Acetylen

1. Acetylen Presentasjonen er identisk med en artikkel som er trykket i Tidsskriftet Brannmannen Artikkelforfatter: Einar K. Gjessing, tidligere brannsjef i Bergen

2. Acetylen Industrigassene kan deles inn i forskjellige grupper. En av inndelingene er: - komprimerte (eks. oksygen) - kryogene (nedkjølt under - 75 oC ), for eksempel oksygen i flytende form. - kondenserte (eks. propan) - oppløste (eks. acetylen)

3. Produksjon og bruk Produksjonen foregår ved at kalsiumkarbid (karbid) og vann blandes på en bestemt måte og det produseres da lesket kalk og acetylen etter følgende ligning: CaCO2 (kalsiumkarbid) + 2H2O (vann) = Ca(OH)2 (lesket kalk) + C2H2 (acetylen). Acetylengassen renses, komprimeres svakt og overføres til stålflasker hvor den oppløses i aceton som befinner seg i en porøs masse. Acetylenflaskene distribueres med bil, båt og jernbane.

4. Tidligere hadde et hvert sveiseverksted med respekt for seg selv, sin egen acetylenproduksjon med til dels ganske varierende resultat og faregrad. Senere foregikk produksjonen i forskjellige norske byer, men nå er all norsk acetylenproduksjon opphørt og acetylenen produseres i Danmark. Acetylen brukes til sveising, skjæring, varming, lodding og retting sammen med oksygen og til kjemiske analyser.

5. Gassens egenskaper Acetylen er lettere enn luft, den veier 0,91 i forhold til luft. Den er ikke synlig og har en hvitløkaktig lukt som skyldes lettere forurensninger. Gassen er meget brann- og eksplosjonsfarlig og har et av de største eksplosjonsområdene som finnes, nemlig fra 2,3 til 80 volumprosent i luft. I ren oksygen er eksplosjonsområdet 2,3 - 93.

6. Ren acetylen er ikke giftig, men virker narkotisk. Acetylen er oppløselig i vann og må anses som giftig for organismer som lever i vann. Hvis ikke særskilte forholdsregler tas, kan ikke acetylen komprimeres til særlig høye trykk uten at acetylenet spaltes eksplosjonsartet. Tendens til spalting avhenger av temperatur, volum og rør- (eventuelt slange-) diameter. Spaltingen forgår etter følgende ligning: C2H2 (acetylen) = C2 (karbon, sot) + H2 (hydrogen).

7. Acetylen er lett oppløselig i aceton, som under opptakelsen av acetylengassen utvider seg. Når acetylen oppløst i aceton utsettes for trykk vil spalting normalt ikke skje. Den kjemiske formelen for acetylen er: C2H2, det vil si at det finnes to karbonatomer og to hydrogenatomer i hvert acetylenmolekyl. Høyeste temperatur i en acetylen/oksygenflamme er ca. + 3.100 oC og i en propan/oksygenflamme ca. + 2.800 oC. Acetylen (etyn) er en av hydrokarbonene og er nr. 1 i acetylenrekken. Acetylen er en av de karbonrikeste hydrokarbonene.

8. Acetylenflasker, armaturer og merking Acetylen kommer inn under betegnelsen “farlig gods”. UN-nummeret er 1001, farenummeret er 239 og fareseddelen er 2.1 (se etikett). Acetylen leveres på flasker med rominnhold 5, 20 og 41 liter. De leveres også i paller på 8 x 41 liter til større forbrukere.

9. Flaskene er fylt med en porøs masse (75 % porøsitet) som skal holde på acetonen, det vil si at 25 % av flaskenes innvendige volum er oppfylt av denne massen. Videre er det påfylt aceton som opptar 38 % av volumet. Ved opptakelse av acetylen utvider acetonen seg og fyller ytterligere 29 % av flaskens volum. De resterende 8 % er sikkerhetsrom. Flaskens rominnhold blir således: Porøs masse 25 % Aceton 38 % Acetonens utvidelse 29 % Sikkerhetsrom 8 %

10. Pr. 1 liter aceton oppløses ca 25 liter acetylen for hver bars trykkøkning ved 15 oC. Flaskene fylles etter vekt og leveres med trykk på ca 15 bar ved + 15 oC. I en flaske med 41 liter rominnhold vil det således være 41 x 0,38 = ca. 16 liter acetylen. Innholdet er da ca. 15 x 25 x 16 = ca. 6.000 liter = 6 m3 acetylengass. En oksygenflaske med 40 liters rominnhold og 200 bar vil inneholde 40 x 200 = 8.000 liter = 8 m3 oksygengass.

