氧氣含水對氧氣瓶的危害應引起高度重視

摘 要：本文就一氧氣瓶內積水引起氣瓶爆炸事故的分析，提出充裝氣體帶水對氣瓶帶來的嚴重危害。并提出加強對充裝、檢驗、使用等方面對氧氣內含水量有效控制是杜絕惡性事故發生的重要措施。

關鍵詞：氧氣瓶爆炸提示含水危害重視

中圖分類號：TH117文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)09(b)-0220-02

1 含水氣瓶爆炸事故簡介

圖12009年4月8日早0:20分于某企業車間內靠管狀散熱器立式存放的氧氣瓶發生爆炸。由于事故在夜間發生，故無人員傷亡。發生爆炸氣瓶于氣瓶瓶體中部向上撕裂成3件。(見圖1)

2 爆炸氣瓶自然狀況

爆炸氣瓶為鞍山高壓容器廠于1982年生產，產品編號:66691;出廠檢驗日期:1983年10月;工作壓力:150kg/cm2;瓶體標注重量:52.3kg;瓶體標注容積:39.3L;瓶體標注壁厚:5.1mm;上次檢驗日期:2007年7月5日。該氣瓶發生爆炸前處于有效檢驗周期內。

3 對爆炸氣瓶進行全面檢驗概況

3.1 瓶體外觀宏觀檢驗

1)爆炸氣瓶瓶體殘片外表面經宏觀檢驗無明顯機械損傷，無氧化、腐蝕等缺陷存在。

2)氧氣瓶瓶體爆炸起始點發生于瓶體中部，其中一側瓶體壁厚有明顯減薄區，局部斷口有深＞3.0mm的點狀腐蝕坑。(見圖2)

3)瓶體內表面存有大量深褐色的氧化鐵垢(見圖2)，僅除掉下半部筒狀瓶體內壁存留的部分氧化鐵量(尚有結合較牢固的氧化鐵無法用機械辦法除掉)為3600g。該重量應小于氣瓶內全部氧化鐵重量的1/2。(如圖2圖3）

3.2 瓶體殘片壁厚測定

對下半部筒狀殘片經逐點超聲波測厚，測厚結果為:普遍厚度范圍:4.7～4.8mm;局部區域3.1～3.4mm。并多次測量出個別區域存在1.5～1.6mm厚度部位，根據測厚操作過程數據體現，判斷厚度1.5～1.6mm區域極小，為小面積的點狀腐蝕坑。

經宏觀檢驗判斷爆破起始點區域瓶體原壁厚應小于3.1mm部位，且面積可達100cm2。

3.3 重量損失率測定

爆破后的3塊殘片(無丟失)經稱重，重量為41.5kg(含有部分未除掉的氧化鐵重量)，該氣瓶出廠標注重量為52.3kg。

依據重量損失率公式:

λ=(w-w＇)／w×100%

計算:λ=(52.3-41.5)/52.3×100%=26.6%

GB13004標準中規定:“氣瓶現重量與制造鋼印標注重量的差值大于5%時應報廢”。判斷該氣瓶重量損失率多年前即已超出規定值屬不合格氣瓶。

經檢驗瓶體材料符合40Mn2材料標準，金相組織正常(其它略)。

3.4 最小殘余壁厚爆破壓力校核

計算壁厚選擇局部區域3.1～3.4mm中的3.1mm，

依據:

Pb≥0.95×2×Sa×σb／D0公式計算

因為:σb≥882MPa(材料40Mn2)

壁厚3.1mm爆破壓力:

Pb=0.95×2×3.1×882／219=23.72MPa

判斷爆炸氣瓶爆炸起始點的壁厚應遠小于3.1mm，且有點狀腐蝕坑的存在因素，實際該氣瓶的爆炸強度極限應遠低于23.72MPa。

4 爆炸事故分析意見

4.1 氣瓶使用方面帶來的事故因素

發生爆炸氣瓶由于存放不當，靠近熱源，瓶體受熱源輻射致使瓶體溫度升高導致氣瓶內氣體膨脹，內壓升高，壓力達到或超過該氣瓶的爆破極限強度而導致爆炸是發生本次爆炸事故的直接原因。

4.2 氣體充裝方面帶來的事故因素

由于制氧廠(氣瓶充裝)的氧氣含水量大，造成氧氣瓶內長期存有大量積水(占容積1/3)。致使氣瓶內壁腐蝕嚴重并形成點腐蝕坑，瓶體壁厚顯著減薄，導致該氣瓶爆破強度極限降低，是發生此次爆炸事故的主要原因。

