پدیده بویل اور چیست و چه شرایطی دارد؟ + نحوه پیشگیری از آن

حریق به خودی خود خطرناک هست؛ اما یک سری پدیده‌هایی هنگام آتش سوزی و به وجود آمدن حریق رخ می‌دهند که حتی از آن نیز خطرناک‌تر هستند. پدیده بویل اور یکی از این موارد است که با وجود استفاده از تجهیزات آتش نشانی و اطفای حریق هنگام آتش سوزی مخازن نفت، رخ می‌دهد. این پدیده به قدری می‌تواند فاجعه بار باشد که 6 برابر بزرگ‌تر از قطر دهانه مخازن نفت را تحت تاثیر آتش قرار دهد. پدیده بویل اور به دلیل بخار شدن آب درون مخازن نفت رخ می‌دهد و باعث پرتاب آتش به بیرون از مخازن خواهد شد. برای اینکه بیشتر با این پدیده و خطرات آن آشنا شوید، در ادامه مقاله همراه ما باشید.

پدیده بویل اور چیست؟

پدیده بویل اور (BoilOver) یکی از پدیده‌های خطرناک هنگام آتش سوزی مخازن نفت است که در آن شاهد بیرون ریختن مواد مذاب و آتش از این مخازن هستیم. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که در داخل مخازن نفت و پتروشیمی‌ها، مقدار زیادی مواد در حال سوختن باشند. در حالی که اطفای حریق در حال انجام است، دمای داخل مخزن به شدت بالا رفته و ذرات آب موجود در آن به نقطه جوش می‌رسند. این موضوع باعث افزایش حجم مواد داخل مخازن شده و آن‌ها را به سمت بیرون پرتاب می‌کند.

نحوه بروز پدیده بویل اور

اینکه پدیده بویل اور چگونه اتفاق می‌افتد، موضوعی است که احتمالا ذهن بسیاری از افراد را درگیر خود کرده است. این پدیده به عنوان یک پدیده خطرناک در پتروشیمی‌ها و محیط‌های کاری که با مخازن نفت سر و کار دارند، شناخته می‌شود. برای وقوع آن یک سری شروطی نیاز است که در ادامه توضیح می‌دهیم، اما نحوه اتفاق افتادن آن به زبان ساده قابل تشریح است. هنگام تمیز کردن و یا بارش باران و برف، احتمال اینکه مقداری آب به داخل مخازن نفت وارد شود وجود دارد. اهمیتی ندارد این مقدار آب چقدر است، در هر صورت به زیر مخازن نفت و در لایه‌های زیرین می‌رود.

تا زمانی که مخزن نفت با دمای معتدل کار بکند، هیچ نگرانی از بابت وجود این مقدار آب نیست. اما زمانی که مخزن نفت شروع به سوختن بکند و دمای آن بالا برود، پدیده‌ای خطرناک به نام بویل اور رخ می‌دهد. در واقع در این زمان است که دمای مخزن نفت به شدت بالا می‌رود و حجم آبی که در لایه‌های زیرین قرار دارند به نقطه جوش می‌رسند. در این زمان چندین برابر حجم خود منبسط می‌شوند و مخزن دیگر گنجایش آتش و مواد نفتی را ندارد. در این زمان آتش و مواد سوختنی به بیرون پرتاب می‌شوند. پس از نخستین پرتاب آتش به بیرون، دما مجددا بالاتر رفته و لایه نفتی با آب تماس پیدا می‌کند. این باعث ایجاد انفجار قوی‌تر و خطرناک‌تری خواهد شد.

شرایط مورد نیاز برای ایجاد پدیده حریق بویل اور

برای اینکه پدیده بویل اور اتفاق بیفتد، لازم است که یک سری شروط ایجاد شوند. مانند مثلث آتش، اگر یکی از این سه شرط وجود نداشته باشند؛ بویل اور نیز رخ نمی‌دهد و جای نگرانی نیست. در نظر گرفتن این شرایط به آتش نشانان و افرادی که در حال اطفای حریق هستند کمک می‌کند تا بتوانند این پدیده را به بهترین شکل مهار کنند.

1. مخزن نفت و مواد نفتی باید حتما دارای سقف شناور و روباز باشند. این پدیده برای مخازن نفتی بسته رخ نمی‌دهد.
2. یک لایه آب باید در قسمت تحتانی مخازن نفت وجود داشته باشد.
3. موج گرما با حرارت بیش از حد در سوخت داخل مخزن رخ داده باشد.

