INCARCI BUTELIA IN STATIILE DE DISTRIBUTIE GPL AUTO? CE AR TREBUI SA STII PENTRU SIGURANTATA SI A CELOR DIN JUR?

Aricol realizat cu sprijinul ARGPL si PANEBO GAS SRL

Facebook, tweeter, forumuri, bloguri, etc., sunt invadate de pareri, opinii si mai ales sfaturi ale multor “specialisti” de ocazie care incearca sa promoveze idea ca este “mai bine să încarci butelia de aragaz la statiile de distributie GPL auto (skiduri)”. Acest subiect a devenit chiar omniprezent atat la carciuma satului cat si pe bancuta din fata portii. Mai mult, faptul ca aceasta operatiune este total ilegala isi gaseste explicatia in diverse teorii ale conspiratiei emise de “doctii’ comunitatii.

Efectul acestor sfaturi, pe fondul si a unei lipse de informare din partea celor ce lucreaza in domeniu, este faptul ca lunar se inregistreaza accidente grave (nu de putine ori soldate cu pierderi de vieti omenesti sau raniri foarte grave), ce au drept cauza directa sau indirecta “butelia de aragaz”.

Prezentul articol se alatura eforturilor (destul de timide) pe care unii distribuitori de GPL le fac pentru constientizarea opiniei publice si de ce nu si a unor operatori instalatii imbuteliere GPL, asupra pericolelor care apar ca urmare a imbutelierii (ilegale) a buteliilor tip aragaz la skiduri.

De ce aceasta activitate este periculoasa si cu un grad ridicat de risc?

Punctul de pornire il constituie gazul petrolier lichefiat (GPL). Trebuie ştiut că diferă compoziţia “ARAGAZULUI” faţă de cea a “AUTOGAZULUI”.

Proprietăţi generale ale GPL

Prin gaz petrolier lichefiat, prescurtat GPL, definim acele produse petroliere care sunt constituite din amestecuri variabile de hidrocarburi gazoase (etan, metan, butan) şi care, în condiţii ambiante, sunt în stare de vapori, dar pot fi uşor lichefiate.

În România, prin gaz petrolier lichefiat comercializat sub denumirea de ARAGAZ – se înţelege produsul petrolier constituit din amestec de butan (minim 90%) şi propan (maxim 9%).

Denumirea de ARAGAZ este o denumire comercială şi provine din prescurtarea numelui Astra Română Gaz, a gazului petrolier lichefiat (GPL) cu caracteristicile definite în SR 66-2007, conţinând, în principal max 12% C3 şi min. 87% C4, cu presiunea de vapori de max. 7,5 bar /500C. În conformitate cu prescripţiile tehnice ISCIR, amestecurile de hidrocarburi C1– C4 sunt încadrate în mai multe categorii după presiunea de vapori şi masa volumică şi anume : amestecuri de tip A, Ao, B şi C.

Aceste amestecuri au următoarele proprietăţi:
– amestecul de tip A: la 700C are o tensiune de vapori ce nu depăşeşte 11 bar şi la 500C o masă volumică nu mai mică de 0,525 Kg/l;
– amestecul de tip Ao: la 700C are o tensiune de vapori ce nu depăşeşte 16 bar şi la 500C o masă volumică nu mai mică de 0,495 Kg/l.

În comerţ, aceste amestecuri (A şi Ao) se numesc, în mod curent, butan (comercial).
– amestecul de tip B: la 700C are o tensiune de vapori ce nu depăşeşte 26 bar şi la 500C o masă volumică nu mai mică de 0,450 Kg/l;
– amestecul de tip C: la 700C are o tensiune de vapori ce nu depăşeşte 31 bar şi la 500C o masă volumică nu mai mică de 0,440 Kg/l.

Amestecurile de hidrocarburi B şi C sunt denumite comercial propan.

În momentul lichefierii gazelor, volumul se reduce considerabil, determinând depozitarea şi manevrarea uşoară a acestora. Un volum mic de GPL conţine un volum considerabil de energie termică potenţială. In momentul utilizării, GPL poate reveni în starea sa de vapori, pentru a fi utilizat de client ca un combustibil gazos.

Gazele petroliere lichefiate sunt constituite fie din propan-propene (gaze cunoscute sub denumirea de Propan Comercial), fie din butan-butene (cunoscute sub denumirea de Butan Comercial), fie din amestecurile acestor hidrocarburi în proporţie aproape egală.

