張瑞韜

(寧波市危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)急救援研究中心，浙江 寧波 315000)

氣瓶泄漏和火災(zāi)事故的原因分析及應(yīng)急處置

張瑞韜

(寧波市危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)急救援研究中心，浙江 寧波 315000)

介紹了氣瓶的事故類型，分析了造成氣瓶發(fā)生事故的主要原因，提出了防范事故發(fā)生的對(duì)策措施和事故應(yīng)急處置的原則。

氣瓶；事故；原因；對(duì)策；應(yīng)急處置

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)氣體被大量使用。由于氣瓶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、市場(chǎng)容量大，且投資門檻低，因而生產(chǎn)廠家數(shù)量迅速增長(zhǎng)。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下導(dǎo)致氣瓶質(zhì)量下降，又因?yàn)闅馄苛鲃?dòng)性大，安全監(jiān)督和定期檢驗(yàn)工作難以開展，給使用者帶來(lái)了極大的安全隱患。

1 氣體和氣瓶

《危險(xiǎn)貨物品名表》(GB12268-2012)中將氣體分為易燃?xì)怏w、非易燃無(wú)毒氣體和毒性氣體。氣體的特性主要包括可燃性、毒性、狀態(tài)及腐蝕性等。瓶裝氣體按臨界溫度和物理狀態(tài)分為壓縮氣體、液化氣體、溶解氣體和吸附氣體等。

氣瓶按材質(zhì)和使用可分為鋼質(zhì)無(wú)縫氣瓶、鋼質(zhì)焊接氣瓶和纖維纏繞氣瓶等。氣瓶一般由 瓶體、瓶閥、瓶帽、底座、防震圈和護(hù)罩等組成。氣瓶的安全附件有安全泄壓裝置、壓力表、液位計(jì)、緊急切斷裝置、限充限流裝置、閥門和管路等，安全附件應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定以保證氣瓶的安全。

2 事故類型

2.1 泄漏

帶壓氣體不易密封，容易發(fā)生泄漏。泄漏一般發(fā)生在易熔合金塞、瓶閥、焊接氣瓶焊縫處和瓶體裂紋缺陷處等位置。可燃性氣體泄漏后存在燃爆的風(fēng)險(xiǎn)，毒性氣體、腐蝕性氣體會(huì)對(duì)人體造成傷害，非易燃無(wú)毒氣體則存在凍傷、窒息等危險(xiǎn)因素。

2.2 燃燒

可燃性氣體泄漏后若未能有效控制或排除風(fēng)險(xiǎn)，遇點(diǎn)火源就會(huì)發(fā)生燃燒，火災(zāi)迅速蔓延擴(kuò)大。事故氣瓶及周邊氣瓶在噴射火的燒烤下，發(fā)生物理爆炸和化學(xué)爆炸，造成嚴(yán)重的災(zāi)難。

2.3 爆炸

出現(xiàn)泄漏后，可燃性氣體彌漫整個(gè)空間，液化氣體擴(kuò)散形成蒸氣云，與空氣混合形成爆炸性混合氣體，當(dāng)濃度處在爆炸范圍時(shí)，一旦與點(diǎn)火源接觸，就會(huì)發(fā)生化學(xué)爆炸；瓶裝氣體狀態(tài)發(fā)生變化導(dǎo)致壓力突變，導(dǎo)致氣瓶發(fā)生物理爆炸。物理爆炸泄漏出大量可燃性氣體以及產(chǎn)生的沖擊力又會(huì)造成火災(zāi)或化學(xué)爆炸事故。

3 事故原因

3.1 腐蝕

氣體充裝介質(zhì)中往往含有氧、硫、氯、鈉等元素，這些元素及其化合物的存在都會(huì)對(duì)氣瓶材料造成腐蝕；在氣瓶使用中介質(zhì)與瓶體金屬發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)生成的氫，以原子態(tài)擴(kuò)散進(jìn)入材料，并在雜質(zhì)帶部位聚集，形成氫致裂紋，加劇應(yīng)力腐蝕開裂。在應(yīng)力腐蝕為主的多種腐蝕因素綜合作用下，導(dǎo)致氣瓶失效。隨著應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生和不斷擴(kuò)展達(dá)到一定深度后，剩余有效承載壁厚不足以承受內(nèi)壓，導(dǎo)致瓶體破裂[1]。

