciali e come ciò influisce sulla tua sicurezza?

Nell'articolo che presentiamo troverai risposte dettagliate e tecnicamente valide a queste domande. Ti diremo la differenza tra un mezzo gassoso liquefatto e la sua controparte compressa. Ti presenteremo le caratteristiche tecniche dei contenitori di gas, le regole per riempirli e trasportarli.

Perché i gas vengono compressi e in che modo ciò influisce sui cilindri?

Allo stato gassoso le sostanze non hanno una forma specifica, a differenza dei solidi. Possono essere immagazzinati e trasportati solo in contenitori sigillati.

Ma a causa della bassa densità, anche una piccola quantità di gas in massa occupa un grande volume. Ad esempio, per trasportare solo 26,9 kg di propano nel suo normale stato gassoso, sarà necessario un enorme contenitore con un volume di circa 14.000 litri.

Propano e butano sono i gas più apprezzati nel settore domestico. Sono ottenuti durante la raffinazione del petrolio o isolati dal petrolio durante la sua produzione, ad esempio utilizzando la tecnologia del fracking

Il problema si risolve comprimendo il gas applicando una pressione esterna. Di conseguenza, la sua densità aumenta e il suo volume diminuisce. Dopo la compressione, gli stessi 26,9 kg di propano entrano in un recipiente da 50 litri.

Quando compressi, gas come propano, butano, ammoniaca, cloro e anidride carbonica si trasformano in uno stato aggregato liquido, motivo per cui vengono chiamati liquefatti. L'ossigeno, l'argon, il metano rimangono allo stato gassoso e sono chiamati gas compressi.

Qui dobbiamo chiarire che any trasformare i gas in liquidi per compressione, ma la forza di pressione dovrebbe essere maggiore e la temperatura dovrebbe essere significativamente inferiore alla normale temperatura dell'aria.

Per i gas compressi e liquefatti i normali contenitori non sono adatti. Sforzandosi di espandersi, il gas lo distruggerà rapidamente e si libererà, e questo è già irto di esplosioni, incendi, avvelenamenti e perdite finanziarie. Vengono quindi utilizzati speciali recipienti in eccesso di pressione interna, meglio noti come bombole di gas.

Caratteristiche di progettazione delle bombole di gas

I requisiti per la progettazione delle bombole di gas, comprese le dimensioni e lo spessore delle pareti, sono determinati dalle norme tecniche statali. Maggiore è la pressione applicata per comprimere il gas, più forte deve essere il contenitore.

I corpi dei recipienti per il metano compresso, utilizzato come carburante per i motori a combustione interna, non presentano giunture e sono costituiti da gusci metallici e compositi. Progettato per pressioni fino a 245 kg/cm².

Per i lavori di saldatura vengono utilizzati ossigeno e argon. I cilindri per loro sono prodotti secondo GOST 949-73. Il materiale è acciaio al carbonio o legato. Avendo un volume di 20-50 litri, i recipienti in acciaio legato con pareti di 6 mm di spessore sono in grado di resistere a una pressione interna fino a 19,6 MPa.

Secondo lo standard accettato, sono dipinti con smalto blu all'esterno e hanno una scritta nera "ossigeno" sul corpo. I recipienti per l'argon sono grigi con la scritta verde "argo puro".

Le bombole in acciaio saldato per gas di petrolio liquefatto sono prodotte secondo GOST e soddisfano i requisiti di sicurezza stabiliti

Propano, butano e loro miscele sono contenuti ad una pressione di 1,6 MPa in cilindri di acciaio saldati di colore rosso. Poiché questo gas è ampiamente richiesto per uso municipale e industriale, vale la pena considerare più in dettaglio le caratteristiche del suo stoccaggio e trasporto, nonché le norme di sicurezza durante la ricarica delle bombole.

Applicazione di propano-butano liquefatto

Propano-butano tecnico (PBT), come viene classificato GOST R52087-2018, appartiene alla categoria dei gas idrocarburi liquefatti (GPL). Si ottiene dalla raffinazione del petrolio. Un aumento relativamente piccolo della pressione è sufficiente affinché il PBT si trasformi in uno stato liquido. Non è necessaria alcuna riduzione della temperatura.

A temperature dell'aria normali, una diminuzione della pressione porta all'evaporazione del PBT e al suo passaggio alla fase vapore. Quando le bombole vengono riempite, si forma un sistema a due fasi, costituito contemporaneamente da gas liquefatto e dal suo vapore.

Questa proprietà è un vantaggio rispetto ad altri tipi di gas combustibili: la miscela propano-butano viene immagazzinata e trasportata allo stato liquido, in contenitori compatti; Vengono utilizzati immediatamente come il gas, senza ulteriori trasformazioni, il che offre ulteriore comodità al consumatore.

