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          散裝水泥罐車爆炸原因及安全解決措施

          摘要:分析了散裝水泥罐車爆炸的性質,總結了所產生的原因主要是散裝水泥罐車生產質量達不到罐體強度要求、安全措施失效、作業人員疏忽或經驗不足,由此針對目前散裝水泥罐車輕量化設計和制作過程中出現的問題提出了相應的解決措施,值得粉粒物料運輸車生產企業加以關注和重視。

          水泥罐和水泥罐車只有一字之差,兩者的功能、樣式可是天壤之別。水泥罐是散裝水泥的存儲設備,水泥罐車是水泥混凝土的運輸設備。一個是固定,一個是移動的。在《10米多高水泥罐投入使用30天因壓力過大爆炸》文中分析了水泥罐爆炸的原因及解決方法,本文討論水泥罐車安全管理措施。

          爆炸性質分析

          水泥罐車爆炸現場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產的巨大損失,也勢必給生產廠家的聲譽帶來嚴重的不良影響。有不少的行業人士在討論散裝水泥罐車爆炸的性質時認為是粉塵爆炸或與罐內壓力過大爆炸有關。而判定散裝水泥罐車爆炸究竟屬于哪種性質的爆炸,首先要知道這兩種爆炸的區別。

          1. 粉塵爆炸分析

          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發生的爆炸現象,爆炸過程伴有高壓、高溫燃燒,且易產生二次爆炸,屬于化學爆炸。發生粉塵爆炸的三個必要條件: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);三個條件只有同時存在才有可能發生粉塵爆炸。散裝水泥罐車是否為粉塵爆炸,需要確定罐內介質是否屬于可燃粉塵。

          通過查閱相關資料得知,有七類物質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、家副產品類、林業品類。這七類物質的粉塵實際上可分為兩大類,即金屬類和有機物類。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,這類物質的粉塵化學性質比較穩定,故不易燃燒。

          2. 罐內壓力過大爆炸分析

          罐內壓力過大爆炸是指壓力超過容器極限強度時發生的爆炸現象,爆炸過程只是壓力釋放的過程,屬于物理爆炸。由此可知,壓力過大爆炸與粉塵爆炸是分屬于不同性質的爆炸, 簡單的方法就是可以通過觀察爆炸過程是否產生高溫燃燒進行區別。

          根據爆炸現場提供的照片(圖1),可以判定運輸介質為水泥或粉煤灰(粉煤灰特指煤炭燃燒后的灰塵),而水泥和粉煤灰屬于無機物,化學性能比較穩定,屬于不易燃燒物,不滿足粉塵爆炸的三個必要條件之一(可燃粉塵)。同時現場也沒有發現高溫燃燒過后的痕跡,可以斷定散裝水泥罐車爆炸事故為罐內壓力過大爆炸。

          爆炸原因剖析

          散裝水泥罐車在卸料過程中需要對罐體內部施加壓力而便于快速卸料。爆炸事故是由于罐內壓力過大所產生的爆炸,可是為什么前幾年在網上未見諸于報道,生產廠家在做市場回訪時也沒有發現這樣的問題,而在近兩年卻特別多了?筆者認為發生散裝水泥罐車爆炸事故的原因主要有以下三個方面。

          罐體磨傷1. 罐體安全系數降低自2004年國家開始治理超載以來,越來越多的專用車生產企業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相對固定,不會形成嚴重超載影響整車性能的問題。

          但隨著市場競爭的激烈,車輛的輕量化已經成為各個生產廠家作為衡量一個產品性能的唯一標準。市場上銷售的散裝水泥罐車越來越輕,板材厚度越來越薄,而對應的罐體抗壓能力越來越差,罐體的抗壓安全系數也隨之越來越小。特別是 近幾年散裝水泥罐車生產企業數量在不斷地快速 增加,相應的市場競爭也越來越激烈,新產品投入市場的速度也是越來越快。很多生產廠家在開發新產品時,并沒有按照《散裝水泥罐車技術條件及性能試驗方法》的要求進行罐體強度試驗。同時,散裝水泥罐車在實際制作過程中,也會出現多種原因造成罐體強度達不到設計要求,如罐體板材使用小廠生產的,板材厚度和強度偏差達不到國家要求;罐體板材轉運、制作時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磨傷(圖2)或割傷(圖3)罐體板材,造成板材變;罐體焊接過程中的種種缺陷(圖4),造成焊縫達不到焊接要求等,這些在以前看似不起眼的小問題,卻在散裝水泥罐車逐步輕量化的過程中,成為造成罐體強度達不到要求的主要因素。

