一起氣體爆燃事故的剖析

1、一起氣體爆燃事故的剖析（腐蝕）1、事故經(jīng)過  1998年5月上旬某日23時(shí)左右,某化工生產(chǎn)企業(yè)的變換崗位,一安裝在室外的中壓變換爐進(jìn)氣管90°的彎頭（325×8）突然破裂,大量的可燃?xì)饬鳑_出管外,爆燃。在崗的名工人大面積深度燒傷,造成近200萬元的經(jīng)濟(jì)損失。生產(chǎn)原始記錄顯示:事故前該生產(chǎn)系統(tǒng)處于最佳工況之中,自動(dòng)記錄儀顯示,事故前一刻系統(tǒng)工作壓力為1.36MPa。管內(nèi)可燃?xì)怏w的主要成份為:CO、CO2、2、CH4、H2等。爆炸鋼彎頭是由Ø325×8無縫鋼管加工而成,系上年大修時(shí)購進(jìn)并更換的（屬于每年大修必更換部件）,累計(jì)使

2、用時(shí)間7個(gè)多月。彎頭爆破口位于彎頭之外側(cè) ,離地高度0.8左右,破口法平面與地平面成 -45°夾角,其正前方數(shù)米外是崗位操作室的木門（內(nèi)開,0.8×1.5）和玻璃窗戶（1.5×1.5）。取下爆破彎頭經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn):  （）規(guī)格型號(hào)與所提供的書面資料相一致。  （）彎頭內(nèi)部腐蝕差異極大。該彎頭除角所對弧以外的所有部分,其內(nèi)部腐蝕情況均未超過正常的范圍;而在角所對弧處裂開了一條長約300mm的縱向口子,口子的橫向?qū)挾茸顚捥幱?00mm以上,裂口處最薄部位壁厚僅1mm左右;在彎頭的橫向兩側(cè)面有過腐蝕現(xiàn)象。所以彎頭的過腐蝕區(qū)只集中在爆破

3、口周圍區(qū)城,余下部位均屬正常。高溫（400）、高壓、高速（按工藝指標(biāo)計(jì)算30米秒）氣流沖出彎頭裂口后幾乎同時(shí)化成火龍,溫度、壓力、流速都得以增大。高溫高壓的火龍高速?zèng)_擊水泥地面之后反射,反射后的火龍直撲操作室而來,頓時(shí)門被沖開,窗玻璃被震得粉碎。隨即火龍引燃室內(nèi)可燃物和工人的衣服 ,操作室內(nèi)一片火海。  2、事故原因分析  ) 釀成這起嚴(yán)重事故的直接原因是金屬彎頭局部嚴(yán)重過腐蝕。該企業(yè)已有30余年歷史,類似上述彎頭是每年檢修時(shí)必?fù)Q的主要部件。同類事故在周鄰?fù)愋袠I(yè)中還從未發(fā)生過。對這起事故中的彎頭嚴(yán)重局部過腐蝕情況,在場的行家也感到不可思議！那么,是什么

4、原因使該金屬彎頭如此過腐蝕呢？問題的癥結(jié)出在彎頭制造過程中留下的隱患。因?yàn)閺濐^是無縫鋼管經(jīng)過塑性變形后加工而成的。在正常的塑性變形后,金屬材料會(huì)變硬,導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、導(dǎo)熱性等都會(huì)發(fā)生變化,晶格將發(fā)生扭曲以致出現(xiàn)滑移等缺陷,嚴(yán)重的還會(huì)造成晶格斷裂,當(dāng)然這是肉眼見不到的。上述變化是指理想狀態(tài)下的塑性變形。但是,實(shí)際加工工藝是千差萬別的,加工條件是千變?nèi)f化的,需要控制的指標(biāo)很多,一旦這些指標(biāo)達(dá)不到工藝要求,在加工過程中就會(huì)出現(xiàn)厚度不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。經(jīng)過備份未用實(shí)物檢查發(fā)現(xiàn):類似彎頭局部變薄量與理論值相差數(shù)十倍之多。這是這起事故的原因之一。原因之二 ,經(jīng)過塑性變形后的部件應(yīng)進(jìn)行熱處理工序,以使變形后金屬材料

