25 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge
\\fsml m007\projekt\4337\4026845_vectura\000_ru_sundsvall_frd_4,_\15
6 Konsekvensbedömning
I denna riskutredning har värsta troliga scenario för respektive järnväg och väg ansatts som dimensionerande scenarier. Det är dessa scenarier som beräknats med avseende på konsekvensen.
Det kriterium som ansatts vara dimensionerande vid framräkning av
konsekvensavstånd har varit att en människa kan omkomma. Beroende på vilken typ av olycksscenario har olika referensvärden använts, se Tabell 12 nedan.
Olycksscenario Storhet Kriterium
Pölbrand
Inom eldklotets diameter Giftig gas (klorgas) Koncentration 1000 ppm
Gasmolnsexplosion Tryck 2 bars övertryck
Tabell 12. Tabell över referensvärden för de olika olycksscenarierna.
Indata till beräkningarna redovisas i sin helhet i bilaga Konsekvensberäkningar i kommande slutrapport.
6.1 Konsekvensberäkningar järnväg
6.1.1 Pölbrand
Bensin har valts som dimensionerande vätska för beräkningarna – dels för att det är en av de vanligaste brandfarliga vätskorna och dels för att det klassas som extremt brandfarligt vilket gör att bensin blir ett konservativt val. Dessutom fraktas till största del klass 3 vätskor på järnvägen.
Bensin är en blandning av mer än 500 typer av kolväten som inte är strikt definierad vilket gör det svårt att räkna på eftersom de flesta beräkningsprogram endast kan hantera ett ämne i taget. Därför har heptan valts som agerande kemikalie.
Utläckande bensin som antänds för litet, medelstort och stort utsläpp har beräknats.
Beräkningarna har gjorts för att utreda värmestrålningsnivåerna som kan förväntas på olika avstånd från pölbränderna. De olika scenarierna som beräknats samt resultaten visas i Tabell 13 nedan.
26 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge
Storlek på utsläpp [m3]
Tabell 13. Olika storlek på utsläpp samt deras diameter och yta och resultat från beräkningarna.
6.1.2 Jetflamma
Det troligaste scenariot vid utsläpp av en trycksatt brandfarlig gas är att gasen antänder direkt och bildar en jetflamma. Värmestrålningen från en jetflamma kan skada människor i närheten. Beräkningar har gjorts för en liten, medelstor samt stor jetflamma för en tank om 40 m3 propan.
Resultaten från beräkningarna återfinns i tabell nedan.
Storlek på jetflamma [m] Diameter på hål [cm]
Resultat (avstånd till 37,5 kW/m2) [m]
1 0,4 5
2 1,5 10
10 4,3 35
Tabell 14. Resultat från beräkningar för jetflamma.
6.1.3 BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)
En BLEVE kan uppstå om en behållare med en trycksatt brandfarlig gas (till exempel gasol) utsätts för brand. Trycket inne i behållaren blir högt på grund av värmen och till slut rämnar behållaren och gasolen bildar ett aerosolmoln (gasmoln som även innehåller vätska) i den omgivande luften. Om detta aerosolmoln antänds sker en snabb och kraftig förbränning som kan få mycket allvarliga konsekvenser.
Människor och byggnader i närheten av en BLEVE kan skadas dels av
värmestrålning från eldklotet och dels av kringflygande tankfragment. Hur stora värmestrålningsskadorna blir till följd av en BLEVE beror främst på eldklotets storlek, varaktighet och avståndet till eldklotet. De empiriska försök som gjorts för fenomenet BLEVE visar att storlek och varaktighet på eldklotet främst beror på hur stor mängd gas som finns i tryckkärlet och inte vilken gas som exploderar.
I denna rapport har gasol valts som den dimensionerande gasen eftersom BLEVE i en gasoltank är en relativt väldokumenterad skadehändelse och gasol är en av de vanligaste brandfarliga gaserna.
