氣瓶泄漏和火災事故的原因分析及應急處置

張瑞韜

(寧波市危險化學品應急救援研究中心，浙江 寧波 315000)

氣瓶泄漏和火災事故的原因分析及應急處置

張瑞韜

(寧波市危險化學品應急救援研究中心，浙江 寧波 315000)

介紹了氣瓶的事故類型，分析了造成氣瓶發生事故的主要原因，提出了防范事故發生的對策措施和事故應急處置的原則。

氣瓶；事故；原因；對策；應急處置

隨著經濟和社會的快速發展，工業氣體被大量使用。由于氣瓶結構簡單、市場容量大，且投資門檻低，因而生產廠家數量迅速增長。在激烈的市場競爭下導致氣瓶質量下降，又因為氣瓶流動性大，安全監督和定期檢驗工作難以開展，給使用者帶來了極大的安全隱患。

1 氣體和氣瓶

《危險貨物品名表》(GB12268-2012)中將氣體分為易燃氣體、非易燃無毒氣體和毒性氣體。氣體的特性主要包括可燃性、毒性、狀態及腐蝕性等。瓶裝氣體按臨界溫度和物理狀態分為壓縮氣體、液化氣體、溶解氣體和吸附氣體等。

氣瓶按材質和使用可分為鋼質無縫氣瓶、鋼質焊接氣瓶和纖維纏繞氣瓶等。氣瓶一般由 瓶體、瓶閥、瓶帽、底座、防震圈和護罩等組成。氣瓶的安全附件有安全泄壓裝置、壓力表、液位計、緊急切斷裝置、限充限流裝置、閥門和管路等，安全附件應符合相應標準的規定以保證氣瓶的安全。

2 事故類型

2.1 泄漏

帶壓氣體不易密封，容易發生泄漏。泄漏一般發生在易熔合金塞、瓶閥、焊接氣瓶焊縫處和瓶體裂紋缺陷處等位置。可燃性氣體泄漏后存在燃爆的風險，毒性氣體、腐蝕性氣體會對人體造成傷害，非易燃無毒氣體則存在凍傷、窒息等危險因素。

2.2 燃燒

可燃性氣體泄漏后若未能有效控制或排除風險，遇點火源就會發生燃燒，火災迅速蔓延擴大。事故氣瓶及周邊氣瓶在噴射火的燒烤下，發生物理爆炸和化學爆炸，造成嚴重的災難。

2.3 爆炸

出現泄漏后，可燃性氣體彌漫整個空間，液化氣體擴散形成蒸氣云，與空氣混合形成爆炸性混合氣體，當濃度處在爆炸范圍時，一旦與點火源接觸，就會發生化學爆炸；瓶裝氣體狀態發生變化導致壓力突變，導致氣瓶發生物理爆炸。物理爆炸泄漏出大量可燃性氣體以及產生的沖擊力又會造成火災或化學爆炸事故。

3 事故原因

3.1 腐蝕

氣體充裝介質中往往含有氧、硫、氯、鈉等元素，這些元素及其化合物的存在都會對氣瓶材料造成腐蝕；在氣瓶使用中介質與瓶體金屬發生陽極反應生成的氫，以原子態擴散進入材料，并在雜質帶部位聚集，形成氫致裂紋，加劇應力腐蝕開裂。在應力腐蝕為主的多種腐蝕因素綜合作用下，導致氣瓶失效。隨著應力腐蝕裂紋的產生和不斷擴展達到一定深度后，剩余有效承載壁厚不足以承受內壓，導致瓶體破裂[1]。

3.2 加工精度

壓帽螺紋軸心線與閥體密封平面不垂直、活門部件外螺紋軸心線與活門部件密封平面不垂直和活門部件密封平面已損壞或粘附有雜質，都會造成瓶閥發生泄漏[2]。瓶閥易熔合金塞的塞口及瓶體肩部易熔合金塞的塞口處，經常由于易熔合金成分配比不當、澆鑄工藝不當或安裝不當，造成合金塞與塞座之間存在間隙，因而引起泄漏。

3.3 過量充裝

瓶裝液化氣體隨著溫度的升高，其體積發生膨脹。過量充裝后，當溫升到一定數值時，氣瓶內的氣相空間也將全部被液相介質所占據。滿液后，液化氣體膨脹即轉為壓縮，由于液化氣體壓縮性很小，溫度升高致使作用于瓶壁的壓力劇烈增高，導致氣瓶爆炸。

3.4 錯裝

由于誤將氧氣瓶或空氣瓶充裝可燃氣體，或將可燃氣體氣瓶充裝氧氣、空氣，致使在一個瓶內同時存在混合后極易發生燃燒或爆炸的兩種不同氣體；或將瓶體、瓶閥等沾染有油脂的氣瓶用來充裝氧氣或強氧化性氣體；使用不合適的氣瓶進行充裝，如低壓氣瓶充裝高壓氣體、腐蝕性氣體用鋁合金制氣瓶充裝、使用存在嚴重缺陷或已過檢驗期限的氣瓶進行充裝等，導致氣瓶事故的發生。

