某市“3·7”氧氣瓶爆炸事故
【事故概況、經(jīng)過】
??????????? 某年3月7日上午10:45左右,某制氧廠2只氧氣瓶同時發(fā)生爆炸,現(xiàn)場3人中1人死亡、2人輕傷;3間216m2的氣瓶充裝間和氣瓶檢修間頃刻被毀;瓶號為260410的氣瓶炸成3塊(下稱該瓶為1#瓶),碎片嚴重外翻扭曲(見圖),3塊碎片重量分別為26.8kg,11.7kg及16.2kg,局部剖口燒熔,瓶頸上部燒出一凹坑。瓶號為748888的氣瓶炸裂(下稱2#瓶),嚴重外翻,展成平板(見圖),局部剖口燒熔;爆炸時,2位在現(xiàn)場的受傷者均見到刺眼的紅光,他們的頭發(fā)也均部分燒焦;1#瓶充裝夾頭部分燒熔,其進氣銅管內(nèi)徑部分燒熔成不規(guī)則形狀,內(nèi)徑擴大。2只爆炸氣瓶無腐蝕表現(xiàn)。爆炸發(fā)生在B充裝臺,1#爆炸氣瓶序號為15, 2#爆炸氣瓶序號為14。
該制氧廠充瓶間有4個充裝臺,在B充裝臺氣瓶充至13.2 MPa時,死者范某即關(guān)閉該充裝臺總閥3,開總閥2換到A充裝臺充氧,然后自北向南關(guān)瓶閥,當她關(guān)了約4瓶后,裝卸工王某從門衛(wèi)間去充裝間,且自南向北關(guān)瓶閥,在他關(guān)到第6號位的氣瓶閥、范由北關(guān)至第15號位瓶時,l#瓶和2#瓶同時突然爆炸;王和在現(xiàn)場的客戶——拖拉機駕駛員葉某均見到了刺眼的紅光。爆炸后兩人均被壓在由房頂落下的石棉瓦等物下,爆炸后廠方立即組織職工救出傷者送醫(yī)院治療。
??????????? 1#瓶的試驗壓力22.5 MPa,公稱工作壓力l5.0 MPa,原始瓶重54.6 kg,容積37.0 L,設(shè)計壁厚5.8 mm,由上海高壓容器廠1991年3月制造。經(jīng)向制造廠查詢,該瓶瓶體材質(zhì)為34Mn2V。
??????????? 2#瓶的公稱工作壓力15.0 MPa,原始瓶重59.6 kg,原始容積41.0 L,設(shè)計壁厚5.8 mm,由上海高壓容器廠1986年2月制造,瓶體材質(zhì)為42Mn2。
【事故原因分析】
??????? 1? 對氣瓶最小爆破壓力的估算
????????? (1) 對瓶厚測定情況:
????????????? 對l#瓶測厚6點,壁厚分別為:7.4,6.7,6.9,7.1,7.7,7.2 mm;
????????????? 對2#瓶測厚5點,壁厚分別為:7.7,7.0,6.3,7.3,7.0 cm。
????????? (2) 最小爆破壓力估算:檢查爆炸氣瓶時,未發(fā)現(xiàn)影響強度的明顯缺陷,故可按GB5099-85爆破公式進行計算,其結(jié)果如下:1#瓶爆破壓力應(yīng)大于等于53.6 MPa;2#瓶爆破壓力應(yīng)大于等于46.8 MPa。實際上,氣瓶充氣壓力只有12.75~13.24 MPa,遠遠小于氣瓶爆破應(yīng)達到的最小承壓值53.6 MPa和46.8 MPa,不發(fā)生化學(xué)性爆炸是不可能達到l#瓶和2#瓶的爆破壓力的。
2? 爆炸威力巨大,破壞嚴重
??????????? 這次爆炸使1#瓶炸成3塊,瓶壁由內(nèi)向外嚴重翻卷;2#瓶雖未炸成碎片,但自肩部至底部炸裂2處,且瓶壁展成平板;216m2的充瓶間及氣瓶檢修間的屋頂被完全摧毀,部分墻壁推倒,距爆炸點30多米的辦公室窗玻璃部分被氣浪震碎。這樣巨大的爆炸威力,是充裝壓力為13.2 MPa條件下氣瓶發(fā)生物理性爆炸所不可能達到的。據(jù)估算,l#瓶爆炸所釋放出來的爆炸功,相當于其壓力≥77.5 MPa所釋放的爆炸功;2#瓶爆炸時所釋放的爆炸功相當于該氣瓶壓力為62.78 MPa所釋放的爆炸功。
??????????? 氣瓶處于靜止狀態(tài)時,一般不可能多只氣瓶同時發(fā)生物理性爆炸;而化學(xué)性爆炸則可數(shù)只氧氣瓶同時爆炸(實際上爆炸是有先后的,但在極其短暫的瞬間,人們只聽到1聲爆炸聲)。
氣瓶處于靜止狀態(tài)時,一般不可能多只氣瓶同時發(fā)生物理性爆炸;而化學(xué)性爆炸則可數(shù)只氧氣瓶同時爆炸(實際上爆炸是有先后的,但在極其短暫的瞬間,人們只聽到1聲爆炸聲)。
?????????? 3? 爆炸時曾發(fā)生過燃燒
?????????? (1) 2名受傷者均見證,在氣瓶爆炸的瞬間,都見到刺眼的紅光;
?????????? (2) 2名受傷者的頭發(fā)均部分燒焦;
?????????? (3)? 1#瓶瓶頸頂部被瓶閥爆破片處噴出的燃燒氣體燒熔成尺寸約為16 mm×7 mm×4 mm的凹坑;