Compoziţia chimică a propanului de tip I şi II (extras din STAS 8723-70), se prezintă în tabelul următor: În compoziţie sunt cuprinse şi cantităţi mici de hidrocarburi mai uşoare decât propanul (metanul este practic absent, iar etanul în proporţie de sub 2% ).

Hidrocarburile gazoase sunt incolore şi aproape fără miros. Ca atare pentru a fi uşor depistate organoleptic, în cazul scăpărilor din conducte sau recipiente, când sunt folosite drept combustibil casnic sau industrial se odorizează cu un agent puternic mirositor, care să indice prezenţa gazelor în atmosferă până la concentraţii sub o cincime din limita de explozie. Când este folosit în scopuri tehnologice, gazul petrolier lichefiat poate fi livrat şi inodorizat.

Ca odorarizant, se folosesc produse cu miros caracteristic, cum sunt compuşii sulfului (mercaptanii, sulfurile, disulfurile). De regulă, etil mercaptanul se adaugă în proporţie de 0,1 mg la 1 litru de gaz şi asigură un miros pătrunzător şi neplăcut de usturoi sau ouă stricate, permiţând detectarea olfactivă a celor mai mici scăpări de gaze în mediul înconjurător.

Presiunea de vapori

Recipientele (rezervoarele, cisternele sau buteliile) în care se află GPL nu sunt umplute niciodată complet cu lichid, ci numai 80%. În spaţiul liber rămas deasupra lichidului se găseşte acela şi produs în fază gazoasă, cele două faze fiind în stare de echilibru. Pentru ca faza lichidă să treacă în stare gazoasă, rebuie săi se transmită din exterior o cantitate de căldură. Moleculele evaporate din lichid exercită o presiune asupra recipientului în care se află, denumită presiunea de vapori. Când faza vapori a unui produs coexistă în echilibru cu faza lichidă, presiunea de vapori este o măsură a volatilităţii gazului; cu cât temperatura este mai ridicată, cu atât mai mare este presiunea pe care o exercită gazul în interiorul recipientului care îl conţine.

Densitatea relativă

Densitatea relativă (denumită şi masă volumică relativă) reprezintă raportul dintre densitatea produsului şi densitatea unui produs de referinţă la acelea şi condiţii de temperatură şi presiune. In mod convenţional s-a luat aerul uscat ca produs de referinţă pentru gaz şi apa distilată în vid (fără urme de gaze) pentru produsele lichide, inclusiv gazele petroliere lichefiate.

Din acest tabele se observă că, densitatea relativă a fazei lichide a celor două faze considerate este aproximativ jumătate din cea a apei, ceea ce înseamnă că acestea plutesc pe apă, o observa ţie care este foarte importantă în cazul scurgerilor de lichid.

În schimb, densitatea relativă a fazei gazoase este supraunitară în ambele cazuri. Trebuie să se acorde o atenţie deosebită acestei proprietăţi în cazul unei scurgeri dintr-un rezervor de depozitare, instalaţie tehnologică, conductă etc., deoarece în această situaţie gazele se vor acumula sub forma unui nor la nivelul solului, deplasându-se în jos în canale, gropi, subsoluri, nerăspândindu-se uşor în atmosferă, decât dacă viteza vântului este foarte mare. Situaţia prezintă un pericol sporit de incendiu datorită multitudinii surselor posibile de aprindere.

Punctul de fierbere

Punctul de fierbere este temperatura la care lichidele, prin încălzire, trec în stare gazoasă sau de vapori. La 0°C, presiunea de vapori pentru limita inferioară a butanului este de 0 bar, adică acesta este punctul său de fierbere în condiţii normale. Similar, punctul de fierbere al propanului este de –44°C. Aceste temperaturi sunt temperaturile maxime la care butanul şi respectiv propanul trebuie răcite,.dacă se urmăreşte depozitarea lor la presiune atmosferică.

Valorile coborâte ale punctelor de fierbere a gazelor petroliere lichefiate creează pericole în exploatarea echipamentelor de evacuare a presiunii în care poate exista apă sau hidrocarburi grele.

Punctele joase de fierbere a gazelor petroliere lichefiate mai creează şi alte pericole în exploatare. Unul dintre ele ar fi acela că vaporizarea rapidă a acestor lichide poate răci pielea suficient pentru a cauza degerături personalului operativ ce vine în contact cu aceste hidrocarburi uşoare. Este obligatoriu deci ca, ori de câte ori se lucrează cu GPL, operatorul să folosească echipament de protecţie adecvat. Scăpările de gaze lichefiate dintr-un recipient pot fi uşor detectate, deoarece la depresurizarea izoentalpică până la presiunea atmosferică, temperatura acestora ajunge la valori negative. Ca urmare, umiditatea din aer îngheaţă, apărând un nor albicios şi gheaţă în jurul locului în care s-a produs neetanşeitatea.

