6月13日16時46分許,沈海高速浙江臺州溫嶺出口處,一輛由寧波開往溫州的槽罐車發生爆炸,導致周邊部分民房及廠房倒塌。截至目前,事故已造成20人遇難,172人住院治療,周邊建筑物受到不同程度的損壞。據初步調查,爆炸車輛為液化石油氣槽罐車。
浙江溫嶺槽車爆炸事件的影響極大,在調查結果未出來之前,本公眾號結合文獻,做了如下分析,希望對類似事件能做到防患與未然。
液化石油氣槽車罐體的腐蝕與防護
業界周知,液化石油氣槽車罐體一旦腐蝕而造成液化石油氣泄漏,必定會造成可怕的后果,所以防腐這一步必不可少!
1.槽車罐體腐蝕基本常識
液化石油氣等介質的槽車,在使用一段時間后,由于其高硫高酸等因素,會造成不同程度的腐蝕,其中硫化氫的腐蝕最為嚴重。因腐蝕造成的安全問題也需要更加重視。液化石油氣爆炸的下限較低,約2%-10%之間,一旦泄露,遇到明火源極易造成爆炸,會造成巨大的人員和財產損失,通過浙江溫嶺槽車爆炸事件所造成的破壞力便可知其威力??!
槽車在運輸過程中,其不可控的物理和化學因素極多。槽車會承受各種力的沖擊與震動,天氣氣溫的忽高忽低,環境不穩定,這些都會造成槽車罐體產生臨時性缺陷,甚至會出現失效等極端情況。
根據文獻調查發現,槽車的檢驗結果可知,滲氫腐蝕是造成液化石油氣等介質汽車槽車罐體失效的主要原因。所以,一旦發生滲氫腐蝕,在未經有效措施處理前不得使用。
2.槽車應力腐蝕分析
槽車內的介質極易產生硫化氫環境,在應力和腐蝕的共同作用下產生的開裂就是硫化氫應力腐蝕開裂。硫化氫應力腐蝕開裂的條件包括以下四個方面:
第一,存在應力。槽車罐體的在制造商環節,所進行的焊接對消除熱應力除了的不徹底,使得部分焊接應力存在。當拉力大于罐體材料的強度極限時,可能直接造成開裂的后果,當拉力小于材料的極限時,雖然不能直接開裂,但應力的存在是客觀的,在長時間的運輸過程中,應力疊加會造成開裂的可能性。應力成為硫化氫腐蝕的首要條件。
第二,腐蝕存在。槽車罐體中的硫化氫和水能夠形成腐蝕環境,槽車罐體的材質通常是低合金鋼 16Mn R,這種材質有較強的應力腐蝕傾向。
第三,開裂源的存在。槽車在運輸和裝卸過程中所造成的機械劃傷,以及焊縫咬邊等,都可能成為應力腐蝕的開裂源。
第四,溫度條件。硫化氫的水溶液在室溫條件下,應力腐蝕開裂的傾向最大,而槽車罐體長期處于這種溫度條件下,極容易造成應力腐蝕開裂。
3.硫化氫應力腐蝕機理
硫化氫遇到碳鋼或低合金時,形成了濕硫化氫腐蝕環境。具體腐蝕環境中的腐蝕機理如下:
H2S→H++HS-
陽極反應為:Fe+H2S→Fe S+2H++2e-
陰極反應為:2H++2e→2[H]→H2
總的反應為:Fe+H2S→Fe S+H2
濕硫化氫環境下鋼材的腐蝕損傷,是金屬陽極溶解導致開裂和滲入氫引起脆性開裂這兩種損傷的聯合作用的結果,其中氫脆損傷起主導作用。
4.槽車罐體腐蝕防護措施
第一、制造源頭上控制。在槽車罐體制造商環節,提高鋼板材質質量,減少板材中夾雜物含量,使用質量等級較高的材料。減少板材分層,盡量減少板材中聚集氫的空間。鋼板切割下料采用機械切割,當采用火焰切割時,氧化皮應徹底打磨消除。此外,還要進行罐體硬度的控制。罐體在焊接處理時,降低其表面熱影響區和焊縫的硬度,從而有效較少應力。
第二、罐體內介質的控制。槽車所裝介質要進行必要的控制,拒絕高硫高酸介質,保護罐體不被腐蝕。選擇對于 H2S 和水等液化油氣具有較強吸附性的緩蝕劑以延緩儲罐的腐蝕速率。
第三、定期腐蝕檢查。定期的腐蝕檢查尤為重要,當材質和介質不能控制時,必要的定期腐蝕檢查成為了最后一道屏障。槽車的使用工況又比較惡劣且復雜多變,因此在運輸環節的安全問題要高度重視。通過對液化石油氣槽車儲罐腐蝕原因分析,濕硫化氫對丙烷儲罐的腐蝕損傷是可防可控的。
5.結論
浙江溫嶺槽車事件帶來的教訓是沉痛的,槽車使用的工況較為惡劣和復雜,過對槽車儲罐腐蝕分析,濕硫化氫對儲罐的腐蝕損傷是可防可控的。未來通過新型罐體材料、防腐涂料和緩蝕劑的研發,及操作技術的改善,來延長儲罐使用壽命。但腐蝕防護的意識必須要有,尤其是定期腐蝕檢查,對于槽車事故的控制具有積極的意義。
