أسباب انفجار أسطوانة الغاز

انفجار أسطوانة الغاز: الأسباب والآثار وسبل الوقاية

تشكل أسطوانات الغاز أحد أبرز أشكال تخزين الطاقة الحرارية في المنازل والمصانع والمطاعم والورش الصناعية، حيث توفر وسيلة فعّالة واقتصادية للطهي والتدفئة وتشغيل معدات متعددة. ومع ذلك، فإن التعامل مع هذه الأسطوانات يجب أن يتم بحذر بالغ، نظرًا لما تحمله من مخاطر جسيمة عند تعرّضها للضرر أو سوء الاستخدام. ويُعتبر انفجار أسطوانة الغاز من أخطر الحوادث المنزلية أو الصناعية، إذ يمكن أن يؤدي إلى كوارث بشرية ومادية هائلة تشمل الوفاة، الإصابة، ودمار الممتلكات.

يتناول هذا المقال بعمق كيف تنفجر أسطوانة الغاز، بدءاً من تكوينها الكيميائي، والظروف المؤدية إلى الحادث، والعوامل الفنية والبيئية المساهمة، وصولاً إلى التأثيرات الناتجة وسبل الوقاية المدروسة علمياً وتقنياً.

أولاً: تكوين أسطوانة الغاز ومحتواها

تُصنع أسطوانات الغاز عادةً من الفولاذ المقوّى أو الألمنيوم عالي الصلابة، وتُملأ بغاز مسال مثل غاز البترول المسال (LPG)، وهو مزيج من البروبان والبيوتان. يُخزن الغاز في حالته السائلة تحت ضغط عالٍ داخل الأسطوانة، ويتحوّل إلى غاز بمجرد خروجه من فوهة الأسطوانة عند الاستخدام.

تُصمم الأسطوانة بحيث تتحمّل ضغطاً معيناً، ويُزود صمامها بوسائل أمان متعددة منها صمام الأمان (relief valve) الذي يفتح تلقائياً لتفريغ جزء من الغاز إذا زاد الضغط عن الحدّ الآمن. لكن رغم هذه التجهيزات، تبقى هناك احتمالات لانفجار الأسطوانة لأسباب متعددة.

ثانياً: الأسباب الرئيسية لانفجار أسطوانة الغاز

1. التسرب الغازي غير الملحوظ

التسرب هو السبب الأكثر شيوعاً في معظم حوادث انفجار الأسطوانات. يحدث نتيجة:

• تلف في خرطوم التوصيل.

• خلل في صمام الأسطوانة.

• عدم إحكام التوصيلات.

• تآكل الأجزاء المعدنية نتيجة الرطوبة أو التآكل الكهروكيميائي.

عندما يتسرب الغاز في مكان مغلق، يتراكم في الهواء ويصل إلى تركيز قابل للاشتعال. وبمجرد توفر مصدر شرارة أو لهب، مثل إشعال فرن أو حتى استخدام مفتاح كهربائي، ينفجر الغاز فورياً.

2. التعرض لمصدر حراري مباشر

تعرض الأسطوانة لمصدر حراري كبير كحرائق أو أشعة الشمس المباشرة لفترات طويلة يؤدي إلى زيادة الضغط الداخلي نتيجة تمدد الغاز. وعند تخطي الضغط المسموح به دون قدرة صمام الأمان على تفريغه، تنفجر الأسطوانة بانفجار حراري كارثي يعرف بـ BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion).

3. الطرق أو السقوط العنيف

سقوط الأسطوانة أو طرقها بعنف، خاصة إذا كانت قديمة أو بها صدأ داخلي، قد يُضعف جدارها ويؤدي إلى تمزق مفاجئ يسمح للغاز بالخروج والاشتعال، خصوصاً في البيئات المحتوية على شرارات كهربائية.

4. سوء التخزين

تخزين الأسطوانات في أماكن مغلقة، دافئة، أو بالقرب من مصادر كهرباء، يزيد من خطر التفاعل الانفجاري، خاصة في غياب تهوية مناسبة تسمح بتسرب الغاز للخارج.

5. استخدام أسطوانات تالفة أو منتهية الصلاحية

كل أسطوانة لها تاريخ صلاحية واضح، وتجاوز هذا التاريخ قد يعني ضعفاً في البنية الفولاذية. كما أن الأسطوانات المعاد تعبئتها بطرق غير قانونية، أو التي تم طلاؤها دون فحص داخلي، تعتبر خطراً شديداً.

ثالثاً: الآلية الفيزيائية والكيميائية للانفجار

عندما يتسرب الغاز في بيئة مغلقة، فإن تركيزه في الهواء يرتفع تدريجياً. وعند الوصول إلى “الحد الأدنى للاشتعال” (LEL)، يصبح الغاز قابلاً للاشتعال، وعند بلوغ “الحد الأعلى للاشتعال” (UEL)، يصبح غير قابل للاشتعال لفرط تركيزه. في هذا المجال بين LEL وUEL، يكفي وجود شرارة واحدة ليحدث انفجار غازي كبير.

أما في حال تعرض الأسطوانة نفسها للنار أو مصدر حرارة مباشر، فإن الضغط الداخلي يرتفع بسرعة كبيرة نتيجة غليان السائل وتحوله إلى بخار، مما يفوق قدرة الأسطوانة على التحمل، وتتمزق جدرانها مطلقة انفجاراً ميكانيكياً وحرارياً ضخماً (BLEVE).

