Projevy hořlavých plynů při neřízené a řízené destrukci tlakových láhví

Vojtěch Jankůj

Doctoral thesis

Flammable gas effects during uncontrolled and controlled destruction of pressure cylinders

Abstract:

Disertační práce si klade za cíl stanovení metodického způsobu eliminace fyzikální destrukce tlakové lahve v podmínkách požáru průstřelem. Riziko fyzikální destrukce tlakové lahve v požáru roste se zvyšujícím se teplotním zatížením. Významně rizikovým plynem v tlakové lahvi je acetylen. Ten je vzhledem ke svým vlastnostem skladován rozpuštěný a při zvýšené teplotě okolí dochází k jeho uvolňování a rozkladným procesům, které vedou k růstu tlaku uvnitř lahve. Jeli dosaženo destrukčního tlaku, dojde k roztržení tlakové lahve následované uvolněním plynu a jeho možné iniciace a vzniku fireballu. Ten dosahuje zpravidla průměru i desítek metrů a může být doprovázen tlakovou vlnou a šířením fragmentů lahve nebo okolních předmětů. Následky tohoto typu požáru mohou být fatální. Právě prostřelení potenciálně nebezpečné lahve může vést ke zmírnění, respektive k odstranění následků způsobených nekontrolovanou destrukcí. Jak vyplynulo z rešeršní činnosti, tuto metodu běžně používá několik států jako standardní postup. Prostřelením tlakové lahve dojde k uvolnění vnitřního plynu a poklesu tlaku za vzniku firejetu nebo pouhého rozptýlení plynu. V závislosti na velikosti tlaku a množství plynu uvnitř lahve dosahuje tento jev maximální délky několika metrů. V rámci řešení disertační práce bylo provedeno studium literárních zdrojů za účelem základních znalostí řešené problematiky. Práce poté vychází z experimentálního měření. Získané poznatky z velkorozměrových zkoušek byly analyzovány a diskutovány. Tyto výsledky stojí za vznikem metodického postupu pro provedení prostřelení tlakové lahve s acetylenem vystavené tepelnému zatížení, který je hlavním výstupem práce.

Abstract:

The main aim of this dissertation thesis is determining a methodological procedure to eliminate the physical destruction of the pressure cylinder in the fire condition by shooting through shell of the cylinder. The risk of physical destruction of the pressure cylinder grows up with increasing temperature load. Significant risk gas in the cylinder is acetylene. Given its characteristics, acetylene is dissolved in a porous mass with solvent. At elevated ambient temperature, acetylene releases and decomposition processes occur, which lead to build-up of pressure inside the cylinder. If the destruction pressure is reached, the cylinder is torn in two or more parts, followed by the gas release to environment. Presence of ignition sources could lead to the formation of fireball phenomenon. This phenomenon generally reaches approximately ten meters in diameter and can be accompanied by a blast wave and a spread of fragments of the cylinder or surrounding objects. The consequences of this type of fire could be fatal. Shooting through the cylinder shell may lead to the mitigation, if not eliminate, the effects of uncontrolled destruction mentioned above. As a result of the literature review, this method is commonly used by several states as a standard procedure. Internal gas is released through the resulting hole, the pressure is dropping down, and the gas creates a firejet or simply disperses to surroundings. Depending on the size of the pressure and the amount of gas inside the cylinder, the phenomenon reaches a maximum length of several meters. As a part of the dissertation solution, a study of literature was carried out for basic knowledge of the issues addressed. The work is based on experimental measurements. Knowledge acquired from large-scale tests were analyzed and discussed. These results are behind the development of a methodological procedure for the elimination of the physical destruction of pressure cylinder with acetylene via shooting, which is the main output of this dissertation thesis.

Keywords

hořlavé plyny, acetylen, exploze, fireball, firejet, tlaková lahev, střelba

Keywords

flammable gases, acetylene, explosions, fireball, firejet, pressure cylinders, shooting

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 31. 8. 2021
• Supervisor: Petr Štroch
• Reader: Aleš Dudáček, Milan Jahoda, Iveta Marková

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta bezpečnostního inženýrství

Doctoral programme / field:
Požární ochrana a průmyslová bezpečnost(čtyřleté) / Požární ochrana a bezpečnost