气瓶定期检验及爆炸事故原因分析

开展气瓶定期检验工作和做好气瓶爆炸事故原因分析是确保气瓶安全可靠运行重要措施之一。

(1)气瓶定期检验 气瓶定期检验具体规定如下。

1)承担气瓶定期检验的单位，应符合国家标准《气瓶定期检验站技术条件》的规定，经省级以上(含省级)质量技术监督行政部门锅炉压力容器安全监察机构核准，取得资格证书。气瓶定期检验资格证书有效期为5年，气瓶定期检验单位有效期满当年2月底前向原发证机构提出换证申请。逾期不申请者，视为自动放弃，有效期满后不得从事气瓶定期检验工作。从事气瓶定期检验工作的人员，应按《锅炉压力容器压力管道及特种设备检验人员资格考核规则》进行资格考核，并取得气瓶定期检验资格证书。

2)气瓶检验单位的主要职责是:①对气瓶进行定期检验，出具检验报告，并对其正确性负责；②对气瓶附件进行更换；③进行气瓶表面的涂敷；④对报废气瓶进行破坏性处理。

3)各类气瓶的检验周期，不得超过下列规定:①盛装腐蚀性气体的气瓶、潜水气瓶及常与海水接触的气瓶每两年检验一次；②盛装一般性气体的气瓶，每3年检验一次；③盛装惰性气体的气瓶，每5年检验一次；④液化石油气钢瓶，每4年检验一次；⑤低温绝热气瓶，每3年检验一次；⑥车用液化石油气钢瓶每5年检验一次；车用压缩天然气钢瓶，每3年检验一次；汽车报废时，车用气瓶同时报废；⑦气瓶在使用过程中，发现有严重腐蚀、损伤或对其安全可靠性有怀疑时，应提前进行检验；⑧库存和停用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前应进行检验；⑨发生交通事故后，应对车用气瓶、瓶阀及其他附件进行检验，检验合格后方可重新使用。

4)检验气瓶前，应对气瓶进行处理。达到下列要求方可检验:①确认气瓶内压力降为零后，方可卸下瓶阀；②毒性、易燃气体气瓶内的残余气体应回收，不得向大气排放；③易燃气体气瓶须经置换，液化石油气瓶需经蒸汽吹扫，达到规定的要求。否则，严禁用压缩空气进行气密性试验。

5)气瓶定期检验必须逐只进行，各类气瓶定期检验的项目和要求，应符合相应国家标准的规定。

6)气瓶的报废处理应包括:①由气瓶检验员填写“气瓶判废通知书”，并通知气瓶充装单位；②报废气瓶的破坏性处理为压扁或将瓶体解剖；经地、市级质量技术监督行政部门锅炉压力容器安全监察机构同意，可指定单位负责集中进行破坏性处理。

(2)气瓶爆炸原因分析

1)简易方法来计算气瓶内气体的贮存量。气瓶内气体的贮存量一般采用简易公式来计算:

V＝10V′.p式中，V为气体的贮存量(L)；V′为气瓶的容积，一般取40L；p为气瓶内压力(MPa)。

在实际应用中，可采用更简单计算方法。一般计算氧气瓶内氧气的贮存量时，只需将容积乘上压力，如钢瓶的容积为40L，氧气压力是15MPa，则钢瓶内氧气的贮存量是40×150L＝6000L或等于6m³；如用过后压力降至5MPa，则瓶内氧气的贮存量是40×50L＝2000L或等于2m³。

