氧氣瓶安全系統(tǒng)風險事故樹分析報告

1、實用標準文檔氧氣瓶安全風險事故樹分析摘 要 :應用事故樹分析方法對氧氣瓶爆炸事故進行分析，找出了引發(fā)事故的基本原因和途徑，分析了基本原 因事件的結構重要度。由此提出了防止氧氣瓶事故的方法，為氧氣瓶的安全管理提供科學依據(jù)。關鍵詞 :氧氣瓶 ;事故樹 ;結構重要度 ;預防措施引言隨著近年來國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，氧氣的需求量隨之增長，相應氧氣瓶爆炸事故發(fā)生日益增多。雖然 國家對此十分重視，相繼出臺了氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程和氣瓶安全監(jiān)察規(guī)定等法規(guī)，但從目前現(xiàn)狀來 看，發(fā)生事故的趨勢沒有得到有效的扼制，死亡事故仍不斷發(fā)生。為減少事故發(fā)生，保障人身財產(chǎn)安全， 文中擬用事故樹分析法對氧氣瓶的安全風險進行分析評價，找

2、出事故原因，并制定出相應的對策措施，以 期引起大家的重視，防患于未然。1 事故樹分析原理事故樹分析法（FTA）又稱故障樹分析，是一種邏輯演繹系統(tǒng)安全分析方法。20世紀60年代，由美國貝爾電話研究所首先提出，在 20 世紀 80 年代初引入我國。目前， FTA 作為安全系統(tǒng)工程中一種進行安全分 析、評價和事故預測的先進的科學方法，已得到國內外的公認和廣泛應用，已成為定性和定量預測與預防 事故的主要方法。事故樹分析法以系統(tǒng)較易發(fā)生且后果嚴重的事故（即頂上事件 ）作為分析目標，通過調查與該事故有關的所有原因事件和各種因素，經(jīng)過層層分析，逐級找出最終不能再分解的直接原因事件（即基本事件 ）。將特定的事

3、故和各層原因事件 （危險因素 ）之間用邏輯門符號連接起來，得到形象、簡潔的表達其邏輯關系（或稱因果關系 ）的邏輯圖形，即事故樹圖。通過對事故樹簡化、計算，求出最小割集、最小徑集和基本事件結 構重要度，進行事故樹定性分析。在事故樹中凡能導致頂上事件發(fā)生的基本事件的集合稱作割集。能導致 頂上事件發(fā)生的最低限度基本事件的集合稱為最小割集。最小割集中全部基本事件均發(fā)生時，則頂上事件 一定發(fā)生，而最小割集中任一基本事件不發(fā)生，頂上事件未必一定不會發(fā)生。最小割集表達了系統(tǒng)的危險 性，每個最小割集都是頂上事件發(fā)生的一種可能渠道，最小割集的數(shù)目越多，系統(tǒng)越危險。最小徑集又稱 最小通集。在事故樹中凡是不能導致頂

4、上事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合，稱為最小徑集。最小徑 集中全部基本事件均不發(fā)生時，則頂上事件一定不會發(fā)生，而在最小徑集中，任何一個基本事件發(fā)生，便 不能保證一定不發(fā)生頂上事件。因此，最小徑集表達了系統(tǒng)的安全性，每一個最小徑集是預防頂上事件發(fā) 生的有效途徑之一，最小徑集的數(shù)目越多，系統(tǒng)就越安全。結構重要度分析是分析基本事件對頂上事件影 響程度，根據(jù)分析的結果，找出事故發(fā)生的主要原因，探明控制頂上事件發(fā)生的有效途徑，確定安全對策 措施，制定應急預案 1 。2 氧氣瓶性質及其使用2.1 氧氣的基本特性氧是強氧化性氣體。與空氣相比，燃爆性物質在氧氣中的點火能量變小，燃燒速度變大，爆炸范圍 變寬，

5、即更易著火燃燒和爆炸。在一定條件下，一些金屬在氧氣中也能燃燒。壓縮純氧的壓力越高，其助 燃性能越強。在潮濕或有水條件下，氧氣對鋼材有強烈的腐蝕性。2.2 氧氣瓶及其附件氣瓶本體 ：系管狀無縫結構，上端瓶口處的縮頸部分為瓶頸，瓶頸與瓶體的過渡部分叫瓶肩，瓶頸外側固定連接 有頸圈。下端一般為凹形底。瓶體由優(yōu)質錳鋼、鉻鉬鋼或其他合金鋼制成。最常用的是中容積瓶，外徑 219mm，容積40L，高度約1.5mm，公稱工作壓力 15Mpa，許用壓力18Mpa。主要附件 ：1、瓶閥 一般由銅材制成，抗燃，且不起靜電及機械火花。其密封材料應有好的阻燃及密封性能。2、瓶帽 保護瓶閥免受磕碰，通過螺紋與頸圈連接。瓶

