氧气瓶安全系统风险事故树分析报告

1、实用标准文档氧气瓶安全风险事故树分析摘 要 :应用事故树分析方法对氧气瓶爆炸事故进行分析，找出了引发事故的基本原因和途径，分析了基本原 因事件的结构重要度。由此提出了防止氧气瓶事故的方法，为氧气瓶的安全管理提供科学依据。关键词 :氧气瓶 ;事故树 ;结构重要度 ;预防措施引言随着近年来国民经济的高速发展，氧气的需求量随之增长，相应氧气瓶爆炸事故发生日益增多。虽然 国家对此十分重视，相继出台了气瓶安全监察规程和气瓶安全监察规定等法规，但从目前现状来 看，发生事故的趋势没有得到有效的扼制，死亡事故仍不断发生。为减少事故发生，保障人身财产安全， 文中拟用事故树分析法对氧气瓶的安全风险进行分析评价，找

2、出事故原因，并制定出相应的对策措施，以 期引起大家的重视，防患于未然。1 事故树分析原理事故树分析法（FTA）又称故障树分析，是一种逻辑演绎系统安全分析方法。20世纪60年代，由美国贝尔电话研究所首先提出，在 20 世纪 80 年代初引入我国。目前， FTA 作为安全系统工程中一种进行安全分 析、评价和事故预测的先进的科学方法，已得到国内外的公认和广泛应用，已成为定性和定量预测与预防 事故的主要方法。事故树分析法以系统较易发生且后果严重的事故（即顶上事件 ）作为分析目标，通过调查与该事故有关的所有原因事件和各种因素，经过层层分析，逐级找出最终不能再分解的直接原因事件（即基本事件 ）。将特定的事

3、故和各层原因事件 （危险因素 ）之间用逻辑门符号连接起来，得到形象、简洁的表达其逻辑关系（或称因果关系 ）的逻辑图形，即事故树图。通过对事故树简化、计算，求出最小割集、最小径集和基本事件结 构重要度，进行事故树定性分析。在事故树中凡能导致顶上事件发生的基本事件的集合称作割集。能导致 顶上事件发生的最低限度基本事件的集合称为最小割集。最小割集中全部基本事件均发生时，则顶上事件 一定发生，而最小割集中任一基本事件不发生，顶上事件未必一定不会发生。最小割集表达了系统的危险 性，每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能渠道，最小割集的数目越多，系统越危险。最小径集又称 最小通集。在事故树中凡是不能导致顶

4、上事件发生的最低限度的基本事件的集合，称为最小径集。最小径 集中全部基本事件均不发生时，则顶上事件一定不会发生，而在最小径集中，任何一个基本事件发生，便 不能保证一定不发生顶上事件。因此，最小径集表达了系统的安全性，每一个最小径集是预防顶上事件发 生的有效途径之一，最小径集的数目越多，系统就越安全。结构重要度分析是分析基本事件对顶上事件影 响程度，根据分析的结果，找出事故发生的主要原因，探明控制顶上事件发生的有效途径，确定安全对策 措施，制定应急预案 1 。2 氧气瓶性质及其使用2.1 氧气的基本特性氧是强氧化性气体。与空气相比，燃爆性物质在氧气中的点火能量变小，燃烧速度变大，爆炸范围 变宽，

5、即更易着火燃烧和爆炸。在一定条件下，一些金属在氧气中也能燃烧。压缩纯氧的压力越高，其助 燃性能越强。在潮湿或有水条件下，氧气对钢材有强烈的腐蚀性。2.2 氧气瓶及其附件气瓶本体 ：系管状无缝结构，上端瓶口处的缩颈部分为瓶颈，瓶颈与瓶体的过渡部分叫瓶肩，瓶颈外侧固定连接 有颈圈。下端一般为凹形底。瓶体由优质锰钢、铬钼钢或其他合金钢制成。最常用的是中容积瓶，外径 219mm，容积40L，高度约1.5mm，公称工作压力 15Mpa，许用压力18Mpa。主要附件 ：1、瓶阀 一般由铜材制成，抗燃，且不起静电及机械火花。其密封材料应有好的阻燃及密封性能。2、瓶帽 保护瓶阀免受磕碰，通过螺纹与颈圈连接。瓶

