Взрыв котла — форма физического взрыва, катастрофический отказ парового котла, при котором происходит его разрушение. Причиной взрыва котла обычно является перенапряжение его стенок, в результате чего нарушается их целостность. Чаще всего взрывы котлов происходят из-за чрезмерно высокого давления пара и обусловлены дефектом конструкции[1] либо из-за отсутствия надлежащего периодического ремонта, либо неправильной эксплуатации (выход из строя предохранительного клапана, при понижении уровня воды в котле ниже допустимого и т. д.), либо вследствие форс-мажорных причин, ведущих к возникновению температурных напряжений на находящихся под давлением поверхностях[2] (например, при резком охлаждении корабельных котлов забортной водой).
Художественное изображение взрыва котла на пароходе
На заре эпохи паровой энергетики взрывы котлов были весьма частым явлением. Это было обусловлено, прежде всего, недостаточным уровнем знаний в области термодинамики и сопротивления материалов, а также низким качеством материалов, применяемых для изготовления первых котлов, и примитивной технологией их производства: котлы изготавливались из кованых листов железа и стягивались обручами. К началу XIX века был накоплен достаточный уровень знаний в области проектирования и эксплуатации паровых котлов и взрывы стационарных котельных установок стали редкими.
В XIX веке взрывы котлов были характерны, в основном, для паровозов, так как их котлы выполняются облегченной конструкции и при этом высокофорсированы, а кроме того, испытывают ещё и переменные вибрационные и ударные нагрузки при движении по рельсам. В дополнение ко всему паровозный котёл жаротрубный, где давление пара действует на внешнюю поверхность труб теплообменника, что также снижает прочность. Именно по этой причине в конце XIX века были выработаны и приняты жёсткие нормы на проектирование, содержание и ремонт паровозных котлов. Конструкции стационарных и судовых котлов имеют значительно больший запас прочности и взрываются гораздо реже паровозных. Официально самый первый взрыв котла на паровозе произошёл ещё в 1813 году, когда инженер Брунтон, демонстрируя свой «Механический путешественник», решил повысить его скорость путём дополнительного повышения давления пара в котле, однако котёл неожиданно взорвался, убив при этом 15 человек. Один из наиболее катастрофичных случаев произошёл на британскомброненосце «Тандерер» в 1876 году — тогда причиной взрыва стало несовершенство конструкции котлов в сочетании с плохим техническим состоянием предохранительного клапана. Погибло, по различным данным, до 46 человек, включая командира корабля.
Один из наиболее мощных взрывов котла на территории СССР произошёл в 50-х годах на Бийской ТЭЦ-2. Тогда погибло более 40 человек (точная цифра до сих пор не известна, так как в районе территории ТЭЦ в землянках и временных домах проживало множество переселенцев, в том числе и нелегальных), а обломки котла, оборудования станции и фрагменты её здания (а оно было почти полностью разрушено) были разбросаны в радиусе порядка километра.
С середины XX века взрывы котлов заводского изготовления стали очень редким явлением. Однако в 2000—2010 годах в связи с массовой заменой печного отопления котельным в частных домах стали появляться котлы, произведённые мелкими фирмами, а то и кустарно, из неподходящих для этой цели материалов без соблюдения каких-либо норм проектирования. При нарушении правил эксплуатации отопительной системы (например, при замерзании воды в расширительном баке, установленном на неотапливаемом чердаке) в системе повышается давление, что при отсутствии предохранительной аппаратуры приводит к взрыву непрочного котла.
↑Появление трещины в стенке котла вызывает почти мгновенное превращение имеющейся в котле воды — которая из-за первоначального падения давления становится перегретой — в пар с объёмом, более чем в несколько сотен раз превышающим объём воды (см. [libgen.io/book/index.php?md5=4C4722373CD82A9A093491A088077F10 Бошнякович Ф., Техническая термодинамика. Часть 1, 1955, с. 397, 409]) и взрывного роста давления в котле (см. Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости).
Волский М. И. Температурные напряжения в машинах и котлах. — Речиздат, 1944. — 428 с.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист.
Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Рувики. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).