6、帽上一般有排氣孔或側孔，以防瓶閥漏氣使瓶帽承壓。3、防震圈 套于瓶體上的兩個彈性橡膠圈，起減震和保護瓶體的作用。2.3 氧氣瓶的充裝與運輸氧氣瓶充裝時，要嚴防混裝和超裝，而混裝造成的后果更為嚴重，常因混入可燃氣體、油脂等而導致氧氣瓶爆炸。氧氣瓶充裝前，應逐只進行檢查，主要檢查內容是：1、氣瓶的制造廠家是否具有氣瓶制造許可證；2、氣瓶外表面的涂色是否是規(guī)定的淡酞藍色；3、氣瓶瓶閥的出口螺紋是否為右旋螺紋；4、氣瓶內有無剩余壓力，如有剩余壓力則進行氣體定性鑒別；5、氣瓶內外表面有無裂紋、嚴重腐蝕、明顯變形及其他嚴重外部損傷缺陷；6、氣瓶是否在規(guī)定的檢驗期內；7、氣瓶附件是否齊全及符合規(guī)定要求；8、

7、瓶體、瓶閥等是否沾染油脂或其他可燃物；9、瓶內是否有積水等。以上任一項發(fā)現(xiàn)問題，都不得允許氣瓶充裝，而須對氣瓶進行處置。對應一定的充裝溫度，必須嚴格按規(guī)定的充裝壓力進行充裝，確保在氣瓶最高工作溫度 60 度時瓶內 壓力不超過氣瓶許用壓力。氣瓶運輸裝卸時，必須配戴好瓶帽、防震圈，輕裝輕卸，嚴禁拋、滑、滾、碰；氧氣瓶不得與可燃氣文案大全實用標準文檔體氣瓶同車運輸，也不得與任何易燃、易爆物質同車運輸；夏季運輸氧氣瓶應避免爆曬。2.4 氧氣瓶的安全使用1、氧氣瓶不得與可燃氣體氣瓶同室儲存。氧氣瓶儲存室內嚴禁煙火。2、氧氣的防止地點不得靠近熱源和明火。采用氧乙炔火焰進行作業(yè)時，氧氣瓶、溶解乙炔氣瓶及焊

8、（割）炬必須相互錯開，氧氣瓶與焊（割）炬明火的距離應在 10 米以上。操作中應防止回火，避免在氧 氣管路中混入乙炔氣體。不得用氧氣吹掃乙炔管路。3、與氧氣接觸的零件不得沾染油污，使用這些零件前必須進行脫油脫脂處理。4 、不得戴著沾有油脂的手套或帶油裸手開啟氧氣瓶瓶閥和減壓閥。5、開啟瓶閥和減壓閥時，動作應緩慢，以減輕氣流的沖擊和摩擦，防止管路過熱著火。6、禁止用壓縮純氧進行通風換氣或吹掃清理，禁止以壓縮氧氣代替壓縮空氣作為風動工具的動力源， 以防引發(fā)燃爆事故。7、吸氧用氧人員及其近旁人員，必須禁絕抽煙及其他一切火源。8、用瓶單位和人員應防止瓶內積水及積存其他污物，防止氣瓶腐蝕及其他損害，進而避

9、免氣瓶爆炸。 用瓶單位應拒絕使用超過檢驗期的氣瓶。9、氧氣瓶應戴好安全防護帽，堅直安放在固定的支架上，要采取防止日光曝曬的措施。10、氧氣瓶里的氧氣，不能全部用完，必須留有剩余壓力，嚴防乙炔倒灌引起爆炸。尚有剩余壓力的氧氣瓶， 應將閥門擰緊， 注上“空瓶” 標記。 3、氧氣瓶附件有缺損， 閥門螺桿滑絲時， 應停止使用。 禁止用沾染油類的手和工具操作氣瓶，以防引起爆炸。11、氧氣瓶不能強烈碰撞。禁止采用拋、摔及其它容易引撞擊的方法進行裝卸或搬運。嚴禁用電磁起 重機吊運。4、文案大全實用標準文檔12、在開啟瓶閥和減壓器時，人要站在側面；開啟的速度要緩慢，防止有機材料零件溫度過高或氣流 過快產(chǎn)生靜電

