從一起“罐車”爆炸事故看液態(tài)?；纷鳂I(yè)過程中靜電的產(chǎn)生

■ 周 宏

0 引 言

2013年，長江上游一座化工碼頭發(fā)生一起因裝運危化品“罐車”爆炸，導致1人死亡的事故。由于事發(fā)突然，駕駛員已于事故中身亡，唯一的目擊者背向車輛且距離較遠，對事故原因不能提供任何有價值的線索。后經(jīng)公安機關(guān)消防機構(gòu)對現(xiàn)場進行反復、詳細的勘驗，并經(jīng)過認真分析、計算，認定此次事故系作業(yè)過程中產(chǎn)生靜電且未能有效導除引起。調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，此次事故靜電的產(chǎn)生原因較多，多個環(huán)節(jié)違章，教訓十分深刻。筆者通過對這次事故成因的剖析，對液態(tài)危化品作業(yè)過程中靜電的產(chǎn)生作初步探討。

1 事故概況

2013年8月16日21時40分許，駕駛員成某駕駛一輛東風天龍牌牽引車并拖掛平板掛車（載有鋼質(zhì)儲罐）進入長江上游某化工碼頭液體化工貨物作業(yè)區(qū)，準備接卸液體?；贰按姿嶂俣□ァ薄．斳囕v于作業(yè)區(qū)裝卸作業(yè)平臺停放妥當，碼頭操作人員即將車輛裝卸管道與岸坡頂部平臺管道進行了對接，并通過對講機通知在碼頭靠泊的危化品運輸船舶啟動液貨泵開始作業(yè)。隨即，液體貨物沿岸坡架設(shè)的管道，被輸送至裝卸作業(yè)平臺，經(jīng)由平臺上液體鶴管裝卸臂，自平板車所載儲罐頂部注入罐內(nèi)。這時，駕駛員成某正在罐頂通過罐口觀察裝載情況。作業(yè)開始大約3 min，隨著一聲巨響，距罐車約10 m開外的碼頭操作人員，只看見平板車上儲罐罐口發(fā)出嘯叫并冒出熊熊大火，火焰直沖裝卸作業(yè)平臺頂棚，而駕駛員成某此時已不見蹤影（勘察現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)成某被氣浪拋在距車輛約5 m外地上）。經(jīng)事后清理現(xiàn)場，此次事故除造成駕駛員死亡外，火災還燒毀了平板掛車（駕駛室完好）及儲罐，并造成裝卸作業(yè)平臺部分損毀。

2 事發(fā)現(xiàn)場及接卸工藝情況

事故發(fā)生地位于長江上游北岸，臨江依山而建，地處偏遠，主營化工原材料及附屬產(chǎn)品、貨物裝卸、倉儲、中轉(zhuǎn)服務、集裝箱裝卸運輸、物流配送等。該單位設(shè)有液體?；纷鳂I(yè)區(qū)，并通過在作業(yè)區(qū)臨江一側(cè)，修建斜坡并敷設(shè)作業(yè)管道與水上3 000 t級靠泊泊位躉船相連，主要用于甲醇、醋酸等液體物料的裝卸作業(yè)。

該液體?；凡次慌R岸一側(cè)為斜坡道，泊位岸線長119 m，采用斜坡式碼頭建設(shè)，由一艘長65 m、寬13.50 m的躉船作船舶靠泊設(shè)施，并由鋼引橋與斜坡道連接。整個碼頭由靠泊躉船、鋼引橋和斜坡道構(gòu)成，并在鋼引橋和斜坡道上敷設(shè)有6根作業(yè)管道，供液體貨物管輸作業(yè)。管道沿斜坡道向上方?；纷鳂I(yè)區(qū)延伸，至坡頂裝卸作業(yè)平臺止，管道長度約180 m、垂直高度約30 m。

該碼頭裝卸作業(yè)工藝流程為：危化品船舶靠泊躉船后，由躉船工作人員使用管道與船舶閘閥進行連接（躉船金屬軟管與斜坡道上作業(yè)管道已固定連接）。與此同時，岸上裝卸作業(yè)平臺操作工，也將液體裝卸臂或管道與作業(yè)的汽車罐車進行連接，經(jīng)確認整個管系連接并固定妥當后，由平臺操作工發(fā)出指令，船舶啟動液貨泵向管道輸送液體物質(zhì)，經(jīng)管道、裝卸作業(yè)平臺輸送至汽車罐車內(nèi)。接卸作業(yè)完畢后，再由平臺操作工發(fā)出指令、船舶停泵，回收管道內(nèi)殘液，完成整個作業(yè)過程。

