河北卫星民爆公司点火药事故及应当吸取的几点教训

2016/3/22 20:20:49      点击:
 

(一)事故情况

一、事故概况

20091121214分,河北卫星民爆器材有限公司217KG药生产工房混药工序(西数第六间)混药过程中发生爆炸事故,混药器内约10.3公斤KG药全部爆轰,干燥工序(西数第八间)存放的约8公斤KG药全部殉爆,事故造成1人死亡。

二、现场勘察

事故发生后,按相关规定,由石家庄市安监局牵头,由省国防科工办、市公安局、市总工会等单位组成事故调查组。事故调查组邀请三位民爆专家参加了事故调查。调查组对事故现场进行了勘察。事发217号工房第5-9房间(西数、下同)全部炸毁,第四房间东墙炸倒, 第九房间东墙有裂缝,其他房间门窗不同程度破坏。第七间房内的高氯酸钾未参与爆炸,第十一房间内存放的苦味酸钾等原材料未殉爆,其它房间内据调查当时未存药。第九房间内一女工被摧倒的墙及暖汽管等物砸压导致死亡,正对第四房间门口走廊处有一男工和第一房间内一男一女两名员工未受损伤。爆炸激起的飞散物少量越过土堤散落在约5-20远的地方,217号工房周边工房有零星几块玻璃被震坏,无其它危险品殉爆和人员受伤。爆炸现场事故照片及说明见附件。

三、事故分析

2009112,河北卫星民爆器材有限公司安排两班生产KG药,每班4人,二班当班班长于1210分开机混药,1214分发生爆炸。目击者先后听到一大一小两声响。当时,一女工(死亡)到第九房间取工具,一男工在第四房间门口走廊处水池洗筛药盘,班长及另一女工在第一房间内。据查,第六房间混药器内有约10.3公斤药,第六房间粉碎高氯酸钾工序存有约50多公斤高氯酸钾,第八房间烘干工序存有约8公斤KG药,第十一房间存有约40多公斤苦味酸钾等原材料。

根据现场情况及调查分析,混药工序东侧混药器内(西侧混药器无药)因撞击摩擦首先发生爆炸,将该工序东西两侧挡墙摧毁、钢防护板炸倒,爆炸产生的冲击波及飞散物将第四房间东墙及第八房间西墙部分击倒,第八房间内正在干燥的KG药被殉爆。

四、结论意见

这是一起KG药生产爆炸事故。混药器内使用钢球混磨KG药,药体因撞击摩擦首先发生爆炸,是事故发生的直接原因。中隔一间空房间的另一间干燥室内的KG药被殉爆。

 


(二)应吸取的几点教训

一、KG点火药主要组成、性能及基本混合工艺

1、高氯酸钾 4852

高氯酸钾又名高钾、过氯酸钾,为一级无机氧化剂,分子式:KClO4,分子量:138.55。为无色斜方晶或结晶的白色粉末,相对密度2.52,熔点610℃,溶于水,几乎不溶于醇和酸,有清凉味,其火焰为紫色。含氧量46.19%,加热到400℃时分解,到610℃分解为氯化钾和氧气。与可燃物、有机物、还原剂和金属粉末等组成爆炸性混合物,遇摩擦、撞击易引起着火或爆炸。

2、苦味酸钾4852

化学式C6H2NO23OK,分子量267.2。橘红色晶体粉末或小块,溶于水,溶液具有较强染色能力。撞击、摩擦、静电感度低,火焰感度适中,遇火可燃并发出噗噗声,量少时难以转为爆轰。起爆力弱,不及雷汞。不吸潮,对多种金属无腐蚀。味极苦。5S爆发点391,撞击感度(10kg落锤,50%发火高度43cm),与特屈儿炸药相当。

3、硝化棉

2.83.5%,加6L乙酸乙脂(CH3COOC2H5 又称醋酸乙酯。无色可燃性液体。有果子香气。密度0.9005。熔点-83.6。沸点77.1。易着火。微溶于水,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等。易起水解和皂化作用。蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限2.2%-11.2%(体积))成为硝化棉溶液。硝化棉为白色或微黄色非晶形固体,外形为絮绒状,比重1.6,不溶于水,易溶于醇、醚和酯溶液中。硝化棉具有高度可燃烧性和爆炸性,其危险程度根据硝化程度而定。含氮量在12.5%以上的危险性极大,遇火即燃烧。爆发点为180~185。含水25%时较安全。在温度超过40℃时能加速其分解而自燃,爆速6300m/s,含氮量不足12.5%的虽然比较稳定,但受热或储存日久,由于逐渐分解而放出酸,降低着火点,易有自行发火或爆炸的可能。为防止分解,常加入稳定剂,以避免爆炸。