4.3 氣瓶檢驗帶來的事故因素

1)氣瓶檢驗過程部分檢驗項目不檢或漏檢，使氣瓶存在的嚴重缺陷未能及時發現而漏掉是導致氣瓶事故發生的重要原因。

2)不做氣瓶內部內窺檢查、不測壁厚、不清理氣瓶內部殘渣直接稱空瓶重量，得出錯誤檢驗結論。

3)檢驗概念模糊，單純依靠不正確的空瓶重量數據得出錯誤的“重量損失不超差”檢驗結論。

5 本次氧氣瓶爆炸事故給我們的提示

1)氧氣瓶內含水情況一般不引起重視，僅考慮到由于存水導致充裝氣體量少的方面，而對瓶內積水帶來的危害程度卻幾乎沒有認識。

經調查氣體充裝單位和檢驗單位得知，有的制氧廠由于制氧設備的原因造成氧氣含水的現象也較多(只是量多少不同)，有各別制氧廠的氧氣含水量較大，即會導致以上情況產生。氣瓶檢驗單位發現氣瓶帶水的情況較多。所以此現象的存在較為普遍。

2)此種現象存在隱蔽性，特別體現在檢驗方面，其省略了一些必要的檢測程序，并對其認識不足將造成漏檢，如:雖瓶體腐蝕嚴重，單靠僅幾點測厚是難以發現，單靠重量損失率也難以發現，因為氧化鐵垢在瓶內重量不但不減少，反而瓶體重量會增加。極易造成錯誤檢驗結論。

瓶體內壁腐蝕缺陷只有通過逐只的內窺鏡檢查才能避免漏檢。

3)氣瓶檢驗缺項造成漏檢是氣瓶安全因素一大隱患。經調查多家檢驗單位檢驗缺項的現象存在普遍，特別是稱重和內窺鏡檢查和壁厚測定等項目。

氣瓶檢驗存在項目多、繁瑣、勞動強度大、檢驗費時、檢驗數量大、收費低等特點，加之氣瓶檢驗設備陳舊落后，各項檢驗分散進行，形成氣瓶搬來滾去的陳舊檢驗方式，檢驗人員體力消耗大，檢驗進度慢，滿足不了大批量檢驗的需要，導致有些項目抽查或不檢，造成檢驗缺項而形成嚴重漏檢。

4)檢驗單位設備儀器配置滿足不了需要，多數檢驗單位沒有內窺鏡，沒有殘余變形測試裝置，就連價格低廉的稱重設備也不具備。傳統的氣瓶檢驗就是“打壓”的觀念始終強烈影響和占據著檢驗單位。嚴重影響氣瓶檢驗質量，更有甚者干脆連水壓試驗都不進行。氣瓶的報廢依據僅靠年限和外表面狀況確定。

氣瓶檢驗周期是3年。在檢驗過程中一旦漏掉了較嚴重的缺陷。缺陷在長達3年中將繼續擴展和變化，有的存在長達幾個周期(類似本文提供的案例)給氣瓶留下了嚴重的安全隱患。

6 意見和建議

1)應加強對氧氣充裝單位(制氧廠)氣體質量監控，確保充裝氣體的干燥程度，并將其列為安全管理中的一項指標。對各制氧廠氧氣質量實行定期考核和抽查。從源頭遏制住充裝氣體含水情況發生。

2)加強對氣瓶檢驗單位氣瓶檢驗流程和檢驗質量的控制，確保氣瓶檢驗過程流程化、專業化，杜絕檢驗缺項、漏項現象發生。

3)加強對氣瓶檢驗單位檢驗能力認可，杜絕多工位、分散檢驗的作坊式檢驗形式，大力提倡和推廣組合檢驗組合機床的應用形成一定的檢驗能力，減輕檢驗勞動強度、提高檢驗質量和檢驗效率。

4)檢驗單位必須配置足夠的檢驗設備和儀器，對于測厚儀、內窺鏡組合式檢驗專用機床、電子稱重設備等是氣瓶檢驗單位的必備條件。并應依據檢驗量的大小，確定設備的配備數量。做到檢驗設備、儀器、種類、數量、先進程度均能滿足檢驗需要。

參考文獻

[1]王俊、姜德春主編.氣瓶檢驗安全技術.大連理工大學出版社，1993年.

[2]鋼質無縫氣瓶.GB5099-94.

[3]鋼質無縫氣瓶定期檢驗與評定.GB13004 -91.

[4]氣瓶安全監察規程.