6、帽上一般有排气孔或侧孔，以防瓶阀漏气使瓶帽承压。3、防震圈 套于瓶体上的两个弹性橡胶圈，起减震和保护瓶体的作用。2.3 氧气瓶的充装与运输氧气瓶充装时，要严防混装和超装，而混装造成的后果更为严重，常因混入可燃气体、油脂等而导致氧气瓶爆炸。氧气瓶充装前，应逐只进行检查，主要检查内容是：1、气瓶的制造厂家是否具有气瓶制造许可证；2、气瓶外表面的涂色是否是规定的淡酞蓝色；3、气瓶瓶阀的出口螺纹是否为右旋螺纹；4、气瓶内有无剩余压力，如有剩余压力则进行气体定性鉴别；5、气瓶内外表面有无裂纹、严重腐蚀、明显变形及其他严重外部损伤缺陷；6、气瓶是否在规定的检验期内；7、气瓶附件是否齐全及符合规定要求；8、

7、瓶体、瓶阀等是否沾染油脂或其他可燃物；9、瓶内是否有积水等。以上任一项发现问题，都不得允许气瓶充装，而须对气瓶进行处置。对应一定的充装温度，必须严格按规定的充装压力进行充装，确保在气瓶最高工作温度 60 度时瓶内 压力不超过气瓶许用压力。气瓶运输装卸时，必须配戴好瓶帽、防震圈，轻装轻卸，严禁抛、滑、滚、碰；氧气瓶不得与可燃气文案大全实用标准文档体气瓶同车运输，也不得与任何易燃、易爆物质同车运输；夏季运输氧气瓶应避免爆晒。2.4 氧气瓶的安全使用1、氧气瓶不得与可燃气体气瓶同室储存。氧气瓶储存室内严禁烟火。2、氧气的防止地点不得靠近热源和明火。采用氧乙炔火焰进行作业时，氧气瓶、溶解乙炔气瓶及焊

8、（割）炬必须相互错开，氧气瓶与焊（割）炬明火的距离应在 10 米以上。操作中应防止回火，避免在氧 气管路中混入乙炔气体。不得用氧气吹扫乙炔管路。3、与氧气接触的零件不得沾染油污，使用这些零件前必须进行脱油脱脂处理。4 、不得戴着沾有油脂的手套或带油裸手开启氧气瓶瓶阀和减压阀。5、开启瓶阀和减压阀时，动作应缓慢，以减轻气流的冲击和摩擦，防止管路过热着火。6、禁止用压缩纯氧进行通风换气或吹扫清理，禁止以压缩氧气代替压缩空气作为风动工具的动力源， 以防引发燃爆事故。7、吸氧用氧人员及其近旁人员，必须禁绝抽烟及其他一切火源。8、用瓶单位和人员应防止瓶内积水及积存其他污物，防止气瓶腐蚀及其他损害，进而避

9、免气瓶爆炸。 用瓶单位应拒绝使用超过检验期的气瓶。9、氧气瓶应戴好安全防护帽，坚直安放在固定的支架上，要采取防止日光曝晒的措施。10、氧气瓶里的氧气，不能全部用完，必须留有剩余压力，严防乙炔倒灌引起爆炸。尚有剩余压力的氧气瓶， 应将阀门拧紧， 注上“空瓶” 标记。 3、氧气瓶附件有缺损， 阀门螺杆滑丝时， 应停止使用。 禁止用沾染油类的手和工具操作气瓶，以防引起爆炸。11、氧气瓶不能强烈碰撞。禁止采用抛、摔及其它容易引撞击的方法进行装卸或搬运。严禁用电磁起 重机吊运。4、文案大全实用标准文档12、在开启瓶阀和减压器时，人要站在侧面；开启的速度要缓慢，防止有机材料零件温度过高或气流 过快产生静电

10、火花。而造成燃烧。13、冬天，气瓶的减压器和管系发生冻结时，严禁用火烘烤或使用铁器一类的东西猛击气瓶，更不能 猛拧减压表的调节螺丝，以防止氧气突然大量冲出，造成事故。8、氧气瓶不得靠近热源，与明火的距离一般不得小于 10 米。14、禁止使用没有减压器的氧气瓶。气瓶的减压器应有专业人员修理。3 氧气瓶典型事故案例分析3.1 案例 12000 年 9 月 15 日 8:00 左右，中国石化集团公司第五建设公司南京分公司（简称五化建 ）一焊工进行切割工作时，氧气管爆炸，另有 3 处同时炸裂。切割时，该焊工感到气体不纯（切割线有漂移现象 ），但鉴于爆破的是旧氧气胶管，认为氧气胶管爆炸是其老化所致。由于

