氧气瓶安全风险事故树分析.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流氧气瓶安全风险事故树分析.精品文档.氧气瓶安全风险事故树分析摘要: 应用事故树分析方法对氧气瓶爆炸事故进行分析，找出了引发事故的基本原因和途径，分析了基本原因事件的结构重要度。由此提出了防止氧气瓶事故的方法，为氧气瓶的安全管理提供科学依据。关键词:氧气瓶;事故树;结构重要度;预防措施引言 随着近年来国民经济的高速发展，氧气的需求量随之增长，相应氧气瓶爆炸事故发生日益增多。虽然国家对此十分重视，相继出台了气瓶安全监察规程和气瓶安全监察规定等法规，但从目前现状来看，发生事故的趋势没有得到有效的扼制，死亡事故仍不断发生。为减少事故发生，保障人身财产

2、安全，文中拟用事故树分析法对氧气瓶的安全风险进行分析评价，找出事故原因，并制定出相应的对策措施，以期引起大家的重视，防患于未然。1事故树分析原理 事故树分析法(FTA)又称故障树分析，是一种逻辑演绎系统安全分析方法。20世纪60年代，由美国贝尔电话研究所首先提出，在20世纪80年代初引入我国。目前，FTA作为安全系统工程中一种进行安全分析、评价和事故预测的先进的科学方法，已得到国内外的公认和广泛应用，已成为定性和定量预测与预防事故的主要方法。事故树分析法以系统较易发生且后果严重的事故(即顶上事件)作为分析目标，通过调查与该事故有关的所有原因事件和各种因素，经过层层分析，逐级找出最终不能再分解的

3、直接原因事件(即基本事件)。将特定的事故和各层原因事件(危险因素)之间用逻辑门符号连接起来，得到形象、简洁的表达其逻辑关系(或称因果关系)的逻辑图形，即事故树图。通过对事故树简化、计算，求出最小割集、最小径集和基本事件结构重要度，进行事故树定性分析。在事故树中凡能导致顶上事件发生的基本事件的集合称作割集。能导致顶上事件发生的最低限度基本事件的集合称为最小割集。最小割集中全部基本事件均发生时，则顶上事件一定发生，而最小割集中任一基本事件不发生，顶上事件未必一定不会发生。最小割集表达了系统的危险性，每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能渠道，最小割集的数目越多，系统越危险。最小径集又称最小通集。在

4、事故树中凡是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合，称为最小径集。最小径集中全部基本事件均不发生时，则顶上事件一定不会发生，而在最小径集中，任何一个基本事件发生，便不能保证一定不发生顶上事件。因此，最小径集表达了系统的安全性，每一个最小径集是预防顶上事件发生的有效途径之一，最小径集的数目越多，系统就越安全。结构重要度分析是分析基本事件对顶上事件影响程度，根据分析的结果，找出事故发生的主要原因，探明控制顶上事件发生的有效途径，确定安全对策措施，制定应急预案1。2氧气瓶性质及其使用2.1氧气的基本特性氧是强氧化性气体。与空气相比，燃爆性物质在氧气中的点火能量变小，燃烧速度变大，爆炸范围变宽

5、，即更易着火燃烧和爆炸。在一定条件下，一些金属在氧气中也能燃烧。压缩纯氧的压力越高，其助燃性能越强。在潮湿或有水条件下，氧气对钢材有强烈的腐蚀性。2.2氧气瓶及其附件气瓶本体：系管状无缝结构，上端瓶口处的缩颈部分为瓶颈，瓶颈与瓶体的过渡部分叫瓶肩，瓶颈外侧固定连接有颈圈。下端一般为凹形底。瓶体由优质锰钢、铬钼钢或其他合金钢制成。最常用的是中容积瓶，外径219mm，容积40L，高度约1.5mm，公称工作压力15Mpa，许用压力18Mpa。主要附件：1、瓶阀一般由铜材制成，抗燃，且不起静电及机械火花。其密封材料应有好的阻燃及密封性能。2、瓶帽保护瓶阀免受磕碰，通过螺纹与颈圈连接。瓶帽上一般有排气孔

