一起内浮顶罐爆炸事故的故障树分析

摘 要：介绍了内浮顶罐防腐作业时发生的 爆炸事故，进行了故障树 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，结合故障树最小割 集对基本事件进行了深入分析，表明非防爆喷漆 的电火花是这次事故的点火源，提出了防止类似 事故的措施。 关键词:内浮顶罐；防腐；爆炸；故障树分析 1 事故经过 1993年 6月 24日 12时 05分，日本千叶县 市原市某石化企业一座容量为 4 736.5 m3的内浮 顶罐在防腐作业时发生爆炸，造成 1名 25岁的男 员工死亡，1名 51岁的男员工轻伤。内浮顶罐的 构造及作业人员作业位置如图 1所示。 图 1 内浮顶罐的构造及作业人员位置 2 事故的故障树分析 2.1 故障树编制 事故发生后，市原市消防局应用故障树对事 故进行分析与调查，故障树如图 2所示。 2.2 故障树分析 2.2.1 求取最小割集 运用布尔代数化简法求取最小割集： T=A1A2=X1X2(X3+B1+X6+B2)=X1X2(X3+X4+X5+X6+ X7+X8+X9+X10) =X1X2X3+X1X2X4+X1X2X5+X1X2X6+X1X2X7X1X2 X8+X1X2X9+X1X2X10 可见导致顶上事件发生共有 8个最小割集。 2.2.2 排除法再分析 事故调查组针对最小割集，运用排除法再分析。 a) 求出 1.2 L混合涂料可燃成分的挥发量 (30℃、常压)X1。 按施工作业手册要求，主料 18 kg、固化剂 2 kg、稀料 0.6～1 kg；作业前的实际使用量为主料 为 18 kg、固化剂:2 kg、稀料 1.7 kg；作业中的补充 量为主料 18 kg、固化剂:2 kg、稀料 10 kg。 根据防腐作业用的稀料、固化剂、涂料及混合 料中的甲苯、甲异丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、异氰酸 盐、环氧树脂等的成分、体积质量、混合质量比和 混合体积比等数值，求出作业过程中挥发的可燃 性液体蒸气体积为 0.19 m3。 b)稀料蒸气混合爆炸性气体的爆炸极限 A1。 从甲苯、甲异丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯的爆炸 上限、爆炸下限和组分比率求出混合可燃性液体 蒸气的爆炸极限为 1.50%～7.38%。 一起内浮顶罐爆炸事故的故障树分析 孟凡一1 李德生 2 董喜明 2 苏国胜 1 张海峰 1 （1 中国石化安全 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 研究院，山东青岛 266071 2 国家安全生产监督管理总局培训中心，北京 100713） 收稿日期：2009- 09- 27 作者简介：孟凡一，高级工程师，安全工程研究 院培训中心安全培训师，组织编写并出版了 《化工系统典型事故案例集》等著作 3部，发表 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 20余篇。 风 险 评 价 安全 健康 环境 、 和 编辑 王广亮 2009年第9卷第12期32 c)作业环境爆炸极限范围模拟试验（喷涂作 业模拟测试示意见图 3）。 图 3 喷涂作业模拟测试示意 （电动喷枪距集电板 20～30 cm） 分别模拟 4#浮船不通风、刚刚完成喷涂时，4# 浮船不通风、喷涂后 5 min，4#浮船通风、刚刚完成 喷涂时，5#浮船不通风、刚刚完成喷涂时等作业现 场进行可燃性混合气体浓度采样 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 。模拟条件 为：①离间隔最远处通风，通风时间 5 min；②可燃 气体发生量 0.025 m3/min；③风机能力 58 m3/min； ④可燃气体试验量 0.13 m3（实际量 0.19 m3）。 试验结果表明，作业时不通风条件时，从浮船 底部到 3/4高度的位置形成爆炸性混合气体。 d)求该挥发组分的最小点火能量。 从甲苯、甲异丁酮、乙酸乙酯、甲乙酮的浓度和 最小点火能求出可燃性混合气体最小点火能为 1.77 mJ。 e)分析点火源。 1）X3碰撞火花。作业现场没有碰撞火花产 生。不是本次事故的点火源。 2）X5照明灯开关火花。作业时未开停照明。 不是本次事故的点火源。 3）X8搅拌静电。文献查阅为 0.3～0.7mJ，低 于 1.77 mJ。达不到该事故的最小点火能。 4）X10倒液静电。文献查阅为 0.3～0.7mJ，低 于 1.77 mJ。达不到该事故的最小点火能。 5）X6照明灯表面温度。按事故现场所使用规 格的灯具从通电开始到照明 30 min进行了 12次 温度测试，其时间温度曲线显示从通电照明 10～ 30 min，灯具温度稳定在 121℃。而甲苯、乙酸乙 酯、甲乙酮和甲异丁酮的自燃点分别为 536.1℃、 426.7℃、515.6℃、460.0℃。可认为照明灯表面温 度不是本次事故的点火源。 6）X9设备喷涂静电。分别按示意图形式用电 动喷枪喷水、样品一（按手册要求配制：喷漆 18 kg、固化剂 2 kg、稀料 1.578 kg）、样品二（多加稀 料样：喷漆 12 kg、固化剂 1.33 kg、稀料 5.474 kg）、 样品三（再多加稀料：喷漆 12 kg、固化剂 1.33 kg、 稀料 6.344 kg）；与气动喷枪对稀料量 3.37%的样 品进行喷涂模拟测试。测试时间为 2、4、6、8 min， 当集电板绝缘良好时样品一的 4个样，样品二的 2 个样和样品三的 1 个样均超过点火电压（按 E=1/2·C·V2，其中 E=1.77 mJ，C=300 pf，则 V=3.4 kV）。