二、基本知识

二、基本知识

爆炸事故,是指在生产活动或日常生活中,由于对物质的危险特性缺乏认知或违反安全生产操作规范,在人为、环境或管理等综合因素作用下而意外引发物质发生急剧的物理、化学变化,瞬间释放出大量能量,并伴有强烈的冲击波、高温高压和地震效应等,造成财产损失、物体破坏或人身伤亡等的事故。

爆炸的发生通常需要具备3个要素:①能与氧气(空气)反应的爆炸性物质,如氢气、乙炔、甲烷等气体,以及乙醇、汽油等液体,粉尘、纤维粉尘等固体。②氧气(空气);③致燃源,如明火、电器火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。

(一)爆炸的类型

1.性质 按照爆炸的性质不同,爆炸可分为物理性爆炸和化学性爆炸。

(1)物理性爆炸:通常是指气瓶、锅炉、压力容器等容器内的气体压力升高超过容器所能承受的压力,而引起容器破裂所形成的爆炸。在物理性爆炸的前后,爆炸物质的性质及化学成分均不改变,由物理变化(温度、体积和压力等因素)引起。如锅炉爆炸、车辆轮胎爆炸、气体钢瓶受热爆炸是典型的物理性爆炸。锅炉内蒸汽压力过高,超过锅炉所能承受的极限强度时就会发生爆炸。氧气钢瓶、煤气罐受热升温,致使瓶罐内气体压力增高,当压力超过钢瓶的极限强度时也会发生爆炸。物理性爆炸是蒸汽和气体膨胀作用的瞬时表现,破坏性取决于蒸汽或气体的压力。

(2)化学性爆炸:是由物质发生高速放热的化学反应,产生大量的高温高压气体而引起的爆炸现象。化学反应的高速度,同时产生大量气体和大量热量是化学性爆炸的3个基本要素。①可燃性气体在空气中达到一定浓度时,遇明火或火花等会发生爆炸;②空气和可燃性气体的混合气体的爆炸、空气和煤屑或面粉的混合物爆炸等,都由化学反应引起;③化学性爆炸时因剧烈的放热反应,产生高温高压和冲击波,可引起强烈的破坏 作用。

2.速度 按照爆炸的瞬时燃烧速度的不同,爆炸可分为轻爆、爆炸和爆轰。

(1)轻爆的破坏力较小,声响也不太大,爆炸时的燃烧速度为每秒数米。无烟火药在空气中的快速燃烧、可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的爆炸属于 此类。

(2)爆炸时在爆炸点压力骤增,有较大的破坏力,有震耳的声响,爆炸时的燃烧速度为每秒十几米至数百米。可燃性气体混合物的爆炸、火药爆炸多属此类。

(3)爆轰时瞬间发生高速化学反应,燃烧速度可达每秒1 000~7 000 m,形成高温高压的超音速“冲击波”,像活塞一样挤压其周围气体。冲击波迅速传播并远离爆轰的发源地而独立存在,可引起周围其他爆炸性气体混合物或炸药发生爆炸,发生“殉爆”现象。

(二)煤气爆炸

煤气中含有可燃气体和有毒气体一氧化碳,有较大的易燃易爆和中毒危险。煤气罐受热爆炸首先因罐体破裂而发生物理性爆炸,而后煤气与空气混合,在明火作用下发生化学性爆炸。煤气爆炸常引起火灾。

导致煤气爆炸的原因主要有两种:①煤气中含氧量过高,或煤气系统内渗入空气,煤气在空气中的爆炸极限浓度为20%~74%;煤气来源中断,管道内压力降低,造成空气吸入,使空气与煤气混合物达到爆炸范围,遇火产生爆炸。②煤气系统发生泄漏。电器火化、摩擦产生的火花、静电、雷击等均可引燃煤气而发生爆炸。