11. Trykket i en flaske er 15 bar ved + 15 oC. Flaskene er laget av mykt karbonstål og hele flasken er rødbrun. De trykkprøves ved 60 bar hvert 10. år. Flaskene kommer fra forskjellige leverandører og noen er utstyrt med trykksikring, det vil si en sikkerhetsventil som avlaster trykket ved unormal trykkstigning.

12. Før bruk påmonteres armatur med: - stengeventil (fast ratt) - manometer som viser flasketrykket - reduksjonsventil som reduserer trykket ned til 1 bar eller lavere - manometer som viser det reduserte trykket - tilbakeslagsventil (se illustrasjon) - flammesperre.

13. Det faste rattet, tilbakeslagsventilen og flammesperren har betydd en vesentlig forbedring av sikkerheten. Tidligere, med mindre godt sveise- og skjæreutstyr, forekom tilbakeslag relativt hyppig. Det betød at flammen ble presset bakover mot acetylenflasken av det høyere trykket på oksygenet. Ved vedvarende tilbakeslag ble flammen stående ved utløpet av trykkregulatoren etter at slangen var brent av. Det ble da en brann i acetylen/luft med mye sot og buldring. Når så denne flammen pekte mot oksygenflasken og den løse stengenøkkelen manglet, var det fare på ferde.

14. Ved fullstendig tilbakeslag ble flammen presset helt inn i flasken, med oppvarming og spalting av acetylenen til følge, også et betydelig faremoment (se under faremomenter). Som for andre gasser skal hette være påskrudd under transport. Dette gjelder også for blindmutter for de fleste flasketypenes vedkommende. Flaskene skal returneres med et resttrykk på 2 bar og sikres mot fall.

16. Faremomenter 1. Kopperacetylider Når acetylen kommer i berøring med koppersalter dannes det kopperacetylider som er meget ømfintlige for trykk og slag og som kan eksplodere under visse påkjenninger. Rør med over 65 % kopperinnhold må derfor ikke benyttes til ledninger for acetylen. 2. Forurensninger av acetylen med aceton Acetylenflasker skal brukes stående og må ikke ligge i mer enn 45o vinkel under bruk. Dersom en acetylenflaske brukes horisontalt liggende, er det fare for at acetonen kan bli revet med ut i acetylenen og forurense acetylengassen, noe som vil gi dårlig resultat ved sveisingen. Av samme grunn må ikke acetylenforbruket være større enn at man ikke bruker mer enn 1/8 av flaskens innhold pr. time.

17. 3. Sveiseflamme Den høye temperaturen i en acetylen/oksygenflamme (3.100o C) kan antenne alt brennbart. Vær særlig oppmerksom på at når det sveises for eksempel på en side av et stålskott, at det ikke skjer antennelse på den andre siden. 4. Skjæregnister Disse er glødende metallpartikler som kan sprette i en avstand av opp til 10 meter fra et arbeidsstykke i 80 cm over gulv. Skjæregnister er en meget hyppig brannårsak og har kostet landet kjempesummer helt unødvendig. 5. Utlekket acetylengass Den gir en eksplosjonsfarlig blanding med luft. Gnist fra en elektrisk bryter, fyrstikk eller lignende, kan antenne gassblandingen. Acetylen/luftblanding trenger svært liten tennenergi for å eksplodere. Luft ut! Acetylen er som nevnt lettere enn luft.