裝卸作業(yè)平臺位于碼頭上方、液體化工貨物作業(yè)區(qū)內(nèi)，距泊位斜坡道項端約20 m。該平臺系鋼質(zhì)二層結(jié)構(gòu)作業(yè)單元，一層系安裝有裝卸作業(yè)管道、管系接口、截止閥、止回閥，及流量、壓力監(jiān)控等設(shè)施設(shè)備的操作區(qū)域。通過設(shè)在平臺前端的鋼質(zhì)樓梯可到達二層作業(yè)平臺，二層作業(yè)平臺系裝卸作業(yè)區(qū)域，安裝有液體裝卸臂、液位控制器、接地裝置等設(shè)施。作業(yè)過程中，汽車罐車停放于裝卸作業(yè)平臺側(cè)下方，操作人員可通過設(shè)在二層、架空于車輛上方的活動鋼質(zhì)梯，登上罐頂進行收放裝卸臂作業(yè)。

“8·16”事故就發(fā)生在該裝卸作業(yè)平臺正面下部停車位。

3 靜電的產(chǎn)生及積聚

事發(fā)當晚，調(diào)查人員立即趕赴現(xiàn)場并迅速開展了調(diào)查工作，在有充分的證據(jù)排除其它致災因素后，調(diào)查人員把工作重點放在靜電引起事故的可能性上。此次事故中靜電如何產(chǎn)生？為何沒有有效導除？隨著調(diào)查的不斷深入，經(jīng)過對現(xiàn)場操作人員認真、細致的訪問調(diào)查，并對事故現(xiàn)場進行了詳細、縝密的勘驗后，抽絲剝繭、水落石出，調(diào)查組以確實、充分的證據(jù)，認定此次事故系液體?；纷鳂I(yè)過程中因作業(yè)時流速控制不當、管道工藝存在缺陷、罐車不符合標準以及操作不當?shù)染C合因素，致使液體貨物產(chǎn)生、積聚了大量靜電，并未能有效導除，遇外部點火能量作用，引起可燃混合蒸氣爆炸成災。此結(jié)論得到事故當事雙方及安監(jiān)部門專家組認同，為事故善后處理工作提供了依法、有效的依據(jù)。

3.1 靜電的產(chǎn)生

1）貨物特性決定。此次事故中正在作業(yè)的液化貨物為醋酸仲丁酯。其品名應為乙酸仲丁酯，危規(guī)編號2760，無色，不溶于水，主要用作溶劑、化學試劑、汽油抗爆劑或調(diào)制香料。屬中閃點易燃液體，其閃點閉口為19 ℃、開口為31 ℃，爆炸濃度介于9.8%~1.7%。特性是極易燃燒，其揮發(fā)出的蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱可引起爆炸燃燒。而液體?；吩谶\輸過程中，不論是車、船載運或者通過管道輸送，其過程中的顛簸、流動、沖擊、搖晃都會因介質(zhì)與容器摩擦而產(chǎn)生靜電，這是液體?；返墓餐匦?，也是其生產(chǎn)、運輸、儲存、使用等所有作業(yè)環(huán)節(jié)中應當重點加以注意的問題。此次事故，貨物本身屬性決定了產(chǎn)生靜電的可能性是完全存在的。

2）作業(yè)方式因素。不同的液體?；芬蜃陨矸肿咏Y(jié)構(gòu)、運輸方式甚至作業(yè)時流速的不同，產(chǎn)生靜電的可能性和程度是不一樣的。一般來說，經(jīng)車輛、船舶運輸后，按照操作規(guī)程應當靜置1 h以上，待液體在容器內(nèi)處于完全靜止狀態(tài)后方可進行接卸作業(yè)。一些液體?；飞踔翉娭埔笾荒芟騼掭斔?，而不能直接向任何形式的運輸工具直接轉(zhuǎn)運就是這個道理。而此次發(fā)生事故的化工碼頭因場地條件限制，從建設(shè)之初就沒有對作業(yè)的這類?；吩O(shè)立儲罐區(qū)，而是一直采用由船舶向罐車不經(jīng)任何中轉(zhuǎn)過程的直接轉(zhuǎn)運（裝卸作業(yè)平臺只是作業(yè)工具），且為上部裝載，這是一種相對落后的作業(yè)方式，因潛藏了大量的不安全因素，目前?；纷鳂I(yè)場所已極少采用，即便在用，也須采取一些必不可少的完善和補救措施，加裝減少靜電產(chǎn)生的裝置，以防不測。但此次事故發(fā)生的場所卻沒有采取任何措施，因此事故的發(fā)生具有一定的必然性。