رابعاً: التأثيرات الكارثية لانفجار أسطوانة الغاز

1. الخسائر البشرية

• حروق من الدرجة الثانية والثالثة.

• كسور وارتجاجات بسبب الضغط.

• الوفاة المباشرة نتيجة شدة الانفجار.

2. الخسائر المادية

• دمار في البنية التحتية (منازل، مطاعم، مصانع).

• حرائق لاحقة تستمر لساعات.

• خسارة في الممتلكات والأجهزة الكهربائية.

3. الآثار البيئية

• انبعاث غازات سامة عند احتراق الغاز مثل أول أكسيد الكربون.

• تلويث الهواء في المناطق السكنية.

• تهديد للبيئة الحضرية خاصة في المدن ذات الكثافة السكانية العالية.

خامساً: جدول يوضح علاقة العوامل المؤدية لانفجار الأسطوانة وتأثيراتها

سادساً: الوقاية وتدابير الأمان

1. الفحص الدوري للأسطوانات

ينبغي فحص الأسطوانات بصرياً قبل الاستخدام، والانتباه لأي علامات انتفاخ، صدأ، أو تشققات. كما يُنصح بعدم استخدام الأسطوانات التي تجاوزت تاريخ انتهاء الصلاحية أو تعرضت لسقوط شديد.

2. الكشف عن التسرب

استخدام الماء والصابون للكشف عن التسرب هو وسيلة فعالة: يُوضع المزيج حول الصمام وخرطوم التوصيل، وإذا ظهرت فقاعات، فهذا دليل على وجود تسرب.

3. توفير التهوية الجيدة

ينبغي أن تُخزن وتُستخدم الأسطوانات في أماكن جيدة التهوية تسمح بتبدد الغاز في حال تسربه، مما يقلل من احتمالية انفجار.

4. إبعادها عن مصادر الحرارة

يجب ألا توضع الأسطوانات بالقرب من الأفران، المشاعل، المدافئ أو تحت أشعة الشمس المباشرة، وينبغي توفير غطاء واقٍ في حال التخزين الخارجي.

5. الاعتماد على أنظمة إنذار وتسرب الغاز

تُعد أجهزة كشف الغاز من الحلول التقنية المهمة، حيث ترسل إنذاراً عند رصد تسرب غازي حتى قبل أن يلاحظه الإنسان.

6. التعامل المحترف أثناء التوصيل

يجب استخدام قطع غيار أصلية ومعتمدة مثل الخراطيم والصمامات، والتأكد من إحكام التوصيلات دون الإفراط في شدّها، والابتعاد عن تركيبها من قبل أشخاص غير مؤهلين.

سابعاً: المعايير الدولية لتصنيع الأسطوانات

تُنتج الأسطوانات وفق معايير دقيقة تحددها منظمات مثل:

• ISO 4706: يتعلق بسلامة الأسطوانات.

• DOT-4BA وDOT-4BW: مواصفات أمريكية للمواد والتصنيع.

• EN 1442: معيار أوروبي لتصنيع أسطوانات LPG.

تُخضع الأسطوانات الجديدة لاختبارات تشمل:

• الضغط الهيدروليكي.

• الفحص البصري.

• اختبار الانفجار الداخلي.

كل ذلك لضمان قدرتها على تحمّل الضغوط اليومية بدون مخاطر.

ثامناً: استخدام الأسطوانات في البيئات الصناعية

في المصانع والمختبرات، يُستخدم الغاز المضغوط لتغذية معدات تشغيل، أو في عمليات التسخين أو اللحام. ويكون التعامل مع هذه الأسطوانات أكثر تعقيداً ويخضع لبروتوكولات صارمة تشمل:

• تركيب الأسطوانات في حاملات معدنية ثابتة.

• استخدام أنظمة أوتوماتيكية للإغلاق.

• تخزينها في حاويات مخصصة مقاومة للانفجار.

• تدريب العاملين على التعامل مع التسرب أو الحريق.

تاسعاً: استجابات الطوارئ عند الاشتباه بانفجار وشيك

في حال الاشتباه بوجود تسرب أو ارتفاع حرارة الأسطوانة، ينبغي:

• إخلاء المكان فوراً.

• عدم تشغيل أو إطفاء أي مصدر كهربائي.

• الاتصال بالدفاع المدني المختص.

• تجنب الاقتراب من الأسطوانة أو محاولة التحقق منها يدوياً.

• إغلاق صمام الأسطوانة فقط إذا كان ذلك ممكناً دون تعريض النفس للخطر.

عاشراً: الخلاصة التقنية والتحليلية

إن انفجار أسطوانة الغاز ليس مجرد حادث عرضي، بل هو نتيجة تفاعل معقّد بين عوامل ميكانيكية وحرارية وكيميائية وبيئية. ويمثل فهماً عميقاً لهذه العوامل الطريق الأمثل لتفادي الكارثة. في سياقات الاستخدام المنزلي أو الصناعي، يجب أن يكون الوعي والمعرفة التقنية المسبقة حاضرين دوماً، حيث أن تكلفة الإهمال تفوق أي توفير مزعوم في المال أو الجهد.

المراجع:

• NFPA 58: Liquefied Petroleum Gas Code – National Fire Protection Association.

• ISO 4706: Gas cylinders – Refillable welded steel cylinders – Test pressure and requirements.