6、或侧孔，以防瓶阀漏气使瓶帽承压。3、防震圈套于瓶体上的两个弹性橡胶圈，起减震和保护瓶体的作用。2.3氧气瓶的充装与运输氧气瓶充装时，要严防混装和超装，而混装造成的后果更为严重，常因混入可燃气体、油脂等而导致氧气瓶爆炸。氧气瓶充装前，应逐只进行检查，主要检查内容是：1、 气瓶的制造厂家是否具有气瓶制造许可证；2、 气瓶外表面的涂色是否是规定的淡酞蓝色；3、气瓶瓶阀的出口螺纹是否为右旋螺纹；4、气瓶内有无剩余压力，如有剩余压力则进行气体定性鉴别；5、气瓶内外表面有无裂纹、严重腐蚀、明显变形及其他严重外部损伤缺陷；6、气瓶是否在规定的检验期内；7、气瓶附件是否齐全及符合规定要求；8、瓶体、瓶阀等是否

7、沾染油脂或其他可燃物；9、瓶内是否有积水等。以上任一项发现问题，都不得允许气瓶充装，而须对气瓶进行处置。对应一定的充装温度，必须严格按规定的充装压力进行充装，确保在气瓶最高工作温度60度时瓶内压力不超过气瓶许用压力。气瓶运输装卸时，必须配戴好瓶帽、防震圈，轻装轻卸，严禁抛、滑、滚、碰；氧气瓶不得与可燃气体气瓶同车运输，也不得与任何易燃、易爆物质同车运输；夏季运输氧气瓶应避免爆晒。2.4氧气瓶的安全使用1、氧气瓶不得与可燃气体气瓶同室储存。氧气瓶储存室内严禁烟火。2、氧气的防止地点不得靠近热源和明火。采用氧乙炔火焰进行作业时，氧气瓶、溶解乙炔气瓶及焊（割）炬必须相互错开，氧气瓶与焊（割）炬明火的

8、距离应在10米以上。操作中应防止回火，避免在氧气管路中混入乙炔气体。不得用氧气吹扫乙炔管路。3、与氧气接触的零件不得沾染油污，使用这些零件前必须进行脱油脱脂处理。4、不得戴着沾有油脂的手套或带油裸手开启氧气瓶瓶阀和减压阀。5、 开启瓶阀和减压阀时，动作应缓慢，以减轻气流的冲击和摩擦，防止管路过热着火。6、 禁止用压缩纯氧进行通风换气或吹扫清理，禁止以压缩氧气代替压缩空气作为风动工具的动力源，以防引发燃爆事故。7、吸氧用氧人员及其近旁人员，必须禁绝抽烟及其他一切火源。8、用瓶单位和人员应防止瓶内积水及积存其他污物，防止气瓶腐蚀及其他损害，进而避免气瓶爆炸。用瓶单位应拒绝使用超过检验期的气瓶。9、

9、氧气瓶应戴好安全防护帽，坚直安放在固定的支架上，要采取防止日光曝晒的措施。10、氧气瓶里的氧气，不能全部用完，必须留有剩余压力，严防乙炔倒灌引起爆炸。尚有剩余压力的氧气瓶，应将阀门拧紧，注上“空瓶”标记。3、氧气瓶附件有缺损，阀门螺杆滑丝时，应停止使用。4、禁止用沾染油类的手和工具操作气瓶，以防引起爆炸。11、氧气瓶不能强烈碰撞。禁止采用抛、摔及其它容易引撞击的方法进行装卸或搬运。严禁用电磁起重机吊运。12、在开启瓶阀和减压器时，人要站在侧面；开启的速度要缓慢，防止有机材料零件温度过高或气流过快产生静电火花。而造成燃烧。13、冬天，气瓶的减压器和管系发生冻结时，严禁用火烘烤或使用铁器一类的东西

10、猛击气瓶，更不能猛拧减压表的调节螺丝，以防止氧气突然大量冲出，造成事故。8、氧气瓶不得靠近热源，与明火的距离一般不得小于10米。14、禁止使用没有减压器的氧气瓶。气瓶的减压器应有专业人员修理。3氧气瓶典型事故案例分析 3.1案例1 2000年9月15日8:00左右，中国石化集团公司第五建设公司南京分公司(简称五化建)一焊工进行切割工作时，氧气管爆炸，另有3处同时炸裂。切割时，该焊工感到气体不纯(切割线有漂移现象)，但鉴于爆破的是旧氧气胶管，认为氧气胶管爆炸是其老化所致。由于未领到新氧气胶管而停止工作，同时将用气很少的满瓶氧气退回库房，对瓶内是否形成爆鸣性气体未产生怀疑。9月18日7:35，五化