10、火花。而造成燃燒。13、冬天，氣瓶的減壓器和管系發(fā)生凍結時，嚴禁用火烘烤或使用鐵器一類的東西猛擊氣瓶，更不能 猛擰減壓表的調節(jié)螺絲，以防止氧氣突然大量沖出，造成事故。8、氧氣瓶不得靠近熱源，與明火的距離一般不得小于 10 米。14、禁止使用沒有減壓器的氧氣瓶。氣瓶的減壓器應有專業(yè)人員修理。3 氧氣瓶典型事故案例分析3.1 案例 12000 年 9 月 15 日 8:00 左右，中國石化集團公司第五建設公司南京分公司（簡稱五化建 ）一焊工進行切割工作時，氧氣管爆炸，另有 3 處同時炸裂。切割時，該焊工感到氣體不純（切割線有漂移現(xiàn)象 ），但鑒于爆破的是舊氧氣膠管，認為氧氣膠管爆炸是其老化所致。由于

11、未領到新氧氣膠管而停止工作，同時將用氣 很少的滿瓶氧氣退回庫房， 對瓶內是否形成爆鳴性氣體未產(chǎn)生懷疑。9 月 18 日 7:35，五化建另一名焊工按照班長分工， 從氣瓶庫取出一瓶氧氣， 裝好焊割工具后， 在距氧氣瓶約 35m 處的預制廠內切割型鋼的點焊， 氧氣瓶內壓力約10MPa，低壓約O.4MPa，約切割10min，感到氣體不純，切割線漂移。 8:05左右，氧氣瓶 突然爆炸，并升起一股灰塵 2 。分析 : 在氣瓶管理中，大部分氣體充裝站的氣瓶都實行“大循環(huán)”，充裝工違反了氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程中的有關規(guī)定，未在氣瓶充裝前對氣瓶內的氣體進行檢驗判別，導致氣瓶內氣體不純，遇火即發(fā)生化學性 爆炸。且對助

12、燃與可燃氣體，不宜采用橡膠軟管，應用高壓金屬軟管。3.2 案例 22002年 5月 30日 19:55，徐州市工程集團某機械廠下料車間， 氧氣匯流排中一只即將開啟使用的氧氣 瓶發(fā)生燃燒擊穿事故，造成一死一傷的嚴重后果 3 。分析 :這次燃割事故為操作者打開瓶閥時產(chǎn)生的靜電火花或摩擦熱量， 通過橡膠金屬軟管內壁時， 劇烈 的沖擊摩擦瞬間產(chǎn)生極高的熱量，點燃了管道上的可燃物橡膠軟管。已燃燒的橡顆粒被高流量、高純氧、高熱量的氣體壓人瓶內，在 高純氧的作用下產(chǎn)生激烈燃燒，噴出的氣體將瓶閥、瓶肩熔穿，能量瞬間釋放，否則氣瓶爆炸后果更加嚴 重。在高壓氧的作用下，選用易燃的橡膠金屬軟管和操作者的不當操作開啟

13、過急，是造成這次事故 的主要原因。在高壓氧的狀態(tài)下，主管道及其連接導管，一定要嚴格選取材料，不可使用可燃材料，橡膠 金屬軟管絕對不能在高壓氧的狀態(tài)下使用，主管道最好選用銅材或紫銅材。在高壓狀態(tài)中使用的氧氣瓶， 不論是氣瓶的充裝單位還是使用單位，對氣瓶的操作或更換都要有明確的操作規(guī)程，謹慎操作，防止急開 急關。3.3 案例 32003 年 8 月 16 日 14:30 左右，徐州市沛縣蘆發(fā)氣體充裝站，發(fā)生了一起氧氣瓶爆炸事故。該站氧氣 充裝臺有二組充裝設備， 8 月 16 日下午運行一段時間后， 由于該系統(tǒng)主法蘭截止閥及支閥有漏氣現(xiàn)象， 檢 修人員調換了絲扣截止閥及支閥，并進行了安裝、清洗、檢漏