Il gas combustibile liquefatto in bombole viene consegnato ai consumatori su veicoli specializzati con il rispetto obbligatorio delle norme per la movimentazione di merci pericolose

Bombole dello stesso volume di propano-butano liquefatto possono contenere quasi 2 volte più del metano compresso. In termini di rilascio di calore, il PBT liquefatto è anche superiore al metano compresso a parità di volume.

Grazie alla riduzione del consumo di metallo, i cilindri PBT hanno un peso inferiore. Tutto ciò riduce i costi di trasporto, riduce il numero di consegne e rende economicamente fattibile l'uso della miscela propano-butano per scopi domestici e industriali.

Il PBT è richiesto negli insediamenti che non hanno accesso ai principali gasdotti. Per cucinare, riscaldare l'acqua e i liquidi refrigeranti negli impianti di riscaldamento, viene utilizzato da abitazioni private, imprese di ristorazione e commercio, aziende agricole e centri ricreativi.

Bombole per miscela propano-butano

Il PBT viene immagazzinato in bombole ad una pressione decine di volte inferiore a quella richiesta per lo stoccaggio dei gas compressi. Grazie a ciò, la tecnologia di produzione è semplificata e il consumo di metallo dei cilindri è ridotto. Tuttavia, sono anche soggetti a requisiti severi.

Per la miscela propano-butano sono progettate bombole saldate in acciaio con un volume di 5, 12, 27, 50 litri, progettate per una pressione interna fino a 1,6 MPa.

È possibile anche contenerli in bombole di materiale composito predisposte per 2.0 MPa. Il design, la forma e le dimensioni di ciascuna parte del cilindro sono determinati da standard tecnici statali.

Un'alternativa ai tradizionali cilindri in acciaio sono i nuovi cilindri realizzati in materiali compositi con una durata di 20 anni e un periodo di prova di 5 anni.

Secondo GOST 15860-84, l'elemento cilindrico del cilindro (guscio), il suo fondo e gli anelli di supporto sono realizzati in acciaio ad alta resistenza. La superficie deve essere priva di crepe, cavità e altri difetti che riducano lo spessore della parete.

Il fondo è realizzato mediante stampaggio a caldo o a freddo. Gli elementi sono collegati tra loro mediante saldatura.I dispositivi di bloccaggio sono installati nel collo del cilindro. Per sigillare completamente la connessione, viene utilizzato il litargirio di piombo o il piombo rosso.

I tappi di sicurezza possono essere in acciaio o ghisa con attacchi filettati o senza filettatura. Il requisito principale per loro è la capacità di fornire una protezione affidabile per il dispositivo di blocco.

Il cilindro assemblato dovrebbe avere:

• durevole;
• sigillato;
• senza deformazione.

L'esterno del contenitore è verniciato con smalto rosso, resistente agli agenti atmosferici. Il nome del contenuto "Propane" è scritto in smalto bianco al centro della parte cilindrica del corpo. Il mancato rispetto dello standard stabilito nell'iscrizione e nella colorazione è motivo di rifiuto del cilindro.

Ogni bombola sul collare o sul collo deve avere una targhetta indicante il produttore, data di fabbricazione e collaudo, caratteristiche tecniche

Di GOST R55559-2013 Un cilindro in composito è costituito da un guscio di tenuta interno (liner) sul quale è avvolto un materiale composito. Sono ammesse anche altre soluzioni tecniche. Anche il colore del cilindro composito è rosso.

La bombola è dotata di valvole di intercettazione e di sicurezza, compresi dispositivi di sicurezza contro l'aumento di pressione e temperatura, che ne aumentano la sicurezza.

Quando si utilizzano cilindri compositi, è necessario tenere conto del principio di funzionamento dei dispositivi di sicurezza. Quando la bombola trabocca o il gas si dilata per l'aumento della temperatura, il suo eccesso viene scaricato all'esterno. Ciò può portare ad un aumento della concentrazione di gas nella stanza in cui si trova la bombola.

Un rilevatore di perdite con allarme acustico, montato sulla parete della cucina o di un'altra stanza gassificata, aiuterà a prevenire concentrazioni eccessive di gas.

Prima di inviare le bombole in vendita, i produttori effettuano test di accettazione. In futuro, sia le bombole in acciaio che quelle in materiale composito dovranno essere sottoposte a ispezione tecnica ogni 5 anni.

Ogni bombola viene fornita con un passaporto, che ne indica le caratteristiche tecniche e i tempi dell'esame tecnico.