11、建另一名焊工按照班长分工，从气瓶库取出一瓶氧气，装好焊割工具后，在距氧气瓶约35m处的预制厂内切割型钢的点焊，氧气瓶内压力约10MPa，低压约0.4MPa，约切割10min，感到气体不纯，切割线漂移。8:05左右，氧气瓶突然爆炸，并升起一股灰尘2。分析:在气瓶管理中，大部分气体充装站的气瓶都实行“大循环”，充装工违反了气瓶安全监察规程中的有关规定，未在气瓶充装前对气瓶内的气体进行检验判别，导致气瓶内气体不纯，遇火即发生化学性爆炸。且对助燃与可燃气体，不宜采用橡胶软管，应用高压金属软管。3.2案例22002年5月30日19:55，徐州市工程集团某机械厂下料车间，氧气汇流排中一只即将开启使用的氧气

12、瓶发生燃烧击穿事故，造成一死一伤的严重后果3。 分析:这次燃割事故为操作者打开瓶阀时产生的静电火花或摩擦热量，通过橡胶金属软管内壁时，剧烈的冲击摩擦瞬间产生极高的热量，点燃了管道上的可燃物橡胶软管。已燃烧的橡颗粒被高流量、高纯氧、高热量的气体压人瓶内，在高纯氧的作用下产生激烈燃烧，喷出的气体将瓶阀、瓶肩熔穿，能量瞬间释放，否则气瓶爆炸后果更加严重。在高压氧的作用下，选用易燃的橡胶金属软管和操作者的不当操作开启过急，是造成这次事故的主要原因。在高压氧的状态下，主管道及其连接导管，一定要严格选取材料，不可使用可燃材料，橡胶金属软管绝对不能在高压氧的状态下使用，主管道最好选用铜材或紫铜材。在高压状态

13、中使用的氧气瓶，不论是气瓶的充装单位还是使用单位，对气瓶的操作或更换都要有明确的操作规程，谨慎操作，防止急开急关。3.3案例3 2003年8月16日14:30左右，徐州市沛县芦发气体充装站，发生了一起氧气瓶爆炸事故。该站氧气充装台有二组充装设备，8月16日下午运行一段时间后，由于该系统主法兰截止阀及支阀有漏气现象，检修人员调换了丝扣截止阀及支阀，并进行了安装、清洗、检漏。14:30工作完毕，试充装10只气瓶，当压力升至8.0MPa时，其充装排第9只气瓶发生强烈爆炸事故4。 分析:经分析取证，此次事故是因检修人员不具备专业基本知识、粗心大意，将外部包装一样的不但不能脱油、而本身带油的邻苯二甲酸二

14、丁脂错误地当做四氯化碳清洗剂使用，二丁脂属碳氢化合物，遇明火可燃，高热可燃，与高压氧接触发生强烈反应，剧烈燃烧，瞬间产生的热能转换成压力能，导致气瓶爆炸。3.4案例4 2001年6月15日15时许，山东省商河县玉皇庙镇一家制氧厂，一名客户拉来一车气瓶来换氧气。换气过程中，操作工发现一个气瓶与其它气瓶不一样，打着打火机准备试该瓶中装的是什么气，谁料气瓶刚一打开，就“呯”的一声爆炸了，气瓶成了碎片，两人当场死亡2。 分析:这是一幕典型的无知违章所酿成的惨剧。氧气严格禁火禁油，怎么能用打火机打火试气!在瓶检中要鉴别气体，必须用“可燃气体检测仪”检测。3.5案例52000年11月1日7:35，沈阳市第