11、未领到新氧气胶管而停止工作，同时将用气 很少的满瓶氧气退回库房， 对瓶内是否形成爆鸣性气体未产生怀疑。9 月 18 日 7:35，五化建另一名焊工按照班长分工， 从气瓶库取出一瓶氧气， 装好焊割工具后， 在距氧气瓶约 35m 处的预制厂内切割型钢的点焊， 氧气瓶内压力约10MPa，低压约O.4MPa，约切割10min，感到气体不纯，切割线漂移。 8:05左右，氧气瓶 突然爆炸，并升起一股灰尘 2 。分析 : 在气瓶管理中，大部分气体充装站的气瓶都实行“大循环”，充装工违反了气瓶安全监察规程中的有关规定，未在气瓶充装前对气瓶内的气体进行检验判别，导致气瓶内气体不纯，遇火即发生化学性 爆炸。且对助

12、燃与可燃气体，不宜采用橡胶软管，应用高压金属软管。3.2 案例 22002年 5月 30日 19:55，徐州市工程集团某机械厂下料车间， 氧气汇流排中一只即将开启使用的氧气 瓶发生燃烧击穿事故，造成一死一伤的严重后果 3 。分析 :这次燃割事故为操作者打开瓶阀时产生的静电火花或摩擦热量， 通过橡胶金属软管内壁时， 剧烈 的冲击摩擦瞬间产生极高的热量，点燃了管道上的可燃物橡胶软管。已燃烧的橡颗粒被高流量、高纯氧、高热量的气体压人瓶内，在 高纯氧的作用下产生激烈燃烧，喷出的气体将瓶阀、瓶肩熔穿，能量瞬间释放，否则气瓶爆炸后果更加严 重。在高压氧的作用下，选用易燃的橡胶金属软管和操作者的不当操作开启

13、过急，是造成这次事故 的主要原因。在高压氧的状态下，主管道及其连接导管，一定要严格选取材料，不可使用可燃材料，橡胶 金属软管绝对不能在高压氧的状态下使用，主管道最好选用铜材或紫铜材。在高压状态中使用的氧气瓶， 不论是气瓶的充装单位还是使用单位，对气瓶的操作或更换都要有明确的操作规程，谨慎操作，防止急开 急关。3.3 案例 32003 年 8 月 16 日 14:30 左右，徐州市沛县芦发气体充装站，发生了一起氧气瓶爆炸事故。该站氧气 充装台有二组充装设备， 8 月 16 日下午运行一段时间后， 由于该系统主法兰截止阀及支阀有漏气现象， 检 修人员调换了丝扣截止阀及支阀，并进行了安装、清洗、检漏

14、。 14:30 工作完毕，试充装 10 只气瓶，当压 力升至 8.0MPa 时，其充装排第 9 只气瓶发生强烈爆炸事故 4。分析 :经分析取证， 此次事故是因检修人员不具备专业基本知识、 粗心大意， 将外部包装一样的不但不 能脱油、而本身带油的邻苯二甲酸二丁脂错误地当做四氯化碳清洗剂使用，二丁脂属碳氢化合物，遇明火 可燃， 高热可燃， 与高压氧接触发生强烈反应， 剧烈燃烧， 瞬间产生的热能转换成压力能， 导致气瓶爆炸。 3.4 案例 42001年 6月 15日 15时许，山东省商河县玉皇庙镇一家制氧厂， 一名客户拉来一车气瓶来换氧气。换 气过程中，操作工发现一个气瓶与其它气瓶不一样，打着打火机

15、准备试该瓶中装的是什么气，谁料气瓶刚 一打开，就“呯”的一声爆炸了，气瓶成了碎片，两人当场死亡2 。!在瓶检分析 :这是一幕典型的无知违章所酿成的惨剧。氧气严格禁火禁油，怎么能用打火机打火试气 中要鉴别气体，必须用“可燃气体检测仪”检测。3.5 案例 52000年11月 1日7:35，沈阳市第一钢铁厂大院内突发爆炸，氧气瓶库房夷为平地，五六十只氧气瓶 散落四周，有两三只气瓶变成铁板，墙倒塌，门窗玻璃震碎，幸好室内无人，仅使3 人受伤 5 。分析 :据悉为液氧汽化充装，液氧泵为 500L/h 的大泵，而充灌的仅十几只钢瓶。这样，液氧泵容量大， 汇流排上瓶子少，速度快，时间短，产生静电火花，引发爆

