某市乙炔氣——氧氣瓶爆炸事故
【事故概況、經(jīng)過(guò)】
??????????? 某年5月16日16:25左右,某乙炔氣廠(chǎng)氧氣充裝站的1只正在充裝氧氣的氣瓶發(fā)生劇烈爆炸,3名操作工受傷,建筑物受損。
??????????? 該市乙炔氣廠(chǎng)氧氣充裝站有2組14頭充裝臺,現以A,B組表示,如下圖所示。5月16日16:05,充裝工開(kāi)啟液氧泵充瓶,首先充裝A組氣瓶,約10 min后切換總閥,充裝B組瓶。約16:24,B組壓力表達13 MPa壓力,1名操作工切換充氧總閥,另3名操作工在關(guān)閉B組氣瓶閥時(shí),B組第5只氣瓶突然噴出一股火球,隨即發(fā)生爆炸。
氣瓶爆炸后,2塊碎片及脫落的頸圈、底座。碎片及頸圈、底座總重量為53.4 kg,比氣瓶原重量少1 kg。因此,該瓶至少炸成3塊碎片。
??????????? 瓶閥斷裂成3塊,閥體和斷裂的瓶嘴連同防錯裝接頭飛離爆炸現場(chǎng)約15 m外;瓶閥下部連接螺紋斷裂在瓶?jì)?;瓶閥內防爆片大部分炸飛,閥內約剩余1/3。
??????????? 5個(gè)充裝間及氣瓶庫屋頂石棉瓦全部飛落粉碎。8樘鋼窗72塊玻璃全部震碎;中間3間北墻鋼窗上沿出現裂縫;地面及北墻下部有氣瓶碎片撞擊痕跡5處,其中離 B組約1 m處,氣瓶碎片擦地劃出40 cm×15 cm×1 cm的凹坑。
??????????? 爆炸氣浪將離爆炸點(diǎn)約15 m遠的水泵房、約20m遠的氣瓶檢驗間及40 m外的傳達室上部窗戶(hù)玻璃震碎。
??????????? 現場(chǎng)3名操作工受傷,其中1人左臉部及左前臂部分燒傷;頭發(fā)燒焦(特別是左側);右耳充血,聽(tīng)力下降;左腳后掌削成舌形皮瓣2.5 cm×6 cm,傷口縫合31針。另2名操作工因爆炸造成耳朵充血,聽(tīng)力下降。
【事故原因分析】
???????? 1? 檢查和試驗情況
?????????? 經(jīng)檢查,該瓶自使用以來(lái),未曾進(jìn)行過(guò)檢驗,已超過(guò)2個(gè)檢驗周期。
?????????? 氣瓶碎片所測得的壁厚均大于設計壁厚(測厚儀為上海必能信超聲有限公司生產(chǎn)的CCH—20全自動(dòng)超聲波測厚儀)。
??????????? 氣瓶碎片剖口未發(fā)現夾雜、白點(diǎn)等異常情況,碎片上也未發(fā)現可見(jiàn)的微裂紋,氣瓶碎片內外表面無(wú)明顯腐蝕。
??????????? 綜上試驗和檢查結果,未發(fā)現氣瓶存在明顯質(zhì)量問(wèn)題。據計算,其物理性爆炸壓力應為42.30 MPa左右,而該氣瓶實(shí)際充裝壓力≤13 MPa,不到該瓶物理性爆炸壓力的1/3。因此,該氣瓶不可能為物理性爆炸。
2? 爆炸性質(zhì)的確定
?????????? 爆炸威力遠大于充裝壓力13 MPa時(shí)的物理性爆炸威力,爆炸時(shí)曾發(fā)生過(guò)劇烈燃燒,氣瓶碎片及現場(chǎng)有明顯炭黑和油脂痕跡。
?????????? 氣瓶碎片斷面兼備塑性和脆性斷裂的特征,以塑性斷面特征為主,這是氣瓶化學(xué)性爆炸的特征之一。
??????????? 據盧某右手虎口硬傷,可認定其在關(guān)第5只氣瓶(即爆炸的那只氣瓶)瓶閥時(shí)發(fā)生爆炸,是氣瓶發(fā)生化學(xué)性爆炸的特定時(shí)機之一。
??????????? 該氣瓶爆炸時(shí)發(fā)生過(guò)劇烈的燃燒,符合氧氣瓶化學(xué)性爆炸的特定時(shí)機及碎片剖口具備化學(xué)性爆炸的特征。經(jīng)估算,該氣瓶爆炸時(shí)所釋放的爆炸功,相當于氣瓶爆炸前瓶?jì)人查g壓力高達70 MPa左右時(shí)所釋放的能量,大大超過(guò)該氣瓶發(fā)生物理性爆炸的壓力42.31 MPa,更遠遠高于該氣瓶的充裝壓力13 MPa時(shí)的爆炸功;未發(fā)現該氣瓶存在明顯缺陷。
??????????? 綜上所述,可確定該氣瓶為化學(xué)性爆炸。
3? 可燃物的認定