15、一钢铁厂大院内突发爆炸，氧气瓶库房夷为平地，五六十只氧气瓶散落四周，有两三只气瓶变成铁板，墙倒塌，门窗玻璃震碎，幸好室内无人，仅使3人受伤5。分析:据悉为液氧汽化充装，液氧泵为500L/h的大泵，而充灌的仅十几只钢瓶。这样，液氧泵容量大，汇流排上瓶子少，速度快，时间短，产生静电火花，引发爆炸。充装速度过快，是一些液体泵充装站最大的隐患，按照要求气体在管道中的流速不超过8m3/h，充装时间控制在30min，而实际上充装速度和时间都超标，给事故的发生增加危险因素。另外，现场使用的气瓶不易存放太多，要随领随清。空、实瓶分开存放，实瓶存放一般不超过5瓶，避免发生事故时有连锁反应。4氧气瓶事故原因调查及

16、事故树编制 氧气是一种无色无味的气体，其本身不燃烧，但它是一种强氧化剂，具有助燃性，是燃烧爆炸的基本要素之一。氧气几乎能与所有可燃气体或蒸汽混合而成爆炸性混合物。纯氧与矿物油、油脂或细微分散的可燃粉尘、碳粉、有机物等接触时，由于剧烈的氧化升温、积热，能引起自燃，发生火灾或爆炸。氧气瓶是一种封闭型的压力容器，由于维修、检测、使用的诸多因素，导致氧气瓶发生爆炸的原因有很多。通过事故案例调查分析得出，引起氧气瓶爆炸事故的原因分三大类:超压物理爆炸、化学爆炸、强度降低爆炸。超压物理爆炸的原因有:曝晒、接近热源、与火源接触;化学爆炸的原因有:沾染油脂、错装;强度降低爆炸的原因有:外力破坏、气瓶不合格。现

17、以氧气瓶爆炸为顶上事件，逐级分析导致事故发生的各种原因，编制氧气瓶爆炸事故树6-7，如图1所示。图1 氧气瓶爆炸事故树5氧气瓶爆炸事故树分析 5.1求事故的最小割集事故树的结构函数表达式为:T=A1+A2+A3=X1(X3+X4+X5)+B1B2+X2(B3+B4)=X1(X3+X4+X5)+(C1+C2)(C3+X6+X7)+X2(C4X12+C5X17)=X1(X3+X4+X5)+(D1+D2+X8+X9)(X10+X11+X6+X7)+X2(X14+X15+X16)X12+(X22+X23+X24+X25)X17=X1(X3+X4+X5)+X13(X18+X19)+X20+X21+X8+

18、X9(X10+X11+X6+X7)+X2(X14+X15+X16)X12+(X22+X23+X24+X25)X17=X1X3+X1X4+X1X5+(X13X18+X13X19+X20+X21+X8+X9)(X10+X11+X6+X7)+X2(X14X12+X15X12+X16X12+X22X17+X23X17+X24X17+X25X17)=X1X3+X1X4+X1X5+X13X18X10+X13X19X10+X20X10+X21X10+X8X10+X9X10+X13X18X11+X13X19X11+X20X11+X21X11+X8X11+X9X11+X13X18X6+X13X19X6+X20X

19、6+X21X6+X8X6+X9X6+X13X18X7+X13X19X7+X20X7+X21X7+X8X7+X9X7+X2X14X12+X2X15X12+X2X16X12+X2X22X17+X2X23X17+X2X24X17+X2X25X17利用布尔代数法求得该事故树的最小割集如下:K1=X1，X3 K2=X1，X4K3=X1，X5K4=X6，X8K5=X6，X9K6=X6，X20K7=X6，X21K8=X7，X8K9=X7，X9K10=X7，X20K11=X7，X21K12=X8，X10K13=X8，X11K14=X9，X10K15=X9，X11K16=X10，X20K17=X10，X21K1

20、8=X11，X20K19=X11，X21K20=X2，X12，X14K21=X2，X12，X15K22=X2，X12，X16K23=X2，X17，X22K24=X2，X17，X23K25=X2，X17，X24K26=X2，X17，X25K27=X6，X13，X18K28=X6，X13，X19K29=X7，X13，X18K30=X7，X13，X19K31=X10，X13，X18K32=X10，X13，X19K33=X11，X13，X18K34=X11，X13，X195.2求事故树基本事件的结构重要度 根据仅出现在同一个最小割集中的所有基本事件结构重要度相等，以及仅出现在基本事件个数相等的若干个最