但在接地良好时，集电板的静电压为零。由 于事故罐的接地良好，所以喷涂作业时设备静电 都不是本次事故的点火源。 7）X7人体静电。在实验条件下对人体静电进 行测试，人体静电最大为 1 kV，远低于 3.4 kV。因 此，人体静电也不是本次事故的点火源。 8）喷漆机电火花。喷漆枪有对地短路、两相 短路和开关电火花等形成点火源的可能性。进行 模拟试验时，发现在开闭喷漆枪开关时发生电火 花，并导致枪内部的可燃性混合气体爆炸。 风 险 评 价孟凡一,等.一起内浮顶罐爆炸事故的故障树分析 SAFETY HEALTH & ENVIRONMENT 33 2.2.3 分析结果 分析表明，非防爆喷漆枪在开闭喷枪时的 电火花 X4是该次事故的唯一点火源。也就是说 X1 X2 X4组合的最小割集导致了本次事故。事故 直接原因是作业人员擅自改变喷漆中稀料的用 量，形成了爆炸极限为 1.50%～7.38%的可燃性 气体 0.19 m3。作业过程中虽安装了排气扇，可能 未开启或风量调节不当、安装位置不当等原因， 致使浮船内自底部到 3/4 高度处形成 1.5%～ 2.3%爆炸性混合气体，遇非防爆的喷枪开关的 电火花引起可燃性混合气体爆炸。间接原因为对 承包商的教育和监管不够，作业人员和监护人员 安全教育不足，安全素质较低，作业现场劳动组 合不合理…… 3 通过调查分析归纳出同类事故防止措施 a)严格控制防腐涂料的稀料成分和稀料用 量，防止形成大量可燃蒸气。 b)加强罐内大通风和局部通风，防止可燃性液 体挥发后在罐体内或罐体局部形成爆炸性混合气 体。 c)与其他可能产生易燃易爆气体及液体相连 的设备、油管、呼吸管、通风管等进行可靠的隔绝， 防止可燃性物质进入防腐作业的罐内。 d)作业前和作业过程中对罐内的整体和局部 进行采样分析，保证罐内的可燃性蒸气浓度远低 于爆炸下限。 e)防腐作业中使用的照明及电动工具，必须 为隔爆型电器，防爆等级应符合作业场所的安全 要求，电缆应采用重型橡套类型，且中间无接头、 无破损，不得承受拉力。 f)罐体应有良好的静电接地装置，防止喷涂 作业时发生静电积聚。 g)罐内可燃物质的浓度达到爆炸下限的 40% 时，应视为 0级场所，不得使用电器设备，不宜进 入作业。 h)进入罐内进行防腐作业的人员应佩戴好工 作服、鞋、帽、面具，皮肤不得外露；工作服、鞋等应 为防静电型。 i)在罐内进行防腐作业涉及临时用电、使用 非防爆电器设备和电动工具、高处作业时，除必须 按 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 办理进入“受限空间作业票”外，还应办理 相应的“临时用电票”、“用火票”、“高处作业票”。 j)用火作业、高处作业、临时用电作业的安全 措施应符合相应的作业规定。 k)加强对作业人员和监护人员的安全培训。 使作业人员和监护人员对作业过程存在的危险、 危害因素进行排查并落实防止措施。 l)制定进入受限空间防腐作业的现场处置方 案，根据作业的危险性做好相应的急救准备。作业 人员和监护人员掌握自救和互救知识。 m)由承包商进行防腐作业时，应加强对承包 商的培训与管理。 4 参考文献 1 化学工学协会.事故灾害事例と对策[M].东京:丸善株式会社， 1979 2 陆愈实.事故处理[J].现代职业安全,2006，（11）：86 3 杨士 .工伤事故调查一二三[J].劳动保护，2004，（5）：33 4 梁广炽. 美国 OSHA怎样调查事故[J]. 现代职业安全，2004， （9）：59 5 范继义. 油罐涂料防腐作业的安全要求[J]. 石油库与加油站， 2007，16(5) 6 王庆峰，王占武，吴鹏 . 油库防爆电气设备的选型 [J]. 石油 库与加油站，2007，16（4） 7 张宏波. 改进我国事故调查工作的建议[J].劳动保护，2006， （3）：66 Fault Tree Analysis of One Explosion Accident of Internal Floating Tanks Meng Fanyi1, Li Desheng2, Dong Ximing2, Su Guosheng1，Zhang Haifeng1 (1 SINOPEC Safety Engineering Institute, Shandong, Qingdao, 266071 2 SAWS Training Center, Beijing, 100713) Abstract: This paper introduces the explosion accident of internal floating tanks occurred in anti- corrosion operation, and carries out the fault tree analysis. It analyses the basic events deeply combined with the minimal cut set. The results show that the non- explosion spray painting spark is the fire resource of this accident. Then, it offers measures to prevent the similar accidents. Key words : internal floating tank，anti- corrosion， explosion，fault tree analysis HSE 风 险 评 价 安全 健康 环境 、 和 2009年第9卷第12期34