?????????? 爆炸氣瓶底部及瓶閥閥體和瓶嘴內存有大量炭黑,同時(shí)存在油脂痕跡;爆炸后B組側從東起至第7只氣瓶夾具的防爆墻上均噴濺了大量炭黑,在防爆墻B側的其它部位有帶金屬和炭黑的噴濺物
?????????? 距爆炸點(diǎn)約7 m處的手推式滅火器上噴有明顯的炭黑和油脂痕跡;受傷者盧某工作時(shí)所穿褲子的左腳管下部噴有大量炭黑和油脂,并有較強的柴油氣味。
??????????? 根據以上事實(shí),可以明確可燃物為碳氫化合物。又鑒于瓶閥內、滅火器上及盧某充氧時(shí)所穿褲子上存有油脂痕跡,并有較強的柴油氣味,從而進(jìn)一步認定可燃物主要為柴油和機油。
4? 引燃引爆能量
??????????? 該氣瓶發(fā)生化學(xué)性爆炸的引燃引爆能量系下述兩種可能提供的能量之一,或兩者的聯(lián)合作用。
????????? (l)氣瓶充裝到13 MPa時(shí),切換充氧總閥后,當操作工盧某某在關(guān)閉圖示中第5只氧氣瓶(即爆炸氣瓶)時(shí),所產(chǎn)生的摩擦熱或靜電火花點(diǎn)燃了瓶?jì)鹊目扇嘉铩?br>
????????? (2)鑒于氧氣的性質(zhì)——壓力≥3.0 MPa的氧氣與油脂直接接觸時(shí)會(huì )發(fā)生劇烈的氧化放熱反應,當氧化反應所放出的熱量使油脂溫度達到其燃點(diǎn)后,會(huì )立即點(diǎn)燃油脂并劇烈燃燒,導致氣瓶?jì)鹊臏囟?、壓力瞬間達數十兆帕而致氣瓶爆炸。
之所以直到氣瓶充裝結束,壓力約為12.0 MPa時(shí)方爆炸,而不在3.0 MPa或4.0 MPa就發(fā)生爆炸,主要決定于下述兩個(gè)方面的原因:
?????????? ① 不同油脂與氧氣起劇烈化學(xué)反應所需的氧氣分壓不同;
?????????? ② 由上分析,該氣瓶充裝過(guò)二氧化碳,剩余二氧化碳使瓶?jì)鹊难鯕夥謮罕葘?shí)際充裝壓力低,且因充裝速度過(guò)快,管道系統阻力大,瓶?jì)葘?shí)際壓力小于充裝的壓力表壓力。
【對策措施】
??????????? (1)加強員工專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓和安全教育,嚴格執行GB 16912-1997《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規程》、GB 14194-93《永久氣體氣瓶充裝規定》、GB 17264-1998《永久氣體充裝站安全技術(shù)條件》及《氣瓶安全監察規程》,改變氣瓶管理的混亂局面;改變操作工對氧氣和氣瓶安全知識了解不夠的狀況。
?????????? (2)氣瓶充裝前必須逐瓶檢驗,嚴格執行《氣瓶安全監察規程》中“八不充”規定。特別要加強對擬充瓶?jì)扔鄽庑再|(zhì)進(jìn)行逐瓶判別及有無(wú)油脂、余氣的檢查,不符合要求的氣瓶未妥善處理前堅決不予充裝氧氣。
????????? (3)采取措施改變目前氣瓶漆色普遍不符規定要求的狀況。
(4)氣瓶改裝工作必須慎重、合法、規范。氣瓶應盡可能做到專(zhuān)用。必須改裝時(shí)一定要按改裝技術(shù)要求進(jìn)行,且改裝工作必須由省級勞動(dòng)廳審查注冊的氣瓶檢驗站中具有省勞動(dòng)廳頒發(fā)檢驗員資格的人員承擔,其他任何單位和個(gè)人都不得自行改裝氣瓶。氣瓶改裝時(shí)必須變更漆色、字樣,更換與擬充氣體相適應的瓶閥。其它改裝氧氣的氣瓶?jì)韧獗砻?、瓶閥等必須嚴格脫脂。
?????????? (5)為保證氣瓶的安全使用,應采用有力措施,杜絕氣瓶“大循環(huán)”使用。
?????????? (6)執行氣瓶定期檢驗規定。氣瓶定期檢驗仍非常重要,它能及時(shí)發(fā)現氣瓶存在的缺陷,從而防止氣瓶發(fā)生物理性爆炸等事故的發(fā)生。
?????????? (7)應堅決杜絕氣瓶充至高壓后更換氣瓶充裝的行為。
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