16、炸。充装速度过快，是一些液体泵充装站最大 的隐患，按照要求气体在管道中的流速不超过8m3/h，充装时间控制在 30min，而实际上充装速度和时间都超标，给事故的发生增加危险因素。另外，现场使用的气瓶不易存放太多，要随领随清。空、实瓶分开 存放，实瓶存放一般不超过 5 瓶，避免发生事故时有连锁反应。4 氧气瓶事故原因调查及事故树编制氧气是一种无色无味的气体，其本身不燃烧，但它是一种强氧化剂，具有助燃性，是燃烧爆炸的基本 要素之一。氧气几乎能与所有可燃气体或蒸汽混合而成爆炸性混合物。纯氧与矿物油、油脂或细微分散的 可燃粉尘、碳粉、有机物等接触时，由于剧烈的氧化升温、积热，能引起自燃，发生火灾或爆炸

17、。氧气瓶 是一种封闭型的压力容器，由于维修、检测、使用的诸多因素，导致氧气瓶发生爆炸的原因有很多。通过 事故案例调查分析得出，引起氧气瓶爆炸事故的原因分三大类:超压物理爆炸、化学爆炸、强度降低爆炸。超压物理爆炸的原因有 :曝晒、接近热源、与火源接触 ;化学爆炸的原因有 :沾染油脂、错装 ;强度降低爆炸的 原因有 :外力破坏、气瓶不合格。现以氧气瓶爆炸为顶上事件，逐级分析导致事故发生的各种原因，编制氧 气瓶爆炸事故树 6-7，如图 1 所示。<2AZAAALlk，竝时.帀移护賈堆川關毎璋tvIt邯件韋炸-1mi白呱铭亡C1.，用：IZX：11A!：i:1fl：Hil朋屮.tji图1氧气瓶爆

18、炸事故树5氧气瓶爆炸事故树分析5.1求事故的最小割集事故树的结构函数表达式为：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

19、+X23+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+

20、X20X7+X21X7+X8X7+X9X7+X2X14X12+X2X15X12+X2X16X12+X2X22X17+X2X23X17+X2X24X17+X2X25X17利用布尔代数法求得该事故树的最小割集如下 :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文案大全实用标准文档K16=X10 ， X20K17=X10 ， X21K18=

21、X11 ，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 求事故树基本事件的结构重要度根据仅出现在同一

22、个最小割集中的所有基本事件结构重要度相等，以及仅出现在基本事件个数相等的 若干个最小割集中的各基本事件结构重要度依出现次数而定。出现次数少，其结构重要度小;出现次数多，其结构重要度大 ;出现次数相等，其结构重要度相等。因为X14，X15，X16，X22，X23， X24，X25 都只在含有3个基本事件的最小割集中出现了1次，X3 , X4 , X5都只在含有2个基本事件的最小割集中出现了 1 次， X12 只在含有 3个基本事件的最小割集中出现了 3次， X17， X18， X19 只在含有 3个基本事件的 最小割集中出现了 4次，X1只在含有2个基本事件的最小割集中出现了3次，X2只在含有3

23、个基本事件的最小割集中出现了 7次， X13 只在含有 3个基本事件的最小割集中出现了 8次， X8， X9， X20， X21 都 只在含有 2个基本事件的最小割集中出现了 4次， X6， X7， X10， X11 在含有 2个基本事件的最小割集中 出现了 4次，在含有 3个基本事件的最小割集中出现了 2次，所以各基本事件的结构重要度有如下关系 :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）=1（1

24、1）由事故树基本事件结构重要度近似判别式算得1 广皿=E式中:nj基本事件Xi所在割集Kj中基本事件个数。所以根据近似法判断得出事故树基本事件结构重要度排序如下：（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氧气瓶事故预防措施从氧气瓶事故树分析结果可以看出，造成氧气瓶爆炸事故的途径有34个，事故较易发生，其中静电火花、摩擦热量、违章动火、工作用火是最危险事件，使用可燃连接管、可燃密封材料、