4KG点火药

    在高氯酸钾和苦味酸钾比例为5050时,340℃时开始分解,爆热1480kj/kg,爆热TNT当量0.327,摩擦感度为6%,撞击感度为46.5cm(H50),静电感度无,火焰感度:50%发火高度为36cm

5、混合基本工艺

    八角球磨机的转速23prm,球料比31,采用三种不同直径的钢球各10kg,每次混药量10kg

    先加一定量的硝化棉溶液,对钢球浸润后,再加入高氯酸钾和苦味酸钾后,把剩下的硝化棉溶液全部加入,浸泡510min后,人工转动23圈,再开机混合6090min出料。

二、事故发生的可能原因

1、“二钾”浸泡(润)工艺不合理,是造成此次事故的隐患之一

“二钾”及硝化棉都有一定的机械感度,而成品KG药的机械感度更高。硝化棉乙酸乙脂溶液是做KG药中的粘合剂用的,这种溶液在短时间内很难浸润“二钾”和成块状或半干涸的KG药的(苦味酸钾再结块后很难再搞碎)。从其工艺上也能看出,规程上已注意到先加一定量的硝化棉乙酸乙脂溶液先浸润“钢球及球磨机内的药剂”,再加“二钾”再浸润。从其他厂经验来看,在冬季乙酸乙脂挥发较慢,工人为加快后续工序的速度(揉合和造粒),往往少加乙酸乙脂;另外,加入硝化棉乙酸乙脂溶液后开始混合后,在一定时间内球磨机内还是有“包胶”的现象,这也给混合造成安全隐患。

从当天混药情况来看,上午840结束第一次混药,1200多开始第二次混药。在这三个多小时的时间里,球磨机内肯定是有干药的,而这些干药很难浸泡湿润。该公司规程中只规定了长时间不进行混药时才对球磨机进行清洗。

    在延期药基药(如铅丹-硅系药)混合时,也是采用的钢球湿混,但使用无水乙醇做为溶剂。对KG药也有厂家介绍采用无水乙醇湿混的。有专家建议粘合剂最好使用安全的材料,不使用硝化棉。

2、采用钢球做为八角球磨机的碾磨、混合材料不合理,是造成此次事故的主要原因之一。

据技术转让单位(安宁化工厂)和参加会议的其他生产KG药的厂家介绍,他们使用的是青铜球。卫星厂在开始生产时也是使用青铜球的,但后来由于当地买不到,在口头咨询技术转让方后,使用了钢球。由于球磨机壳体也是钢制的,这样两种同样为钢制的材料更易造成机内干药块的摩擦、撞击而发火。这不符合民爆规程“第5.2.5条的‘对于用于加工、输送、存储危险品的各种设备器具,在设计制造时应做到防止产生火花、静电危害和不安全的机械摩擦、撞击’”的要求,在实际生产中,应避免黑色金属之间的直接接触。

3、混药量大是造成事故扩大的主要原因

每次混合10kg药,虽然该药的TNT当量较小,但在密闭条件下,其爆炸能量大,以至于摧毁了混药间左右的不符合建筑结构要求的四间工作间,又导致了干燥间的8kg药被引爆。

三、在安全评价时应注意和吸取的教训

1、要对安全技术操作规程进行研读,不清楚的要多问一问

在进行安评时,应对安全技术操作规程并结合现场实际情况进行危险有害因素进行分析,重点对下列问题多加关注和分析:

1)对构成危险药剂的组成进行危险性分析,搞清楚每一个危险物质,找出不安全因素并提出对策措施。例如本事故中的KG药和各主要成份的感度等。

2)对操作方法进行危险性分析,结合现场作业人员的操作过程,找出可能会导致发生事故的危险因素并提出对策措施。如本事故中的对危险物料的浸泡(润)方法,时间及如何控制,是否能有效对结块的药剂能够充分浸泡等。

3)对操作中所使用的工装设备进行危险性分析,重点是摩擦、撞击、静电、火焰等危险因素,找出可能会导致发生找出可能会导致发生事故的危险因素并提出对策措施。如本事故中,采用钢球与钢制混合机是否会导致危险等。

4)对作业中的危险物质的量进行危险性分析,重点是分析一旦发生事故可能造成的损失、损害程度,找出可能会导致发生事故的危险因素并提出对策措施。如本事故中,每次每个混合机(该工作间安装了二台混合机)混合10kg药,一旦发生事故会造成的后果。

2、要对现场设备安装位置进行危险性分析

重点是抗爆、泄爆和防止火焰漫延扩大,还要计算爆炸物是否能对防护结构(板、墙)炸穿,找出可能会导致发生事故的危险因素并提出对策措施。如本事故中,混合机是安装在钢板防护门上的,而且位置距离泄爆窗较远,发生爆炸事故后,爆炸能量不是光是从泄爆面出去的。

