從兩起燃爆事故談液氧汽化充裝的改進

   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。我們在淺析這兩次事故的基礎上，作了采用液氧汽化充裝后的技術改進。

1 事故的經過

   其一：7月某日午后1時左右，醫(yī)用氧氣充裝排靠東側一組氣瓶到壓，操作工正在逐只關氣瓶閥，見靠東南側一瓶的瓶閥處有火花，沒等這位操作工反應過來，突然一聲響，頓時黑煙布滿了充填間，充填卡具高壓軟管燃爆斷裂。操作工躲閃及時，沒有受到傷害。據(jù)當事人反映，燃爆高壓軟管的氣瓶的氣瓶閥沒關嚴(當時表壓為7~8MPa)。

    其二：8月某日午后3：50左右，工業(yè)氧充填排東側一組氣瓶到壓，操作工正在逐瓶關瓶閥，突然聽到嘭的一聲，接著就是劈劈啪啪的響動，瞬時間滿屋黑煙。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，這時瓶子才算停下來。當我們趕到現(xiàn)場時，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。憑經驗體查，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，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充裝，采用高壓軟管情況已不同了，必須作技術改進。

2 事故的淺析

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

2．1 排空設施與操作的問題

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

    (2)原來充填時為保證壓力，都是到壓后，先關瓶閥，后關切換閥。改為液氧汽化充裝后，由于操作上的習慣，仍按上述方法進行操作。瓶閥關閉有先后，有時關不嚴，有時忘關，再加上排空設施不健全，剩下一兩瓶沒有關或關不嚴，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 高壓軟管內壁的材質是橡膠，實屬易燃品

    李鴻瑞同志在他“對現(xiàn)用充氧軟管安全的一些看法”一文中指出： “橡膠軟管絕對不能用于高壓氧氣的灌充。這是因為橡膠是極易燃燒的材料，在空氣中用火柴一劃就點著，在高壓純氧的條件下遇到細微火花(有如靜電跳火)，便會瞬間燃起大火，甚至危及設備和人員的安全。”[1]我們深有同感，兩次事故所燃爆的軟管內壁都是橡膠材質。我們做了點燃試驗，果真一點就著。究其原因，正如參考文獻[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壁時，劇烈沖擊摩擦鋼絲網以及紫銅管內壁，從而放出強大的反應熱。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出，高熱高壓高速氣流與鋼絲網產生打火作用，使卡具與高壓膠管內壁純氧摩擦起火，從而形成事故。”可燃物質在引爆能量——“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行，而現(xiàn)在是連續(xù)4小時以上不間歇充氣，兩組換充間隔時間短。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重，是因為已燃燒的橡膠顆粒被“三高”氣體壓入瓶內，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，三個燃爆條件都具備了，加上操作不當，發(fā)生上述兩起事故是可想而知的。

3 技術上的改進

    我們綜合引起事故的原因及相關因素，提出技術措施，進行相應改進，保證了充填安全和產品質量。

3．1 充分利用防爆墻，增設充填卡具接頭，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個充填卡具接頭；汽化采用后，改為每組10個充填卡具接頭，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，還要保證產品的數(shù)量和質量，液氧泵電機轉速還不能低于800r／min，唯一可行的技術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、連接液氧汽化設備過程中，增設了防爆墻，但由于原切換閥和壓力表等沒有移設，所以這個防爆墻沒有發(fā)揮很好的作用。這次為從根本上解決問題，在增設充填卡具接頭的同時，我們將兩組切換閥、壓力表等移到防爆墻北側，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

    撤掉原內壁是可燃物質的高壓橡膠軟管，改換上內壁是聚四氯乙烯的高壓金屬軟管，杜絕可燃物質。雖然高壓金屬軟管價格貴一些(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。

3. 3 修訂操作規(guī)程

    調整操作方法，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?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”中：“在排風裝置不靈或無排風裝置時，應按如下方法進行卸壓操作：

   (1)氣瓶充滿到壓后，先緩慢關閉該組切換閥；

   (2)關閉每只氣瓶的瓶閥，做到關閥有順序，不丟、不漏、不忘；

   (3)操作工3人及以上把好充填卡具；

   (4)工長與之應答后；

   (5)操作工同時松開3個充填卡具及以上，管內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技術措施后，經過一年多的充裝實踐，取得了較好的效果：生產效率提高了17％；氣流的平均流速降低了39．3％；安全狀況良好，操作工增強了安全感，我們也如釋重負。請看表1所列改進前后對照表。

表1  技術改進前后的對照表

   注:改進前投產兩個月,平均每月一次燃爆事故:改進后安全狀況良好,一年無事故,改進后液氧泵電機轉速為800~900r/min.

    總之，通過對兩起事故的淺析和我們的改進，使我們體會到：一項新技術，不管技術含量高低如何，決不能馬虎從事，必須嚴肅認真對待，同時也必須老老實實地向內行的人們學習，積極總結經驗與教訓，這是我們應取的態(tài)度