????????? (4) B充裝臺第15號位(即l#瓶)充裝夾具夾頭及進氣銅管燒熔成不規(guī)則形狀,內(nèi)徑變大。說明l#瓶瓶內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫高壓,竄向2#瓶及其南面瓶閥未關(guān)嚴的氣瓶,但因從1#瓶向外竄氣至2#瓶爆炸,其過程極其短暫,故未來得及燒熔更多的充裝附件。
(5)爆炸發(fā)生在化學(xué)性爆炸特定時機之一——關(guān)瓶閥時。關(guān)瓶閥時的摩擦熱或靜電火花提供了點燃瓶內(nèi)的爆鳴性氣體的能量。
??????????? 綜上所述,這次爆炸多處發(fā)生燃燒,多處金屬燒熔,爆炸威力巨大,2只氣瓶爆炸瞬間所釋放的爆炸功相當壓力估算分別為77.5 MPa及62.7 MPa。
?????????? 4? 對爆炸氣瓶內(nèi)可燃氣體的推定
??????????? 雖然對B充裝臺爆炸氣瓶同一批充裝的所有氣瓶的氣體性質(zhì)進行判別時未發(fā)現(xiàn)爆鳴性氣體,但鑒于下述事實仍可推斷2只氣瓶形成氫氧混合,且都達到了爆鳴性氣體的程度。
????????? (1)對l#,2#爆炸氣瓶內(nèi)壁進行認真檢查后,未發(fā)現(xiàn)炭黑,如碳氫化合物燃燒不留下一點炭黑一般是不可能的,在極其短暫的瞬間,燃燒不留下任何炭黑的可燃氣體只有氫氣。
(2)在可燃氣體中點燃能量最小的是氫氣和乙炔,0.007 mJ的能量即能點燃氫含量為4.65%~93.9%氧氣中的氫氣;又鑒于乙炔氣瓶的實際工作壓力,如乙炔倒入氧氣瓶內(nèi),其量也不可能很大,不可能產(chǎn)生如此大的爆炸威力。關(guān)瓶閥所產(chǎn)生的能量點燃氫氣和乙炔氣以外的可燃氣體是不可能的。
??????????? 綜上所述,引起1#,2#瓶爆炸的可燃氣體應(yīng)為氫氣。
??????????? 5? 爆鳴性氣體形成過程的分析
??????????? 氣瓶內(nèi)的氫氧爆鳴性氣體形成的過程如下:充氧前均壓時,余壓約為2~2.5 MPa的l#瓶內(nèi)的氫氣即竄向無余壓或壓力很低的2#瓶及其他氣瓶,致1#,2#瓶在充氧后均形成了爆鳴性氣體。
??????????? 一般而言,1#瓶瓶內(nèi)的氫氣不僅僅流向2#瓶,但由于B充裝臺第6至第13號位的8只氣瓶在l#,2#氣瓶爆炸時瓶閥尚未關(guān)閉,因此當l#,2#瓶爆炸后,這8只氣瓶內(nèi)的氣體即排向大氣,又鑒于這些瓶內(nèi)竄入的氫氣量少,遠少于氫在氧中的爆鳴下限4.65%,且在爆炸3天后才對l#,2#氣瓶同批充裝的氣瓶內(nèi)的氣體性質(zhì)進行判別,因而未再查到爆鳴性氣體。
【對策措施】
??????????? (1)加強法規(guī)、標準的學(xué)習(xí)和執(zhí)行。裝有氫氣的氣瓶充氧是造成這次爆炸的根本原因,因此要加強對氣瓶銷售經(jīng)營部人員、檢驗人員及氣瓶充裝人員的安全技術(shù)和安全意識教育,嚴格執(zhí)行《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》、GB 17264-1998《永久氣體氣瓶充裝站安全技術(shù)條件》和 GBl4194-93《永久氣體氣瓶充裝規(guī)定》。加強氣瓶充裝前的檢驗工作,對氣瓶外表漆色與法定漆色不符,瓶內(nèi)盛裝氣體與擬裝氣體不一致的氣瓶,在未進行妥善處理前,嚴禁充裝氣體。
??????????? (2)近年來,國內(nèi)所發(fā)生的氧氣瓶爆炸事故,較大部分是氣體供應(yīng)站這一中間商經(jīng)營的氣瓶。這次爆炸的l#,2#氣瓶也不例外,因此,加強對氣瓶供應(yīng)站的安全審查和安全教育,是避免氧氣瓶發(fā)生爆炸的極為重要的措施。
(3)根據(jù)氣瓶爆炸威力可以確定:爆炸前裝有氫氣的氣瓶為1#瓶,1#瓶大部分已無漆色,但在有的部位可見深綠色,底色為淡藍色,瓶閥為氧氣瓶閥,是一個漆色不規(guī)范的氣瓶。GBl2135-89《氣瓶定期檢驗站技術(shù)條件》規(guī)定:氣瓶改裝工作,應(yīng)由省級勞動部門批準的氣瓶檢驗站有資格的氣瓶檢驗人員進行改裝,氣瓶外表涂新漆前必須徹底清除舊漆,同時必須更換相應(yīng)的閥門。
????????? (4)嚴格實施氣瓶定期檢驗制度,確保氣瓶外表漆色完好、清晰、規(guī)范;杜絕氣瓶不按產(chǎn)權(quán)關(guān)系“大循環(huán)”流通使用。
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