Limitele de inflamabilitate

În amestec cu aerul, gazele petroliere lichefiate dau naştere unor amestecuri explozive care pun în primejdie instalaţiile şi personalul.

Intervalul de explozie pentru amestec propan-aer se situează între 2,4 – 9,5%, iar pentru butan 1,8 – 8,4%. În practică, limitele se referă la limita inferioară pentru butan şi la limita superioară pentru propan.

În urma arderii propanului şi butanului în aer rezultă bioxid de carbon şi apă. Pentru o ardere completă, un volum de butan necesită 30 volume de aer, iar un volum de propan 24 volume de aer.

Trebuie avut în vedere că o cantitate insuficientă de aer conduce la apariţia monoxidului de carbon.

Dilatarea GPL-ului

Dilatarea fazei lichide a gazelor petroliere lichefiate sub influenţa unei surse de încălzire este foarte mare în comparaţie cu alte lichide. Astfel, rata de expansiune a gazelor petroliere lichefiate este de 15-20 ori mai mare decât cea a apei.

Când temperatura creşte, gazul petrolier lichefiat se dilată, putându-se ajunge ca întregul volum al rezervorului să fie umplut cu gaz, fără să mai existe vreun spaţiu de lichid. Începând din acest moment, la creşterea temperaturii cu fiecare grad, presiunea creşte de 7-8 ori. Ca urmare a compresibilităţii reduse a gazului lichefiatşi a capacităţii de dilatare elastică a pereţilor rezervorului de asemenea mică, acesta cedează. De acea este important să se lase spaţiu pentru dilatare în orice vas în care se păstrează GPL.

Nivelul maxim de îmbuteliere în siguranţă, pentru un vas cu GPL, poate fi calculat cu precizie în funcţie de produsul depozitat, dar, de reglă, se lasă un spaţiu de 20% din volumul vasului cu GPL, atunci când vasul se umple până la nivelul său maxim de îmbuteliere în siguranţă. Acest nivel este denumit adesea “spaţiu mort” şi se determină prin utilizarea unui limitator de “spaţiu mort”.

Concluzionând, recipientele nu se umplu niciodată mai mult de 80% din volum.

Raportul lichid-gaz

După cum s-a arătat, prin aplicare unei presiuni vaporilor de GPL, aceştia pot trece în stare lichidă. Ca lichid, GPL ocupă un spaţiu mult mai restrâns decât GPL în stare gazoasă. De aceea, este mai convenabil şi mai economicos să se transporte GPL în stare lichidă.

Când se reduce presiunea din recipient, lichidul revine în stare gazoasă şi, în acest proces, volumul său creşte de aproximativ 250 de ori. Cu alte cuvinte, o tonă de lichid, în procesul trecerii în stare de vapori, va umple echivalentul unui vas de 250 de tone.

GPL-ul se evaporă, ocupând un volum de 250 de ori mai mare decât volumul său propriu.

Diferenţele reale între butan şi propan, la trecerea din stare lichidă în stare de vapori, sunt:
– 1 litru de propan lichid se transformă în 275 litri de vapori de propan; – 1 litru de butan lichid se transformă în 233 litri de vapori de butan.

Este important de reţinut că o scăpare mică de GPL lichid poate degaja o cantitate semnificativă de vapori de GPL. Pentru a lichefia propanul, este necesară o presiune de trei ori mai mare decât presiunea necesară lichefierii butanului.

În concluzie, degajarea unei tone de GPL va împrăştia un nor de gaz cu un volum echivalent cu volumul unui vas de 250 de tone, care atunci când intră în combinaţie cu aerul la limita inferioară de aprindere de 2,0% va degaja un nor de gaz inflamabil cu un volum echivalent cu volumul unui vas de 1250 de tone şi care poate detona cu o forţă corespunzătoare la 0,9 – 1,2 t de TNT.

Volumul specific

Se defineşte "volum specific" volumul ocupat de 1 kg de GPL lichid. Graficul indică valorile care volumului specific la temperaturi diferite. Comportamentul volumul lichidului sub influenţa temperaturii este de cea mai mare importanţă în ceea ce priveşte umplerea recipientelor (butoaie sau cisterne). Într-adevăr având în vedere importanţa creşteri în volum, fiecare recipient de GPL lichid trebuie să conţină un spaţiu pentru vaporii de gaz, pentru a evita expansiunea determină umplerea completă şi deformare ulterioară până la fisurarea containerului (lichidul spre deosebire de gaz, este incompresibil).