          2. 安全措施失效

          散裝水泥罐車在整個卸料作業過程中容易出現壓力過大,可分為三種情況:卸料前的增壓階段卸料閥開啟較晚,造成壓力過大;卸料初期由于供氣量大于罐體排出量,易造成壓力過大;卸料過程出現管道堵塞,易造成壓力過大。

          散裝水泥罐車生產廠家為了保證卸料過程中的作業安全,都會配置幾種安全裝置(圖5):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備了多套。這些裝置的安全作用主要表現為:壓力表用于監測罐內壓力;安全閥用于管道及罐內壓力超過工作壓力時,可自動排氣降壓;放氣閥用于卸料過程中壓力過高或卸料后人為排氣降壓;助推閥為防止卸料過程中管道堵塞。在整個作業過程中壓力表和安全閥對于保證罐內壓力安全擔負著重要的作用,一旦壓力表和安全閥同時失效,車輛自身不能通過自動排氣降壓和壓力提示,極易造成罐內壓力過大而產生爆炸。

          3. 作業人員疏忽或經驗不足罐體割傷

          散裝水泥罐車整個卸料過程的安全,離不開作業人員的監控和操作。作業人員在散裝水泥罐車卸料過程中需要時刻監控罐內壓力和卸料情況,發現罐內壓力超過規定壓力,應當立即采取措施降壓,以保證作業安全。在作業過程中即使壓力表和安全閥同時失效,富有經驗的作業人員也能根據打氣時間、卸料膠管的震動等情況進行判斷,從而采取一定的措施來完成正常的卸料。因此,卸料過程出現罐內壓力超高造成罐體爆炸,往往與作業人員疏忽或經驗不足而沒有采取措施排除異常大有關聯。

          綜上分析,散裝水泥罐車生產質量達不到罐體強度要求,安全措施失效,并且作業人員疏忽或經驗不足,是造成散裝水泥罐車爆炸事故的主要原因。

          解決措施

          針對散裝水泥罐車爆炸事故產生的原因,作為生產廠家及設計人員首先應該考慮如何提高散裝水泥罐車自身主動安全性。筆者認為提高散裝水泥罐車自身的安全可以從以下幾個方面著手,其解決措施為:

          (1)罐體強度方面:采用正規大廠生產的鋼材,生產制作過程中要避免作業不當造成板材局部減薄,制作完成后按照試驗要求對罐體進行加壓試驗。

          (2)安裝兩套整定壓力(編者注:整定壓力是安全閥在冷態試驗時所調定的開啟壓力。) 不同的安全閥,防止安全閥多次動作造成損壞;其中一套整定壓力高出 大工作壓力,同時排泄能力也盡可能大。

          (3)對于散裝水泥半掛車使用自帶氣源時,可以合理設計氣源動力裝置,使其 大動力所產生的 大壓力不得超過罐體的 大承載壓力。

          (4)使用可泄壓型的料蓋,料蓋的 大可承受壓力低于罐體 大承載壓力,當罐內壓力超過料蓋的 大壓力值時,料蓋能自動排氣降壓。

          (5)增加運輸介質要求的提醒,避免運輸可燃性粉粒物料而出現粉塵爆炸。
          罐體燒傷罐體安全閥

          結語

          散裝水泥罐車屬于粉粒物料運輸車的一種車型,粉粒物料運輸車輕量化是市場發展的趨勢,也是粉粒物料運輸車技術進步的表現。在粉粒物料運輸車市場競爭激烈的今天,散裝水泥罐車爆炸事故給所有粉粒物料運輸車生產企業及相關的設計人員敲響了一個警鐘。在進行輕量化設計和生產的同時,一定要把產品的質量和安全措施放到首位。

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