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11月24日,上海浦东一加油站发生爆炸,造成4人死亡、多人受伤。目前,爆炸事故原因已初步查明,加油站3名工人进行储气罐检修作业,需要对位于地面以下的储气罐加压,但储气罐内残留部分油气,加上施工人员加压过度,致使储气罐发生爆炸。
生活中常见的小型储气罐是液化石油气钢瓶,一旦发生爆炸事故,其造成的破坏是惊人的。在此次爆炸事故中,爆炸掀起的巨大气浪将一块石头“吹”出500多米,将1位妇女击中致其死亡。液化石油气钢瓶一旦爆炸破坏力虽然没有这么大,但也能造成人员伤亡。因此,知晓液化石油气钢瓶发生爆炸的原因,从而有针对性地预防爆炸事故发生是十分必要的。
钢瓶破裂的原因
常见的钢瓶破裂主要有以下几种:韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂。
韧性破裂 违反操作规程,操作失误;仪表控制系统障碍导致超压;温度升高导致超压,钢瓶严重超装,长期置于烈日下曝晒或者靠近高温热源,都有可能导致钢瓶爆炸。
此外,钢瓶材料强度不够也是引发韧性破裂的一个原因。
脆性破裂 从国内外许多钢构件脆性破裂事故来看,造成脆性破裂的主要因素不外乎两个,一个是构件存在缺陷,一个是材料韧性差。
钢瓶检验不到位。经验证明,未在焊接后对焊缝等进行宏观检查和无损探伤,容易把有裂纹的钢瓶盲目投入使用,以致发生脆性破裂。
冷脆现象。在低温下,由于钢对缺口的敏感性增大,更容易发生脆性破裂。
材料问题。材料的脆性倾向是钢瓶发生脆性破裂的一个重要原因。
残余应力较大。钢瓶焊缝在退火处理时,温度比规定的退火温度低,因而焊缝周围存在很高的残余应力;设计不合理或者组装质量不良的钢瓶,可能存在很高的附加应力和残余应力,其大小甚至可以产生裂纹或者使裂纹扩展。
疲劳破裂 对钢瓶而言,疲劳破裂主要是由机械作用引起的低周疲劳造成的。产生的条件是部件中存在较大的局部应力,并经过一定次数的反复循环载荷。
腐蚀破裂 钢瓶的各种腐蚀破坏形式中,最危险的是应力腐蚀。而应力腐蚀往往在一定的条件下才能产生。重要的两个条件一是严重腐蚀,二是钢瓶部件的局部应力集中。因而在钢瓶的设计、制造和使用过程中,如未采取相应措施消除能引起应力腐蚀的因素,就可能导致事故发生。
蠕变破裂 钢瓶蠕变破裂是比较少见的,这是因为高温下工作的钢瓶所占的比例低。造成蠕变破裂的主要原因一般是选材不当,操作不正常,维护不当,或者没有根据钢瓶的使用温度选用合格的材料。
预防事故发生的对策
预防液化石油气钢瓶事故的基本方法大致可归纳为两个方面:一是从技术上进行预防,主要包括防止危险环境的形成,险情一旦出现后的报警和自动排除险情等方面的技术措施。二是加强对工作人员安全素质方面的培训,包括安全常识、安全生产技术、安全心理、职业卫生及排险与消防等方面的培训。
目前,从导致钢瓶爆炸事故的原因来看,防止事故应从两个方面入手。
使用方面
防止超装。液化石油气钢瓶的使用事故主要是由超装造成的。因此,在充装、运输和使用中应避免钢瓶受到撞击、挤压和划伤。
钢瓶应避免受到腐蚀性物质侵蚀,避免长期处于潮湿环境,否则钢瓶会因受到严重腐蚀而瓶壁减薄;充装前必须排尽残液,尤其在冬季更要注意这一点,否则残液中的硫化氢、水分等极易腐蚀瓶内底部。
对液化石油气的充装人员、运输人员和用户应加强安全教育。
制造方面
钢瓶上下封头间的直筒部分靠近过渡圆弧的区域,是钢瓶的危险区域。因此,在制造中,必须采用良好的成型工艺,避免产生微裂纹,并严格控制壁厚的拉伸减薄量,其最小壁厚实测值不得小于最小计算厚度。
阀座根部的瓶体具有很大的集中应力,因此,在制造中,阀座根部与瓶体的角焊缝质量要可靠,避免阀座产生塌陷现象。
钢瓶上下封头的环焊缝质量直接影响到钢瓶的安全使用。因此,要确保钢瓶环焊缝质量,必须严格按照评定合格的焊接工艺生产,除保证环缝的内在质量外,还必须保证环缝的外在质量。
由于钢瓶的阀座根部、护罩根部、底座根部都存在一定的集中应力,加之封头成型时冷作硬化时也将产生一定的残余应力,因此,钢瓶在全部焊接完成后,必须进行消除应力的热处理。
制造厂必须实测钢瓶的容积,对容积小于标准规定的钢瓶,必须将其报废。 (迟 明)
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