18. 6. Tilbakeslag Dette forhindres nå av tilbakeslagsventil og flammesperre. Ved eventuelt tilbakeslag stenges både for acetylenen og oksygenet. Er acetylenflasken blitt varmet opp - se under “Spalting”. 7. Acetylenflasker i brannsone Acetylenflasker må ikke plasseres slik at de kan nås av brann. De kan, dersom de blir oppvarmet, nedkjøles fra dekket stilling uten fare for sprøhetsbrudd. En flaske som ikke blir nedkjølt vil som regel revne i “halsen”, gassen vil strømme ut og brenne opp. Hvis brannens intensitet er voldsom, vil flasken kunne slynges langt av sted når den revner. Se “Nøkkelpunkter for håndtering av acetylenflasker i en brann”. Et alternativ til dette er å la flaskene stå under nedkjøling i 48 timer uten å flytte dem hvis det er praktisk mulig. Et annet alternativ er å la politiet under betryggende forhold skyte hull på flaskene.

19. 8. Spalting Spalting kan forårsakes av kraftig støt eller slag på flasken. Har acetylenflasken vært oppvarmet kan også acetylenet spaltes. Under spaltingen, hvis denne ikke stoppes, blir det innvendige trykket i flasken så stort at den revner. Slik spalting kan også fortsette etter at flasken er kjølt ned. Det porøse stoffet er en dårlig varmeleder og lokale “hot spots” kan derfor være igjen etter nedkjøling og da kan temperaturen og trykket igjen begynne å stige. Se “Nøkkelpunkter for håndtering av acetylenflasker i en brann”. Videre anbefales det ikke å slippe ut acetylengass fra en flaske som har vært utsatt for spalting. Det kan da være fare for at gassen under strømningen i flasken kan medføre en spredning av spaltesonen til hele flasken. Det er da fare for at spaltingen vil kunne skje så hurtig at trykkstigningen ikke kan avlastes gjennom ventilen.

20. SLUTT

21. Følgende artikkel ble trykket i samme nummer som forrige og omhandler betraktninger av ACETYLEN flasker ved brann Artikkelforfatter: Eirik Evensen, varabrannsjef Grimstad brann- og feiervesen

22. Beskytning – en tryggere måte Metoden med hulltaking og avfakling av varmepåvirkede gassflasker har i mange brannvesen ikke blitt utført, med det resultatet at innsatsmannskaper eksponerer seg unødig mye i flaskens risikoområde ved tradisjonell passiv innsats - kjøling. De fleste brannvesen har mange historier her som heldigvis går bra, men har dette vært tilfeldig? Har vi hatt mer flaks enn vi aner? Når vi har dokumenterte hendelser med flasker som eksploderer etter to døgn nedsenket i vann - hva da med de anbefalte 24 timene med kjøling - er vi sikre?

23. Det vi vet sikkert er at hvis vi fakler av flaskene så er de tomme etter kort tid. I Grimstad brann- og feiervesen har det blitt lagt ned et stykke arbeid på dette området. Teori samt forsøk vi har gjennomført viser beskytning som en stabil, sikker og ikke minst tryggere måte å håndtere varmepåvirkede gassflasker på enn tradisjonell passiv innsats, hvis de rette forutsetningene ligger til grunn. Grimstad-forsøkene har tilført DSB's arbeid med den nye farlig gods-permen med innsatskort, et kort omhandlende nettopp beskytning slik at vi for fremtiden kan ha et verktøy som gjør vår innsats på dette feltet tryggere for oss som innsatsmannskaper.

24. ACETYLEN (UN 1001) - flasker ved brann - 1 NB! Avhengig av omstendighetene blir innsatsen forskjellig. Nedenfor er vist passiv (A) og aktiv (B) framgangsmåte.

25. GENERELLE BETRAKTNINGER SOM MÅ GJØRES I BÅDE A, B1 OG B2: Pass på luftrom i forhold til risikosone, halvkule 300 meter (helikoptre, kraftledninger mm) Sikker flaskeidentifikasjon Utvasking av masser på skadested (kan endre skadestedsbilde) Evakuering tilsier økt risiko (mennesker i det fri) Økt flamme intensitet betyr økt trykk og dermed økt risiko