27 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge
\\fsml m007\projekt\4337\4026845_vectura\000_ru_sundsvall_frd_4,_\15
En BLEVE drabbar främst de som vistas utomhus och inte hinner eller tänker på att fly undan. Från det att en farligt godsolycka sker till dess att en BLEVE kan uppstå dröjer det ofta så länge att berörda områden hinner evakueras. Risken för att en BLEVE ska inträffa är extremt liten och gäller främst transporter på järnväg då flera behållare transporteras på samma gång.
Strålningsberäkningarna har utgått från en järnvägsvagn som är fylld med 25 ton gasol. Resultatet visar att 220 meter från centrum på eldklotet uppstår
strålningsnivåer i storleksordningen 37,5 kW/m2.
6.1.4 Gasmolnsexplosion och gasmolnsbrand
En gasmolnexplosion skulle inte bara leda till kraftig värmestrålning mot omgivningen utan även en tryckpåverkan.
Konsekvenserna har beräknats för ett utsläpp av gasol vilket vanligtvis
transporteras och förvaras tryckkondenserad. Gasol är en tung gas vilket betyder att dess densitet är högre än luftens. Vid ett utsläpp innebär detta att gasolen kommer att spridas som ett moln längs med marken och brännbara
koncentrationer kan uppstå långt från utsläppskällan. Om det skulle ske ett utsläpp av en brandfarlig gas som är lättare än luft, till exempel vätgas, kommer gasen att snabbt stiga och blandas ut med luften vilket minskar sannolikheten för att brännbara koncentrationer uppstår långt från utsläppskällan. Det bedöms därför som ett konservativt antagande att använda gasol som dimensionerande gas vid konsekvensberäkningar för gasmolnbrand/gasmolnexplosion. Detta innebär att konsekvenserna från ett utsläpp med en annan brandfarlig gas inte förväntas överstiga konsekvenserna av ett utsläpp med gasol.
Beräkningsresultatet för ett stort utsläpp som antänds visar på ett övertryck som understiger 0,7 bar vilket innebär att människor inte tar skada. Generellt klarar människor ett avsevärt högre tryck än byggnader och andra konstruktioner.
Gränsen för trumhinneruptur till följd av tryckpåverkan ligger ungefär vid 0,35 bars övertryck medan fönster och lättare konstruktioner kan skadas redan vid 0,02-0,05 bars övertryck.
Omfattningen av en gasmolnsbrand som antänder skulle motsvara ett eldklot som är ca 15 meter i diameter och ha en varaktighet på ca 6 sekunder. Sannolikheten för dödliga skador bedöms vara hög för personer som befinner sig inom
gasmolnet medan personer utanför eldklotet bör klara sig relativt bra. Ett medelstort eldklot skulle få en diameter om cirka 20 meter och ett stort eldklot cirka 45 meter i diameter.
28 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge
6.1.5 Utsläpp av giftig gas
Klor, svaveldioxid, och ammoniak är exempel på giftiga gaser. Klor har valts som dimensionerande gas för beräkningarna – dels för att det är en av de vanligaste giftiga gaserna och dels för att konsekvenserna vid ett utsläpp av klor kan bli mycket allvarliga. Klor är ett ämne som ofta representerar giftig gas vid konsekvensberäkningar.
För att kunna transportera och förvara en gas med så liten volym som möjligt brukar gasen trycksättas så att den övergår i vätskefas. Vanligtvis fylls en behållare så att ca 80% av volymen upptas av ämnet i vätskefas och resterande 20% utgörs av ämnet i gasform. Trycksatta gaser transporteras i tjockväggiga tankar. Storleken på ett utsläpp beror till stor del på var tanken blir punkterad. Om tanken punkteras så att utsläppet sker i vätskefasen så läcker en större mängd av gasen ut genom hålet än vad det hade gjort i gasfasen.
