Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE)

Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (англ. BLEVE — boiling liquid expanding vapour explosion) — Взрыв резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом при воздействии на него очага пожара.

При попадании замкнутого резервуара со сжиженным газом или жидкостью в очаг пожара может происходить нагрев содержимого резервуара до температуры, существенно превышающей нормальную температуру кипения, с соответствующим повышением давления. За счёт нагрева несмоченных стенок сосуда уменьшается предел прочности их материала, в результате чего при определённых условиях оказывается возможным разрыв резервуара с возникновением волн давления и образованием «огненного шара». Разрыв резервуара в очаге пожара с образованием волн давления получил название BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion — взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости).

При достижении определённого давления при сжатии газа, он принимает жидкую форму, что позволяет хранить большие объёмы газа в сосудах (резервуарах): бутан, пропан, СПГ (сжиженный природный газ). Газовая фаза располагается над жидкой (большая часть продукта находится в жидкой форме, меньшая часть содержится в газовой форме и занимает оставшийся объём сосуда).

В случае разрыва сосуда (при ударе, из-за коррозии или при его ослаблении под воздействием огня), происходит взрыв:

•  — газовая фаза освобождается, создавая волну давления (детонацию) снаружи сосуда; давление внутри сосуда резко падает;
•  — жидкая фаза начинает активно и неконтролируемо кипеть чтобы компенсировать данное падение давления; количество высвобождаемого газа переполняет сосуд (газ не успевает выйти через образовавшийся проём) и происходит буквальный разрыв сосуда, создающий вторую волну давления (гораздо более мощную, чем первая), сопровождаемый разбрасыванием металлических осколков.
•  — газ высвобождается из сосуда и смешивается с воздухом; в случае если газ воспламеняющийся, может образоваться настоящий огненный шар.

Для предотвращения данной опасности, сосуды обычно оснащаются предохранительными клапанами, которые позволяют постепенно стравить давление в сосуде, сохраняя контроль над кипением жидкости, до того, как оболочка разрушится из-за избыточного давления.

Возможность возникновения BLEVE для конкретного вещества, хранящегося в замкнутой ёмкости, определяют следующим образом. 1) Рассчитывают  по формуле σ = Ср (T-T кип) / L ,

где Ср— удельная теплоёмкость жидкой фазы, Дж/кг; Т— температура жидкой фазы, соответствующая температуре насыщенного пара при давлении срабатывания предохранительного клапана, К; T кип — температура кипения вещества при нормальном давлении. К; L — удельная теплота испарения при нормальной температуре кипения Т кип , Дж/кг.

2) Если σ < 0,35, BLEVE не происходит. При σ >= 0,35 вероятность возникновения данного явления велика.

Ссылки

• fr:Bleve — перевод с французского — основа данной статьи
• ГОСТ Р 12.3.047-98 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Общие требования. Методы контроля, Часть 3

Иллюстрации

• Взрыв на нефтеперерабатывающем заводе