历史上的今天事故分析丨中石油兰州石化“1.7”罐区爆炸事故
一、事故简介
2010年1月7日17时24分，兰州石化公司316#罐区发生火灾、爆炸事故，事故共造成6人死亡、1人重伤、5人轻伤，未造成次生事故和环境污染。
二、事故原因
（1）直接原因
设备缺陷。由于316#罐区R202球罐出料管弯头母材焊缝热影响区存在组织缺陷，致使该弯头局部脆性开裂，导致碳四物料大量泄漏，泄漏汽化后的碳四物料蔓延至罐区东北侧丙烯腈装置焚烧炉，遇焚烧炉明火引燃爆炸。
（2）间接原因
①特种设备安全监督管理不到位
I、未按规程规定对事故管线进行定期检验
没有按照国家质监总局2003年6月试行的《在用工业管道定期检验规程》规定，对在用工业管道进行全面定期检验，致使R202球罐出料管线母材存在的组织缺陷未被发现和整改。
II、未按规定落实事故管线更换计划
2007年3月，经检验发现R203, R206, R207球罐底部进出物料管线腐蚀严重、壁厚减薄，定为4级，企业下达了R201, R202, R203, R204球罐底部进出物料管线更换计划。实际仅更换了R201球罐底部进出物料管线，R202, R203, R204球罐底部进出物料管线一直未更换。
②设备管理人员没有认真履行设备管理职责
设备管理部门和有关管理人员，没有按照规定要求对碳四车间R202等球罐进出物料管线进行全面检测检验，在R202球罐管线更换计划下达后，又没有履行监督落实职责，致使事故隐患长期存在并最终导致事故发生。
③安全应急处置设施不完善
316#罐区自1986年建成投运以来，未按《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）规定，对储罐进出物料管道设置自动联锁切断装置，致使事故状态下无法紧急切断泄漏源、导致致泄漏扩大并引发事故。
三、反思与建议
（一）加强特种设备安全管理工作，完善特种设备安全管理制度，按照《在用工业管道定期检验规程》要求，定期组织开展在用工业压力管道在线检验和全面检验，切实落实检修工作，及时发现和消除事故隐患，确保安全运行。
（二）加大设备改造力度，提高本质安全水平。对存在安全隐患的设各设施进行彻底整改，对不能满足安全生产条件的压力容器和压力管道要坚决淘汰更新，特别对液态烃、液氯 ,液氨及剧毒化学品等重点储罐，按照《石油化工企业设计防火规范》（ GB50160-2008）的要求，设置紧急切断阀，装备安全联锁装置，完善泄漏检测报警系统，全面提升危险化学品储罐区等重大危险源安全监控水平。
（三）加强企业应急管理工作，提高全员应急处置能力。完善事故应急救援预案，采取多种形式强化教育培训，定期开展事故应急预案演练，提高全员对事故的分析判断和应急处理能力。同时储备必要的应急器材和物资，确保在突发事故中，做到及时有效、科学果断处置。
四、点火源分析
技术组通过仔细分析事故发生全过程的视频资料、电话录音、事故当事人的笔录、事故现场勘察情况和316#-R202球罐1#出口管线失效分析结论，反复核查事故证据，查找事故区域碳四泄漏点和事故点火源。
1、事故区域内的设备及管道勘察
316#-R202球罐：支柱部分防火层脱落，支柱、拉杆等受热变形，球罐保温层脱落，梯子、平台和喷淋管线等附件脱落，部分接管断裂。球罐向316#-8202方向倾斜，球罐本体无显著变形，罐体未开裂。316#-R201A放水槽:罐体基本完好，无过火痕迹，保温层脱落，罐体向北位移0.3m，连接管道变形、断裂，支腿受热变形。
316#-R203球罐：支柱隔热层完全脱落，支柱受热变形，罐体坍塌，球罐保温层脱落，梯子、平台和喷淋管线等附件脱落。罐顶部有一长度约3m，宽度大于1m的横向韧性裂口，裂口在母材上扩展。支柱受热，严重变形。罐底部及其接管严重受热变形、有严重氧化痕迹。个别接管部分表面无氧化痕迹或氧化较轻，出料口接管弯头开裂。
316#-R203球罐:罐体基木完好，支柱基本完好，球罐保温层脱落，梯子、平台和喷淋管线等附件脱落，面向316#-R202一侧有明显的黑色过火痕迹。
316#-R204球罐:球罐支柱基本完好，球罐保温层脱落，梯子、平台和喷淋管线等附件脱落。面向316#-R202一侧有明显的黑色过火痕迹，下部球壳板出现一处韧性裂口，长度约1800mm最大宽度550mm。进口接管弯头部位一处韧性裂口(80×40mm )。底部管线受热严重、断裂，表面严重氧化。
316#-R205球罐:支柱基本完好，球罐保温层脱落，梯子、平台和喷淋竹线等附件脱落，罐体面向316#-R202一侧和底部有明显的黑色过火痕迹，但受热明显较316#-R201和316#-R204要轻，且上部球壳板出现一处韧性裂日，底部部分管线断裂。316#-R207球罐:罐体面向316#-R202一侧有明显的过火痕迹。
上述事故现象表明:
(1)泄漏在事故区域的碳四遇“火”燃烧后，火焰最后集中在316#-R202球罐进行燃烧:
(2)燃烧产生强大的辐射热使316#-R201, R202，R204, R205球罐存在不同程度的过火:
