Где и когда произошло:
Казахстан, г. Уральск, Западно-Казахстанская область, производственная база дорожно-строительного предприятия ТОО «АксайБизнесСтрой». Зона открытого механического участка по ремонту спецтехники, пост ручной газовой сварки и резки. 8 сентября 2021 года, дневная смена, 15:10.
Что произошло (хроника ЧП):
Газорезчик 4-го разряда и его подручный выполняли разделку стальных металлоконструкций стрелы автокрана на металлолом с использованием инжекторного газового резака типа «Маяк-01». Пост газопламенной обработки питался от двух баллонов: кислородного (40 л, 150 атм) и ацетиленового (40 л, начальное давление 19 атм), установленных на одной ручной двухколесной тележке в полутора метрах от места резки.
Огнепреградительные предохранительные клапаны (сухие затворы) на резаке и на редукторах баллонов отсутствовали: резчик посчитал их «лишним сопротивлением, сбивающим струю факела». Внутренний мундштук резака был сильно зашлакован окалиной, а кислородный и ацетиленовый резинотканевые рукава длиной всего 6 метров имели множественные трещины и соединялись обрезками водопроводных трубок на проволочных скрутках.
Во время прожига толстого пакета металла из-за низкого давления ацетилена в баллоне (остаток менее 1,5 атм) и перегрева сопла резак хлопнул, раскаленная металлическая окалина перекрыла выходной канал, и произошло перетекание кислорода под высоким давлением (5 атм) в ацетиленовый тракт. Пламя со свистом втянулось внутрь резака, пробило горючий рукав и со сверхзвуковой скоростью ушло обратно по шлангу в ацетиленовый баллон.
Механика аварии:
- Физика обратного удара пламени: При засорении мундштука или падении давления горючего газа более высокое давление кислорода продавливает струю в противоположном направлении, образуя внутри рукава взрывоопасную стехиометрическую смесь. Скорость распространения фронта детонации в такой смеси превышает 2000 м/с, что делает перекрытие вентилей вручную физически невозможным.
- Термодинамическая нестабильность ацетилена ($C_2H_2$): Ацетилен — эндотермическое соединение. В отличие от пропана или метана, ему не требуется кислород для взрыва: при повышении температуры или давления он распадается на элементы ($C_2H_2 \rightarrow 2C + H_2 + 226{,}8\text{ кДж/моль}$) с колоссальным выделением тепла.
- Отказ пористой массы: Внутри ацетиленового баллона находится литая пористая масса (активированный уголь или пористый силикат кальция), пропитанная ацетоном, в котором растворен газ. Если в баллоне возник очаг распада от обратного удара, в порах начинается цепная экзотермическая реакция.
- Сверхкритический скачок давления: Температура внутри баллона за считаные секунды превысила 800 °C, ацетон мгновенно перешел в пар, давление ацетилена подскочило с 2 до 150–200 атмосфер, далеко превысив предел прочности стального бесшовного баллона (проверочное давление 30 атм).
- Осколочный разлет: Произошел хрупкий разрыв корпуса баллона с раскрытием обечайки типа «розочка» и выбросом высокоскоростных осколков и горящего ацетона.
Последствия:
Газорезчик находился в полутора метрах от тележки с баллонами.
- Осколочные поражения: Стальные осколки разорванного корпуса толщиной стенки 8 мм разлетелись по веерной траектории. Рабочий получил проникающее ранение брюшной полости с повреждением печени и брюшной аорты, оскольчатый перелом костей свода черепа и травматический отрыв левого предплечья. Смерть наступила на месте происшествия от геморрагического и болевого шока.
- Термический фактор: Взрыв выбросил горящее облако паров ацетона и тонкодисперсной сажи. Подсобный рабочий, стоявший в 6 метрах, получил обширные ожоги лица, шеи и кистей рук II–III степени (около 25% поверхности тела) и баротравму органов слуха с разрывом барабанных перепонок.
- Вторичные разрушения: Детонация сорвала вентиль с соседнего кислородного баллона, который превратился в реактивный снаряд, пробил кирпичную стену цеховой пристройки и вызвал крупный пожар склада ГСМ.
Грубейшие нарушения:
- Эксплуатация газопламенного оборудования без огнепреградительных клапанов (обратных клапанов) на рукоятке резака и на выходных штуцерах редукторов.
- Расположение баллонов с горючим газом и кислородом на расстоянии менее 5 метров друг от друга и менее 10 метров от открытого источника огня (места резки).
- Применение укороченных рукавов длиной менее 9 метров (фактическая длина составляла всего 6 м) и наличие промежуточных соединений на проволочных скрутках вместо инвентарных хомутов.
- Работа с зашлакованным мундштуком резака и выработка ацетилена из баллона ниже минимального остаточного давления (менее 0,5–1,0 атм в зависимости от температуры).
- Совместное размещение кислородного и ацетиленового баллонов на одной неизолированной тележке без защитного стального экрана между ними.
Как выжить (инструкция по безопасности при проведении газопламенных работ):
- Огнепреградительный клапан — закон на каждом посте: В разрыв газовой цепи в обязательном порядке устанавливаются сертифицированные огнепреградительные клапаны сухой защиты:
- На входе горючего газа и кислорода в горелку/резак — гасят пламя в сотые доли секунды с помощью металлокерамического фильтра;
- На выходных штуцерах редукторов — отсекают поток газа встроенным подпружиненным клапаном при возникновении противотока. Работа без них — прямое самоубийство.
- Дистанция безопасности: Баллоны с кислородом и ацетиленом должны находиться на расстоянии не менее 5 метров друг от друга и не менее 10 метров от открытого огня, сварочной дуги или места падения раскаленного шлака. Искры и брызги металла не должны долетать до корпусов и шлангов.
- Длина и целостность рукавов: Длина шлангов должна быть в диапазоне от 9 до 30 метров, чтобы обеспечить безопасный радиус маневра. Сращивание допускается не более чем в двух местах специальными ниппелями со стяжкой винтовыми червячными хомутами (никакой проволоки).
- Действия при обратном ударе: При малейшем хлопке, свисте или нагреве рукоятки резака немедленно:
- Перекрыть кислородный вентиль на резаке, затем ацетиленовый;
- Охладить резак в емкости с чистой холодной водой (с открытым ацетиленовым вентилем для продувки сопла нельзя);
- Если пламя ушло в шланг и он начал раздуваться или дымить — немедленно бежать в укрытие, не пытаясь подходить к баллонам для перекрытия вентилей.
- Контроль температуры баллона: Если корпус ацетиленового баллона начал самопроизвольно нагреваться (признак начавшейся внутри реакции распада), к нему запрещено прикасаться. Персонал эвакуируется на расстояние не менее 100 метров, вызывается пожарная служба, а баллон охлаждается струей воды из-за укрытия непрерывно в течение нескольких часов.