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罐體脆弱?散裝水泥罐車爆炸原因大解析

時(shí)中華   2015-07-30 10:44:00  專用汽車雜志

2014年3月18日,湖北襄陽(yáng)高新區(qū)一輛散裝水泥罐車卸載水泥時(shí)罐體突然發(fā)生爆炸,事故造成1死2傷。從網(wǎng)上對(duì)此事件的報(bào)道得知,事情經(jīng)過(guò)為散裝水泥罐車在增壓過(guò)程中發(fā)生的爆炸,而司機(jī)當(dāng)時(shí)正站在車旁打電話。2015年元月份湖南地區(qū)也發(fā)生了兩起散裝水泥罐車罐體爆炸事故,事故發(fā)生時(shí)同樣是正在卸載水泥。

 

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散裝水泥罐車爆炸事故影響很大,不僅危及公共安全和造成生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失,也勢(shì)必給生產(chǎn)廠家的聲譽(yù)帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響。有不少的行業(yè)人士在討論散裝水泥罐車爆炸的性質(zhì)時(shí)認(rèn)為是粉塵爆炸或與罐內(nèi)壓力過(guò)大爆炸有關(guān)。而判定散裝水泥罐車爆炸究竟屬于哪種性質(zhì)的爆炸,首先要知道這兩種爆炸的區(qū)別。


何為粉塵爆炸?粉塵爆炸是指懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時(shí)發(fā)生的爆炸現(xiàn)象,爆炸過(guò)程伴有高壓、高溫燃燒,且易產(chǎn)生二次爆炸,屬于化學(xué)爆炸。發(fā)生粉塵爆炸的三個(gè)必要條件:懸浮于空氣中的可燃粉塵,有充足的空氣和氧化劑,有火源(含電火花);三個(gè)條件只有同時(shí)存在才有可能發(fā)生粉塵爆炸。


散裝水泥罐車是否為粉塵爆炸,需要確定罐內(nèi)介質(zhì)是否屬于可燃粉塵。通過(guò)查閱相關(guān)資料得知,有七類物質(zhì)的粉塵被定義為可燃粉塵:金屬類、煤炭類、糧食類、飼料類、合成材料類、家副產(chǎn)品類、林業(yè)品類。這七類物質(zhì)的粉塵實(shí)際上可分為兩大類,即金屬類和有機(jī)物類。資料中特別提到水泥和類似于燃燒后的灰塵不屬于可燃粉塵,這類物質(zhì)的粉塵化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,故不易燃燒。


何為罐內(nèi)壓力過(guò)大爆炸?罐內(nèi)壓力過(guò)大爆炸是指壓力超過(guò)容器極限強(qiáng)度時(shí)發(fā)生的爆炸現(xiàn)象,爆炸過(guò)程只是壓力釋放的過(guò)程,屬于物理爆炸。由此可知,壓力過(guò)大爆炸與粉塵爆炸是分屬于不同性質(zhì)的爆炸,最簡(jiǎn)單的方法就是可以通過(guò)觀察爆炸過(guò)程是否產(chǎn)生高溫燃燒進(jìn)行區(qū)別。根據(jù)爆炸現(xiàn)場(chǎng)提供的照片,可以判定運(yùn)輸介質(zhì)為水泥或粉煤灰(粉煤灰特指煤炭燃燒后的灰塵),而水泥和粉煤灰屬于無(wú)機(jī)物,化學(xué)性能比較穩(wěn)定,屬于不易燃燒物,不滿足粉塵爆炸的三個(gè)必要條件之一(可燃粉塵)。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)高溫燃燒過(guò)后的痕跡,可以斷定散裝水泥罐車爆炸事故為罐內(nèi)壓力過(guò)大爆炸。


散裝水泥罐車在卸料過(guò)程中需要對(duì)罐體內(nèi)部施加壓力而便于快速卸料。爆炸事故是由于罐內(nèi)壓力過(guò)大所產(chǎn)生的爆炸,可是為什么前幾年在網(wǎng)上未見諸于報(bào)道,生產(chǎn)廠家在作市場(chǎng)回訪時(shí)也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這樣的問(wèn)題,而在近兩年卻特別多了?


筆者認(rèn)為發(fā)生散裝水泥罐車爆炸事故的原因主要有以下三個(gè)方面。


罐體安全系數(shù)降低
自2004年國(guó)家開始治理超載以來(lái),越來(lái)越多的專用車生產(chǎn)企業(yè)開始注重車輛的輕量化。散裝水泥罐車由于其容積限定和裝載介質(zhì)相對(duì)固定,不會(huì)形成嚴(yán)重超載影響整車性能的問(wèn)題。但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈,車輛的輕量化已經(jīng)成為各個(gè)生產(chǎn)廠家作為衡量一個(gè)產(chǎn)品性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)。市場(chǎng)上銷售的散裝水泥罐車越來(lái)越輕,板材厚度越來(lái)越薄,而對(duì)應(yīng)的罐體抗壓能力越來(lái)越差,罐體的抗壓安全系數(shù)也隨之越來(lái)越小。

 

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磨傷


特別是最近幾年散裝水泥罐車生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量在不斷快速的增加,相應(yīng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈,新產(chǎn)品投入市場(chǎng)的速度也是越來(lái)越快。很多生產(chǎn)廠家在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí),并沒(méi)有按照《散裝水泥罐車技術(shù)條件及性能試驗(yàn)方法》的要求進(jìn)行罐體強(qiáng)度試驗(yàn)。