其他压缩气体钢瓶内的气体贮存量也可以按上述办法进行计算。

2)气瓶的爆炸原因。对已充气的气瓶由于管理不善等因素，可能引起漏气或爆炸，其爆炸原因如下:①由于使用或保管中受到阳光、明火或其他热辐射作用，瓶中气体受热，压力急剧增加直至超过气瓶钢材强度，而使气瓶产生永久变形，甚至爆炸。②气瓶搬运中未带瓶帽或碰击等原因使瓶颈上或阀体上的螺纹损坏，瓶阀可能被瓶内压力冲脱瓶颈，在这种情况下气瓶将高速地向排放气体相反方向飞行，并造成严重事故。③气瓶在搬运、使用过程中发生坠落而造成事故。④氧气瓶与易燃易爆气瓶充装时未辨别或辨别后未严格清洗，以致可能产生燃烧的混合气体导致气瓶爆炸。⑤未按规定进行技术检验，由于锈蚀使气瓶壁变薄及气瓶的裂纹等原因导致事故。⑥过量充装和充装速度过快，引起过度发热而造成事故；放气速度太快，阀门处容易产生静电火花，引起氧气或易燃气体燃烧爆炸。⑦充气气源压力超过气瓶最高允许压力，在没有减压装置或液压装置失灵的情况下，使气瓶超压爆炸。

式中，p为受热后气瓶内最终压力(MPa)；p₀为瓶内流体最初压力(MPa)；T₀为瓶内流体最初温度(℃)；T为瓶内流体受热的最终温度(℃)。

气瓶的爆炸有的是由于承受不了介质的压力而发生的物理性爆炸，有的是由于瓶内介质产生化学反应而发生的化学性爆炸。气瓶爆炸往往还伴随着燃烧，有的甚至散发有毒气体。如一只40L、压力为15MPa的气瓶发生爆炸，爆炸功达154000kg.m；如爆炸时间为0.1s，则相当于20530hp(1hp＝735W)。

(3)气瓶爆炸事故分析报告

做好气瓶安全事故分析是十分重要的，通过各案例事故分析报告内容剖析，可从中吸取事故教训尽快整改，确保气瓶安全可靠使用。[案例5-3]氧气瓶爆炸事故分析报告(www.xing528.com)

(1)事故概况 2012年在湖北一只由某厂制造的氧气瓶，材质为40Mn2，公称壁厚6mm，公称容积41.2L，内径210mm。使用10年后，按13.5MPa压力进行充装，充装完毕后半小时内发生了爆炸，氧气瓶炸裂成三大部分。

(2)检查检验

1)氧气瓶炸裂成三块，爆炸导致局部瓶壁内外反卷，瓶壁内表面严重锈蚀导致瓶壁厚薄不均。断面已生锈，但仍可分辨出爆炸过程中裂纹发展的几个区域:纤维区、放射区、剪切唇。

2)用精度为0.1mm的DM4测厚仪从外表面对钢瓶碎片进行抽查测厚，共抽查18点，测得厚度值范围为3.0～5.9mm，具体见表5-9。

表5-9 测厚结果(单位:mm)

3)断口分析:断口经稀盐酸清洗去锈，进行电镜显微分析。电镜分析表明，纤维区呈塑性断裂韧窝状，放射区呈准解理花纹，剪切唇呈抛物线状的韧窝，显微特征与宏观分析相符。

4)金相分析:取试样打磨后用3％的硝酸酒精溶液清洗表面。测得钢中硫化物A1.5级，氧化物B1.5级。从金相磨面上测得断口最薄处厚度为1.28mm。金相组织观察结果为钢瓶壁薄处、厚处组织均无明显变形，组织均为珠光体＋铁素体，但外壁表面含碳量偏低。

5)碎片的含氧量测定:用电气探针和能谱仪对氧气瓶碎片中的氧含量进行了测定，氧含量为0.0023％，说明该气瓶选用材料的韧性较好。

6)从三块碎片中各取一个试样，进行了化学成分分析，结果见表5-10。

表5-10 化学成分分析

从化学成分分析结果看，该氧气瓶的材质为40Mn2。

(3)原因分析及建议

1)从以上检验分析结果看，氧气瓶发生爆炸的主要原因为钢瓶内壁受腐蚀严重，导致壁厚减薄不均；最大腐蚀坑深2.9mm，最大蚀坑直径4.0mm，使得钢瓶局部有效承载面积大大变小，从而使钢瓶承载能力下降，不能满足气瓶的充装压力而引起爆炸。

2)由于氧气瓶只有一个瓶口，单凭肉眼是不可能检查到瓶内情况的。为搞清楚瓶内状况，建议增加视屏内窥镜检验项目，借助视屏内窥镜，可以观察到瓶内腐蚀状况。

3)应对使用年限较长的气瓶，增加测厚点，尽可能测出最小剩余厚度。