5、的晶相結(jié)構(gòu)得以復(fù)原;還有一個(gè)值得提及的問題是加工彎頭時(shí)的最小曲率半徑  ,它將直接影響局部過拉伸現(xiàn)象的發(fā)生。因此  ,造成該彎頭局部過腐蝕的主要原因?yàn)?:（）由于彎頭制造過程工藝條件未能滿足要求,事先已造成了材料內(nèi)部缺陷 ;（）彎頭制成后未能按要求進(jìn)行熱處理,或雖經(jīng)處理但未達(dá)到要求 ;（）制造半徑小于最小限值。這不僅會(huì)形成局部過拉伸壁厚變薄,而且對氣流阻力加大,氣流作用面積減小,加重了氣蝕的速度。  2) 引燃?xì)饬靼l(fā)生氣體爆燃的原因來自靜電電荷。在正常情況下,氣流在金屬管道中快速流動(dòng),氣流的靜電電荷通過接地良好的壓力容器和金屬管道泄放

6、掉,氣流不可能聚集較多的靜電電荷。一旦出現(xiàn)異常,大量的氣流從裂口沖出,氣流流層之間的靜電電荷就無法泄放,越集越多,遇到適宜條件如金屬構(gòu)架、潮濕空氣等就會(huì)發(fā)生放電。電火花即刻引燃可燃?xì)饬?造成氣體爆炸。目擊者證實(shí):聲響和火龍確實(shí)是同期而至的。  3) 沖出裂口的氣流立刻化成火龍,經(jīng)地面反射后直沖操作室,越過門、窗,室內(nèi)火海一片,隨即引燃室內(nèi)可燃物和工人的衣服。一般來說,如果沒有足夠的燃燒源、可燃物存在,氣體爆炸數(shù)秒鐘內(nèi)會(huì)自動(dòng)熄滅。但由于室內(nèi)可燃物和人體所穿服裝更有化纖衣服存在,這就給二次、三次燒傷創(chuàng)造了條件。  4) 關(guān)于混合氣流中是否含氧量超標(biāo)（工藝條件

7、含氧量0.5 %）和前面的預(yù)腐蝕器不足的說法,即便說法成立,也只是造成彎頭過腐蝕的次要原因。若上面的說法成立,其他未過腐蝕部位也應(yīng)出現(xiàn)輕度腐蝕跡象才對 ,但事實(shí)上沒有。  3、教訓(xùn)和建議  ) 以往的化工安裝和檢修中,管道的彎頭都是由有經(jīng)驗(yàn)的老師傅現(xiàn)場制作,至少本埠、周鄰地區(qū)同類行業(yè)從未出現(xiàn)過此類惡性事故。由于技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)化進(jìn)程的加快,鋼管彎頭已作為一種產(chǎn)品走上市場。但是迄今為止還沒有一個(gè)統(tǒng)一的、令人滿意的化工管道彎頭的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)大口徑化工彎頭在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中的作用和危險(xiǎn)性并不比壓力管道,甚至壓力容器要??！因此建議行業(yè)主管部門首先要制定化工彎頭統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其次應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理和監(jiān)督。  ) 室外易燃易爆生產(chǎn)設(shè)備和裝置不得與人群活動(dòng)的場所相連、相通。為了預(yù)防萬一 ,兩者之間應(yīng)設(shè)立防爆、阻火墻。這起火災(zāi)事故中,如果操作室正對爆破口一面沒有木門、玻璃窗 ,火龍就很難直接進(jìn)入室內(nèi) ,在場人員就可以幸免于難。  ) 加強(qiáng)職工的安全教育培訓(xùn),提高他們的業(yè)務(wù)素質(zhì)和自我防護(hù)