【案例分析】
西班牙液化丙烯罐車爆炸事故
1.事故經過
1978年7月11日14點30分左右,在西班牙連接巴塞羅那市和帕倫西亞市的高速公路旁道上行駛的液化丙烯罐車發生爆炸,使地中海沿岸側的一個露營場遭到很大破壞。事故造成215人死亡,67人受傷,約100輛汽車和14棟建筑物被燒或遭到破壞。
罐車為臥式圓筒形儲罐,容積為43m3,由3個厚度為16mm的鋼板制成的圓筒焊接而成。儲罐外殼在爆炸中沿焊縫裂開,分成前后兩部分,前部分占罐的2/3,落在罐車前進方向的右前方約100m處,砸壞一處住房;而后部分的1/3,縱向裂開,落到左后方約100m處。裂開處相當于罐的底部,上下顛倒落下,儲罐后端封頭完全脫落,不知所蹤,而儲罐的前封頭碎片一塊落在前方約300m處,一塊落在左前方約100m處。
從爆炸現場看,沿公路左側筑有高1.5m的磚墻,約有100m長的墻受到破壞,墻的碎塊全部落在公路一側,而殘留的部分墻也都向公路側傾斜。
據目擊者說,“聽到兩次爆炸聲,兩者間隔數秒鐘”。第一次可能是罐車本身的爆炸,第二次可能是丙烯蒸氣在空氣中的爆炸。
2.事故原因
剎那之間造成多人遇難,這應該是在短時間內有大量液化丙烯汽化著火而發生的伴隨有大火球的爆炸事故。如果假定液化丙烯是從罐中流到地面后才蒸發的,液化氣因為消耗蒸發熱而被冷卻,其蒸發速度要減慢,不可能出現上述的迅速汽化現象。實際上,行駛中的罐車由于外殼發生龜裂、氣體泄漏而發生了液化丙烯的蒸氣爆炸。至于發生龜裂的原因,很可能是充裝了過多的液化氣。西班牙政府規定,液化氣的充裝量應不超過儲罐容積的85%。但是,普遍認為此次的充裝量已經達到了100%。
當天早晨,充裝過量液化丙烯的罐車在行駛的途中,受到7月太陽的直射,儲罐溫度升高,14時30分左右,由于液體的熱膨脹作用,儲罐外殼產生了龜裂。
液化丙烯的沸點是-47℃,液溫在20℃時,其蒸氣壓約為1MPa,30℃時約為1.3MPa,40℃時約為1.6MPa。因此,當儲罐內保持蒸氣壓平衡狀態的液化丙烯從儲罐龜裂處猛烈噴出,而內壓急劇下降時,就會突然變為過熱液體。
因為過熱,液體極不穩定,所以液溫必須立即降到常壓下的沸點。因此,出現激烈地蒸發,從而在液體內部產生均勻的沸騰核并迅速產生大量蒸氣,液體由于受到急劇增加的蒸氣膨脹力作用而激烈地沖擊罐壁,最后導致儲罐外壁被破壞。
儲罐后部即1/3的罐體裂開,是因為罐底部產生的縱向斷開線導致的。根據這一事實,是否可以認為儲罐外壁最初的龜裂是以縱向斷開線和圓周上的焊接線相交的T字形交點為中心而產生的呢?隨著內壓引起的開裂加劇,裂縫也沿圓周上的焊接線加大,最后罐體被切斷,而儲罐的后封頭大概也在此時沿圓周上的焊接線同時被切斷而飛散。
沿焊接線被分成兩部分的罐體,由于激烈噴出的液化丙烯蒸氣的噴力,使罐體的后部即1/3的罐體飛向左后方,而使前部即2/3罐體飛向前方,二者方向恰好相反。此時,罐體的前封頭由于猛撞駕駛臺,而把駕駛臺推向正前方,封頭本身被損后飛落在前方。
按照上述說法,行駛中的罐車外殼因蒸氣爆炸所造成的最初的破壞可以得到合理解釋。這樣一來,擴散于大氣中的全部液化丙烯迅速沸騰汽化而分散成霧狀,隨著氣體向空中擴散,并以原罐車位置為中心變成蒸氣云擴展下去。從這些現象來看,爆炸只能是過熱氣體的蒸氣爆炸。
當天的風向是由陸地吹向海上的,露營場當時正處在爆炸的下風處。當時的風速已無法得知,但若假設風速為5m/s時,在幾秒之間可燃性氣體就會向露營場方向移動15~30m。
另外,因為在露營場到處都有燒飯、吸煙等引起的明火,這些火源,與丙烯蒸氣相遇,就會立即產生巨大火球而發生混合氣體爆炸。所以,第一次蒸氣爆炸引起儲罐破壞后,經過幾秒鐘又發生了第二次空氣中混合氣體的爆炸,這種想法和事實是一致的。
3.防范措施
為了防止同類事故應采取如下對策:
(1)保證高壓氣儲罐的強度。
(2)防止液化氣的超量充裝。
(3)防止發生罐車撞車、翻車、墜落等交通事故。
(4)在罐車兩側設置護軌板等。