從兩起燃爆事故談液氧汽化充裝的改進(jìn)

   某廠自采用液氧汽化充裝(氣)后，在7~8月間連續(xù)兩次發(fā)生充裝卡具高壓軟管燃爆事故。我們?cè)跍\析這兩次事故的基礎(chǔ)上，作了采用液氧汽化充裝后的技術(shù)改進(jìn)。

1 事故的經(jīng)過

   其一：7月某日午后1時(shí)左右，醫(yī)用氧氣充裝排靠東側(cè)一組氣瓶到壓，操作工正在逐只關(guān)氣瓶閥，見靠東南側(cè)一瓶的瓶閥處有火花，沒等這位操作工反應(yīng)過來，突然一聲響，頓時(shí)黑煙布滿了充填間，充填卡具高壓軟管燃爆斷裂。操作工躲閃及時(shí)，沒有受到傷害。據(jù)當(dāng)事人反映，燃爆高壓軟管的氣瓶的氣瓶閥沒關(guān)嚴(yán)(當(dāng)時(shí)表壓為7~8MPa)。

    其二：8月某日午后3：50左右，工業(yè)氧充填排東側(cè)一組氣瓶到壓，操作工正在逐瓶關(guān)瓶閥，突然聽到嘭的一聲，接著就是劈劈啪啪的響動(dòng)，瞬時(shí)間滿屋黑煙。一只氣瓶充填卡具的高壓軟管燃爆斷裂，并向正在關(guān)瓶閥的操作工前額和鼻梁子抽去，接著操作工又被氣流沖倒。隨后該氣瓶在氣體的反作用力的作用下，斜著向上朝南墻飛去，撞倒南墻后，氣瓶嘴朝下又向北的水泥地面砸去，瓶閥被砸碎，并把水泥地面砸了一個(gè)坑。瓶閥砸碎后，由于受力不均，氣瓶底部又向西墻下暖氣片撞去，把暖氣片的翅片砸下一塊，這時(shí)瓶子才算停下來。當(dāng)我們趕到現(xiàn)場時(shí)，氣瓶在東南方向上平躺著，瓶口下瓶體1／3以上變成了黑褐色，而且非常燙手。憑經(jīng)驗(yàn)體查，該瓶的全溫至少也在120℃以上，操作工的前額、右臉、鼻梁子被抽腫了；高壓軟管燃爆；瓶閥砸碎；氣瓶有顏色變化。

    50多年的制氧生產(chǎn)，很少出現(xiàn)高壓軟管燃爆事故，采用液氧汽化充裝不久就出現(xiàn)這樣的兩次事故，令我們思考，液氧汽化充裝與原氧壓機(jī)充裝，采用高壓軟管情況已不同了，必須作技術(shù)改進(jìn)。

2 事故的淺析

    這兩次事故是一個(gè)事故的重演，只是第二次事故比第一次更加嚴(yán)重，不能不引起我們的高度重視。

2．1 排空設(shè)施與操作的問題

    (1)沒采用液氧汽化充裝之前，每瓶到壓關(guān)閥后管路內(nèi)體通過排風(fēng)(空)閥放出。改為液氧汽化充裝之后，原準(zhǔn)備排空設(shè)施與氧氣袋連接，而后再經(jīng)氧壓機(jī)壓人充裝排，這是從避免氧氣浪費(fèi)的角度考慮的。但因種種原因沒有連接上，造成排空設(shè)備不齊備，這是造成高壓軟管燃爆事故的原因之一。

    (2)原來充填時(shí)為保證壓力，都是到壓后，先關(guān)瓶閥，后關(guān)切換閥。改為液氧汽化充裝后，由于操作上的習(xí)慣，仍按上述方法進(jìn)行操作。瓶閥關(guān)閉有先后，有時(shí)關(guān)不嚴(yán)，有時(shí)忘關(guān)，再加上排空設(shè)施不健全，剩下一兩瓶沒有關(guān)或關(guān)不嚴(yán)，充填卡具的高壓軟管難以承受高熱量高流量氧氣的高壓，這是造成事故的原因之二。

2．2 高壓軟管內(nèi)壁的材質(zhì)是橡膠，實(shí)屬易燃品

    李鴻瑞同志在他“對(duì)現(xiàn)用充氧軟管安全的一些看法”一文中指出： “橡膠軟管絕對(duì)不能用于高壓氧氣的灌充。這是因?yàn)橄鹉z是極易燃燒的材料，在空氣中用火柴一劃就點(diǎn)著，在高壓純氧的條件下遇到細(xì)微火花(有如靜電跳火)，便會(huì)瞬間燃起大火，甚至危及設(shè)備和人員的安全。”[1]我們深有同感，兩次事故所燃爆的軟管內(nèi)壁都是橡膠材質(zhì)。我們做了點(diǎn)燃試驗(yàn)，果真一點(diǎn)就著。究其原因，正如參考文獻(xiàn)[2]所指出的， “高壓高速的氧氣在通過氧氣瓶閥卡具和高壓膠管內(nèi)壁時(shí)，劇烈沖擊摩擦鋼絲網(wǎng)以及紫銅管內(nèi)壁，從而放出強(qiáng)大的反應(yīng)熱。隨溫度升高，放出的熱量急速增大，且瞬間發(fā)生的極高熱量不易導(dǎo)出，高熱高壓高速氣流與鋼絲網(wǎng)產(chǎn)生打火作用，使卡具與高壓膠管內(nèi)壁純氧摩擦起火，從而形成事故。”可燃物質(zhì)在引爆能量——“三高” (高熱、高速、高壓簡稱“三高”，下同)氣體作用下，燃爆高壓軟管是必然結(jié)果。