14、。 14:30 工作完畢，試充裝 10 只氣瓶，當壓 力升至 8.0MPa 時，其充裝排第 9 只氣瓶發(fā)生強烈爆炸事故 4。分析 :經(jīng)分析取證， 此次事故是因檢修人員不具備專業(yè)基本知識、 粗心大意， 將外部包裝一樣的不但不 能脫油、而本身帶油的鄰苯二甲酸二丁脂錯誤地當做四氯化碳清洗劑使用，二丁脂屬碳氫化合物，遇明火 可燃， 高熱可燃， 與高壓氧接觸發(fā)生強烈反應， 劇烈燃燒， 瞬間產(chǎn)生的熱能轉換成壓力能， 導致氣瓶爆炸。 3.4 案例 42001年 6月 15日 15時許，山東省商河縣玉皇廟鎮(zhèn)一家制氧廠， 一名客戶拉來一車氣瓶來換氧氣。換 氣過程中，操作工發(fā)現(xiàn)一個氣瓶與其它氣瓶不一樣，打著打火機

15、準備試該瓶中裝的是什么氣，誰料氣瓶剛 一打開，就“呯”的一聲爆炸了，氣瓶成了碎片，兩人當場死亡2 。!在瓶檢分析 :這是一幕典型的無知違章所釀成的慘劇。氧氣嚴格禁火禁油，怎么能用打火機打火試氣 中要鑒別氣體，必須用“可燃氣體檢測儀”檢測。3.5 案例 52000年11月 1日7:35，沈陽市第一鋼鐵廠大院內突發(fā)爆炸，氧氣瓶庫房夷為平地，五六十只氧氣瓶 散落四周，有兩三只氣瓶變成鐵板，墻倒塌，門窗玻璃震碎，幸好室內無人，僅使3 人受傷 5 。分析 :據(jù)悉為液氧汽化充裝，液氧泵為 500L/h 的大泵，而充灌的僅十幾只鋼瓶。這樣，液氧泵容量大， 匯流排上瓶子少，速度快，時間短，產(chǎn)生靜電火花，引發(fā)爆

16、炸。充裝速度過快，是一些液體泵充裝站最大 的隱患，按照要求氣體在管道中的流速不超過8m3/h，充裝時間控制在 30min，而實際上充裝速度和時間都超標，給事故的發(fā)生增加危險因素。另外，現(xiàn)場使用的氣瓶不易存放太多，要隨領隨清?？?、實瓶分開 存放，實瓶存放一般不超過 5 瓶，避免發(fā)生事故時有連鎖反應。4 氧氣瓶事故原因調查及事故樹編制氧氣是一種無色無味的氣體，其本身不燃燒，但它是一種強氧化劑，具有助燃性，是燃燒爆炸的基本 要素之一。氧氣幾乎能與所有可燃氣體或蒸汽混合而成爆炸性混合物。純氧與礦物油、油脂或細微分散的 可燃粉塵、碳粉、有機物等接觸時，由于劇烈的氧化升溫、積熱，能引起自燃，發(fā)生火災或爆炸

17、。氧氣瓶 是一種封閉型的壓力容器，由于維修、檢測、使用的諸多因素，導致氧氣瓶發(fā)生爆炸的原因有很多。通過 事故案例調查分析得出，引起氧氣瓶爆炸事故的原因分三大類:超壓物理爆炸、化學爆炸、強度降低爆炸。超壓物理爆炸的原因有 :曝曬、接近熱源、與火源接觸 ;化學爆炸的原因有 :沾染油脂、錯裝 ;強度降低爆炸的 原因有 :外力破壞、氣瓶不合格?，F(xiàn)以氧氣瓶爆炸為頂上事件，逐級分析導致事故發(fā)生的各種原因，編制氧 氣瓶爆炸事故樹 6-7，如圖 1 所示。2AZAAA，竝時.帀移護賈堆川關毎璋tvIt邯件韋炸-1mi白呱銘亡C1.，用：IZX：11ALlk朋屮.tji!：i:1fl：Hil圖1氧氣瓶爆炸事故樹

18、5氧氣瓶爆炸事故樹分析5.1求事故的最小割集事故樹的結構函數(shù)表達式為：T=A1+A2+A3=X1(X3+X4+X5)+B1 X B2+X2(B3+B4)=X1(X3+X4+X5)+(C1+C2)X(C3+X6+X7)+X2(C4 XX12+C5XX17)=X1(X3+X4+X5)+(D1+D2+X8+X9)X (X10+X11+X6+X7)+X2(X14+X15+X16)XX12+(X22+X23+X24+X25) XX17=X1(X3+X4+X5)+X13(X18+X19)+X20+X21+X8+X9X (X10+X11+X6+X7)+X2(X14+X15+X16) X12+(X22+X23

