人體靜電引燃火藥和易爆危險氣體事故分析及對策
作者:田全勝
評論: 更新日期:2011年02月14日
在煤氣、天然氣的管道輸送、石油化工和火藥生產(chǎn)過程中的原料、中間產(chǎn)品和成品,絕大多數(shù)都屬于危險化學(xué)品名錄中的易燃?xì)怏w和液化氣體,如天然氣、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯、丙烯、丁烯、氫氣等。在整個生產(chǎn)過程中,不但有工藝管線和設(shè)備的維修用火、電氣設(shè)備的工作火花及事故火花的出現(xiàn),還有靜電火花的產(chǎn)生。這些火花每時每刻都在威脅著企業(yè)的安全生產(chǎn)。其中尤其是人體靜電火花及人體接觸的延伸物(使用的各類金屬工具釋放出來的)靜電火花危險性更大,引危險性燃爆炸氣體。
一、事故案例
1984年10月18日12時45分,某化工廠混制工房雷管車間混制引火頭工房當(dāng)天混制秒延期雷管用引火藥(鉛丹90%、硅10%),篩藥工蒙某將秤量好的鉛丹和硅,裝入塑料盒內(nèi),手持橡膠板在盒內(nèi)混藥。藥混好后,用140孔/吋的篩子在防護(hù)板內(nèi)過篩,每篩約150G.。當(dāng)篩到第3篩時,突然起火,并發(fā)出低沉的爆炸聲,蒙被沖擊波擊倒在地,因蒙雙手戴膠皮手套并有防護(hù)板隔離操作,因而未受傷。此次事故燒毀147平方米工房,直接經(jīng)濟(jì)損失3.5萬元。經(jīng)過調(diào)查分析和進(jìn)行模擬試驗,認(rèn)為靜電導(dǎo)致著火的可能性較大,18日工房內(nèi)相對濕度為50%。鉛丹又剛從烘干室內(nèi)取出,濕度較高,篩藥工內(nèi)穿滌綸衣褲,腳穿橡膠鞋,地面、作業(yè)臺上均鋪橡膠板,走動時易積聚電荷,另據(jù)篩藥工回憶,以前篩藥時曾多次發(fā)現(xiàn)藥粉有“站立”現(xiàn)象。
1988年2月25日4時06分,某火藥生產(chǎn)企業(yè),春節(jié)后組織非電延期雷管的延期體生產(chǎn)。下午上班后,負(fù)責(zé)驗藥的“調(diào)藥小組”,先壓制出生產(chǎn)施工試驗樣品,派人送往廠試驗站,隨后組長與一名女工同往制藥車間提取生產(chǎn)需用的1號點火藥。14時左右,組長和一名女工各提1箱藥(每箱7盒,約3KG)同時進(jìn)入生產(chǎn)工房,女工將其中一箱提入裝藥室,藥盒放入壁窗內(nèi);組長將另一箱提入了延期體暫存間內(nèi)。該延期體暫存間設(shè)在生產(chǎn)工房前部的非作業(yè)區(qū),用于暫存每日生產(chǎn)的延期體。但因日產(chǎn)量不大,有時生產(chǎn)的延期體不經(jīng)暫存就直接送去組裝,故暫存間實際利用率很低。該暫存間又相繼放入了延期藥鉛粉、電發(fā)火體及廢模具、竹梯等雜物,環(huán)境相當(dāng)混亂。組長在暫存間內(nèi)把藥盒從藥箱中取出放到木貨架上,當(dāng)已取了3盒時,聽到走廊內(nèi)電話鈴聲,于是就暫停取放而去接電話。當(dāng)他接完電話邊喊人邊向生產(chǎn)工房去時,見女工手提空藥箱從生產(chǎn)工房走出,并轉(zhuǎn)身進(jìn)入暫存間,時間不長暫存間內(nèi)即發(fā)生了燃爆,組長摔到在地,緊接著又是幾聲巨響,組長急忙由生產(chǎn)工房爬出。左耳受震,右腳骨折,待搶救人員趕到現(xiàn)場時,見女工全身著火趴倒在暫存間對面西房門下的走廊內(nèi),全身燒傷95%(Ⅲ度燒傷76.5%,Ⅱ度燒傷18.5%)。右耳和鼻腔腦脊液外溢,重度呼吸道燒傷,顱骨骨折,嚴(yán)重休克,住院搶救治療25天,終因傷勢過重,于1988年3月21日死亡。爆燃時,混存于延期體暫存間內(nèi)的延期藥(約20KG)、點火藥(約4KG)、鉛粉(約3KG)、電發(fā)火件(約300發(fā))、延期體(約2000發(fā))以及木貨架、工作臺、竹梯等全部燒毀、門窗燒壞,窗玻璃破碎后飛落在35米以內(nèi)的空地上。