3）工藝設(shè)計缺陷。鑒于液態(tài)?；诽匦裕凑展に囋O(shè)計要求，這類裝卸作業(yè)方式應當在抑制靜電產(chǎn)生方面予以慎重考慮，并應采取切實有效措施。如在管系終端靠近灌裝鶴管根部處或于裝卸作業(yè)平臺下方管道入口處安裝靜電緩和器，促使作業(yè)介質(zhì)產(chǎn)生的工藝靜電在進入汽車槽罐或裝卸作業(yè)平臺之前得以緩和、消解與逸出，最終將剩余靜電荷值控制在較為安全的范圍。靜電緩和器又稱張馳器，簡單來看這是一個安裝在管路上的金屬筒狀物，也可以看成是一個擴大了直徑的管線段。從外形上看，它比兩端管道（進、出端）直徑要大，其原理意在當液體貨物通過這里時，因管道直徑變大，流速會得到減緩，同時產(chǎn)生回旋，促使靜電的產(chǎn)生得到一定程度地緩解并通過連接在裝置上的接地線，將靜電導向大地。但遺憾的是，該碼頭曾設(shè)計有這一裝置，但不知何故在建設(shè)期間作了技術(shù)變更，實際施工時取消了這一裝置。為此，又一道防范措施沒有得到保障。

4）流速控制不當。由于液體?；吩谧鳂I(yè)過程中無可避免流動、沖擊，這種不斷的摩擦、接觸、分離是產(chǎn)生靜電的主要原因，從理論上講，要完全抑制靜電的產(chǎn)生幾乎是不可能的。因此，對于液體?；纷鳂I(yè)過程中如何控制流速，如何減少流體分子間及其與管道壁間的摩擦、減小沖擊力，以盡力減少靜電的產(chǎn)生，目前的規(guī)范有所考慮和涉及，但并沒有針對某種具體的物料明確一個操作標準，事實上也難以做到。因為流速始終受到泵壓力、揚程、管徑、輸送距離、相對高差及物料自身成分甚至外界環(huán)境溫度的影響，無法以一個精準的標準作為控制某種物料流速的指標。由于液體?；返碾娮杪矢鱾€不同，其允許流速與電阻率密切相關(guān)，當電阻率越高，其允許流速應越低。所以，一般操作規(guī)程，都要求按照不同介質(zhì)控制相應流速，尤其是控制初始流速，也就是泵的初始壓力。簡單地說就是在作業(yè)的開始階段要將流速控制在一個較為緩慢、合理的范圍內(nèi)，讓管道里充滿液體，并確保儲罐（罐車）內(nèi)的加住管口被液體淹沒后方可適當提高流量，這樣就有效地減低了摩擦、沖擊產(chǎn)生靜電的可能。經(jīng)向船岸雙方操作人員調(diào)查得知，此次作業(yè)開始后，碼頭操作人員依照操作經(jīng)驗而不是操作規(guī)程。為節(jié)省作業(yè)時間，要求船方從一開始就用0.3 MPa壓力進行輸送，這是不正確的，也具有一定的危險性。經(jīng)查閱有關(guān)資料，醋酸仲丁酯安全技術(shù)說明書中明確要求：罐裝時應注意流速不超過3 m/s，且應有良好的接地裝置。而此次作業(yè)場所，斜坡段水平投影長174.8 m，坡比為1∶5.8；斜坡道管道長度約180 m、管徑100 mm，垂直高差約30 m經(jīng)查船上貨泵有關(guān)參數(shù)為：壓力0.3 MPa；功率65.3 kW；轉(zhuǎn)速1 450 min/n。據(jù)此數(shù)據(jù)，可以計算出其初始流速至少不小于3.5 m/s，超過了有關(guān)操作技術(shù)要求，如系罐裝初期，這一流速已經(jīng)超過臨界點，是一種比較危險的作業(yè)狀態(tài)。結(jié)合事故當天氣溫較高和裝卸平臺鶴管口徑僅為100 mm等因素，這一數(shù)據(jù)一定還會更大，甚至鶴管前端流速可達4 m/s以上，更是加快了電荷進一步積累上升。由此，事故發(fā)生的又一個重要原因也在這里具備了。

