פיצוץ אד מתפשט של נוזל רותח

פיצוץ אד מתפשט של נוזל רותח (פאמנ"ר; אנגלית: BLEVE ;Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) הוא פיצוץ הנגרם בעקבות תהליכים מהירים מאוד של רתיחת נוזל והתפשטות מהירה של האדים הנוצרים.
תופעה זו מהווה סיכון חמור במתקנים בהם נמצאים חומרים "מונזלים בלחץ" (חומרים המופיעים כגזים בתנאי הסביבה, ומאוחסנים תחת לחץ כנוזלים).

תופעה זו היא למעשה "פיצוץ פיזיקלי" עקב מעבר פאזה מהיר ויצירת אדים ללא שינוי בהרכב החומר.
זאת לעומת, "פיצוץ כימי" בו גזים נוצרים עקב פרוק החומר, ריאקציה כימית ושחרור אנרגיה.

תרחיש יצירת פיצוץ זה אינו מוגבל לחומרים דליקים, ולנוכחות בערה בפריצה.
זאת, אף כי תרחיש זה יוחס בעבר לחומרים דליקים, בהם ברוב המקרים הנוזל הדליק מוצת ליצירת "כדור-אש" (Fireball).

הגדרה
על פי ההגדרה של "המרכז לבטיחות בתהליכים כימיים" (CCPS) של האגודה האמריקאית להנדסה כימית (AIChE), פאמנ"ר (BLEVE) הוא שחרור פתאומי לאטמוספירה של כמות גדולה של נוזל המצוי בחימום יתר ובלחץ גבוה
.
שחרור שכזה יכול להתרחש עקב כשל כולל של מכל בו מאוחסן חומר המונזל בלחץ.
כתוצאה מהשחרור והחשיפה ללחץ הנמוך, הנוזל מבזיק (flash) -רותח עקב ירידת לחץ.

האד הנוצר מתפשט במהירות ליצירת גל הלם והעפת שברים ורסיסים מהמכל.
במקרה של חומר דליק, יכול להיווצר בעקבות זאת "כדור אש" ופיצוץ אדים הדליקים (vapour cloud explosion, VCE).

מנגנון ההיווצרות
שמאל|ממוזער|250px|פריצת המכל בפאזת האדים
בתסריט סטנדרטי של הערכת סיכונים, מכל המכיל גז מונזל בלחץ כושל ותכולתו נחשפת ללחץ הסביבה הנמוך יחסית.

כשל המכל
המכל כושל עקב פגיעה פיזית או עקב חשיפתו למקור חום חזק המחליש את חוזק הדופן.
דוגמה למקור חום שכזה היא אש הפורצת בסביבת המכל ומחממת את תכולתו ומחלישה את הדופן.

במקרה של כשל מחימום, דופן המכל בחלקו העליון, החשופה לפאזת האדים העליונה, מתחממת מאוד כיוון שהאדים בחלק העליון אינם יכולים לקרר את הדופן כמו בנוזל שבחלק התחתון.
עקב החום הרב והלחץ הגבוה במכל, נחלשת הדופן והמכל כושל בחלקו העליון.

חשיפה ללחץ נמוך
בהיווצרות כשל של המכל, הנוזל נחשף באופן פתאומי ללחץ הסביבה.
נוזל מצוי עתה בטמפרטורה הגבוהה מטמפרטורת הרתיחה בלחץ הנתון- מצב של "חימום יתר".
במקרה של חימום יתר גבוה, הנוזל חסר אזורים בדפנות בהם בועות יכולות להיווצר, "אתרי גירעון",
והרתיחה מתבצעת בפתאומיות ובצורה מהירה מאוד בנפח הנוזל.

רתיחה והתפשטות מהירים 
היווצרות האדים המהירה בנפח הנוזל והתפשטותם כנגד אוויר הסביבה, גורמת לדחיקה מהירה של האוויר.
התפשטות במצב זה יכולה להיות בצורה חריפה ואלימה במהירות הגבוהה ממהירות הקול ליצירת גל של קפיצת לחץ חדה באוויר: גל הדף (blast wave) כסוג של גל הלם.

רקע היסטורי
מקרה מפורסם של הפאמנ"ר אירע החוות הגז במקסיקו סיטי: אסון סן חואן איקסוואטפק.
בתאריך 19 בנובמבר 1984 התרחשה שרפה גדולה במסוף של גז פחמימני מעובה-- (גפ"ם, גז בישול LPG).
החום הרב בבעירה גרם לבקיעת המכלים וחשיפת החומר ללחץ נמוך.
התרחשו סדרה של פיצוצים שגרמו ל-600 הרוגים 7,000 פצועים.
נרשמו תשעה פיצוצי פאמנ"ר שהשמידו את המתקן.
האסון נחשב לאחד האסונות הסביבתיים הקשים בהיסטוריה.

הערכת עוצמת הפיצוץ
חישובי סיכון מתרחיש זה נעשים בעזרת חישוב האנרגיה האצורה במכל והשוואתה לסיכון הנובע מפיצוץ TNT בה משתחררת אותה אנרגיה: שקול TNT

קישורים חיצוניים

 סרטון המתאר את התופעה.
 . Pinhasi, G.A., Dahan, Y., Dayan A. and Ullmann, A, "BLEVE- Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion: Simulation and Risk Analysis", International Preparedness & Response to Emergencies & Disasters: IPRED conference, Tel Aviv, Israel, 11-14.1.2010. .

הערות שוליים

קטגוריה:פיזיקה סטטיסטית
קטגוריה:מעבר פאזה