Condiţiile de siguranţă sunt asigurate atunci când aveţi la dispoziţie cel puţin 2,38 litri per 1 kg de propan. În practică, umplerea recipientelor supraterane solului nu poate depăşi 80% din volum, iar pentru cei îngropaţi (având în vedere că diferenţele de temperatură sunt mai mici) 85% din volum.

Limitele de explozie ale gazelor şi ale amestecurilor

Limitele de explozie inferioară şi superioară delimitează domeniul în care se produce explozia unui gaz inflamabil, aflat în amestec cu aerul, la apariţia unei scântei. Se exprimă în procente volum de gaz inflamabil în amestec cu aerul.

Limitele de explozie prezintă o importanţă deosebită în industria chimică şi petrochimică; cunoscând limitele de explozie pentru un anumit gaz, pot fi stabilite măsurile ce se impun pentru operarea instalaţiilor în siguranţă.

Avand in vedere cele prezentate mai sus rezulta ca pentru folosirea in conditii de siguranta a celor doua amestecuri de gaze (aragaz, respectiv, autogaz) este necesar ca atat a recipientii de stocare/manipulare cat si componentele instalatiilor in care sunt utilizate sa fie dedicate si conforme cu presiunile si temperaturile de lucru.

Butelia tip Aragaz

Butelia tip aragaz este construită prin abutisarea a 2 virole, şi sudarea acestora cap-la-cap, urmând adăugarea elementelor de funcţionale şi de siguranţă (robinet, gardă, postament).

Având în vedere faptul că aproape mereu, în cazurile de rupere a buteliei fisurile apar pe generatoarea acesteia, modul respectiv de construcţie ajută la reducerea riscului de rupere.

Însă, folosirea repetată a buteliei cu fluide de lucru altele decât cele pentru care este proiectată duce la suprasolicitarea acesteia, urmată de deformaţii vizibile în zona mediană (a sudurii), si în cele din urmă la scăderea considerabilă a rezistenţei.

Skidul de autogaz

Skid-ul autogaz este o instalaţie monobloc, a cărei unică întrebuinţare legală este livrarea de combustibil auto tip GPL, către autovehicule dotate cu instalaţie GPL, atestată RAR.

După cum se poate vedea mai jos, skid-ul GPL este o instalaţie relativ simplă ca şi schemă tehnologică şi construcţie. Această instalaţie este prevăzută cu toate mijloacele de siguranţă impuse de normative pentru asigurarea scopului pentru care este proiectată, şi anume livrarea către autovehicule.

1.Sasiu, 2.Rezervor GPL, 3.Robinet fază lichid
4.Supapă de sens, 5.Supapă exces de flux
6.Filtru Y, 7.Supapă de siguranţă, 8.Pompă GPL
9.Motor electric, 10.Supapă by-pass
11.Conductă refulare, 12.Distribuitor
13.Tablou electric, 14.Robinet port-manometru
15.Robinet retur

Activitatea de umplere a buteliilor

O staţie de imbuteliere a buteliilor tip aragaz, are o schemă tehnologică şi construcţie mult mai complexe, adecvate scopului şi cerinţelor legale, în special celor legate de siguranţa în exploatare.

Astfel o staţie de îmbuteliere are prevăzute facilităţi şi posturi importante pentru verificarea inainte, în timpul şi ulterior umplerii buteliilor, în aşa fel încât să fie respectate prevederile prescripţiilor tehnice ISCIR şi normelor metrologice şi de protecţia muncii.

Părţile importante si obligatoriu a exista în fluxul tehnologic de îmbuteliere sunt:

1.verificarea stării buteliei înainte de introducerea în flux şi renunţarea la folosirea acelor butelii care nu mai respectă standardele de siguranţă, urmată de casarea acestora;
2.verificarea cantităţii de gaz îmbuteliate în fiecare butelie, asingurându-se astfel respectarea limitei maxime de gaz admisibile la umplere;
3.verificarea etanşeităţii buteliei după umplere, atât la partea de îmbinare a robinetului în corpul buteliei, cât şi a robinetului în sine.

