武漢某鑄鍛中心最近發(fā)生一起氧氣管道低溫態(tài)爆破事故，其具有共性的一些特征與原因可供同行借簽，特介紹如下。

　　1事故經(jīng)過

　　武漢某鑄鍛中心，原配套小氧站裝有150m3/h、350m3/h小型制氧機各二臺，供電爐吹氧和其它切割焊接等用戶。由于這幾臺小設備年代已久，能耗高、出力不足、技術經(jīng)濟指標落后，計劃淘汰，并新建液氧站取代，由附近鋼鐵公司的大型空分設備供給液氧。其供氧氣統(tǒng)見氧氣管道示意圖。

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　　新建液氧站有1.6MPa、20m3粉未真空絕熱立式液氧罐兩座，1.6MPa、800m3/h空氣換熱汽化器一臺，相關閥門、管道及儀表等。為了向液氧罐充液氧時罐不卸壓，減少放氧損失和保證用戶氧壓穩(wěn)定，還配了一臺充罐增壓用的離心式液氧泵。用氧流程為：液氧罐液氧→空氣換熱汽化器汽化→氧氣管道→電爐和其它氧氣用戶，是空氣換熱汽化器增壓的無泵流程。

　　該系統(tǒng)于2006年2月中旬新建完工，經(jīng)過試壓、查漏和吹掃，質量檢查合格，通過工程驗收。2月22日至23日液氧罐泵入液氧50%以上。2月27日下午對有關人員進行了安全教育和操作培訓，再次對新建系統(tǒng)進行檢查與確認，于18時啟動液氧系統(tǒng)向氧氣管網(wǎng)補充供氧。氧氣管道示意圖中，A點以前為新建氧氣管道，其在空氣換熱汽化器前為不銹鋼管道(低溫部份)，汽化器后為碳鋼管(常溫部份)，其余老管道均為碳鋼管。啟動液氧系統(tǒng)補充供氧前小氧站150m3/h、350m3/h制氧機正常運行，啟動液氧系統(tǒng)后小氧站減量。

　　液氧站調試使用至第二天上午9時許，制氧站人員巡檢時發(fā)現(xiàn)，液氧汽化器后及φ133氧氣主管有100余米管道外壁掛霜結凍現(xiàn)象嚴重。當即關小汽化器液氧供給閥，減量運行。但已來不及阻止事故的發(fā)生，2月28日上午10時許，只聽轟然一聲，液氧站汽化器出口管與系統(tǒng)φ133氧氣主管交匯處至氧氣分氣缸進口處長約60余米氧氣管道爆破，多處斷開落地，事故范圍就在氧氣管道示意圖的A、B、C三點之間。事故造成電爐停產(chǎn)、用戶斷氧，幸未傷人，也未引起火災。

　　2原因分析

　　2.1氧氣管道低溫態(tài)超壓物理性爆破

　　根據(jù)事故現(xiàn)象與經(jīng)過，通過現(xiàn)場情況分析，碳鋼氧氣主管表面掛霜結凍現(xiàn)象嚴重，說明未完全汽化的超低溫(-183℃)液氧已進入碳鋼氧氣主管，管壁溫度驟降，造成大氣中的水份在管壁附近遇低溫過飽和析出，管壁掛霜、結露、凍冰。超低溫造成碳鋼管機械強度大大下降，承壓能力驟減。氧氣主管多處斷開落地，大塊碎片四散，斷口承脆性斷裂，都是低溫所致。

　　超低溫液氧進入碳鋼管道，通過管壁與大氣進行熱交換而汽化增壓。在汽化器出口管與系統(tǒng)φ133氧氣主管交匯處，液氧遇小氧站送出的常溫氧氣，更是造成激烈汽化，液氧變氣氧體積膨脹800倍，管內(nèi)壓力劇增，超過管材的強度極限就發(fā)生了爆破。這也是事故范圍在氧氣管道示意圖的A、B、C三點之間，而不A點之前的原因。A點之前管內(nèi)有液氧，溫度雖低，但尚未劇烈汽化，承壓并不高。

　　這次事故沒有起火燃燒，斷口無熔化、炭黑痕跡，沒有化學反應。

　　綜上所述，這次事故是超低溫液氧進入了不耐低溫的碳鋼管道，管道低溫冷脆，降低了機械強度，又在液氧激烈汽化增壓的雙重作用下，造成的一起典型的氧氣管道低溫態(tài)超壓物理性爆破事故。

　　2.2系統(tǒng)汽化緩沖能力不足

　　新建液氧站從2月27日18時開始調試使用，到2月28日上午10時發(fā)生事故前，15個小時送出氧氣約7000m3，平均負荷為470m3/h左右，并未超過汽化器800m3/h的設計能力。但是，主要用氧大戶的電爐不是一個連續(xù)穩(wěn)定的用戶，高峰與低谷負荷相差甚懸，由流量表可看出，高峰用氧已達2000m3/h，超過小氧站供氧(機組未全開)和液氧站汽化能力之和，再加上系統(tǒng)緩沖能力不足，造成液氧未經(jīng)完全復熱就進入碳鋼管道，釀成事故。管道掛霜結凍嚴重就是明證。對于不均衡的用氧大戶，系統(tǒng)汽化緩沖能力必須滿足高峰負荷的需求，這樣才能確保安全運行。