19、+X24+X25) XX17=X1X3+X1X4+X1X5+(X13X18+X13X19+X20+X21+X8+X9) X (X10+X11+X6+X7)+X2(X14X12+X15X12+X16X12+X22X17+X23X17+X24X17+X25X17)=X1X3+X1X4+X1X5+X13X18X10+X13X19X10+X20X10+X21X10+X8X10+X9X10+X13X18X11+X13X19X11+X20X11+X21X11+X8X11+X9X11+X13X18X6+X13X19X6+X20X6+X21X6+X8X6+X9X6+X13X18X7+X13X19X7+X20X

20、7+X21X7+X8X7+X9X7+X2X14X12+X2X15X12+X2X16X12+X2X22X17+X2X23X17+X2X24X17+X2X25X17利用布爾代數(shù)法求得該事故樹的最小割集如下 :K1=X1 ，X3K2=X1 ，X4K3=X1 ，X5K4=X6 ，X8K5=X6 ，X9K6=X6 ，X20K7=X6 ，X21K8=X7 ，X8K9=X7 ，X9K10=X7 ， X20K11=X7 ，X21K12=X8 ， X10K13=X8 ， X11K14=X9 ， X10K15=X9 ， X11文案大全實用標準文檔K16=X10 ， X20K17=X10 ， X21K18=X11

21、，X20K19=X11 ，X21K20=X2 ，X12 ，X14K21=X2 ，X12 ，X15K22=X2 ，X12 ，X16K23=X2 ，X17 ，X22K24=X2 ，X17 ，X23K25=X2 ，X17 ，X24K26=X2 ，X17 ，X25K27=X6 ，X13 ，X18K28=X6 ，X13 ，X19K29=X7 ，X13 ，X18K30=X7 ，X13 ，X19K31=X10 ， X13 ，X18K32=X10 ， X13 ，X19K33=X11 ，X13 ，X18K34=X11 ，X13 ，X19文案大全文案大全5.2 求事故樹基本事件的結構重要度根據(jù)僅出現(xiàn)在同一個最小割

22、集中的所有基本事件結構重要度相等，以及僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)相等的 若干個最小割集中的各基本事件結構重要度依出現(xiàn)次數(shù)而定。出現(xiàn)次數(shù)少，其結構重要度小;出現(xiàn)次數(shù)多，其結構重要度大 ;出現(xiàn)次數(shù)相等，其結構重要度相等。因為X14，X15，X16，X22，X23， X24，X25 都只在含有3個基本事件的最小割集中出現(xiàn)了1次，X3 , X4 , X5都只在含有2個基本事件的最小割集中出現(xiàn)了 1 次， X12 只在含有 3個基本事件的最小割集中出現(xiàn)了 3次， X17， X18， X19 只在含有 3個基本事件的 最小割集中出現(xiàn)了 4次， X1 只在含有 2個基本事件的最小割集中出現(xiàn)了 3次， X2 只在含

23、有 3個基本事件 的最小割集中出現(xiàn)了 7次， X13 只在含有 3個基本事件的最小割集中出現(xiàn)了 8次， X8， X9， X20， X21 都 只在含有 2個基本事件的最小割集中出現(xiàn)了 4次， X6， X7， X10， X11 在含有 2個基本事件的最小割集中 出現(xiàn)了 4次，在含有 3個基本事件的最小割集中出現(xiàn)了 2次，所以各基本事件的結構重要度有如下關系 :I （14）=1（15）=1（16）=1（22）=1（23）=I （24）=1（25）I （3）=1 （4）=1 （5）I （17）=1（18）=1（19）I （8）=1 （9）=1 （20）=1（21）I （6）=I （7）=I （10）

24、=1（11）由事故樹基本事件結構重要度近似判別式算得1 廣皿=E式中:nj基本事件Xi所在割集Kj中基本事件個數(shù)。所以根據(jù)近似法判斷得出事故樹基本事件結構重要度排序如下：（18）：I （6）=1 （7）=1 （10）=1（11）1（8）=1 （9）=1 （20）=1（21）=1（13）1（2）1 （1）1 （17）=11 （3）=1 （4）=1 （5）1 （14）=1（15）=1（16）=1（22）=1（23）=1（24）=1（25）6氧氣瓶事故預防措施從氧氣瓶事故樹分析結果可以看出，造成氧氣瓶爆炸事故的途徑有34個，事故較易發(fā)生，其中靜電火花、摩擦熱量、違章動火、工作用火是最危險事件，使用可燃連接管、可燃密封材