3.2 加工精度

壓帽螺紋軸心線與閥體密封平面不垂直、活門部件外螺紋軸心線與活門部件密封平面不垂直和活門部件密封平面已損壞或粘附有雜質(zhì)，都會(huì)造成瓶閥發(fā)生泄漏[2]。瓶閥易熔合金塞的塞口及瓶體肩部易熔合金塞的塞口處，經(jīng)常由于易熔合金成分配比不當(dāng)、澆鑄工藝不當(dāng)或安裝不當(dāng)，造成合金塞與塞座之間存在間隙，因而引起泄漏。

3.3 過(guò)量充裝

瓶裝液化氣體隨著溫度的升高，其體積發(fā)生膨脹。過(guò)量充裝后，當(dāng)溫升到一定數(shù)值時(shí)，氣瓶?jī)?nèi)的氣相空間也將全部被液相介質(zhì)所占據(jù)。滿液后，液化氣體膨脹即轉(zhuǎn)為壓縮，由于液化氣體壓縮性很小，溫度升高致使作用于瓶壁的壓力劇烈增高，導(dǎo)致氣瓶爆炸。

3.4 錯(cuò)裝

由于誤將氧氣瓶或空氣瓶充裝可燃?xì)怏w，或?qū)⒖扇細(xì)怏w氣瓶充裝氧氣、空氣，致使在一個(gè)瓶?jī)?nèi)同時(shí)存在混合后極易發(fā)生燃燒或爆炸的兩種不同氣體；或?qū)⑵矿w、瓶閥等沾染有油脂的氣瓶用來(lái)充裝氧氣或強(qiáng)氧化性氣體；使用不合適的氣瓶進(jìn)行充裝，如低壓氣瓶充裝高壓氣體、腐蝕性氣體用鋁合金制氣瓶充裝、使用存在嚴(yán)重缺陷或已過(guò)檢驗(yàn)期限的氣瓶進(jìn)行充裝等，導(dǎo)致氣瓶事故的發(fā)生。

3.5 其他原因

氣瓶安全裝置失靈以致氣瓶超壓爆炸；氣瓶過(guò)分震動(dòng)，如撞擊、墜地等；氣瓶受陽(yáng)光曝曬或接近熱源，導(dǎo)致發(fā)生爆炸；違章自行裝卸或在檢驗(yàn)、修理過(guò)程中違章操作等。

4 應(yīng)對(duì)措施

4.1 加強(qiáng)管理

確立氣瓶安全管理制度，加大檢查和維護(hù)氣瓶投入的力度；氣體充裝之前加強(qiáng)檢查，安裝防止錯(cuò)裝接頭、維護(hù)氣瓶漆色和字樣，防止錯(cuò)裝；對(duì)氣瓶運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用的操作人員進(jìn)行安全管理教育培訓(xùn)，嚴(yán)格落實(shí)操作規(guī)程，杜絕違章操作；運(yùn)輸和裝卸乙炔瓶時(shí)應(yīng)輕裝輕卸，嚴(yán)禁拋、滑、滾、碰和倒置；采用車輛運(yùn)輸時(shí)，氣瓶應(yīng)妥善固定。氣瓶制造單位應(yīng)加強(qiáng)氣瓶瓶閥和易熔塞制造管理及檢驗(yàn)工作，嚴(yán)格按照規(guī)定的尺寸、精度要求進(jìn)行加工、檢驗(yàn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

4.2 定期檢驗(yàn)

要確保氣瓶的安全使用，嚴(yán)格執(zhí)行氣瓶定期檢驗(yàn)規(guī)定是現(xiàn)階段最為有效的防范措施。由于氣瓶的流動(dòng)性大，使用環(huán)境一般比較惡劣，易發(fā)生腐蝕而使瓶壁減薄，或因碰撞、機(jī)械損傷等原因產(chǎn)生裂紋，以及在反復(fù)充、放氣的疲勞影響下，氣瓶的安全性能將隨著使用年限的增加而日趨降低。對(duì)氣瓶進(jìn)行定期檢驗(yàn)，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣瓶存在的缺陷。當(dāng)氣瓶的強(qiáng)度不夠，在定期檢驗(yàn)時(shí)，氣瓶就會(huì)發(fā)生較大的變形或爆破而被發(fā)現(xiàn)，從而避免氣瓶在運(yùn)行和使用中發(fā)生事故。