5）非標罐車作業(yè)。裝卸作業(yè)平臺是按照國家有關(guān)液體危化品裝卸作業(yè)要求、并根據(jù)運輸?；饭捃嚕ㄓ址Q槽車）制造標準設(shè)計生產(chǎn)的，可以實現(xiàn)車輛與平臺及裝卸鶴管完全對接，并確保鶴管出口前端與儲罐底部保持一定的安全高度（約300 mm的高度），以有效減緩沖擊能量，降低液體在進入罐體后與空氣摩擦的速度和對罐體及液面的沖擊，盡可能降低靜電產(chǎn)生。為確保這一安全高度，當標準型危化品車輛作業(yè)時，鶴管架被卡在罐口時，伸進罐體的鶴管前端距底部就基本符合這個要求。經(jīng)查，在這次事故中，作業(yè)的罐車不是標準型專用液體?；愤\輸車輛，而是在普通拖掛車上臨時吊裝一個長9.5 m，高、寬約2.2 m，剖面呈正方、圓角型的鋼質(zhì)儲罐，核載質(zhì)量為33 t。顯而易見，這樣一個非標的罐體是不能與鶴管架完全吻合的。據(jù)事發(fā)現(xiàn)場操作工說：“作業(yè)時感覺鶴管架沒有像平時一樣放到位。”這就意味著鶴管前端距罐底的距離是比較高的。通過現(xiàn)場勘驗證實了這一判斷——鶴管前端距罐底足有800 mm，顯然事發(fā)時醋酸仲丁酯是在高位、呈噴濺式注入罐體的，這是又一個加速產(chǎn)生靜電、且相當危險的作業(yè)狀態(tài)。

綜合以上5個方面，在事發(fā)當天整個作業(yè)過程中，多個環(huán)節(jié)具備了產(chǎn)生和加速產(chǎn)生靜電的不利因素，為事故的發(fā)生提供了必備條件。

3.2 靜電積聚及未能有效導除的原因

如前所述，液體危化品在生產(chǎn)、運輸和裝卸作業(yè)過程中，產(chǎn)生靜電幾乎是不可避免的，但這并不意味著由此引發(fā)事故也是必然的。如果采取了有效的防范措施，靜電是可以有效導除的，或降低到一個較為安全的靜電能。近年來，國家對這類危險品運輸作業(yè)相繼出臺了有關(guān)規(guī)范和標準，行業(yè)也有較為完善的操作規(guī)程，對避免和減少因靜電引發(fā)事故，具有積極的保障作用。通過對這次事故的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)一些應該堅持的標準被束之高閣，一些應該遵守的操作規(guī)程被人為忽略，一些應該堅守的責任被置之腦后，才是導致事故不可避免地發(fā)生的重要原因。

1）車輛自身缺陷。根據(jù)國務院《危險化學品安全管理條例》（國務院令第591號）第47條規(guī)定：危險化學品運輸車輛應當符合國家標準要求的安全技術(shù)條件，并按照國家有關(guān)規(guī)定定期進行安全技術(shù)檢驗。而這里所指的國家標準，就是《道路運輸爆炸品和劇毒化學品車輛安全技術(shù)條件》（GB 20300—2006），其中4.2.8.6條款明確規(guī)定：“車輛底部必須設(shè)置導靜電拖地帶，其性能應符合“JT230”的規(guī)定。”而“JT230”，即《汽車導靜電橡膠拖地帶》，這是一部交通行業(yè)標準，該《標準》對拖地帶生產(chǎn)技術(shù)要求、規(guī)格結(jié)構(gòu)、檢驗規(guī)則等作了詳細、明確的規(guī)定。所謂的汽車導靜電橡膠拖地帶由阻燃橡膠制成，內(nèi)部嵌有金屬材料或在橡膠中添加了導電粉整體軋合成型。其安裝要求是將拖地帶一端使用螺栓與罐體直接連接或者罐體與車架進行有效連接，然后將拖地帶與車架后部連接，另一端則依靠自重接地（出廠時配有一定重量的配重件，以確保拖地帶有效觸地）。這樣拖地帶與地面接觸形成一個通路，當儲罐內(nèi)的電荷高于地面電荷時，就形成了電位差，電荷高的一端就會向低的一端發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，將罐體內(nèi)因運輸、作業(yè)產(chǎn)生的高電位的靜電導向大地。應當說明的是，這只是對單車的要求，如系掛車還應分別在車頭和掛車前后各安裝一根拖地帶。

