地上常壓儲罐內的易燃蒸汽爆炸后,會使罐壁與罐底間的焊縫或側縫開裂,嚴重時可導致罐體撕裂,有時爆炸產生的沖擊波甚至會將儲罐炸飛。如果儲罐設計良好且維護適當,當罐內易燃蒸汽發生爆炸時,會使儲罐順著罐壁到灌頂間的焊縫開裂,在這種情況下,可能只會在受損的罐內發生著火,罐內物質一般也不會泄漏。為了防止儲罐發生爆炸事故,首先要了解易發事故的儲罐類型,并且在日常工作中要加強對這些儲罐的維護。
相關事故
1992年,當工人們在一臺內部液體已經被倒空的儲罐外進行焊接作業時,罐內殘留的蒸汽發生爆炸,將儲罐炸飛到附近的河流中。導致3死1傷。
1994年,一臺污油罐在進行打磨作業時發生爆炸,罐體被炸飛,造成17人受傷,泄漏出來的污油通過溢流堰后流入附近河中。
1995年,兩臺高度和直徑均為30英尺的大儲罐,因一臺儲罐外部進行的焊接作業導致罐內可燃物質發生爆炸,爆炸產生的沖擊波將兩臺儲罐炸飛,其中的一臺儲罐被炸到50英尺開外。罐內的可燃液體迅速泄漏并發生劇烈燃燒,造成5人死傷。
危險意識
儲罐設計、檢查和維護這些因素與重大儲罐爆炸事故直接相關。
儲罐設計
從美國以往發生的儲罐爆炸事故中可以發現,比較舊的儲罐更容易發生罐壁與罐底間焊縫的開裂事故。1950年以前修建的儲罐一般都不符合目前的火災爆炸泄放行業標準。在對儲存易燃和可燃液體的常壓儲罐進行設計時,應考慮到一旦儲罐發生爆炸,應該讓它順著罐壁與罐頂間的焊縫開裂。這樣可以防止儲罐被炸飛或順著側縫爆裂。美國很多機構都建立了儲罐設計標準和規范。美國石油協會的API-650“鋼制焊接油罐”標準中對儲罐的設計就做出了要求。
疏于檢查,維修和維護不當
如果儲罐維修、維護不當,又疏于檢查,當罐內蒸汽發生爆炸時就會使儲罐嚴重受損。當罐壁與罐底之間的焊縫強度因腐蝕變弱,或罐壁與罐頂之間焊縫的強度大于罐壁與罐底之間的焊縫強度時,儲罐更易損壞。在罐基周圍鋪砂石或溢油吸收劑的做法,更有可能會造成罐底腐蝕,因為經過多年使用之后,有些儲罐,尤其是舊罐的底部可能要比地面低,會造成水分在罐底部積聚,最終導致罐底、罐壁與罐底間的焊縫變弱。還有一種情況是,對罐頂或罐頂上的配件進行更換或進行其他整改時,有可能會使罐頂與罐壁間焊縫的強度大于罐壁與罐底間焊縫的強度。
其他可能會造成儲罐爆炸和類似后果的危險因素包括:
可燃蒸汽
可燃蒸汽的生成不僅會對儲存純易燃液體的儲罐構成危險,而且對污泥罐或混合罐都會造成危險,因為這些罐里可能會有可燃物存在,或通過反應可生成可燃物質。污泥(污油)罐尤其危險,因為它們有時是敞口的;爆炸性氣體在罐內和罐外都有可能形成。很多用罐單位都沒有意識到這種危險。此外,即使是空罐,如果含有可燃性蒸汽,也存在著危險。
在前文敘述的幾起案例中,沒有清楚地識別出可燃蒸汽存在的隱患;裝有物料的儲罐沒有安裝阻火器,無法防止外部火焰進入罐內,也未安裝蒸汽控制設備限制罐中蒸汽的散發。
點火源
可燃蒸汽從罐中散出,與空氣混合后,遇到點火源才會發生燃燒。為了將著火的危險降到最小,所有可能的點火源都要與潛在的可燃蒸汽隔離,這些點火源包括可能會產生火花或形成弧光的焊接設備或維修中的設備,靜電源,雷電,附近區域的動火作業,或儲罐周圍不符合標準的電氣設施等。
儲罐位置距作業工人或周圍環境過近
如果儲罐所在的位置不滿足最小防火間距的規定,則其帶來的危險性會大大增加。為了減輕儲罐損壞對人員、環境和其它儲罐造成的后果,在儲罐原有圍堰外應考慮再多加一層防火墻。
危險識別
使用儲罐的部門應該對儲罐會發生災難性事故的可能性進行評價,并識別出可能會導致儲罐爆炸的各種因素。應該找出的因素包括,但不限于以下幾點:
不符合API-650或其他應用標準,并且內裝易燃液體或可生成可燃性蒸汽的液體的常壓儲罐;
儲罐基礎周圍受到腐蝕和/或與地面直接接觸并暴露在潮濕環境中的鋼罐;
儲罐或關聯結構(如管線)的焊接變弱或失效;
如果儲罐曾經裝過水和易燃物的混合物,罐底的水相可能會導致罐內底部腐蝕;
含有可燃蒸汽但未安裝阻火器或限制蒸汽發散的控制設備的儲罐;
含有可燃蒸汽的儲罐附近的點火源。
工藝安全部分的風險削減
儲罐要符合所有法規、規范和標準的規定,其中包括保持儲罐狀態良好的檢查和維護要求。儲罐內裝有易燃物質的部門要對設備和操作情況進行檢查。檢查的內容包括,但不限于以下幾點:
常壓儲罐的設計
美國石油協會和其它組織的一些標準和規范都提供了儲罐設計和施工的推薦做法。要求必須對液體或液體混合物的某些組分是否會生成可燃性蒸汽進行評價。設計措施包括防火、阻火器、緊急泄放(API-650的部分內容)、防止回火(針對那些含有易燃液體的儲罐)、挖泄洪溝或筑防火堤。
儲罐的檢查和維護
API-653儲罐檢查指南和程序對儲罐,特別是舊儲罐的定期檢查和測試做出了規定。這些程序要求由API認可的儲罐檢查部門對儲罐進行檢查,并做出書面記錄。檢查的內容包括壓力測試程序、焊接檢查及腐蝕或金屬疲勞檢查。API-650對焊接程序、焊接資質要求和焊口檢查(如射線及磁粉檢測)都做出了相應的規定。儲罐檢查和維護的具體程序要根據這些標準來制定。
動火安全
進行動火作業時,不僅要遵守職業安全和健康署的法規,而且要遵守美國防火協會的焊接標準。危險削減措施包括動火程序要正確,如需要有動火許可、有監火員及現場滅火設施,并且要測試大氣的爆炸性;所有的倒淋、放空、人孔、打開的法蘭都要覆蓋或密封;所有的下水都要密封(防止氣體或蒸汽流動);對員工進行培訓并為他們提供適當的防護設備。
減少點火源
點火源危險削減措施包括:危險環境中的所有電氣設備都要符合美國國家電氣規范(NFPA-70)的要求,儲罐要接地以消散靜電電荷,在易燃環境中只使用不產生火花的工具,并且在工作中要注意避免產生足夠的熱或火花,以防易燃蒸汽被點燃。
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