5 事故處置

5.1 泄漏

氣瓶發(fā)生泄漏時(shí)，首先要查清泄漏的介質(zhì)、泄漏點(diǎn)及泄漏的大小等情況。對(duì)于可燃性氣體，及時(shí)消除事故周邊一切點(diǎn)火源。對(duì)于可燃性氣體、有毒氣體和腐蝕性氣體，打開門窗通風(fēng)或用防爆風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，利用霧狀水進(jìn)行稀釋、驅(qū)散。參與處置人員切實(shí)做好個(gè)人安全防護(hù)。對(duì)于液化氣體泄漏的，將氣瓶直立放置且泄漏點(diǎn)朝上，使泄漏出來(lái)的是氣相而非液相，從而減少泄漏量。瓶閥填料處泄漏的，可通過(guò)工具擰緊進(jìn)行止漏；瓶閥密封處引起的泄漏，可通過(guò)軟木塞等合適的材料進(jìn)行封堵，亦可連接軟管進(jìn)行倒瓶，待氣瓶?jī)?nèi)介質(zhì)減少后再進(jìn)行后續(xù)處理；易熔塞處泄漏也可用軟木進(jìn)行封堵；寒冷天氣時(shí)節(jié)，可以利用液化氣體氣化吸熱導(dǎo)致水結(jié)冰的原理，先使用棉條對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行纏繞包裹，再澆水結(jié)冰進(jìn)行堵漏；對(duì)于瓶體發(fā)生的泄漏，可使用鋼帶加壓或夾具注膠等方法進(jìn)行堵漏。利用氣體的特性，可進(jìn)行一些有效的處置：如氯氣氣瓶發(fā)生泄漏時(shí)，可將氣瓶放入石灰池進(jìn)行吸收處理。

5.2 火災(zāi)

氣瓶發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)行火情偵察應(yīng)查明著火介質(zhì)、數(shù)量、氣瓶處于什么狀態(tài)、瓶閥及安全附件是否完好、氣瓶遭受火災(zāi)烘烤的時(shí)間等等。研究表明[3]，在火燒試驗(yàn)下，大概6 min左右氣瓶會(huì)發(fā)生爆破。因而進(jìn)行處置時(shí)要先判斷氣瓶是否存在爆炸的危險(xiǎn)，對(duì)于情況不明、尚未爆炸的氣瓶，切勿盲目接近，應(yīng)迅速出水對(duì)氣瓶進(jìn)行冷卻抑爆。氣瓶從泄漏點(diǎn)漏出形成噴射火，可根據(jù)火焰的高度、形狀判斷氣瓶的泄漏壓力。泄漏壓力較大、滅火后無(wú)法進(jìn)行堵漏時(shí)，可使用移動(dòng)水炮等進(jìn)行冷卻，處置人員與之保持安全距離；泄漏壓力較小時(shí)，可加強(qiáng)冷卻讓其燃盡，或用干粉、二氧化碳等滅火劑或水槍切封等方法將火撲滅，然后關(guān)閉瓶閥或進(jìn)行堵漏。氣瓶周邊存在其它物質(zhì)著火燃燒的，應(yīng)先將其撲滅。在確認(rèn)安全的情況下，將火場(chǎng)中受火災(zāi)威脅的氣瓶轉(zhuǎn)移到安全的空地上進(jìn)行處置。

6 結(jié)語(yǔ)

氣瓶使用范圍廣、數(shù)量多、流動(dòng)性好。要充分認(rèn)識(shí)到氣瓶潛在的危險(xiǎn)性，采取安全措施，以確保氣瓶的安全使用。掌握氣瓶事故的應(yīng)急處置原則，以降低事故給人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成傷害和損失。

[1] 邢迎明，姚曉春，章臣富.4起混合氣體氣瓶爆炸事故原因分析[J].深冷技術(shù)，2007(6):1-5.

[2] 蔡燕昕.氣瓶閥的泄漏及解決辦法[J].機(jī)械制造，1989(9):35.

[3] 周國(guó)發(fā)，李紅英.氣瓶火燒試驗(yàn)的熱及力學(xué)響應(yīng)數(shù)值模擬研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2013，39(1):1-3, 68.

(本文文獻(xiàn)格式：張瑞韜.氣瓶泄漏和火災(zāi)事故的原因分析及應(yīng)急處置[J].山東化工，2016，45(14)：153-154.)

Hazard Analysis and Emergency Disposal for Gas Cylinders

ZhangRuitao

(Ningbo Hazardous Chemicals Emergency Rescue Research Center, Ningbo 315000, China)

This paper introduces the type of accident of gas cylinders, analyzes the main causes of the accident, and puts forward the countermeasures to prevent accidents and the principles of emergency disposal.

gas cylinders; accident; causes; countermeasures; emergency disposal

2016-06-29

張瑞韜，工程師，主要從事危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)急救援研究工作。

TQ086

A

1008-021X(2016)14-0153-02