Amenajarea tipică a unei staţii de îmbuteliere

1.Paletizor, 2,3. Operatori sortare butelii, 4,5 . Posturi introducere butelii în caruselul de umplere, , 6.Post extragere butelii din carusell 7.Post verificare scăpări, 8,9 . Posturi montare şi verificare capac protectie, 10.Post verificare robinet. 11. Instalatie cu baie de lichid pentru verificarea scăpărilor de gaz, 12.Post reverificare robinet. 13.Post montare sigiliu de protecţie, 14, Post adăugare garnitură pentru montarea la aragaz, 15. Post înlocuire robineţi defecţi, 16.Post ajustare cantitate încărcătură.

Skidul nu are dotarea şi nici personalul autorizat şi instruit corespunzător. În plus pentru a alimenta buteliile se folosesc dispozitive artizanale, nesigure, pentru conectarea pistolului de livrare la robinetul buteliei.

Utilizarea buteliilor de aragaz

Este biecunoscut faptul ca butelia se conecteaza la aragaz cu ajutorul unui furtun de cauciuc, de multe ori inbatranit si utilizand un regulator de presiune. Toate acestea sunt dimensionate pentru un fluid a carui presiune in butelie este in jurul valorii de 1,5 bari in timp ce presiunea intr-o butelie umpluta cu GPL auto este de peste 4 bari. Si toate aceste in situatia in care montajul arata ca cel din figura de mai jos dreapta si nu ca cel din stanga.

Concluzii

Din punct de vedere al buteliei:
• presiunea de lucru pentru care este proiectată este mult mai mică decât cea a GPL auto - la o temperatura de cca 250C, aragazul are 2,4bar, pe cand GPL auto are 7,5bar;
• ca o comparaţie o butelie pentru propan, similară constructiv cu cea tip aragaz, are o grosime minimă impusă pentru manta de minim 2,4 mm şi este proiectată pentru maxim 30bar, pe cand butelia tip aragaz are o grosime minimă impusă pentru manta de 1,9mm şi este proiectată pentru maxim 15bar;
• la alimentarea la skid nu se urmăreşte umplerea în funţie de greutate (kg) ci în funcţie de indicaţia dispenserului (lit), astfel putând apărea cazuri de supraumplere a buteliei, depăşindu-se limita impusă de 80%;
• in caz de supraumplere, indiferent de compozitia GPL, pot apare deformari ale materialului buteliei care se pot finaliza cu explozie;
• butelia nu este prevazuta cu sistemele de siguranta cu care este prevazut rezervorul de GPL auto.

Ca urmare, alimentând butelia tip aragaz, cu un alt fluid decât cel pentru care este proiectată, apar suprasolicitări ale materialului din care este confecţionată, si în cele din urmă explozia buteliei.

Din punct de vedere al alimentării la skid:
• pentru adaptarea pistolului de livrare GPL, special proiectat pentru autovehicule, la robinetul buteliei, se folosesc dispozitive artizanale, neomologate;
• în cazul în care ar apărea scăpări accidentale în momentul umplerii, skid-ul autogaz nu este prevăzut cu mijloace de golire sau intervenție, nu are procedură de intervenţie și nici personal instruit pentru aceste situații;
Ca urmare pot apărea probleme ,rezultate cu scăpări importante de GPL lichid, ce pot pune în pericol sănătatea şi chiar viaţa celor implicaţi.

În afară de a fi inflamabil şi exploziv, GPL în fază lichid are o temperatură foarte scăzută ce poate produce arsuri grave la inhalare.

Din punct de vedere al utilizatorului buteliei:
• la umplerea la skid, butelia nu este verificată sub nici o formă, nici înainte – pentru deformaţii existente ce ar putea duce la explozia buteliei, nici după umplere – pentru scăpări ce ar putea exista la robinetul buteliei;
• folosind dispozitive artizanale pentru adaptarea la robinet, se uzează suplimentar filetul acestuia, putând duce în timp la neetanşeitate atunci când este montată la aragaz;
• la umplerea la skid a buteliei, nu se furnizează şi o garnitură de montare nouă, şi folosind astfel o garnitură uzată, se ajunge la neetanşeităţi în funcţionare.

Ca urmare a folosirii frecvente a umplerii buteliei la skid-ul autogaz, utilizatorul se expune în permanență riscului ridicat de incendiu datorat scăpărilor de gaz generate de neetanșeități și chiar explozie, datorată creșterii exagerate a presiunii gazului, odată cu temperatura. Explozia apare mult mai repede în cazul existenţei unui incendiu.

Tema de reflectie!

Cum vor reactiona operatorul de umplere de la skid si clientul acestuia in cazul in care, prin aplicarea pistolului de umplere la dispozitivul artizanal aplicat pe robinetul buteliei se disloca pastila de etansare a acestuia iar la final se constata scapari importante de gaz?