26. Ved tilbakeslag (sentrale spaltningsområder) vil spaltningssonen i flasken få et isolerende lag mot innvendig flaskevegg – vær oppmerksom på varmegjennomgangs treghet (fordampning ved kjøling) Unngå eksponering i trykksoner (dører, porter) og flaskens ende retninger (bunn/topp) Vær oppmerksom på gass som lekker ut og ikke antenner Rikosjettrisiko ( 100 m – 300 m) Lys, kikkert (observatør) egnet verneutstyr er anbefalt – vurder

27. A. PASSIV INNSATS. Risikosone opprettes og evakuering iverksettes, ”24 timer, 300 meter” Etabler kjøling av flasken fra beskyttet sted Slukk ikke eventuelle pilotflammer med mindre de utgjør en større fare enn acetylenflasken i seg selv (oppvarming av tilliggende flasker) Kjøl flasken til den slutter å dampe. Flasken skal forbli våt over hele overflaten Fortsett kjøling i intervaller i nye 30 minutter, med kontroller for å se om flasken holder seg fuktig på hele overflaten. Observer flasken uten kjøling i 30 minutter, finnes ikke avdampning kan flasken besiktiges nøyere for å avdekke eventuelle lekkasjer (såpevann)

28. Eksponer mannskaper minst mulig og kortest mulig tid i umiddelbar nærhet av flasken Steng eventuelle utette ventiler Ved lekkasjer fortsett kjøling i minst 24 timer Hvis ikke lekkasjer – flytt flasken til sikkert sted med kjøling (nedsenket i vann) i minst 24 timer Avsperring og sikkerhetssone ved nedsenkning minst 50 meter Hvis mulig bør aktiv innsats ved hulltaking benyttes (mindre eksponering av personell og kortere innsatstid) Alternativt kan acetylen flasken kjøles under evakuering og avventing i 24 timer

29. TEKNISKE UTSTYRSSPESIFIKASJONER FOR B1 og B2: Godstykkelse; bunn 10-13 mm, skulder 6-8 mm og flaskekropp 4 mm Anbefalt kaliber: Cal. 308 / 7.62 Nato Bruk sporlyskuler for å tenne utstrømmende gass (ved etablerte pilotflammer kan helmantelkuler benyttes) Tofot eller annen støtte er anbefalt Sikker bakgrunn i forhold til kuler

30. B1. AKTIV INNSATS, SKYTING

31. Risikosone opprettes og evakueres. ”300 meter” Opprett kommunikasjon med fagleder orden Etabler kjøling av flasken fra beskyttet sted Slukk ikke eventuelle pilotflammer med mindre de utgjør en større fare enn acetylenflasken i seg selv (oppvarming av tilliggende flasker) Skadestedsleder i samråd med fagleder brann avgjør om skyting skal utføres Kompetent skytter avgjør om skudd er gjennomførbart Skytter (flaske fokus) må ha assistanse av observatør (fokus på endring i omgivelser)

32. Skytter og observatør må etablere seg skjermet mot utkast og trykksoner Hvis skudd er mulig, gi beskjed (observatør) når skudd kommer Stans kjøling før skudd Tre skudd mot flasken anbefales fordelt over flaske kroppen Start med skudd fra bunn mot topp, husk på godstykkelse i flaske La flasken fakle seg av mens kjølefase igjen etableres Start kjøling av omliggende flasker eller annet brennbart, ikke slokk avfakling

33. Anbefalt skyteavstand bør ligge i området 50 – 150 meter Tilstreb treffpunkt langs flaskens senter linje for å eliminere rikosjetter Ved skyting mot acetylen i tralle samlagret med oksygen må det utvises forsiktighet (varmepåvirkning – trykkøkning), søk å ha oksygen flaska bak acetylen ved påskyting (kaliber 308 penetrerer ikke bakvegg på 100 meter) Skyt ikke mot flaskepakker/ -banker

34. B 2: AKTIV INNSATS, SKYTING INNOMHUS Som B 1, med tillegg av understående: Ved tunge konstruksjoner (betongbygg) – minimum 500 m3 for skyting Ved lette konstruksjoner – minimum 1 000 m3 for skyting Skaff mest mulig eksplosjonsventilering (åpne dører, vinduer og porter) Kun sporlys ammunisjon

36. Denne artikkelen kan også leses på hjemmesiden til Tidsskriftet Brannmannen www.brannmannen.no SLUTT