21、小割集中的各基本事件结构重要度依出现次数而定。出现次数少，其结构重要度小;出现次数多，其结构重要度大;出现次数相等，其结构重要度相等。因为X14，X15，X16，X22，X23，X24，X25都只在含有3个基本事件的最小割集中出现了1次，X3，X4，X5都只在含有2个基本事件的最小割集中出现了1次，X12只在含有3个基本事件的最小割集中出现了3次，X17，X18，X19只在含有3个基本事件的最小割集中出现了4次，X1只在含有2个基本事件的最小割集中出现了3次，X2只在含有3个基本事件的最小割集中出现了7次，X13只在含有3个基本事件的最小割集中出现了8次，X8，X9，X20，X21都只在含有2

22、个基本事件的最小割集中出现了4次，X6，X7，X10，X11在含有2个基本事件的最小割集中出现了4次，在含有3个基本事件的最小割集中出现了2次，所以各基本事件的结构重要度有如下关系:I(14)=I(15)=I(16)=I(22)=I(23)=I(24)=I(25)I(3)=I(4)=I(5)I(17)=I(18)=I(19)I(8)=I(9)=I(20)=I(21)I(6)=I(7)=I(10)=I(11)由事故树基本事件结构重要度近似判别式算得:式中:nj基本事件Xi所在割集Kj中基本事件个数。所以根据近似法判断得出事故树基本事件结构重要度排序如下:I(6)=I(7)=I(10)=I(11)

23、I(8)=I(9)=I(20)=I(21)=I(13)I(2)I(1)I(17)=I(18)=I(19)I(12)I(3)=I(4)=I(5)I(14)=I(15)=I(16)=I(22)=I(23)=I(24)=I(25)6氧气瓶事故预防措施 从氧气瓶事故树分析结果可以看出，造成氧气瓶爆炸事故的途径有34个，事故较易发生，其中静电火花、摩擦热量、违章动火、工作用火是最危险事件，使用可燃连接管、可燃密封材料、没留余气、标识不清、气源不洁是其次的危险事件。根据事故树的最小割集和基本事件结构重要度排序情况，提出以下预防对策7-8:(1)充装和使用气瓶时，严格遵守操作规程，开、关阀门不要过快、过急，

24、避免产生摩擦热和静电火花;(2)对漆色、字样与所充装气体不符的，或漆色、字样脱落不易识别气瓶类型的和未判明装过何种气体的气瓶，严禁进行充装;（3）氧气瓶内气体不能用尽，应留有余压，如感到气体不纯，应考虑形成爆鸣性气体的可能性，对气瓶内的气体采用正确的检测方法进行鉴别;(4)对槽车拉运的液氧应进行化验分析，确保可燃气含量不超标，或要求供货方提供产品质量证明;(5)要保证气瓶强度，购买选用有制造气瓶资质的单位生产的合格产品，并按气瓶检验规定要求，每3年检验1次;(6)在充装、使用氧气瓶前，操作者要仔细检查自己的双手、手套、工具、减压阀等有无沾染油脂;用于氧气瓶的汇流排管道及其密封圈，第一次使用前均

25、须认真脱脂，且不得采用可燃的密封圈;氧气瓶的连接管必须采用高压金属软管;(7)充装和使用气瓶时，严禁过量充装，避免损坏阀门;(8)氧气瓶在充装、运输、储存、使用等过程中，严禁敲击、碰撞;(9)气瓶在储存、使用等过程中不得靠近热源，夏季要防止阳光曝晒，冬季瓶阀冻结时，严禁明火烘烤。参考文献: 1王显政.安全评价M.北京:煤炭工业出版社，2005:477249012庄胜强，周凤山，梁华.对一起氧气瓶爆炸事故的分析J.深冷技术，2001(3):4524613王元松，佟建华.一起氧气瓶燃割事故分析J.深冷技术，2003(2):5125214王元松，佟建华.记一起氧气瓶爆炸事故分析J.深冷技术，2004(6):4424515顾福民.氧气瓶爆炸事故信息两则J.深冷技术，2001(2):4616于庭安，戴兴国.LNG储罐火灾爆炸事故树分析