前面已經(jīng)談到，此次事故作業(yè)的系非標車輛，也即是在一輛普通的平板拖車上吊裝了一個儲罐。在現(xiàn)場勘驗中，可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)該車沒有安裝作為液體危化品專用車輛強制要求設(shè)置的導靜電橡膠拖地帶，這就直接決定了放置在平板車上的儲罐與大地是絕緣的——靜電將無法被有效導除。

2）違反操作規(guī)程。按照規(guī)定，液體裝卸作業(yè)平臺的操作流程應當是：當車輛到達裝卸作業(yè)平臺時，應在平臺操作人員指揮下將車輛停放于平臺裝卸鶴管正下方，車頭朝向逃生方向，作好作業(yè)準備。這時，駕駛員應將車輛熄火，關(guān)閉車上全部電器設(shè)備，切斷整車電源，將車鑰匙交給平臺操作工保管后至安全區(qū)等候。與此同時，平臺操作工應對車輛進行檢查，通過向駕駛員了解確認上一次作業(yè)裝載物品種類（防止抵觸、沖突）、檢查車輛安全設(shè)施（包括車輛熄火、斷電及拖地帶連接、排氣筒阻火帽安裝等）、檢查儲罐內(nèi)是否有雜質(zhì)、殘液。待確認符合作業(yè)條件后，將裝卸作業(yè)平臺靜電消除裝置接地線與車輛罐體進行有效連接，并確保聲光報警指示裝置顯示正常。待完成這一切操作并確認無誤后，方可開始進行裝卸作業(yè)。

但在事后調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)平臺操作工并未對車輛進行例行檢查。連接靜電線這一重要環(huán)節(jié)，也被草草應付了事。經(jīng)現(xiàn)場勘驗：本應直接與罐體金屬部件進行有效連接的靜電接地線端子（俗稱：“鱷魚夾”、“靜電鉗”），被隨意放置在罐頂，根本沒有作任何有效連接。在現(xiàn)場指認時，事發(fā)時的操作工也不能確定自己把靜電端子接在了什么地方。因此，可以肯定，能夠有效導除罐體靜電的又一道措施被完全忽視了。據(jù)了解，這種方式在其它裝卸作業(yè)現(xiàn)場也屢見不鮮。

同時，在對事故調(diào)查中還查明：事故前，車輛停放到位后，該車駕駛員即關(guān)閉了發(fā)動機（但未切斷整車電源，也未關(guān)閉車內(nèi)電器，火災撲滅后，駕駛室內(nèi)收音機仍處于播放狀態(tài)）。隨后，駕駛員自行通過裝卸作業(yè)平臺登上罐車頂，蹲在罐口察看裝載情況，導致事故發(fā)生時，被從罐內(nèi)沖出的強大氣流拋到地面，因傷勢過重，不治身亡。按照操作規(guī)程，為確保安全，在裝（接）卸危險化學物品過程中無關(guān)人員不得接近作業(yè)場所，駕駛員和碼頭操作工應按規(guī)定退至安全線以外。這一方面是為了保障作業(yè)人員的人身安全，同時也是避免由于人員活動產(chǎn)生人體靜電、甚至產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這也是防止事故發(fā)生的一項重要措施，但在本次事故中，這一切終究沒有得到切實有效的貫徹執(zhí)行。多種復雜因素交織，導致了靜電產(chǎn)生且未能得到有效消除，這時只需要很微弱的點火能量，事故就進入了不可逆轉(zhuǎn)的進程。