I en typisk gasseksplosjon sprer flammefronten seg under lydens hastighet. Likevel går det fort, og professor Dag Bjerketvedt kan fortelle om møter med sikkerhetsansvarlige i norske industribedrifter som tror de kan løpe fra en gasseksplosjon
Slikt gjør professoren ved Høgskolen i Telemark litt oppgitt.
- I de store selskapene som Hydro og Statoil sitter de med gode kunnskaper, men i mange mindre bedrifter står det langt dårligere til. Svært mange aner ikke hvor små skillene kan være mellom et lite poff og en farlig eksplosjon, sier Bjerketvedt.
I en vanlig diffusjonsflamme møtes brensel og luft og det oppstår en langsom forbrenning, for eksempel fra et stearinlys eller en lighter. I en eksplosjon er oksygen og brennstoff blandet på molekylært nivå på forhånd, for eksempel som resultat av en gasslekkasje.
Likevel kan det gå bra. Om en gass-sky antennes, starter også denne forbrenningen som en diffusjonsflamme og flammefronten brer seg forholdsvis langsomt med noen få meter per sekund. En slik forbrenning er ikke nødvendigvis farlig, fenomenet kalles deflagrasjon, i motsetning til detonasjon.
Turbulens
Inne i et industrianlegg kan det likevel gå veldig galt. Når flammefronten treffer maskiner, rør, tanker og utstyr kan det føre til turbulens som fører til at gass/luft-strømmen beveger seg raskere, som igjen fører til at flammefronten sprer seg langt raskere.
En i utgangspunktet moderat brann kan i løpet av brøkdelen av et sekund utvikle seg til en dramatisk og livstruende eksplosjon.
Hvis flammefronten spiser seg inn i gassblandingen med en hastighet lavere enn lydens, vil det være en deflagrasjon og forbrenningen av gassen kan forløpe uten mye dramatikk. Hvis derimot flammefronten sprer seg raskere enn lydens hastighet, blir det en detonasjon.
- Sterkt forenklet kan vi si at ved en detonasjon kan ikke lenger lydbølgene frakte vekk energien som oppstår, sier Bjerketvedt.
Manglende forståelse
Bjerketvedt er opptatt av at i diskusjonen om hydrogensamfunnet er det viktig ikke å skyve sikkerheten under teppe. - Jeg ser en del uttalelser som tyder på manglende forståelse for hva som skjer.
Hydrogen er farlig, og må håndteres på riktig måte. Det betyr at hydrogen ikke må lagres i små lukkede rom. - Hydrogen må få utnytte sin gode evne til å tynne seg ut i luft. Høy sikkerhet betyr ikke nødvendigvis noen begrensninger på bruk, det er snarere snakk om å vite hva som kan skje og kjenne lovene.
I verden skjer det en gassulykke som krever menneskeliv hver eneste uke. Et raskt søkt på alltheweb viser også at dette er en aktuell problemstilling: mer enn 14.000 treff fikk vi på søkestrengen "gas explosion"
På et sikkerhetsseminar som arrangeres på Høgskolen i Telemark i samarbeid med Skiensfjordens Polytekniske Forening 26. september, skal Dag Bjerketvedt snakke til industrifolk i Grenland om gasseksplosjoner.
- Jeg vil gå gjennom noen av de ulykkene og nestenulykkene som har vært og gi tilhørerne noen hint. Målet må være å øke forståelsen og respekten. I mindre bedrifter og offentlig virksomhet er kompetansen begrenset. Men det er topp matematikere og fysikere som sliter med dette, da kan man ikke vente at politi og brannvesen skal vite alt.
Huskeregel
En tommelfingerregel: Dersom volumet er konstant, øker trykket åtte ganger. Hvis trykket er konstant øker volumet åtte ganger.
Med små marginer gjelder dette for de fleste gasser som benyttes i norsk industri.
Med andre ord, gass bør helst holdes utendørs.
Skal den likevel være inne, må rommet være utformet med tanke på at en lekkasje og en brann kan oppstå.
- Ja, bekrefter Bjerketvedt. -Om en brann etter en gasslekkasje forblir en brann eller utvikler seg til en dramatisk eksplosjon, er avhengig av rommets utforming og hvordan inventaret er plassert i forhold til luftgjennomstrømmingen. Et annet viktig forhold er hvor godt den aktuelle bygningen er konstruert, om veggene er solide nok. Med tilstrekkelig armering kan selv en eksplosjon holdes inne i bygningen og dermed gi begrensete skader.