(三)粉尘爆炸

粉尘是引发重特大安全生产事故的重要隐患。粉尘为细粉状态的固体物质,金属(如镁粉、铝粉)、煤炭、粮食(如小麦、淀粉)、饲料(如血粉、鱼粉)、农副产品(如棉花、烟草)、林产品(如纸粉、木粉)、合成材料(如塑料、染料)等的粉尘具有爆炸性。当空气中悬浮的可燃性粉尘达到一定的浓度,若有火源或摩擦产生的火花就可能发生粉尘爆炸。2014年8月2日,苏州市昆山发生的特别重大铝粉尘爆炸事故,造成75人死亡、185人受伤。事故原因包括除尘能力不足、未按时清理管道铝积尘、未配备阻燃和防静电劳保用品。2015年6月27日,台湾新北市在举办“彩色派对”活动时,因喷洒玉米粉制成的彩色粉雾而造成粉尘爆炸,500多人受伤。

粉尘爆炸多产生二次爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,形成所谓的“返回风”,与扬起的粉尘混合,在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多,故二次爆炸威力比第一次要大 得多。

与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。

(四)危险化学品爆炸

随着我国化工行业的迅猛发展,危险化学品的需求量逐年递增。危险化学品是指具有爆炸性、易燃性、毒害性、腐蚀性、放射性等危险性质,在运输、装卸、使用、储存、保管过程中,在一定条件下容易发生导致人身伤亡或财产损失事故的化学品。危险化学品分为8类:爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机抗氧化物、有毒品、放射性物品、腐蚀品。危险化学品一般具有爆炸性、易燃性、毒性、腐蚀性等。危险化学品泄漏后,如果处理不当,不但对周围环境造成长期的严重污染,引起人体中毒甚至死亡,而且可燃物、易燃物引发的火灾、爆炸会造成周围大面积毁灭性的破坏。

(五)锂电池爆炸

随着手机的普及,手机电池爆炸的案例屡有发生。2007年6月19日,甘肃一电焊工作业时,手机电池在高温下突然爆炸,导致其肋骨断裂并刺破心脏而死亡,此为国内首例手机电池爆炸致人死亡事故。手机电池多为锂电池,与其他电池相比,锂电池更轻,能量密度更高,记忆效应不明显,但在特殊温度、湿度及接触不良等情况或环境下可能瞬间放电产生大量电流,引发自燃或爆炸。

锂电池爆炸的原因大致有3种:①电池本身存在质量问题,在不充电、不放电的情况下也可能爆炸。②长时间过充。锂电池充满后会自动停充,但若电池充放电保护电路存在质量缺陷,则会发生危险。锂电池充电电压高于4.2 V时,可使电极片上出现针状锂金属结晶,击穿电池电芯中的隔膜,在刺穿点可发生微短路。过充电压越高,危险性也越高。③手机物理撞击造成电池短路。锂电芯内部产生高热时会使部分电解液汽化,将电池外壳撑破,使空气进入与锂金属发生激烈氧化反应而爆炸。因此,过度挤压、过热、内部或外部的短路都会使电池发生起火爆炸。

(六)爆炸损伤的特征

爆炸产生的破坏作用的直接原因是爆炸瞬间形成的高温高压气体或蒸汽的骤然膨胀,使爆炸点周围介质中发生的急剧压力突变。通常爆炸过程瞬间完成,爆炸点附近压力急剧升高。

爆炸事故可造成4种类型的伤害,即创伤、烧伤、震爆伤和吸入性损伤。爆炸时产生的冲击波通过超压的挤压和动压的撞击,使临近爆炸点的人员受挤压、摔掷而损伤内脏,或造成外伤、骨折、脑震荡等。危险化学品爆炸常导致冲烧毒复合伤,伤情危重、救治困难。距离爆炸中心越近,发生冲烧毒复合伤的机会越多。爆炸可造成群体性伤害,瞬间出现大批伤员(图5-3)。

图示

图5-3 爆炸损伤的范围

(1)创伤:爆炸物直接作用于人体,可造成人体组织损毁、内脏破裂、肢体离断;爆炸物碎片刺入或贯通身体,造成骨折、出血。

(2)烧伤。(https://www.daowen.com)