在暫存間造成藥劑爆燃的原因分析,1號點火藥主要成分為四氧化三鉛和硼粉,試驗數(shù)據(jù)表明,其干劑的摩擦感度和靜電火花感度很高,運(yùn)送、貯存和使用中處理不當(dāng)很容易發(fā)生燃爆。女工從里內(nèi)外身衣服穿穿的是化纖服裝(的確良襯衣、人造毛綿褲)人身靜電積累嚴(yán)重,拿取藥盒時產(chǎn)生靜電火花,引燃點火藥可能性很大。
1978年2月17日8時30分,吉林前郭煉油廠液化石油氣充氣間,2名同志正在給鋼瓶充氣,其中一名女工帶了一條尼龍頭巾,右手摘頭巾時產(chǎn)生靜電火花,引爆了事內(nèi)的液化氣體,發(fā)生爆炸事故。
1993年2月20日中午,呼和浩特?zé)捰蛷S油品化驗分析室的一名女化驗工,提著一個裝有化驗后收集的汽油小塑料桶,在送往廢油回收點的途中,先是感覺到提桶的手像針刺一樣痛,隨后就有燒痛感,低頭一看,桶內(nèi)的汽油起火。
1994年1月13日20時40分,呼和浩特?zé)捰蛷S氣體分餾裝置液化石油氣泵房,輸送液化石油氣泵6102A機(jī)械密封在運(yùn)轉(zhuǎn)時損壞。壓力很高的液化石油氣從泵端面的10毫米冷卻水管噴出。產(chǎn)生約50KV以上靜電液化氣霧,在處理液化氣泄漏過程中的操作員人體上被感應(yīng)上等電位的靜電。其中一名操作員穿的是自己買的帶有1.2×1011歐姆電阻膠底鞋,同時還穿有2.5×1013歐姆電阻尼龍襪子這樣的鞋襪都是高電阻絕緣體的材質(zhì)。感應(yīng)上靜電的人體對地形成孤立的帶電體,當(dāng)他赤手關(guān)閥時手對閥門的金屬手輪放電,引爆了放電間隙的液化氣體和噴出的液化氣團(tuán),將現(xiàn)場正在處理泄漏故障的5名操作員燒傷。
為什么會時而不斷的發(fā)生人體靜電引燃火災(zāi)爆炸事故呢?其原因有四。
其一、人體靜電火花是伴隨人體行走而波及生產(chǎn)區(qū)域的每一個角落,使流動性很大事故火源及火種,較難控制的危險火源。
其二、人體所帶的靜電壓雖然很高,但放電的能量卻很低,常常在數(shù)十毫焦耳左右,對生命構(gòu)不成直接威脅,因此,沒有引起人們的警覺,極易被忽視。
其三、安全主管部門對人體靜電災(zāi)害宣傳教育不到位,現(xiàn)場的安全督查和監(jiān)管不嚴(yán),防靜電的安全技術(shù)措施與實際要求還有差距。
其四、由于操作人員對人體靜電認(rèn)識不足,缺乏靜電安全知識,致使一些從業(yè)人員不嚴(yán)格執(zhí)行防靜電安全規(guī)程和有關(guān)制度,不按規(guī)定穿著防靜電工作服河道靜電的鞋,致使在危險化學(xué)品生產(chǎn)中屢屢發(fā)生人體靜電火災(zāi)爆炸事故。
二、人體靜電帶電起因
1、人體感應(yīng)帶電。電工人體靠近某一個帶電體時,人體就會感應(yīng)上靜電。已經(jīng)感應(yīng)帶有靜電的人體靠近不帶電的其他人,其他人也會被感應(yīng)上靜電。據(jù)有關(guān)資料表明,當(dāng)壓力為1.2兆帕水蒸氣沖法蘭盤的墊片縫隙中噴出時,若有人沖臨近經(jīng)過,就會感應(yīng)上30千伏以上靜電。
2、腳與鞋、襪摩擦產(chǎn)生的靜電。腳與鞋底、襪子摩擦接觸,也是人體產(chǎn)生靜電起因的之一。人體靜電電位積聚的大小,與鞋襪的材質(zhì)有直接關(guān)系
??????????????????????????????????? 表1?????????????? 鞋襪與人體帶電的關(guān)系(千伏)
?