(3)与316#--R202相邻的316#-R201, R204, R205球罐由于受到辐射热的加热分别表现为:
316#-R201球罐3根支柱(面向316#-8202侧)受热强度降低，由于不堪重负，3根支柱失稳。造成该球罐向316#-R202侧倾斜;
316#--R202、R204、R205球罐本体由于在极短的时间内受到高温加热，球罐气相空间的球壳板温度升高，强度降低;同时由于3个球罐内储存的物料随着温度升高，蒸气压力急剧升高【物料温度为38℃时:1, 2丁二烯饱和蒸汽压力为0.27459MPa，160℃时:1, 2丁二烯饱和蒸汽压力为3.7844MPa，(2002.5化学工业出版社《化学化工物性数据手册》P232)】，也就是说，受热后的球壳内物料的温度由38℃提高到160℃时，内压力被剧烈提高到了设计压力的2. 37倍。160℃时的压力还不足以使其爆裂，但从裂口钢板的颜色可以确定其当时的温度超过了600 ℃。因此，在如此环境下3个球罐都在其气相空间破裂。
316#-R202, R204, R205球罐开裂后，加剧了316#罐区的燃烧状况，使邻近的其他设备如:拔头油罐F1/C, F1/D，西侧丙烯、丙烷罐区中的F2/A(丙烯罐), F3/A(丙烷罐)，常压罐区的F6(抽余油罐)、F7(加氢汽油罐)、F8/A(甲苯罐)、F5(重碳罐)、F10(裂解油罐)和316#罐区的部分管线造成相应的破坏。
(4) 316#-R202底部接管中球罐物料出口接管与球罐的物料进口接管的宏观形貌表明:该球罐物料出口接管（1号）为第一泄漏点的结论除与班长孙景林、合成橡胶厂值班调度电话录音吻合外，还有如下分析。
出料口接管(1号):管子外表面残留有绿色油漆，外表面无高温氧化痕迹。表明该管子表温度一直处于较低状态，说明该管子在火灾中，持续有物料从管内流出，降低了管子的表向温度。
出料口接管(2号):管子外表面呈褐色，氧化皮厚重，呈严翼纂化态，表明管子在火灾没有介质泄漏，处于高温状态。
进料口接管(3号):管子外表面呈铁锈色，阀门上残留有绿油漆。表明管子在火灾处于高温状态，但温度较2号管低，有介质在管道中通过对管子表面起到了降温的作用。
（5）316#-R202球罐1#出口管线失效分析结沦:
弯头和粉线化学成分符合GB 9948-88中20钢要求;除1#管线母材、弯头焊缝外，其余部分S含量不符合GB 9948-2006 中 20钢的要求;
管线材料力学性能中抗拉强度符合GB 9948-2006和GB9948-88中20钢要求，但延伸率部分低于GB 9948-2006/88中20钢标准值。冲击韧性随温度降低明显下降，冲击韧性较低:
1#弯头和直管金相组织晶粒较粗大，含有少量的魏氏组织，焊缝热影响区有魏氏组织存在;在塑性变形较大区域，珠光体明显分解，渗碳体分布于晶粒晶界;
受热影响区中魏氏组织的影响，材料冲击韧性降低;
裂纹源位于焊缝热影响区附近一平断口区域;材料低温脆性是造成开裂的直接原因。介质的泄漏对开裂口的冲刷以及温度和塌压等原因，导致开裂部位继续撕裂，引起局部塑性变形减薄。
2、事故点火源的确定
技术组对事故区域内所有可能导致事故发生的点火源进行了认真的排查，确定丙烯腈装置污水焚烧炉(位于事故区域东北方向距316#-R202约105m，角度北偏东25.37°，当时处于工作状态，有明火)为事故点火源。与2010年1月7日17时24分32秒视频资料提供的事实相符。
3、事故结论
316#-R202碳四球罐1#出料口弯头焊缝热影响区组织缺陷使弯头局部脆性开裂，导致易燃易爆的碳四物料泄漏并扩散至整个事故区域，遇丙烯腈装置污水焚烧炉的明火着火爆炸是造成此次事故的直接原因。
五、事故经过
2010年1月7日早班，合成橡厂316#罐区碳四、丁二烯罐区当班班组外送R202球罐裂解碳四物料，同时接收烯烃装置送来的裂解碳四物料。7日中班按照本厂调度安排，于15时30分停止外送R202球罐裂解碳四物料，继续接收烯烃装置送来的裂解碳四物料。17：15合成橡胶厂316#罐区操作工王某按照当班班长孙某指令，到碳四、丁二烯罐区巡检并检查丁二烯卸车工艺流程，走到罐区平台时，发现R202罐底部出料管线第一道阀门下弯头处有碳四喷出，罐区防火堤内弥漫一层白雾，浓度很大，呼吸困难，便立刻跑回控制室，向班长孙某进行了汇报。
17：19班长孙某电话向本厂调度室报告，316#罐区R202罐体底部管线泄漏，请求立即派遣消防车到现场监护。并安排王某立即到第4#货位疏散等待卸料的丁二烯槽车。石油化工厂丙烯腈装置焚烧炉当班人员向本厂调度室报告，316#罐区北侧铁路附近有大片白雾，接着又报告白雾迅速扩大。17：21合成橡胶厂316#罐区班长孙某再次向本厂调度室报告，泄漏十分严重，现场一片白雾，要求停止向R202球罐送料。17:24:32大量泄漏的碳四物料迅速汽化扩散，蔓延至罐区东北侧石油化工厂丙烯腈装置焚烧炉区域，与焚烧炉明火引燃，外围火焰迅速回燃至316#罐区。达到爆炸极限的混合气体在316#罐区发生空间爆炸。17:28根据石化总调度指令，烯烃装置紧急停止间316#罐区R202球罐输送碳四物料。