    采用液氧汽化充裝后，在充填匯流排中，氣體流速是原來的6倍，流經(jīng)充填卡具高壓軟管的氣體流速也是原來的3倍之多。原先制氧充氣是間歇進(jìn)行，而現(xiàn)在是連續(xù)4小時(shí)以上不間歇充氣，兩組換充間隔時(shí)間短。因此，高壓軟管的問題過去顯得不突出，現(xiàn)在卻到了非解決不可的程度。

    第二次事故之所以嚴(yán)重，是因?yàn)橐讶紵南鹉z顆粒被“三高”氣體壓入瓶內(nèi)，與高純氧氣作用，幸虧瓶閥砸碎，能量瞬間泄出；否則的話，氧瓶爆炸，后果更難以想象。

    總而言之，高壓軟管內(nèi)壁是易燃晶——橡膠；又有助燃物——高純度氧氣；引爆能量——“三高”氣體，三個(gè)燃爆條件都具備了，加上操作不當(dāng)，發(fā)生上述兩起事故是可想而知的。

3 技術(shù)上的改進(jìn)

    我們綜合引起事故的原因及相關(guān)因素，提出技術(shù)措施，進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，保證了充填安全和產(chǎn)品質(zhì)量。

3．1 充分利用防爆墻，增設(shè)充填卡具接頭，以降低流速

    (1)液氧汽化充裝后，縮短了充填時(shí)間，氣體的流速提高了3~6倍。汽化采用前是每組充填排5個(gè)充填卡具接頭；汽化采用后，改為每組10個(gè)充填卡具接頭，就是在這種情況下，發(fā)生兩起事故。說明氣體的流速仍然很高。為了保證充填安全，還要保證產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，液氧泵電機(jī)轉(zhuǎn)速還不能低于800r／min，唯一可行的技術(shù)措施就是增加充填卡具接頭，等壓分流，使氣流的流速降下來。

    (2)在組裝、連接液氧汽化設(shè)備過程中，增設(shè)了防爆墻，但由于原切換閥和壓力表等沒有移設(shè)，所以這個(gè)防爆墻沒有發(fā)揮很好的作用。這次為從根本上解決問題，在增設(shè)充填卡具接頭的同時(shí)，我們將兩組切換閥、壓力表等移到防爆墻北側(cè)，發(fā)揮了防爆墻的作用。

3．2 改用聚四氟乙烯高壓金屬軟管

    撤掉原內(nèi)壁是可燃物質(zhì)的高壓橡膠軟管，改換上內(nèi)壁是聚四氯乙烯的高壓金屬軟管，杜絕可燃物質(zhì)。雖然高壓金屬軟管價(jià)格貴一些(高壓金屬軟管每根180元左右，高壓橡膠軟管每根98元左右)，但具有耐老化、耐腐蝕、耐彎曲、保安全等優(yōu)點(diǎn)。

3. 3 修訂操作規(guī)程

    調(diào)整操作方法，修訂操作規(guī)程，以法規(guī)形式確定，避免操作上的失誤。從事故原因之一看，存在操作方法不當(dāng)?shù)膯栴}，過去的規(guī)程中沒有提到，這次我們把正確的操作加到“注意事項(xiàng)”中：“在排風(fēng)裝置不靈或無排風(fēng)裝置時(shí)，應(yīng)按如下方法進(jìn)行卸壓操作：

   (1)氣瓶充滿到壓后，先緩慢關(guān)閉該組切換閥；

   (2)關(guān)閉每只氣瓶的瓶閥，做到關(guān)閥有順序，不丟、不漏、不忘；

   (3)操作工3人及以上把好充填卡具；

   (4)工長與之應(yīng)答后；

   (5)操作工同時(shí)松開3個(gè)充填卡具及以上，管內(nèi)余氣從卡具嘴中排出卸壓，壓力表指針為“0”為止。

   這樣就能消除事故中的人為因素。

   我們采取了上述三項(xiàng)技術(shù)措施后，經(jīng)過一年多的充裝實(shí)踐，取得了較好的效果：生產(chǎn)效率提高了17％；氣流的平均流速降低了39．3％；安全狀況良好，操作工增強(qiáng)了安全感，我們也如釋重負(fù)。請(qǐng)看表1所列改進(jìn)前后對(duì)照表。

表1  技術(shù)改進(jìn)前后的對(duì)照表

   注:改進(jìn)前投產(chǎn)兩個(gè)月,平均每月一次燃爆事故:改進(jìn)后安全狀況良好,一年無事故,改進(jìn)后液氧泵電機(jī)轉(zhuǎn)速為800~900r/min.

    總之，通過對(duì)兩起事故的淺析和我們的改進(jìn)，使我們體會(huì)到：一項(xiàng)新技術(shù)，不管技術(shù)含量高低如何，決不能馬虎從事，必須嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)待，同時(shí)也必須老老實(shí)實(shí)地向內(nèi)行的人們學(xué)習(xí)，積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，這是我們應(yīng)取的態(tài)度