一起配制特种混合气时发生的气瓶爆炸.docx

一起配制特种混合气时发生的气瓶爆炸1 事故发生简况上海市一个研究机构所属的特种混合气体配制充装站于 2001 年 8 月 28日下午 6 时 38 分，正在配制特种混合气体终了时，一只铝合金气瓶突然发生猛烈的爆炸，当场将一名正在配气的工作人员炸死，另外炸伤三人。当时在配制气站内(室内)共有三人，一人为男性当场被炸死；另外两人在离爆炸点约 3m 左右的工作台旁， 均被爆炸产生的巨大气浪将耳膜震破，身上多处被爆炸的气瓶及玻璃碎片击伤。 而另一位伤者是从大门进入(离爆炸点约 12m 左右)送配制任务单来的女同志，也被爆炸时所形成的高压气浪将耳膜震破，身上也被附近门窗的玻璃碎片击伤。三位伤者均立刻被送往医院救治。2 事故现场状况(1)配气室现场设在气体室大楼底层，进大门第三间，约 20m2，三面是墙，室内为夹层顶，用水泥灰制成天花板。爆炸后配气室内的配气装置被扭曲破坏，天花板被震碎掉下，门及窗上的玻璃均被气浪击碎，室内堆放的数十只原料气瓶及成品气瓶均被震倒在地，配气室、仓库的门窗玻璃均被震碎。(2)爆炸的气瓶颈部被炸成三段。 在爆炸现场收集到的气瓶碎片共 160 多片，其中气瓶瓶底碎片比较完整，从气瓶底部发现该气瓶材料批号为9607。另外，从气瓶瓶口部位两片较大的碎片上发现该气瓶编号为958866，是上海高压容器厂洋泾分厂 1996 年 11 月制造出厂的产品。从出厂的产品技术资料中查到的爆炸气瓶为铝合金气瓶，材料为 6351，气瓶的容积为 84L，气瓶的直径为 140mm，壁厚为 7mm，瓶重为 74kg。气瓶阀是上海气体阀门厂生产的 QF-2lA 气瓶阀， 爆炸后瓶阀仍连接在瓶口的碎片上。充装连接管被炸断，瓶阀上的铜接头已裂动。(3)据爆炸点的目击者反映，气瓶爆炸时有明 火出现，故消防人员接报警后赶到现场进行灭火。 但亦使台上的原始记录损坏，无法从现场收集到被 爆炸的气瓶真实的充装混合气体原始记录。但从地 下残留物中收集到的碎纸片拼凑后发现有 CH4、C2H6、C3H8、C2H4、C3H6、C2H2、H2S、H2、02、C02、 CO、N2、Ar 等标准混合气组分配气计划单。3 对爆炸气瓶进行的检测31 对爆炸气瓶的碎片进行化学分析从爆炸气瓶碎片材料分析结果与上海高压容器 厂提供的原始数据，确认本次爆炸气瓶为 6351 铝 合金，是 Mg、Mn、Si 系列的铝合金材料。32 材料的力学性能经测试爆炸气瓶材料的力学性能和硬度，证明 符合相应的标准要求，气瓶材料选用是正确的。33 气瓶碎片的断口分析(1)断口宏观形貌分析：断口是 45剪切方向 断开，断口由内向外扩展，局部凸凹不平，断口内 部无明显的制造缺陷。整个气瓶内壁没有被腐蚀的 情况。(2)断口微观形貌分析：将断口进行电子扫描 电镜观察，可以看到其断口特征为明显的韧窝状断 口，且韧窝呈岛状，说明材料具有很大的韧性。34 对气瓶阀的解体分析经检查，发现瓶阀的膜片已破裂，在阀的膜片 外弹簧中顶杆及阀体内部局部有严重氧化被烧痕 迹，颜色是灰黑的，这说明在瓶内部发生过燃烧现 象。通过对烧损部位残留物能谱分析发现，硫含量 为 635，碳含量为 2673，说明燃烧气体中有 含硫成分的气体存在。从 8 月 23 日被烧焦的混合 气组分配气计划单中也发现有 H2S 气体。4 综合分析及结论4. 1 物理爆炸可能性分析本次爆炸发生后，配气间几乎所有的设备均被 破坏，天花板、玻璃窗都被震碎。另外，爆炸气瓶 瓶底和瓶颈处尚有较大的坑状碎片，气瓶的筒体均 为小碎片，走廓内和隔壁及对面居室的玻璃均被震 碎，如此大的爆炸能量是一般物理爆炸不能达到 的。通过爆破压力的计算，气瓶材料在没有较大的 缺陷存在时，该气瓶的爆破压力应为 399MPa。而 通过现场了解，本次充装气瓶时，背景气的气源压 力按国家标准规定氧、 氮、 氩在 20时不得超过 15MPa(实际上一般值为 13514MPa 的压力)；又 按国家标准物质的规定混合气体的充装压力最高为 10MPa， 因此气瓶中的压力不可能达到气瓶的爆破 压力值，气瓶爆破后会存在一个爆破口，爆破口具 有塑性变形，因此爆破后不会发生这么多的碎片。 故这次气瓶爆炸并非物理爆炸。42 化学爆炸的可能性分析化学爆炸是由化学变化造成的，其特征是爆破 前后物质的化学组成及化学性质都发生了变化。(1)根据爆炸现场的调查，爆炸配置混合气体 的场地上有原料气的品种如下：02、H2、N2、He、C02、CO、Ar、CH4、 C2H2、 C2H4、NGG、 C2H6。上述原料气归类可分为可燃气、易燃气、惰性气三 大类，这些气体在配置过程中含量超过一定值，即 达到爆炸极限时，就有可能发生爆炸事故。(2)通过对爆炸气瓶瓶阀的解体以及从瓶阀内 部提取燃烧残留物的能谱分析，证明燃烧物质中有 碳和硫元