鞋????????? ?襪 | 尼龍襪(100%尼龍) | 毛襪(100% 毛) |
橡膠底運(yùn)動鞋 | 19.0 | 21.0 |
皮鞋(新) | 8.5 | 7.0 |
導(dǎo)靜電鞋(107Ω) | 5.5 | 5.0 |
導(dǎo)靜電鞋(106Ω) | 4.0 | 3.0 |
3、使用的工具及物品摩擦產(chǎn)生的靜電。用毛刷或化纖制品擦洗輕油罐車時極易發(fā)生靜電火災(zāi)爆炸事故。纖維材料摩擦產(chǎn)生的靜電電位值?。ū?)
表2??????????????????? 纖維材料摩擦產(chǎn)生的靜電電位(伏)
?
?
纖維摩擦面料 | 綿?? 綸 | 羊?? 毛 | 蠶?? 絲 | 純?? 棉 | 滌?? 綸 |
綿?? 綸 | +2500 | +3000 | +60 | +60 | >+3000 |
羊?? 毛 | -150 | + 30 | +300 | +300 | >+3000 |
蠶?? 絲 | 200 | -1000 | +20 | +20 | +3000 |
純?? 棉 | 0 | 0 | 0 | 0 | +180 |
滌?? 綸 | -2700 | - 6000 | -1000 | -1000 | -1900 |
穿塑料涼鞋站在紅橡膠地板上用干抹布抽撣桌椅時人體靜電電位見(表3)。
表3?????? 穿塑料涼鞋站在紅橡膠地板上用干抹布抽撣桌椅時人體靜電電位
?
?
溫濕度 | 對地電阻(Ω) | 人體電容(PF) | 活動方式 | 人體電位(V) |
% | 雙腳 | 單腳 | 雙腳 | 單腳 |
64 | 1012 | 180 | 120 | 撣紅膠板臺面 | +2500 | +4500 |
64 | 1012 | 180 | 120 | 撣清潔器面桌 | +3100 | +4400 |
64 | 1012 | 180 | 120 | 撣人造革椅面 | +3000 | +4000 |
4、脫襯衣時也能使人體傳導(dǎo)上很高的靜電電位。電位的大小與襯衣的材質(zhì) 及襯衣的部位有關(guān)見(表4)
??????? 表4????????????????? 襯衣的材質(zhì) 及襯衣的部位靜電電位?
?
?
衣料?? ??電位 | 襯衣靜電位 (千伏 ) |
襟 | 肩 | 腋 | 袖 | 裙 | 背 |
聚?酯 | 15.0 | 40.0 | 35.0 | 30 | 45.0 | 45.0 |
聚丙烯 | 35.0 | 55.0 | 55.0 | 45.0 | 60.0 | 55.0 |
尼龍6 | 22.0 | 43.0 | 33.0 | 32.5 | 53.5 | 42.0 |
純?棉 | 2.0 | 3.0 | 2.5 | 2.0 | 3.5 | 2.2 |
注:溫度20℃,相對濕度為30%。
人體在帶有靜電微粒的空間(包括摩擦帶電)活動時,如果人體與大地絕緣,特別是穿有電阻值大于109歐姆以上膠底鞋時,人體就成為孤立的帶電體。當(dāng)人體某一部位帶有靜電時,既會造成全身帶電而達(dá)到靜電平衡,人體的電阻值一般為400~500歐姆,是靜電的良導(dǎo)體,而導(dǎo)體是等電位的。當(dāng)帶有靜電電位人體的手觸摸接地導(dǎo)體時,靜電則能通過手的電阻值比較小的部位對接地導(dǎo)體進(jìn)行放電。人體靜電電位超過3千伏放電時,有明顯痛感;超過5千伏放電時,手掌和小臂感到電擊,疼痛,并從手指尖部位發(fā)生靜電放電火花。