נוהלי אחזקה ובטיחות

נוהלי אחזקה ובטיחות

התכונות הפיזיקליות ויכולתן ליצור מצבי סיכון של הגפ"ם

דוד תורן

בגיליון הקודם עסק מדור זה במקורותיו ותכונותיו של  גז הגפ"ם, וכפי שהבטחנו בסיום, בגיליון זה יעסוק המאמר  בקשר שבין תכונותיו של הגפ"ם לתופעות ומצבים מסוכנים העלולים לנבוע משימוש לא זהיר ולא נכון בגפ"ם ובדרכים למנוע מצבים אלו.
כדי שנוכל למנוע מצבי סיכון עלינו להכיר את התכונות של הגפ"ם ואת המצבים שבהם קיימת האפשרות להיווצרות מצבי סיכון.

הגפ"ם, כאמור, מסופק במיכלים משני סוגים:

1. מיכלים ניידים המכילים גפ"ם בנפח 30 ליטר (נפח נומינלי) המכילים גפ"ם במשקל 12 ק"ג ומיכלים בנפח 110 ליטר (נפח נומינלי) המכילים גפ"ם במשקל 48 ק"ג. מיכלים אלו מוגדרים בתקנים הישראליים כמיכלים ניידים, כלומר כמיכלים שהמילוי שלהם לא נעשה באתר הצרכן אלה באתר מיוחד המיועד למילוי מיכלי גפ"ם (מתקני מילוי) והמצויד בכל אמצעי הבטיחות למניעת מצבי סיכון בעת מילוי המיכלים.

2. מיכלים נייחים המוגדרים ע"פ התקן כמיכלים בנפח שמעל 110 ליטר והיכולים להכיל מ-230 ק"ג ועד כ-4 טון גפ"ם לשימוש באזורי מגורים ועד כ-35 טון גפ"ם לתעשייה, חקלאות ומתקני מילוי מיכלים ניידים.

במיכלים אלו הגפ"ם מאוחסן במצב צבירה נוזלי (מעובה) וזאת כדי לחסוך מקום ולאפשר אחסון כמות גדולה יחסית של גפ"ם במיכלים בגודל סביר, כשהמיכלים ממולאים ע"פ התקנות ונוהלי חברות הגז בעד 90% נוזל למיכלים ניידים ו-85% נוזל למיכלים קבועים (צוברים).

האחסון של גפ"ם נוזלי בשילוב עם גפ"ם במצב גז עשוי להביא למספר מצבי סיכון שנתייחס אליהם בהמשך.

  מיכל גפ"ם בנפח 110 ליטר

  
תכונות הגפ"ם בפזה נוזלית

משקל סגולי (specific gravity) של נוזל, מוגדר כיחס שבין משקל יחידת נפח של הנוזל הנדון לבין משקל אותה יחידת נפח של מים. משקל סגולי נמדד ביחידות של ק"ג/ליטר או טון/מ"ק.

הגפ"ם המשווק בישראל  מכיל 20% פרופן שמשקלו הסגולי הוא 0.508 ק"ג/ליטר ו-80% בוטן שמשקלו הסגולי הוא 0.56 ק"ג/ליטר, מכאן מחושב משקלו הסגולי של הגפ"ם הנוזלי 0.56 ק"ג/ליטר. משמעותם של נתונים אלו היא שמרכיבי הגפ"מ במצב נוזלי קלים מהמים.

הסכנה: במקרים של שריפות הניזונות ממצבורי גפ"ם נוזלי. יש לזכור כי גם שאריות הגפ"ם שלא התאיידו הינן בעלות משקל סגולי קטן ממים ולפיכך שימוש בזרנוקי מים במטרה לכבות את השריפה עלול לגרום לפיזור החומר הדליק והגדלת מוקד הבערה.

הפתרון: כיבוי שריפות חומרי דלק נוזליים יעשה ע"י קירור הלהבה (התזת רסיסי מים) או מניעת חמצן מהאש (קצף, אבקה כימית).

