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空压站储气罐爆炸事故原因分析

曾永忠

摘要对１台２m3储气罐的爆炸事故进行了调查分析，认为事故原因是积碳燃烧引起的，并提出了整改建议．

关键词：储气罐积碳燃烧爆炸

２００６年５月１５日下午１７时４０分．广州市花都区某公司的空气压缩机站操作人员在巡查中发现２＃空压机出口处三通发热并呈红色．在关机处理过程中，１台２m3储气罐突然发生爆炸．事故造成空压站设备受损。

该公司空气压缩机站共有６台空压机．其中１＃、２#、３#是Ｌ型没有润滑油超温保护的压缩机；４＃、５＃、６＃是Ｖ型有润滑油超温保护装置的压缩机．事故发生前停了６＃机和１#机。３＃、４＃机出来的气体分别送到两台１m3储气罐．５＃、６＃机出来的气体送到１台m3储气罐（即已爆炸的储气罐），３台储气罐的出口并联汇总到１台3m3的储气罐内再往外供气。２#机出来的气体则直接送到３m3储气罐，也就是说与２台１m3和１台２m3储气罐的顶部出口管是相联的。１#机为独立的供气系统．如图１所示。爆炸事故发生后，广州市锅炉压力容器监察检验所受委托对事故原因进行了技术分析。

１调查取证

１．１资料审查

发生爆炸的储气罐有产品合格证、监检证书、质量证明书、竣工图以及铭牌，出厂资料齐全，符合要求。该罐在２００５年９月进行过全面检验，其安全状况等级评定为１级。

１．２宏观检查

爆炸后的残骸上封头基本完好；下封头已被撕开。下封头残骸的内表面可以看到一层积灰。全部裂口大都不在焊缝上而是在钢板上。断口没明显减薄，断口呈撕裂状。

ｌ．３安全阀检验

２m3储气罐的安全阀已损坏，无法复验。但从２台１m3储气罐上取下的安全阀进行检验，在校验台上一通气安全阀就开始泄漏．看来这些安全阀都已经起跳过。

１．４无损探伤

对残骸的纵缝、环缝作磁粉探伤检验．未发现表面有异常缺陷。对残骸的７处焊缝作Ｘ射线探伤抽查,未发现超标缺陷。

１．５理化检验

在残骸碎片6处作金相检查．钢材的显微组织均为铁素体+珠光体，球化等级为2级，蠕变损伤等级为1级，金相组织未见异常。对简体和下封头分别进行光谱分析．证实钢材的化学成分符合设计所选材料标准的要求。对三通作硬度检查，部分部位硬度为85HB，硬度偏软。

通过以上调查取证工作可以排除储气罐由于其本身先天或者后天缺陷引发爆炸的可能，储气罐质量合格，不是造成事故的原因。

2事故原因分析

从安全阀复检的情况判断，当时整个系统的压力都已超过了安全阀的开启压力。安全阀保护了另外几台储气罐，却保护不了被炸的这台2m3储气罐。我们认为由于当时压力突然猛升．到一定程度时椭圆人孔圈对接焊缝处率先开始爆裂．时间极短以致压力还来不及完全传递到上封头。若是物理爆炸，其压力源只能是空压机．空压机当然不可能产生这样迅猛而巨大的能量。故而这种现象无法用物理爆炸解释，只能用化学爆炸来解释。

2.1三通积碳燃烧是导致压缩空气系统发热升温的直接原因

2.1.1三通内积碳的形成

压缩机润滑油在气缸内完成润滑任务后，大部分以液滴的状态随空气流排出气缸并受空气压力的作用而碎裂，碎裂的结果大大增加了与热空气中氧接触的表面积，而这里又是温度最高的地育，所以润滑油的蒸发和被氧化的程度显著增加并形成了大量积碳。三通就在空压机出口，后面紧接着就是一个止回阀，又处在管线的最低处，三通下面又没有排污口。压缩空气夹带的油沫十分容易在此滞留并形成积碳。使用单位的“空压机工作岗位职责”和“空压机操作规程”中都没有定期检查并清除积碳的规定。通过了解，事实上该公司已有很长时间未对积碳进行清理．从而导致三通内积碳严重。

2.1.2三通发热是积碳自燃的结果

积碳继续被热空气氧化．由于这里的热空气温度比较高．当积碳层达到一定程度后其对外散热远小于其氧化所发生的热量．积碳便进入自加热状态而导致自燃。测得32号机油的闪点是170℃，所以，认为当操作人员发现2#机出口三通发热变红时，那里的积碳实际上已经在燃烧了。

据文献[1]介绍，钢材被加热至530℃以上时，表面会呈现可见光，随着温度升高颜色会越来越亮：出现暗褐色为530—580℃：出现暗红色为650—730℃，这种目测的误差约为±(20—50)℃。在傍晚的时候操作人员看到了三通发红说明那里已经呈现了可见光。随着燃烧，温度也在继续上升。后面热空气源源不断的送来，燃烧自然越来越旺，温度越来越高。从事盾对该三通作金相检查的结果看．其金相组织仍属正常没有发生变化说明三通还没有达到组织转变温度723℃。从其硬度明显下降的情况分析它已经受了回火处理。据用户反映后冷却器在正常情况下可将120℃