 

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割傷


同時(shí),散裝水泥罐車在實(shí)際制作過(guò)程中,也會(huì)出現(xiàn)多種原因造成罐體強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,如罐體板材使用小廠生產(chǎn)的,板材厚度和強(qiáng)度偏差達(dá)不到國(guó)家要求;罐體板材轉(zhuǎn)運(yùn)、制作時(shí)使用吊鉗而造成罐體劃傷;打磨或割除罐體上的焊渣和焊瘤時(shí)磨傷或割傷罐體板材,造成板材變;罐體焊接過(guò)程中的種種缺陷,造成焊縫達(dá)不到焊接要求等。

 

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燒傷


這些在以前看似不起眼的小問(wèn)題,卻在散裝水泥罐車逐步輕量化的過(guò)程中,成為造成罐體強(qiáng)度達(dá)不到要求的主要因素。


安全措施失效
散裝水泥罐車在整個(gè)卸料作業(yè)過(guò)程中容易出現(xiàn)壓力過(guò)大,可分為三種情況:卸料前的增壓階段卸料閥開啟較晚,造成壓力過(guò)大;卸料初期由于供氣量大于罐體排出量,易造成壓力過(guò)大;卸料過(guò)程出現(xiàn)管道堵塞,易造成壓力過(guò)大。

 

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安全裝置


散裝水泥罐車生產(chǎn)廠家為了保證卸料過(guò)程中的作業(yè)安全,都會(huì)配置幾種安全裝置:壓力表、安全閥、放氣閥、助推閥等。每種裝置在散裝水泥罐車上至少有一套,有些廠家出于安全考慮,安全閥和壓力表則準(zhǔn)備了多套。


這些裝置的安全作用主要表現(xiàn)為:壓力表用于監(jiān)測(cè)罐內(nèi)壓力;安全閥用于管道及罐內(nèi)壓力超過(guò)工作壓力時(shí),可自動(dòng)排氣降壓;放氣閥用于卸料過(guò)程中壓力過(guò)高或卸料后人為排氣降壓;助推閥為防止卸料過(guò)程中管道堵塞。在整個(gè)作業(yè)過(guò)程中壓力表和安全閥對(duì)于保證罐內(nèi)壓力安全擔(dān)負(fù)著重要的作用,一旦壓力表和安全閥同時(shí)失效,車輛自身不能通過(guò)自動(dòng)排氣降壓和壓力提示,極易造成罐內(nèi)壓力過(guò)大而產(chǎn)生爆炸。


作業(yè)人員疏忽或經(jīng)驗(yàn)不足
散裝水泥罐車整個(gè)卸料過(guò)程的安全,離不開作業(yè)人員的監(jiān)控和操作。作業(yè)人員在散裝水泥罐車卸料過(guò)程中需要時(shí)刻監(jiān)控罐內(nèi)壓力和卸料情況,發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定壓力,應(yīng)當(dāng)立即采取措施降壓,以保證作業(yè)安全。


在作業(yè)過(guò)程中即使壓力表和安全閥同時(shí)失效,富有經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員也能根據(jù)打氣時(shí)間、卸料膠管的震動(dòng)等情況進(jìn)行判斷,從而采取一定的措施來(lái)完成正常的卸料。因此,卸料過(guò)程出現(xiàn)罐內(nèi)壓力超高造成罐體爆炸,往往與作業(yè)人員疏忽或經(jīng)驗(yàn)不足而沒(méi)有采取措施大有關(guān)聯(lián)。綜上分析,散裝水泥罐車生產(chǎn)質(zhì)量達(dá)不到罐體強(qiáng)度要求,安全措施失效,并且作業(yè)人員疏忽,是造成散裝水泥罐車爆炸事故的主要原因。


這些問(wèn)題該如何解決?
針對(duì)散裝水泥罐車爆炸事故產(chǎn)生的原因,作為生產(chǎn)廠家及設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)該考慮如何提高散裝水泥罐車自身主動(dòng)安全性。提高散裝水泥罐車自身的安全可以從以下幾個(gè)方面著手首先采用正規(guī)大廠生產(chǎn)的鋼材,生產(chǎn)制作過(guò)程中要避免作業(yè)不當(dāng)造成板材局部減薄,制作完成后按照試驗(yàn)要求對(duì)罐體進(jìn)行加壓試驗(yàn)。


其次,安裝兩套整定壓力不同的安全閥,防止安全閥多次動(dòng)作造成損壞;其中一套整定壓力高出最大工作壓力,同時(shí)排泄能力也盡可能大。


再次,對(duì)于散裝水泥半掛車使用自帶氣源時(shí),可以合理設(shè)計(jì)氣源動(dòng)力裝置,使其最大動(dòng)力所產(chǎn)生的最大壓力不得超過(guò)罐體的最大承載壓力;然后使用可泄壓型的料蓋,料蓋的最大可承受壓力低于罐體最大承載壓力,當(dāng)罐內(nèi)壓力超過(guò)料蓋的最大壓力值時(shí),料蓋能自動(dòng)排氣降壓;最后增加運(yùn)輸介質(zhì)要求的提醒,避免運(yùn)輸可燃性粉粒物料而出現(xiàn)粉塵爆炸。



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