רתיחה ועיבוי: למעבר החומר ממצב צבירה נוזל למצב צבירה גז קוראים רתיחה, ואילו עיבוי הוא שינוי מצב הצבירה של החומר מגז לנוזל. הרתיחה והעיבוי של כל וחומר שונים זה מזה והם תלויים בטמפרטורה ובלחץ שבו נמצא החומר.


טמפרטורת רתיחה: טמפרטורת הרתיחה של חומר מסוים היא הטמפרטורה שבה החומר מתחיל לרתוח. בנקודת הרתיחה משתווה לחץ האדים של החומר ללחץ אטמוספרי. התלות של נקודת הרתיחה בלחץ היא יחס ישיר, כלומר טמפרטורת הרתיחה עולה עם העלייה בלחץ ולהיפך.
טמפ' הרתיחה בלחץ אטמוספרי של פרופן 42.20c- ושל בוטן 0.50c-, כלומר בתהליך איוד של הגפ"ם, קודם מתאייד (רותח) מרכיב הפרופן ואח"כ הבוטן, כדי לחשב את התהליך נהוג להתייחס לטמפרטורת הרתיחה של הגפ"ם כ-10c-.

רתיחה במיכל סגור: במיכל/מערכת סגורים אין חשיפה של החומר ללחץ אטמוספרי, הלחץ השורר הינו הלחץ שיוצרים אדי החומר עצמו הנמצאים במיכל  ומקורם באיוד חלקי של החומר כתוצאה מירידה בלחץ האדים וביחס ישר לטמפרטורה שבה נמצא המיכל.

לחץ אדים: לחץ אדים מוגדר כלחץ השורר מעל פני החומר הנגרם על ידי האדים של החומר, הנמצאים במצב שיווי משקל. לחץ האדים הינו שונה מחומר לחומר והוא נקבע לפי הרכב החומר והטמפרטורה שבו הוא נמצא.

לחץ האדים באותו החומר יעלה עם העלייה בטמפרטורה.

לדוגמא – לחץ האדים (מוחלט) של פרופן יעלה מ-7.38 ק"ג/ סמ"ר ב-  15.60cל-13.36 ק"ג/סמ"ר ב- 37.80c.

הסכנות: עלייה לא מבוקרת של לחץ האדים במיכל כתוצאה מעליה מהירה של הטמפרטורה עלולה לגרום לביקוע המיכל בשל אי יכולתם של אביזרי הבטיחות (שסתומי פריקת לחץ) לשחרר את הלחץ הגבוה במהירות הנדרשת וכתוצאה מכך עלולה להיווצר עננת גז שבהיותה בתחום הנפיצות תגרום לפיצוץ ולהרס כתוצאה מחום, הדף ופיזור חלקי המיכל בעוצמה גדולה (תופעת B.L.E.V.E).  
  
  
הפתרונות:
1. הרחקת חומרים דליקים (פסולת, אשפה, קוצים) ממקומות שבהם מאוחסנים מיכלי גפ"ם ויצירת מרחבים "סטריליים" מסביב למאגרי הגפ"ם.
2. התקנת מערכת צינורות ומתזי מים מעל ריכוז מיכלי גפ"ם לקירור המיכלים בשעת הצורך.   
                                                     
ענן תערובת אויר-גפם


כמות אדים בהפיכה מנוזל לגז

כאשר משחררים גפ"ם נוזלי לחלל האוויר בגלל טמפ' האיוד הנמוכה שלו (-10c) הוא הופך מיד מנוזל לגז.
כמות (נפח) האדים הנוצרת מהאיוד של הנוזל לגז גדולה משמעותית מנפחו של הגפ"ם כנוזל ולפיכך מהווה סכנה מוחשית בשל  המעבר דרך תחום הנפיצות. כמויות האדים המוצרות ע"י מרכיבי הגפ"ם הן:

פרופן - 538 ליטר אדים לכל ק"ג נוזל, בוטן -  408 ליטר אדים/ק"ג נוזל, גפ"ם – כ-450 ליטר אדים/ק"ג נוזל.
תחום דליקות (נפיצות): תחום דלקות (flammability range) הינו תחום שבו התערובת של הגז באוויר הופכת מדליקה לנפיצה. תחום זה נמדד באחוזי נפח של גז עם האוויר.