Det kan vara svårt att i förväg uppskatta hur omfattande konsekvenserna kan bli, vid ett utsläpp med giftig gas, eftersom gasens utbredning styrs av många
omgivande faktorer som till exempel väder, vind och topografi. Vilka
konsekvenser som ett utsläpp kan leda till beror även på vilka egenskaper gasen har, till exempel om den är tung eller lättflyktig. Klor är en tung gas vilket gör att den kan spridas längs marken och orsaka dödsfall flera hundra meter från
utsläppskällan.
Hur allvarliga konsekvenserna blir för personer som exponeras för en giftig gas beror inte bara på koncentrationen av gasen utan även på under hur lång tid de exponeras. I denna riskutredning har värden från mjukvaran Superchems använts för att ta fram sannolikheten att omkomma vid olika koncentrationer av klor i luften, se Figur 7 nedan. 60-minuters-grafen valdes eftersom utsläppet av klor beräknades fortgå minst under denna tid.
29 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge
\\fsml m007\projekt\4337\4026845_vectura\000_ru_sundsvall_frd_4,_\15
Figur 6. Diagrammet visar sannolikheten att omkomma vid olika koncentrationer av klor i luften.
Tre stycken beräkningar har gjort för klorgas; litet, medelstort och stort utsläpp.
Figur 6 nedan visar resultatet från beräkning med stort utsläpp av klorgas.
Resultaten från beräkningarna visar att avstånden till en koncentration om 1000 ppm är 15, 40 och 290 meter beroende på utsläppets storlek.
CONCENTRATION. PPM
0 4000 8000 12000 16000 20000
% FATALITY
% FATALITY VS. PPM - chlorine
30 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge
Figur 7. Beräkning av spridning av klorgas presenteras med koncentrationen vid olika avstånd från utsläppskällan.
6.2 Konsekvensberäkning Sidsjövägen
Det som transporteras på Sidsjövägen antas endast utgöras av brandfarliga vätskor på väg till bensinstation. Det innebär att ett utsläpp av en brandfarlig vätska är den mest sannolika olyckstypen. Därför har pölbrand samt gasmolnsbrand vid ett utsläpp av brandfarlig vätska beräknats.
6.2.1 Pölbrand
Samma resultat används som i fallet med konsekvensberäkningar för pölbrand vid ett utsläpp från järnvägen. Det innebär ett avstånd om 10, 15 samt 35 meter beroende på utsläppets storlek.
31 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge
\\fsml m007\projekt\4337\4026845_vectura\000_ru_sundsvall_frd_4,_\15
6.2.2 Gasmolnsbrand
En gasmolnsbrand definieras som en snabb förbränning av en gas/luft-blandning (exempelvis drivande gasmoln) som har ett inbördes blandningsförhållande som gör att blandningen ligger inom brännbarhetsområdet. Brännbarhetsområdet för Heptan ligger mellan 1,1 - 7 volymprocent (RIB, 2012).
En gasmolnbrand kan uppstå vid utsläpp av en brandfarlig vätska. Hur stor sannolikheten är för att en gasmolnsbrand uppstår beror på hur flyktig vätskan är och vilka väderförhållanden som råder vid ett utsläpp. Ett utsläpp av till exempel bensin börjar avdunsta och bildar ett moln av bensinångor (förutsatt att utsläppet inte antänder direkt). Ångmolnet kommer att bete sig som en tung gas och en lätt vind skulle kunna få molnet att driva iväg och antända bortom utsläppskällan, i detta fall till exempel inom exploateringsområdet.
Beräkningar har gjorts för samma storlek på utsläpp av heptan som i pölbränderna.
Beräkningarna visar att det uppstår ingen sådan blandning att gasmolnet kan antända, blandningen ligger utanför brännbarhetsområdet.
32 (60)
RISKUTREDNING S u n d s v a l l s k o m m u n
RISKUTREDNING MED AVSEENDE PÅ TRANSPORT AV FARLIGT GODS PÅ VÄG OCH JÄRNVÄG
ra04s 2010-01-14
Uppdrag 40; hrge