Proprietà PBT e misure di sicurezza

Le proprietà fisiche e chimiche dei gas determinano non solo i requisiti per la progettazione delle bombole, ma anche le misure di sicurezza durante il rifornimento, il trasporto e il funzionamento.

Un aumento della temperatura esterna porta all'espansione della frazione liquida del propano-butano, per cui è consentito riempire le bombole fino ad un massimo dell'85% del loro volume. Per esempio, Bombola da 50 litri, contenente teoricamente 26,9 kg di propano-butano liquefatto, dopo il rifornimento ne contiene in realtà circa 21 kg. Lo spazio libero è riempito con la fase vapore.

I limiti inferiori di esplosività del propano e del butano sono rispettivamente del 2,3% e dell'1,9% del volume della stanza, il che rende le loro miscele gas-aria estremamente esplosive. I consumatori e il personale delle stazioni di rifornimento del gas devono impedire la formazione di concentrazioni esplosive e fonti di accensione di PBT.

Il riempimento di una bombola di GPL oltre l'85% è rischioso di esplosioni e incendi, il rischio è particolarmente elevato nel periodo autunno-inverno

Le miscele di propano-butano sono più pesanti dell'aria e anche con piccole perdite possono accumularsi in scantinati e scantinati in concentrazioni pericolose. Da qui il divieto di installare apparecchiature a gas in tali locali.

Grattugiare il sapone da bucato, aggiungere acqua, insaponare con un pennello e applicare la soluzione di sapone sull'area problematica: la comparsa di bolle indica una perdita di gas.

Il propano-butano, come l'anidride carbonica, non ha un effetto velenoso, ma soffocante sull'uomo e sugli animali quando la concentrazione di ossigeno nell'aria scende al 19%. Ciò può portare al deterioramento della salute umana e alla morte. Il PBT è inodore, quindi alla composizione vengono aggiunti odori per facilitare il rilevamento della sua presenza nell'aria.

Inadempienza misure di sicurezza porta a situazioni di emergenza dovute a perdite di gas e accensione. È anche possibile la fuoriuscita e l'esplosione del gas con distruzione della bombola.

Regole per la ricarica delle bombole di gas domestico

Il rifornimento viene effettuato presso stazioni appositamente attrezzate con pesatura automatica obbligatoria e intercettazione del gas con erogatore. Ciò consente di controllare il grado di pienezza con elevata precisione.

Non è consentita la ricarica delle bombole nei seguenti casi:

• valvola o valvola difettosa;
• non c'è pressione residua;
• il periodo di ispezione è scaduto;
• sono presenti difetti sulla superficie;
• la marcatura e la colorazione non sono conformi a GOST.

Nelle stazioni di rifornimento di gas per automobili che non dispongono di una licenza separata e di attrezzature adeguate, ricarica bombole domestiche proibito dalla legge.

L'attrezzatura della stazione di rifornimento del gas è destinata solo alle bombole di automobili dotate di valvole di intercettazione (multivalvole) che non consentono un riempimento superiore alla norma.

La ricarica delle bombole di gas domestiche richiede un'attrezzatura speciale, diversa da quella di una stazione di rifornimento di gas convenzionale.

Va ricordato: se a temperature inferiori allo zero si riempie una bombola di propano-butano per oltre l'85% e poi la si porta in una stanza calda, è possibile un'esplosione.

Durante lo spostamento le bombole sono protette da cadute ed urti e non vengono capovolte con i loro tappi.Il carico e lo scarico dal veicolo viene effettuato a motore spento.

Sicurezza del riscaldamento e della fornitura di acqua calda utilizzando il gas in bombole

In assenza di accesso ad una fornitura di gas centralizzata, il gas liquefatto può essere utilizzato come combustibile per sistemi di riscaldamento autonomi e dispositivi di riscaldamento dell'acqua. È più economico dell'elettricità. A differenza della legna da ardere, del carbone o del gasolio, non inquina l'aria con prodotti solidi della combustione, cioè è più rispettoso dell'ambiente.

Invece delle bombole nelle abitazioni private, è possibile utilizzare serbatoi di gas con un volume fino a 20.000 litri, se non ci sono problemi con il loro rifornimento

Quando si organizza un sistema di riscaldamento e fornitura di acqua calda utilizzando GPL, è necessario tenere conto dei requisiti di SNiP 42-01-2002.

Oltre alle bombole (50 l), viene utilizzata la seguente attrezzatura:

• una caldaia a gas;
• riduttori;
• valvole di intercettazione;
• componenti di gasdotti;
• radiatori.

La caldaia può essere a circuito singolo o doppio, ma deve avere un bruciatore per gas liquefatto. Se il gas in bombole è una soluzione temporanea e si prevede che la casa sarà collegata alla rete di gas centralizzata, è razionale acquistare una caldaia per il gas principale e apparecchiature aggiuntive per il GPL. Una caldaia a doppio circuito fornirà sia l'acqua calda sanitaria che il riscaldamento degli ambienti.