תחום הדליקות נע בין גבול דליקות תחתון – L.E.L (אחוז נפח מינימאלי של תערובת גז/אויר) וגבול דליקות עליון – H.E.L (אחוז נפח מקסימאלי של גז באוויר שמעבר לו לא תהיה התערובת נפיצה).

לגבי הגפ"ם תחום הדליקות לתערובת סטנדרטית של 20% פרופן – 80% בוטן הינו 2% - 10% ביחס לנפח האוויר.
הגז הטבעי הופך לנפיץ בתחומים של 5% - 15% תרכובת גז ואוויר.

הסכנות: בעת שחרור לא מבוקר של גפ"ם לאוויר הסביבה, כתוצאה מדליפת גז, כשל צינורות וכו', תערובת הגפ"ם/אוויר עלולה ליצור עננת גז בתחום הנפיצות שתרחף בסמוך לפני הקרקע (הגפ"ם כגז כבד מהאוויר) וכאשר עננת גז/אוויר זאת מגיעה למקום מיושב היא תיתקל במקור הצתה (אש, ניצוץ חשמלי וכו') שתגרום לפיצוץ והרס.


הפתרונות:
1. התקנת אביזרי בקרת להבה ובקרת זרימה לפני אביזרים רגישים.                                     
2. התקנת גלאי נוכחות גפ"ם/גז טבעי בחללים שבהם עלול להצטבר גפ"ם.
3. הרחקת מקורות חום וניצוצות ממתקני גפ"ם / גז טבעי.

 
                                                          
גלאי גז

זיהוי גפ"מ בעת דליפה
כפי שהוזכר במאמר הקודם, במקורם, אדי הגפ"מ הם חסרי ריח וצבע. במקרה של דליפה, כדי לאפשר זיהוי גפ"מ ללא מכשור, מוסיפים בבתי הזיקוק חומר המקנה לגז ריח חריף ודוחה המאפשר גילוי דליפות קטנות יחסית. חומר זה נקרא אתיל-מרקפטן ומוסיפים אותו לגפ"מ בכמויות קטנות ביותר, p.p.m 250 – 50 (גרם למ"ק). מאחר ומשקלו הסגולי של המרקפטן גבוה יותר והוא כבד מהגפ"מ הנוזלי וגם פחות נדיף ממנו, ריכוז עולה לקראת התרוקנות מיכל הגז, דבר הנותן לגז ריח חריף יותר.


לסיכום,
במאמר הנוכחי עסקנו בתכונות הגפ"ם בהקשר למצבי סיכון היכולים להיגרם כתוצאה מתכונות אלו, בסכנות הנובעות מהן ובפתרונות שיש לנקוט כדי למנוע/להפחית את הנזק שיכול להיגרם כתוצאה מכך.

במאמר הבא נעסוק בהמשך ניטור הסכנות הנובעות מאחסון ושימוש בגפ"ם תוך התייחסות לאספקטים בחוקיים לגבי אחסון וטיפול במאגרי גפ"ם במגורים במסחר ובתעשייה.

לשמחתנו הרבה כבר בעקבות פרסום הכתבה הראשונה בנושא התקבלו בתיבת הדוא"ל שלנו מספר פניות מקוראים שמצאו במדור את הכתובת לשאלות בנושא הגפ"ם שהטרידו אותם, מאחר והפניות שהתקבלו עסקו בנושאים שונים, בחרנו לענות לכל הפונים ישירות.

במידה ובעתיד נראה כי קיימת התעניינות בנושא מסוים העשוי לעניין את כלל הקוראים, נקדיש לנושא זה מקום באחד ממדורינו הבאים.

הכותב הנו בעליו של ביה"ס הארצי לגז, המתמחה בביצוע קורסי הכנה למבחני מתקין גז הנערכים במרכז התמ"ת, כמו כן משמש כיועץ ומתכנן למערכות ומתקני גז ומוכר ע"י המערכת המשפטית לצורך הגשת חוות דעת של עד ממוחה. המדור ישמח לקבל פניות נוספות מקוראים בכתובת: lpg@nana.co.il










פי.סי.חץ