عوامل موثر روی این پدیده چه هستند؟

پدیده بویل اور معمولا چند دقیقه طول می‌کشد، اما در همین زمان نسبتا کوتاه با پاشش مواد بسیار زیادی همراه است و اگر کنترل نشود، می‌تواند به یک پدیده مرگبار تبدیل شود. از جمله عوامل موثر در شدت و ایجاد این پدیده شامل:

• جرم و حجم نفت: جرم نفت عامل موثری در این پدیده است. هر چقدر حجم نفت داخل مخزن بیشتر باشد، پدیده نیز با خطرات بیشتری همراه است. در طول بویل اور ممکن است بین 25 تا 65 درصد از حجم اولیه نفت موجود در داخل مخزن به بیرون پرتاب شود. بنابراین، هر چقدر حجم بیشتر باشد، پدیده نیز خطرناک‌تر خواهد بود.
• اندازه لایه سطحی آب: لایه سطحی آب در واقع همان علت ایجاد کننده پدیده بویل اور است. اگر اندازه این لایه بزرگ‌تر باشد، هر بار پس از یک انفجار نفت مذاب و در حال سوختن با لایه جدیدتری از آب تماس پیدا می‌کند و انفجارهای بزرگ‌تری نیز رخ می‌دهند.
• سطح تماس نفت و آب: مخازنی که دارای قطر بزرگ‌تری هستند، سطح تماس بیشتری را برای نفت و آب داخل آن‌ها فراهم می‌کنند. از همین جهت این پدیده در مخازن بزرگ‌تر با سطح تماس بیشتر آب و نفت سریع‌تر رخ می‌دهد و خطرات بیشتری نیز دارد.

بویل اور چقدر خطرناک است؟

اطفای حریق در مایعات قابل اشتعال باید به سرعت انجام شود تا شاهد پدیده‌های خطرناکی مانند بویل اور نباشیم. پدیده بویل اور تنها چند دقیقه طول می‌کشد، اما در همین چند دقیقه می‌تواند باعث ایجاد انفجارهای خطرناک شود. 25 تا 65 درصد از نفتی که در مخزن در حال سوختن است به بیرون پرتاب می‌شود. آتشی که در بیرون از مخزن وجود دارد ممکن است تا فاصله 300 متری یا بیشتر نیز حرکت کند.

هر چقدر حجم آب داخل مخزن بیشتر باشد، خطرات ناشی از پدیده بویل اور نیز تشدید می‌شود. برای مثال یک لایه 15 کیلوگرمی از آب در مخزن نفت، می‌تواند 25 هزار لیتر بخار در هوا تولید کند و یک شوک انفجاری شدید را ایجاد نماید. انرژی آزاد شده در چنین شرایطی به اندازه یک انفجار 5 کیلوگرم TNT است و فشار ایجاد شده در محیط دارای قدرت تخریب بسیار زیادی می‌باشد.

در کدام مخازن احتمال وقوع بویل اور وجود دارد؟

اگرچه اصلی‌ترین مخزنی که دچار بویل اور می‌شود، مخزن نفت است؛ اما در مخازن دیگری نیز احتمال بروز این اتفاق وجود دارد که در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم. با این حال در هر نوع مخزنی که مواد شیمیایی و سوختنی وجود داشته باشند، احتمال بروز این پدیده وجود دارد.

• مخازن سوخت و بزرگ به ویژه نفت و بنزین
• مخازن پتروشیمی در صنایع و کارخانه‌های پتروشیمی
• مخازن گاز طبیعی و مایعات فشرده شده خطرناک
• مخازن ذخیره سازی مواد غذایی و شیمیایی اشتعال زا
• مخازن ذخیره سازی روغن و شیر

نحوه پیشگیری از پدیده بویل اور

خطرات انفجار و پدیده بویل اور به قدری جدی است که حتما باید در زمان مناسب از این پدیده جلوگیری کرد. آتش نشانان در مورد این پدیده‌های خطرناک آموزش دیده‌اند و همواره از تجهیزات آتش نشانی مناسب استفاده می‌کنند تا دمای مخزن نفت به سرعت کاهش پیدا کند و تماس ایجاد شده در اثر نفت و آب باعث ایجاد انفجارهای خطرناک نشود. برای پیشگیری از این پدیده باید سرعت اطفای حریق در مخازن نفت تا حد ممکن بالا رود. استفاده از تجهیزات خنک کننده برای جداره مخزن نفت نیز بسیار مهم است. با این دو تکنیک می‌توان از پدیده مرگبار و خطرناک بویل اور جلوگیری کرد.

جمع‌بندی

پدیده بویل اور پدیده‌ای خطرناک است که اگر اتفاق بیفتد، می‌تواند انفجاری خطرناک و بسیار مخرب را در محیط ایجاد کند. از این جهت باید مخازنی که حاوی مواد اشتعال زا به خصوص نفت هستند تا حد ممکن با پهپاد آتش نشانی و سایر تجهیزات خنک نگه داشته شوند که خطر جدی از بابت تولید بخار در لایه‌های زیرین آن‌ها وجود نداشته باشد. همچنین پیش بینی این خطر و در نظر گرفتن تدابیر لازم همچون تخلیه محیط به کاهش خطرات و خسارت‌های جانی و مالی کمک می‌کند.