È possibile installare una caldaia a condensazione ad alta efficienza dotata di due scambiatori di calore per il riscaldamento del liquido di raffreddamento e la fornitura di acqua calda. In tale caldaia, il vapore acqueo generato durante la combustione del gas viene convertito in liquido, consentendo di ottenere ulteriore energia termica.

La potenza della caldaia viene selezionata in base all'area dell'ambiente riscaldato e viene data preferenza ai modelli con maggiore efficienza.

Diverse bombole di gas sono collegate alle caldaie a gas, il che aumenta il volume totale di gas e prolunga l'intervallo tra le ricariche

Allo stesso tempo, vengono utilizzati molti dei cilindri più capienti da 50 litri, combinati in un'unica batteria. Le bombole sono collocate in armadi metallici ventilati sulla strada sul lato nord della casa per evitare il riscaldamento dovuto all'irraggiamento solare. Un'altra opzione è una sede non residenziale separata.

Per evitare che la pressione nel sistema cali durante forti gelate, gli armadi devono essere isolati con materiali non infiammabili e nella stanza deve essere fornito un riscaldamento minimo.

È importante garantire che la distanza dalla caldaia sia di almeno 2 metri e che vi sia libero accesso alle apparecchiature per l'ispezione. Non dovrebbero esserci fori di scarico, cantine, scantinati o fossati vicino alle apparecchiature a gas. È vietata la gassificazione di scantinati e scantinati.

Le bombole sono collegate al gasdotto tramite riduttore di gas, che permette di regolare la pressione del gas durante la sua selezione. Può essere separato per ogni cilindro o comune per tutti.

Il colore del riduttore deve corrispondere al colore della bombola, cioè essere rosso (per propano-butano). Non deve ostruirsi, altrimenti la pressione potrebbe aumentare e l'apparecchiatura potrebbe guastarsi. Una volta alla settimana viene controllato il flusso per gravità del riduttore e la funzionalità della valvola di sicurezza.

Quando si combinano le bombole in un'unica batteria, è razionale utilizzare una rampa di stabilizzazione della pressione, composta da modulo di connessione, riduttore, filtro, valvola, stabilizzatore

Per creare un gasdotto vengono utilizzati tubi di acciaio con pareti di spessore non inferiore a 2 mm. Il tratto di tubo che attraversa il muro è posto in una custodia protettiva.Una connessione flessibile può essere utilizzata per connettersi al gasdotto di una caldaia per riscaldamento. Il riduttore è collegato al gasdotto tramite un tubo di durite (manicotto in tessuto di gomma).

È scritto in dettaglio su quale miscela di gas è meglio utilizzare per lo stoccaggio in un serbatoio di gas nel prossimo articolo, con cui ti consigliamo di familiarizzare.

GPL per il riscaldamento dell'acqua

Colonne di flusso e scaldabagni a gas ad accumulo (caldaie), come le caldaie per il riscaldamento, possono funzionare con propano-butano. La conversione da gas principale a gas liquefatto viene effettuata anche mediante la sostituzione degli ugelli del bruciatore. Sono disponibili in vendita modelli forniti dal produttore con kit per GPL. Il collegamento alle bombole del gas viene effettuato tramite un riduttore.

La colonna è installata in un ambiente non residenziale con ventilazione e cappa di scarico. La distanza minima tra lo scaldabagno a gas e gli oggetti circostanti è determinata dalle norme e deve essere rispettata per motivi di sicurezza. È vietata l'installazione in bagno.

Dotare gli erogatori d'acqua e le caldaie di dispositivi automatici di controllo e regolazione ne aumentano l'efficienza e la sicurezza. I modelli moderni dispongono di sistemi di protezione contro il surriscaldamento e l'accensione senza acqua e di controllo della presenza di fiamma. Il display LED visualizza informazioni importanti, come la temperatura dell'acqua che entra nei rubinetti.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Controllo della sicurezza, della durata e del rifiuto della bombola del gas:

Ragioni del calo della pressione del gas nel sistema a -42°C e modi per combattere il congelamento delle bombole di gas:

Dopo la compressione, il gas idrocarburico si trova in una bombola a pressione elevata ed è in grado di espandersi rapidamente all'aumentare della temperatura.

Il rispetto delle norme di sicurezza e l’uso di bombole di gas conformi agli standard stabiliti aiuta a evitare situazioni di emergenza e a utilizzare in modo efficace il carburante blu per cucinare, riscaldare gli ambienti e fornire acqua calda alle case private.

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