液化石油氣儲運危險分析
著火危險
運輸液化石油氣的槽車儲罐、鋼瓶以及輸氣管道,由于違章操作或因長期使用,缺乏維修造成性能損失、失靈等,往往會泄漏氣體。泄漏的液化石油氣在擴散中遇到各種明火、電氣火花、靜電火花、機動車輛排氣筒噴出的火星等火源,具有著火危險。
爆炸危險
在常溫條件下,液化石油氣在容器內處于氣液兩相平衡狀態,按規定灌裝的容器氣相壓力可達980千帕以上。長途運輸液化石油氣的車輛有時會受熱、強力震擊和撞擊,具有發生爆炸的危險。另外,從槽車、鋼瓶以及輸氣管道中泄漏出的液化石油氣,在空氣中的濃度達到它的爆炸極限,遇到火源也有爆炸的危險。
液化石油氣儲運防火安全措施
液化石油氣儲存的防火安全措施
液化石油氣儲配站的站址應該選在城市的邊緣,位于居民區、明火或散發火花地點的下風向或側風向。周圍應該設置用不燃材料建造的高度不小于2米實體墻,儲罐區、壓縮機室、烴泵室、附屬氣瓶庫、槽車裝卸臺和棧橋應設置在生產區;修理室、配電室、辦公室、值班室等建筑物應布置在輔助區。
壓縮機室、烴泵室和附屬氣瓶庫要分別單獨布置,他們之間的防火間距應不小于13米,儲罐區附近應設置防火提,對儲罐要經常檢查維護,保證安全、靈敏可靠。
管道輸送的防火安全措施
輸送液化石油氣的管道系統,不得穿越有液化石油氣設施的建、構筑物,也不得穿越具有易燃易爆物品、腐蝕性液體的場所,與其他管道、建筑物及構筑物的間距應符合有關規定。
液化石油氣輸送管道的埋地深度不應小于0.6米,管道與鐵路或公路相交叉時,應從鐵路下面穿越,并且穿越管段應設保護套管。
對管道系統要巡回檢查,定期維修液化石油氣輸送管線,及時發現和消除管道、閥門等處漏氣點,在檢查和消除漏氣點時,禁止使用明火,動火檢修應落實防火安全措施。
鐵路槽車運輸的防火安全措施
槽罐上應涂有醒目的“嚴禁煙火”的紅色標志,在適當位置裝配必要的消防器材。液化石油氣鐵路槽車充裝液化石油氣前,應認真檢查壓力、液位、緊急切斷裝置等安全附件的狀況,核對槽車充裝介質的名稱。
裝卸液化石油氣時應嚴格執行安全操作規程,嚴防跑液漏氣,以免裝卸場所積聚液化石油氣,形成火災危險。
液化石油氣鐵路槽車押運員不但要熟悉液化石油氣的性質,了解槽車結構、性能以及鐵路運輸危險貨物的安全規定,還須掌握必要的防火滅火知識,以便運輸途中發生泄露著火等事故時能正確處理。
裝運液化石油氣的鐵路槽車,不得在沿途各站久停,到達鐵路終站后應用機車及時推進液化石油氣站,槽車在運輸途中發生重大泄漏時,押運人員應及時向列車主管人員反映,發出危險信號,停車緊急堵漏,并迅速向當地政府及公安、消防部門報告,設立警戒區,組織安全疏散。
汽車槽車運輸的防火安全措施
發動機排氣筒要加戴性能可靠的火星熄滅器,此外,為了能及時地撲救運輸途中發生的初期火災,槽車還應裝配兩具5公斤以上干粉滅火器或3公斤以上1211滅火器。
汽車槽車在運輸液化石油氣前應認真檢查車況,不得攜帶其他易燃、易爆物品。途中通過立交橋,涵洞、隧道等重要的公路交通設施,應注意標高,限速行駛,不得停留;進入城市郊區應按當地公安機關規定的行車時間、行車路線限速行駛,不得通過重要的公共場所和鬧市。
中途停車時,司機或押運員必須留車監護,不得使用明火或能發火的工具進行檢修。夜間休息時,不得將槽車停放在公共停車場以及易燃、易爆物品庫房,普通車輛附近。
如遇雷雨天、液壓異常、附近著火,以及其他威脅裝卸安全的因素,汽車槽車應停止裝卸作業。卸液后,車輛應停放在專用的汽車槽車庫房內,不得在其他場所隨意停放。
結語
事故原因還在全力調查中,之前網傳的因追尾產生爆炸的說法為謠言,經初步調查,發生爆炸的槽罐車未與任何車輛接觸。至于是儲運問題、罐體腐蝕還是人為因素……并未可知。
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