3、应关注技术来源及其内容的合法性,

有的技术虽经鉴定但经多年的使用后已发生变化而没有及时修改或鉴定,或受让方在不按转让的内容实施,或有了改动没有经转让方书面认可;有的技术根本没有经过行业技术鉴定等。对不符合行业有关管理规定的技术应提出建议措施。如本事故中,技术转让的内容也实际的不致,更换钢球后也没有得到转让方的书面认可等,变更工艺技术条件随意性太大。在他们对安宁厂的考察时,看到已将聚乙烯醇改为硝化棉了,也就跟着改了。

4、应关注工艺设计是否符合要求

    有很工艺设计都是企业自己设计的,图纸资料不全,设计也不规范,没有技术转让方提供的基本的工艺技术设计资料,没有有设计资质的设计单位出具的设计图纸及竣工图等。如本次事故的工艺设计,就是企业自行利用老厂房改造设计和布置的,还认为工艺比较简单,被工信部领导给批评一通。

5、应关注工程设计是否符合要求

工程设计不规范或没有工程设计或咨询,这些问题的存在,一旦发生事故后,最容易引起事故调查和处理的注意。出现此情况后应提出建议对策措施。

    该事故的厂房原为炸药制造厂房,过去是A级厂房,有防护土堤,改成KG点药生产厂房后没有进行设计咨询,也没有考虑到KG药剂的TNT当量,没有考虑到厂房结构是否能承受爆炸的冲击等。

6、应关注建筑结构是否符合《民爆规范》的要求

    GB50089-200720078月份就执行了,而且行业还以委爆字[200794号“关于进一步做《民用爆破器材工程设计安全规范》宣传贯彻工作的通知”要求,对不符合“新规范”要求的部分,可根据存在问题的风险大小合理安排技术改造,在200891日前必须全部整改完毕。200791日后开始施工建设的项目,设计施工均必须符合“新规范”的要求。20089月工信部安全生产司针对湖南神斧集团169公司的爆炸事故又以工信厅安[200815号文,要求对建筑结构不符合要求的要进行整改。因此,在安评中,对起爆药、延期药、导爆药、点火药等非常敏感的药剂的制造加工厂应认真检查,按照规范的要求,对照设计逐一检查,对不符合规范要求的,要提出对策措施。

    本事故中,又一次证明了建筑结构不符合要求,将会导致严重的后果:该建筑物为砖混结构,屋面板为预制板,没有任何抗爆结构,只是在KG混药间加装了一块防护钢板(该钢板虽没有被炸烂,但爆炸后也倒了),爆炸一发生,建筑物就遭到了毁灭性的破坏,进而又引起了其它房间的KG药的爆炸。

7、工艺布置不合理,易爆炸的工序与不易爆炸的工序在同一工房内,且没有有效的安全防护,这应引起我们的高度重视。

    多次爆炸事故证明,易引起爆炸事故的制药工序与贮存有大量药剂的工序,布置在同一个工房时,一旦制药工序发生爆炸,则会引起贮药室的殉爆或被引爆,造成事故的扩大,特别是在安全防护条件不到位、建筑结构不符合要求、药剂敞露存放等时更容易出现殉爆或被引爆。169厂和卫星厂事故扩大基本上都属于这一类型。因此,我为在现场安评时,应特别关注这一问题,有必要在现场和对图纸资料多研究,查找不安全因素,提出对策措施。

8、对除点火药、延期药等非起爆药、猛炸药等一些药剂的安全认识不足,导致在生产过程发生事故。

    KG药原为起爆药,其爆炸能量高于一般工业炸药; KG药的机械感度虽低于二硝基重氮酚,但本身仍有一定的撞击、摩擦感度,应按起爆药生产防护等级进行工房设计与施工。事实上,由于人们认识上的差别,没有把点火药、延期药一类的药剂的爆炸或爆燃的危害性认训到位,特别是在密闭条件下的生产作业方式,更容易引起爆炸或爆燃。

9、应熟知掌握国家行业有关规范、标准的要求。

四、下步对KG药可能会采取的措施

1、药剂的干燥方式,新建生产线采用真空干燥;

2、混药工房的抗爆级别按起爆药对待,即在抗爆间室下进行;

3、取消人工现场造粒,采用机械隔离操作;

4、限定最大混药量或按抗爆间室抗爆要求规定混制药量;

5、取消钢球、钢鼓工艺混制点火药或凡是采用钢球、钢鼓工艺设备的,只能用水做为分散剂;鼓励采用水溶性材料做为混药的分散剂;

6、进一步加强行业技术转让、设计、施工、验收等管理工作。