化工管道火災(zāi)爆炸事故類型分析

化工管道同化工設(shè)備一樣是化工生產(chǎn)裝置中不可缺少的組成部分，起著把不同工藝功能的設(shè)備連接在一起的作用，以完成特定的工藝過程，在某些情況下，管道本身也同化工設(shè)備一樣能完成某些化工過程，即“管道化生產(chǎn)”?；す艿啦贾每v橫交錯，管道種類繁多，被輸送介質(zhì)的性質(zhì)多樣，管道系統(tǒng)接點多，火災(zāi)爆炸事故發(fā)生率高。管道發(fā)生破裂爆炸事故，容易沿著管道系統(tǒng)擴展蔓延，使事故迅速擴大。研究化工管道火災(zāi)爆炸事故的類型，預(yù)防和控制火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，是實現(xiàn)化工安全生產(chǎn)的一項重要工作。
1.泄漏引起火災(zāi)爆炸
石油化工管道大多輸送易燃易爆介質(zhì)，管道破裂泄漏時極易導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸事故。這是因為泄漏的可燃介質(zhì)遇點火源即可燃燒或爆炸。管道經(jīng)常發(fā)生破裂泄漏的部位主要有：與設(shè)備連接的焊縫處；閥門密封墊片處；管段的變徑和彎頭處；管道閥門、法蘭、長期接觸腐蝕性介質(zhì)的管段；輸送機械等。
管道質(zhì)量因素泄漏，如設(shè)計不合理，管道的結(jié)構(gòu)、管件與閥門的連接形式不合理或螺紋制式不一致，未考慮管道受熱膨脹問題；材料本身缺陷，管壁太薄、有砂眼，代材不符合要求；加工不良，冷加工時，內(nèi)外壁有劃傷；焊接質(zhì)量低劣，焊接裂紋、錯位、燒穿、未焊透、焊瘤和咬邊等；閥門、法蘭等處密封失效。
管道工藝因素泄漏，如管道中高速流動的介質(zhì)沖擊與磨損；反復(fù)應(yīng)力的作用；腐蝕性介質(zhì)的腐蝕；長期在高溫下工作發(fā)生蠕變；低溫下操作材料冷脆斷裂；老化變質(zhì)；高壓物料竄入低壓管道發(fā)生破裂等。
外來因素破壞，如外來飛行物、狂風(fēng)等外力沖擊；設(shè)備與機器的振動、氣流脈動引起振動、搖擺；施工造成破壞；地震，地基下沉等。
操作失誤引起泄漏，如錯誤操作閥門使可燃物料漏出；超溫、超壓、超速、超負(fù)荷運轉(zhuǎn)；維護(hù)不周，不及時維修，超期和帶病運轉(zhuǎn)等。
2.管道內(nèi)形成爆炸性混合物
在停車檢修和開車時，未對管道進(jìn)行置換，或采用非惰性氣體置換，或置換不徹底，空氣混入管道內(nèi)，形成爆炸性混合物；檢修時在管道（特別是高壓管道）上未堵盲板，致使空氣與可燃?xì)怏w混合；負(fù)壓管道吸入空氣；操作閥門有誤使管道中漏入空氣，或使可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w混合，遇引火源即發(fā)生爆炸。
3.管道內(nèi)超壓爆炸
管道的超壓爆炸與反應(yīng)容器的操作失誤或反應(yīng)異常有關(guān)，冷卻介質(zhì)輸送管道出現(xiàn)故障，導(dǎo)致冷卻介質(zhì)供應(yīng)不足或中斷，使生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生超溫、超壓的惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致設(shè)備、管線發(fā)生超壓爆炸事故。
在管道中由于產(chǎn)生聚合或分解反應(yīng)，會造成異常壓力。如在乙烯和過氧化物催化劑的管道中，溫度過高，超過催化劑引發(fā)溫度，乙烯就會在管道內(nèi)聚合或分解，產(chǎn)生高熱，使壓力上升，導(dǎo)致管道脹裂或爆炸。
連續(xù)排放流體的管道，尤其是排放氣態(tài)物料的工藝管線，因輸送速度降低等因素會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)的物料不能及時排出，從而使設(shè)備發(fā)生超壓爆炸事故。
高壓系統(tǒng)的物料倒流入低壓管道，造成壓力增加。
4.管道內(nèi)堵塞爆炸
管道發(fā)生堵塞，會使系統(tǒng)壓力急劇增大，導(dǎo)致爆炸破裂事故。
輸送低溫液體或含水介質(zhì)的管道，在低溫環(huán)境條件下極易發(fā)生結(jié)冰“凍堵”，尤其是間歇使用的管道，流速減慢的變徑處、可產(chǎn)生滯留部位和低位處是易發(fā)生“凍堵”之處。
輸送具有粘性或濕度較高的粉狀、顆粒狀物料的管道，易在供料處、轉(zhuǎn)彎處粘附管壁最終導(dǎo)致堵塞。管道設(shè)計或安裝不合理，如采用大管徑長距離輸送或管道管徑突然增大，管道連接不同心，有障礙物處易堵塞；物料夾雜過大碎塊時易造成堵塞；物料具有粘附物性，若不及時清理，發(fā)生滯留沉積等情況，可造成管道堵塞。
操作不當(dāng)使管道前方的閥門未開啟或閥門損壞卡死，或接受物料的容器已經(jīng)滿負(fù)荷，或流速過慢，突然停車等都會使物料沉積，發(fā)生堵塞。
5.發(fā)生自燃火災(zāi)
管道內(nèi)結(jié)焦、積炭，在高溫高壓下易自燃，引起燃燒或爆炸。在加工含硫原料油煉油廠的高壓管線中，硫化亞鐵是一種很常見的物質(zhì)，它是鐵銹和硫化氫發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物，設(shè)備停用后打開，以及維修之前與空氣接觸，就會迅速發(fā)生自燃。
管道內(nèi)介質(zhì)溫度為超過自燃點的物質(zhì)，泄漏出來與空氣接觸便會自燃。
6.具有多種引火源
物料在管道中輸送時，有多種引火源存在。啟閉管道閥門時，閥瓣與閥座的沖擊、擠壓，可成為沖擊引火源。閥門在高低壓段之間突然打開時，低壓段氣體急劇壓縮局部溫度上升，形成絕熱壓縮引火源。物料在高速流動的過程中，粉體與管壁、粉體顆粒之間、液體與固體、液體與氣體、液體與另一不相溶的液體之間、氣體與所含少量固態(tài)或液態(tài)雜質(zhì)之間，發(fā)生碰撞和摩擦，極易帶上靜電，產(chǎn)生火花。
危險物料輸送管道周圍具有摩擦撞擊、明火、高溫?zé)狍w、電火花、雷擊等多種外部點火源。可燃物料從管道破裂處或密封不嚴(yán)處高速噴出時會產(chǎn)生靜電，成為泄漏的可燃物料或周圍可燃物的引火源。
7.易成火災(zāi)蔓延的通道
由于管道連接著各種設(shè)備，管道發(fā)生火災(zāi)，不但影響管道系統(tǒng)的正常運行，而且還會使整個生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生連鎖反應(yīng)，事故迅速蔓延和擴大，特別是管內(nèi)介質(zhì)有毒時，對人的生命威脅更大。在管道中傳播的爆炸，一定條件下會發(fā)生由爆燃向爆轟的轉(zhuǎn)變，對生產(chǎn)設(shè)備、廠房等建筑物造成嚴(yán)重的破壞。