(3)爆震伤:又称为冲击波伤害。决定于冲击波超压和冲击波作用时间。对于人体而言,冲击波超压为0.5大气压时,人的耳膜破裂、内脏受伤;超压为1大气压时,作用于人体躯干的力可达4 000~5 000 kg,人体内脏器官严重损伤,尤其会造成肺、肝、脾破裂,甚至导致死亡。外伤可掩盖内脏损伤,易漏诊误诊。单纯的冲击波超压致伤时,体表多完好无损,但常有不同程度的内脏损伤,呈现外轻内重的特点。当冲击伤合并烧伤或其他创伤时,体表损伤常很显著,此时内脏损伤却容易被掩盖,而决定伤情转归的却是严重的内脏损伤。

(4)吸入性损伤:爆炸时,化学物质燃烧产生的粉末和有毒有害气体,被吸入呼吸道,可造成急性中毒等损害,严重者可窒息死亡。肺是中毒致伤也是冲击波致伤最敏感的靶器官之一,肺也是呼吸道烧伤时主要的靶器官。

(5)窒息:硫化氢、氮气、二氧化碳在较高浓度下均可于数秒钟内使人发生急性反应性喉痉挛、反应性延髓中枢麻痹或呼吸中枢麻痹,出现“电击样死亡”。

(6)心理创伤:爆炸可造成巨大的心理恐惧,危险化学品爆炸事故后可对周围环境造成较长时间的影响,使人产生恐惧感,对谣言盲信盲从。

(七)安全防范措施

与火灾事故相比,爆炸发生的过程极短,通常来不及采取有效措施进行应对。因此,积极采取预防措施最大限度地减少爆炸事故的发生是根本所在。

1.预防燃气爆炸

(1)使用燃气设备的房间必须保持通风良好。

(2)定期检查室内燃气管道是否漏气,可用肥皂水刷在管道接口处,如有气泡冒出,证明该处漏气。禁止用明火查找漏气点。

(3)定期对灶具连接胶管进行检查,若发现老化、磨损,应立即更换。

(4)厨房内严禁堆放汽油、香蕉水等易燃易爆物品。

(5)在睡觉前、外出前或使用完毕后,检查并关闭燃气灶具开关、灶前阀。如长期外 出,应关闭表前阀门。

(6)用明火点燃煤气灶时应先点火,再送燃气。

(7)若不慎将煤气罐碰到,应及时将其竖起。

(8)若室内出现异味,切不可开关电器、使用明火、拨打接听电话,应立即关闭燃气阀门,开启门窗通风。

(9)若不慎引起煤气罐着火,应尽快拨打电话报警,并及时疏散屋内人群。煤气罐受热时间较短时,可用灭火器或打湿的布料覆盖着火的煤气罐阀门处进行灭火,并立即关闭煤气罐阀门,切断室内电源,开窗通气;如果受热时间较长,不要马上关闭阀门或使用冷水浇灭,以免引起爆炸。切不可将着火的煤气罐推倒。罐体竖立于地面燃烧,无论出口是否装减压阀,一般不会马上发生爆炸;而当罐体横倒时,煤气可从瓶口泄露而引起燃烧爆炸。

2.预防粉尘爆炸

(1)减少粉尘在空气中的浓度,防止粉尘达到最低爆炸浓度。

(2)控制温度、湿度和含氧量。

(3)控制火源,有粉尘爆炸危险的场所,要使用防爆电机、防爆电灯及防爆开 关等。

3.预防锂电池爆炸

(1)使用原装锂电池和充电器。原装充电器可保证电池安全,兼容充电器可因电气性不合格或损坏电池造成爆炸。

(2)注意避免锂电池的物理性损坏,物理损坏可能造成电芯内部短路;不使用破损的电池。

(3)不要将电池长时间放在高温环境下,避免阳光直射,可能会对锂电芯造成永久性损坏。

(4)避免对锂电池产生过充。电池在50%左右,就应该对手机进行充电,既安全,对电池的损伤也较小。

(5)不要长时间用手机通话,充电时不要打电话或玩游戏,可能因充电插头松动造成充电电压不稳而造成爆炸。

(6)使手机远离胸部及面部,不要将手机挂在胸前,多用耳机接听电话。

(7)电池爆炸前会出现温度迅速升高,是短路或电流突然变大造成的。如果发现电池过热,应立即关机,拔除电源,自然冷却。