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【案例分析】

西班牙液化丙烯罐车爆炸事故

1.事故经过

1978年7月11日14点30分左右,在西班牙连接巴塞罗那市和帕伦西亚市的高速公路旁道上行驶的液化丙烯罐车发生爆炸,使地中海沿岸侧的一个露营场遭到很大破坏。事故造成215人死亡,67人受伤,约100辆汽车和14栋建筑物被烧或遭到破坏。

罐车为卧式圆筒形储罐,容积为43m3,由3个厚度为16mm的钢板制成的圆筒焊接而成。储罐外壳在爆炸中沿焊缝裂开,分成前后两部分,前部分占罐的2/3,落在罐车前进方向的右前方约100m处,砸坏一处住房;而后部分的1/3,纵向裂开,落到左后方约100m处。裂开处相当于罐的底部,上下颠倒落下,储罐后端封头完全脱落,不知所踪,而储罐的前封头碎片一块落在前方约300m处,一块落在左前方约100m处。

从爆炸现场看,沿公路左侧筑有高1.5m的砖墙,约有100m长的墙受到破坏,墙的碎块全部落在公路一侧,而残留的部分墙也都向公路侧倾斜。

据目击者说,“听到两次爆炸声,两者间隔数秒钟”。第一次可能是罐车本身的爆炸,第二次可能是丙烯蒸气在空气中的爆炸。

2.事故原因

刹那之间造成多人遇难,这应该是在短时间内有大量液化丙烯汽化着火而发生的伴随有大火球的爆炸事故。如果假定液化丙烯是从罐中流到地面后才蒸发的,液化气因为消耗蒸发热而被冷却,其蒸发速度要减慢,不可能出现上述的迅速汽化现象。实际上,行驶中的罐车由于外壳发生龟裂、气体泄漏而发生了液化丙烯的蒸气爆炸。至于发生龟裂的原因,很可能是充装了过多的液化气。西班牙政府规定,液化气的充装量应不超过储罐容积的85%。但是,普遍认为此次的充装量已经达到了100%。

当天早晨,充装过量液化丙烯的罐车在行驶的途中,受到7月太阳的直射,储罐温度升高,14时30分左右,由于液体的热膨胀作用,储罐外壳产生了龟裂。

液化丙烯的沸点是-47℃,液温在20℃时,其蒸气压约为1MPa,30℃时约为1.3MPa,40℃时约为1.6MPa。因此,当储罐内保持蒸气压平衡状态的液化丙烯从储罐龟裂处猛烈喷出,而内压急剧下降时,就会突然变为过热液体。

因为过热,液体极不稳定,所以液温必须立即降到常压下的沸点。因此,出现激烈地蒸发,从而在液体内部产生均匀的沸腾核并迅速产生大量蒸气,液体由于受到急剧增加的蒸气膨胀力作用而激烈地冲击罐壁,最后导致储罐外壁被破坏。

储罐后部即1/3的罐体裂开,是因为罐底部产生的纵向断开线导致的。根据这一事实,是否可以认为储罐外壁最初的龟裂是以纵向断开线和圆周上的焊接线相交的T字形交点为中心而产生的呢?随着内压引起的开裂加剧,裂缝也沿圆周上的焊接线加大,最后罐体被切断,而储罐的后封头大概也在此时沿圆周上的焊接线同时被切断而飞散。

沿焊接线被分成两部分的罐体,由于激烈喷出的液化丙烯蒸气的喷力,使罐体的后部即1/3的罐体飞向左后方,而使前部即2/3罐体飞向前方,二者方向恰好相反。此时,罐体的前封头由于猛撞驾驶台,而把驾驶台推向正前方,封头本身被损后飞落在前方。

按照上述说法,行驶中的罐车外壳因蒸气爆炸所造成的最初的破坏可以得到合理解释。这样一来,扩散于大气中的全部液化丙烯迅速沸腾汽化而分散成雾状,随着气体向空中扩散,并以原罐车位置为中心变成蒸气云扩展下去。从这些现象来看,爆炸只能是过热气体的蒸气爆炸。

当天的风向是由陆地吹向海上的,露营场当时正处在爆炸的下风处。当时的风速已无法得知,但若假设风速为5m/s时,在几秒之间可燃性气体就会向露营场方向移动15~30m。

另外,因为在露营场到处都有烧饭、吸烟等引起的明火,这些火源,与丙烯蒸气相遇,就会立即产生巨大火球而发生混合气体爆炸。所以,第一次蒸气爆炸引起储罐破坏后,经过几秒钟又发生了第二次空气中混合气体的爆炸,这种想法和事实是一致的。

3.防范措施

为了防止同类事故应采取如下对策:

(1)保证高压气储罐的强度。

(2)防止液化气的超量充装。

(3)防止发生罐车撞车、翻车、坠落等交通事故。

(4)在罐车两侧设置护轨板等。