Druckbehälter: die Gefahr von Undichtigkeiten

“Gefahr! Gefahr, Will Robinson! Welcher Science-Fiction-Fan kennt diesen Warnschrei oder den Roboter, der ihn geschrien hat, nicht? Der Lost in Space-Roboter war ein wahrer Szenen-Stealer, der ohne gleiten konnte Anstrengung zwischen Robinsons Raumschiff, dem Vakuum des Weltraums und der Atmosphäre eines anderen außerirdischen Planeten ohne negative Auswirkungen. Er war eine Maschine. Menschen sind viel zerbrechlicher, deshalb musste Robinson unter Druck stehende Raumanzüge tragen, um sich zu schützen. Diese Anzüge waren Druckbehälter für ihren Körper. Selbst das kleinste Leck in einem Raumanzug würde sich als katastrophal erweisen. Im Weltraum würde der große Riss in einem Anzug zu einem plötzlichen Druckverlust führen und den Körper des Trägers einem Vakuum aussetzen. Ein Vakuum würde schnell den gesamten Sauerstoff aus der Lunge und dem Blutkreislauf saugen und der Tod würde schnell eintreten. Auf einem fremden Planeten mit einer giftigen Atmosphäre könnten giftige Gase entstehen durch die Träne in den Anzug sickern. Hier auf der Erde können Leckagen in Druckbehältern genauso tödlich sein.

Vor einigen Wochen haben wir über Druckbehälter gesprochen, die auch als Druckbehälter bezeichnet werden, und darüber, wie sie nicht stärker als ihre schwächste Stelle sind. Wir waren auch mit dem Boyle-Charles-Gesetz vertraut und wie es verwendet werden kann, um vorherzusagen, wie Wärme den Gasdruck in einem versiegelten Druckbehälter erhöht. In dem heutigen Artikel werden wir einige Sicherheitsbedenken diskutieren, z. B. wenn ein Druckbehälter ausfällt und zu lecken beginnt.

Druckbehälter können aus mehreren Gründen eine Gefahr darstellen. Angenommen, die verschüttete Substanz ist beispielsweise brennbar oder giftig. Ein Beispiel wäre, wenn sich das aus einem Speichertank austretende Propangas mit der den Tank umgebenden Luft vermischt. Dies kann ein explosives Gemisch erzeugen, das leicht durch statische Elektrizität oder eine nahe gelegene Zündquelle, wie z. B. einen Funken vom Werkzeug eines Arbeiters, entzündet wird. Wenn eine giftige Substanz aus einem Leck in einem besetzten Bereich freigesetzt wird, kann sie eingeatmet werden oder mit Haut, Augen, Nase und Mund in Kontakt kommen, wo sie in den Körper eindringen und sich verletzen oder töten kann.

Es mag offensichtlich sein, dass giftige und brennbare Substanzen bedrohlich sein können, aber es ist nicht so offensichtlich, dass einige ungiftige und brennbare Substanzen genauso gefährlich sein können. Beispielsweise kann eine Substanz schwerer als Luft sein, und wenn sie aus dem Druckbehälter entweicht, rollt sie auf dem Boden und sinkt in benachbarte tiefe Stellen wie Keller und Tunnel. Diese Substanz würde die Luft verdrängen und eine Erstickungsgefahr für jeden schaffen, der das Pech hat, dort zu sein.

Die wahrscheinlich offensichtlichste Gefahrenquelle eines unter Druck stehenden Behälters besteht darin, dass sein Inhalt schnell und heftig entladen wird. Dieses Szenario weist die oben genannten Gefahren sowie die mit Flugobjekten und Stoßwellen verbundenen Gefahren auf. Wenn beispielsweise ein Druckbehälter nicht fest an seinem Platz bleibt und ausfällt, kann die schnelle Freisetzung seines Inhalts ihn buchstäblich in eine Rakete verwandeln, die außer Kontrolle gerät.

Eines Tages befand ich mich einem dieser “unfreiwilligen Flugobjekte” sehr nahe. Das Ventil brach eine ungesicherte Druckgasflasche des Schweißertyps. Sein Gas entkam mit genug Kraft, um den Zylinder durch einen Betonboden fliegen zu lassen und gegen eine Betonblockwand zu stoßen. Die gewaltsame und schnelle Freisetzung des Inhalts eines Druckbehälters kann auch Stoßwellen erzeugen, die stark genug sind, um schwere Gegenstände und Personen zu bewegen und sie durch die Luft zu katapultieren.

Es ist also offensichtlich, dass die Freisetzung von Substanzen aus einem fehlerhaften Druckbehälter zu ernsthaften Problemen führen kann. Gibt es jedoch Möglichkeiten, das Auftreten dieser Fehler zu verhindern? Ja, das gibt es. Wir werden dieses Thema in meinem nächsten Teil diskutieren, wo wir unter anderem “Überdruckgeräte” diskutieren werden.

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