3.5 其他原因

氣瓶安全裝置失靈以致氣瓶超壓爆炸；氣瓶過分震動，如撞擊、墜地等；氣瓶受陽光曝曬或接近熱源，導致發生爆炸；違章自行裝卸或在檢驗、修理過程中違章操作等。

4 應對措施

4.1 加強管理

確立氣瓶安全管理制度，加大檢查和維護氣瓶投入的力度；氣體充裝之前加強檢查，安裝防止錯裝接頭、維護氣瓶漆色和字樣，防止錯裝；對氣瓶運輸、儲存和使用的操作人員進行安全管理教育培訓，嚴格落實操作規程，杜絕違章操作；運輸和裝卸乙炔瓶時應輕裝輕卸，嚴禁拋、滑、滾、碰和倒置；采用車輛運輸時，氣瓶應妥善固定。氣瓶制造單位應加強氣瓶瓶閥和易熔塞制造管理及檢驗工作，嚴格按照規定的尺寸、精度要求進行加工、檢驗，保證產品質量。

4.2 定期檢驗

要確保氣瓶的安全使用，嚴格執行氣瓶定期檢驗規定是現階段最為有效的防范措施。由于氣瓶的流動性大，使用環境一般比較惡劣，易發生腐蝕而使瓶壁減薄，或因碰撞、機械損傷等原因產生裂紋，以及在反復充、放氣的疲勞影響下，氣瓶的安全性能將隨著使用年限的增加而日趨降低。對氣瓶進行定期檢驗，就能及時發現氣瓶存在的缺陷。當氣瓶的強度不夠，在定期檢驗時，氣瓶就會發生較大的變形或爆破而被發現，從而避免氣瓶在運行和使用中發生事故。

5 事故處置

5.1 泄漏

氣瓶發生泄漏時，首先要查清泄漏的介質、泄漏點及泄漏的大小等情況。對于可燃性氣體，及時消除事故周邊一切點火源。對于可燃性氣體、有毒氣體和腐蝕性氣體，打開門窗通風或用防爆風機進行強制通風，利用霧狀水進行稀釋、驅散。參與處置人員切實做好個人安全防護。對于液化氣體泄漏的，將氣瓶直立放置且泄漏點朝上，使泄漏出來的是氣相而非液相，從而減少泄漏量。瓶閥填料處泄漏的，可通過工具擰緊進行止漏；瓶閥密封處引起的泄漏，可通過軟木塞等合適的材料進行封堵，亦可連接軟管進行倒瓶，待氣瓶內介質減少后再進行后續處理；易熔塞處泄漏也可用軟木進行封堵；寒冷天氣時節，可以利用液化氣體氣化吸熱導致水結冰的原理，先使用棉條對泄漏點進行纏繞包裹，再澆水結冰進行堵漏；對于瓶體發生的泄漏，可使用鋼帶加壓或夾具注膠等方法進行堵漏。利用氣體的特性，可進行一些有效的處置：如氯氣氣瓶發生泄漏時，可將氣瓶放入石灰池進行吸收處理。

5.2 火災

氣瓶發生火災時，進行火情偵察應查明著火介質、數量、氣瓶處于什么狀態、瓶閥及安全附件是否完好、氣瓶遭受火災烘烤的時間等等。研究表明[3]，在火燒試驗下，大概6 min左右氣瓶會發生爆破。因而進行處置時要先判斷氣瓶是否存在爆炸的危險，對于情況不明、尚未爆炸的氣瓶，切勿盲目接近，應迅速出水對氣瓶進行冷卻抑爆。氣瓶從泄漏點漏出形成噴射火，可根據火焰的高度、形狀判斷氣瓶的泄漏壓力。泄漏壓力較大、滅火后無法進行堵漏時，可使用移動水炮等進行冷卻，處置人員與之保持安全距離；泄漏壓力較小時，可加強冷卻讓其燃盡，或用干粉、二氧化碳等滅火劑或水槍切封等方法將火撲滅，然后關閉瓶閥或進行堵漏。氣瓶周邊存在其它物質著火燃燒的，應先將其撲滅。在確認安全的情況下，將火場中受火災威脅的氣瓶轉移到安全的空地上進行處置。

6 結語

氣瓶使用范圍廣、數量多、流動性好。要充分認識到氣瓶潛在的危險性，采取安全措施，以確保氣瓶的安全使用。掌握氣瓶事故的應急處置原則，以降低事故給人民群眾的生命、財產安全造成傷害和損失。

[1] 邢迎明，姚曉春，章臣富.4起混合氣體氣瓶爆炸事故原因分析[J].深冷技術，2007(6):1-5.

[2] 蔡燕昕.氣瓶閥的泄漏及解決辦法[J].機械制造，1989(9):35.

[3] 周國發，李紅英.氣瓶火燒試驗的熱及力學響應數值模擬研究[J].工業安全與環保，2013，39(1):1-3, 68.

(本文文獻格式：張瑞韜.氣瓶泄漏和火災事故的原因分析及應急處置[J].山東化工，2016，45(14)：153-154.)

Hazard Analysis and Emergency Disposal for Gas Cylinders

ZhangRuitao

(Ningbo Hazardous Chemicals Emergency Rescue Research Center, Ningbo 315000, China)

This paper introduces the type of accident of gas cylinders, analyzes the main causes of the accident, and puts forward the countermeasures to prevent accidents and the principles of emergency disposal.

gas cylinders; accident; causes; countermeasures; emergency disposal

2016-06-29

張瑞韜，工程師，主要從事危險化學品應急救援研究工作。

TQ086

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1008-021X(2016)14-0153-02