1 事故概況
2000年,某化工廠發(fā)生了一起氨油分離器爆炸事故。爆炸發(fā)生后,首先對(duì)爆炸物進(jìn)行了取樣和機(jī)械化學(xué)實(shí)驗(yàn)。該氨油分離器內(nèi)徑1000毫米,壁厚10毫米,事故發(fā)生前鍋檢所實(shí)測(cè)壁厚為9.5毫米,殼體高3040毫米,殼體容積2.24立方米。爆炸后殼體炸為4塊:上筒體炸為兩塊,其中一條縱向斷口目測(cè)有明顯減薄,該斷口相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)厚度變化情況與其基本一致。其余斷口減薄不明顯,測(cè)得厚度仍為9.5毫米。上封頭在封頭與筒體環(huán)焊縫上側(cè)斷裂,下筒體與下封頭保持完整,無明顯變形。制冷系統(tǒng)三臺(tái)氨壓縮機(jī)排氣管道斷裂,與爆炸的油分離器連接的Φ219×9(毫米)總排氣管管壁炸開。
2 事故原因分析
1. 物理超壓爆炸可能性分析
系統(tǒng)試漏使用1號(hào)氨壓機(jī)空氣加壓試漏。該壓縮機(jī)裝有高壓繼電器、安全閥,兩臺(tái)冷凝器及1臺(tái)液氨儲(chǔ)罐上各裝有1個(gè)安全閥。經(jīng)查,兩臺(tái)氨冷凝器安全閥下部各連接1個(gè)截止閥,截止閥處于打開狀態(tài)。經(jīng)重新測(cè)定,1個(gè)安全閥開啟壓力為1.78MPa,冷凝器上另一個(gè)安全閥及液氨儲(chǔ)罐上的安全閥在油分離器爆炸時(shí)損壞,無法測(cè)定開啟壓力;壓縮機(jī)上的安全閥第一次測(cè)定壓力為1.87MPa,第二次、第三次測(cè)開啟壓力均為1.36MPa(事故前該閥未進(jìn)行校驗(yàn)),經(jīng)對(duì)壓縮機(jī)高壓繼電器測(cè)試,其電流斷開壓力為1.77MPa,達(dá)到該壓力,壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)停車。安全閥開啟壓力也未超過油分離器的設(shè)計(jì)壓力。以上測(cè)試分析說明不存在物理超壓爆炸的可能。
2. 低應(yīng)力爆炸可能性分析
經(jīng)調(diào)查了解和查閱有關(guān)資料分析比較:該設(shè)備出廠質(zhì)量證明書顯示筒體材質(zhì)為16MnR,厚度9.5毫米,材料屈服強(qiáng)度405MPa,抗拉強(qiáng)度585MPa。經(jīng)取樣測(cè)試,下筒體屈服強(qiáng)度465MPa,抗拉強(qiáng)度565 MPa,延伸率26%,材料合格。上筒體靠近撕裂部位最小變形處材料屈服強(qiáng)度545MPa,抗拉強(qiáng)度575MPa,由于試件長度不夠,延伸率未測(cè),材料屈服和強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。上筒體化學(xué)成分分析結(jié)果與質(zhì)量證明書提供數(shù)據(jù)基本一致,材料化學(xué)成分及力學(xué)性能測(cè)試結(jié)論合格。
按筒體爆炸前實(shí)測(cè)壁厚9.5毫米,和材料上述三個(gè)屈服強(qiáng)度的最低值405MPa計(jì)算,筒體屈服(發(fā)生塑性變型)所需的最小壓力,由國標(biāo)(GB-150)5-4式計(jì)算得知為7.62MPa。
調(diào)查了解設(shè)備發(fā)生爆炸前系統(tǒng)壓力為1.55MPa。
3.認(rèn)定為化學(xué)爆炸
技術(shù)監(jiān)督局在經(jīng)過多天的調(diào)查鑒定分析后,排除物理超壓引起爆炸和低應(yīng)力破裂,作出化學(xué)爆炸的認(rèn)定。
3 事故預(yù)防總結(jié)
作為化學(xué)爆炸的三個(gè)要素:可燃物(冷凍油)、助燃物(富氧空氣)、爆炸燃點(diǎn)具備,是導(dǎo)致氨系統(tǒng)爆炸的直接原因。多年來沿用的直接吸入空氣打壓存在危險(xiǎn)因素,在打壓過程中是直接吸入的系統(tǒng)外空氣,故所觀察到壓力表、溫度計(jì)不能真實(shí)反映系統(tǒng)定容壓縮后的溫度,致使達(dá)到燃點(diǎn)。加之氨油分離器又無檢測(cè)儀表,故形成了對(duì)最危險(xiǎn)部位——氨油分離器(容量大,蓄熱、蓄氧大,油含量大)檢測(cè)失控,系統(tǒng)油污又沒有清除干凈,從而導(dǎo)致了事故發(fā)生。同時(shí),在現(xiàn)有冷庫中裝設(shè)新系統(tǒng)、新設(shè)備時(shí),試壓必須與舊系統(tǒng)、舊設(shè)備嚴(yán)格分開單獨(dú)進(jìn)行。這樣可保證安全,又便于定壓檢查。