Material tutorial para ingenieros de seguridad 2012 "Caso": Accidente extraordinario por explosión de TNT

A las 19:30 de un determinado día de un determinado año, se produjo una gran explosión en el taller de nitrificación de una línea de producción de TNT en una determinada fábrica de una determinada provincia, provocando graves víctimas. y enormes pérdidas de propiedad.

El TNT es un potente explosivo que se produce al nitrar tolueno con ácido nítrico y azufre. Hay cuatro peligros en el proceso de nitrificación: combustión, explosión, corrosión y envenenamiento. La reacción de nitrificación se divide en tres etapas: la primera etapa de nitrificación es de tolueno a mononitrotolueno (MNT), que se completa con cuatro máquinas de nitrificación en paralelo, la segunda etapa de nitrificación es de nitrotolueno a dinitrotolueno (DNT), y se completa con dos; máquinas de nitrificación en paralelo. Conectando 11 nitradores en serie se completa la nitrificación en tres etapas de dinitrotolueno a trinitrotolueno.

La fórmula de la reacción química es la siguiente:

ch 3c 6h 5+HNO 3+(h2so 4)→ch 3c 6h 4(NO2)+H2O

ch 3c 6h 4(NO2)+HNO 3+(h2so 4)→ch 3c 6h 4(NO2)2 deca H2O

ch 3c 6h 4(NO2)2+HNO 3+(h2so 4) →ch 3c 6h 2(NO2)3+H2O

La nitrificación en tres etapas es mucho más difícil que la nitrificación en dos etapas. Requiere un tiempo de reacción más largo y múltiples nitrificadores en serie, y la concentración de ácido mixto. el nitrato y el azufre son altos, y si la temperatura se controla a una temperatura más alta, la producción será peligrosa. Este enorme accidente de explosión comenzó en la Unidad 2 (nombre en clave III_2+) en la Zona 3.

El taller de nitrificación donde se produjo el accidente consta de tres talleres realmente conectados. En el medio hay un edificio de tres pisos de hormigón armado de 9 mx 40 mx 15 m con techo abovedado; los lados este y oeste miden 8 mx 40 m y 12 mx 40 m respectivamente; La mayoría de las bacterias nitrificantes se encuentran en el edificio oeste y las salas de análisis físicos y químicos se encuentran en el edificio este. Todo el taller de nitrificación se encuentra en un terraplén de tierra a prueba de explosiones de 3 m de altura, que está cerrado por todos lados y los trabajadores sólo pueden entrar y salir a través de alcantarillas. Tras la explosión, el taller y más de 40 equipos en su interior desaparecieron, dejando un pozo de unos 40 metros de profundidad y 7 metros de profundidad, con 2,7 metros de agua en el fondo.

La explosión no solo destruyó el taller, sino que también dañó gravemente el taller de refinación y envasado, la estación de compresores de aire y la sucursal, y también afectó gravemente a la sucursal adyacente. La Fábrica No. 3 al oeste del centro de la explosión, la Fábrica No. 5 al sur, la Fábrica No. 6 y la Central Térmica al norte. Todos los edificios dentro de un radio de 600 m del centro de la explosión sufrieron graves daños; Todos los edificios en un radio de 1.200 m resultaron dañados y todas las puertas y ventanas se rompieron parcialmente debido a las vibraciones. Casi mil árboles alrededor del centro de la explosión fueron talados, derribados o la mitad de sus copas fueron cortadas por la onda expansiva.

Objetos voladores explosivos: paredes rotas y fragmentos de equipos, la mayoría cayendo dentro de un radio de 300 m, con algunos objetos voladores cayendo lejos. Por ejemplo, un pozo de acero con una longitud de 800 mm y un diámetro de 80 mm cayó a 1.685 m; un bloque de hormigón armado de 10 t (restos de la bóveda original del taller de nitrificación) fue arrojado al sureste de 487 m y será arrojado. enterrado bajo tierra, la línea principal de suministro de agua de una tubería de hierro fundido de 400 mm de profundidad de 2 m se rompió y el agua se desbordó hacia un río. Un trozo de escombros de una pared de cemento que pesaba 10 kg voló a una altura de 31 m y atravesó el techo del taller de producción de toallas sanitarias de la tercera fábrica, causando heridas graves a dos trabajadoras en el interior.

Según las estadísticas, 17 personas murieron en este accidente, 13 resultaron gravemente heridas y 94 resultaron levemente heridas. Hubo alrededor de 50.000 metros cuadrados de edificios abandonados, 58.000 metros cuadrados de daños graves y 6,5438+076.000 metros cuadrados de daños generales. 951 equipos resultaron dañados, con una pérdida económica directa de 22,666 millones de yuanes. Además, las pérdidas indirectas son aún mayores debido a la suspensión de la producción y la reconstrucción.

Basado en el cálculo de la cantidad de explosivos en el equipo de producción, la relación entre el grado de daño al edificio y la sobrepresión de la onda de choque, y la estimación de la forma y el tamaño del cráter de explosión, Se determinó que la cantidad de explosivos que explotó en este accidente fue de aproximadamente 40 toneladas equivalentes a TNT.

II.Análisis de la causa del accidente

1. Causa del accidente

Después del accidente, un comité conjunto compuesto por las autoridades de la empresa y el gobierno. departamentos de trabajo y departamentos de protección laboral de los sindicatos. El equipo de investigación es responsable de investigar el accidente. Debido a este accidente, todos los talleres y equipos originales volaron y el sitio de construcción se convirtió en un charco grande y profundo. Por lo tanto, aunque los peritos del equipo de investigación realizaron repetidos reconocimientos en el lugar del accidente, se encontraron muy pocas evidencias físicas y los instrumentos y papeles de registro estaban incompletos, lo que provocó grandes dificultades para determinar el origen del accidente y analizar sus causas. Afortunadamente, 17 de los 34 trabajadores de turno sobrevivieron. Después de repetidas consultas, proporcionaron la situación de producción antes del accidente y algunos fenómenos en el momento del accidente, lo que fue de gran ayuda para el avance de la investigación. El equipo de investigación combinó los registros orales de las partes, verificó muchos dibujos y materiales relevantes, realizó algunas pruebas de simulación, llevó a cabo análisis y discusiones cuidadosos desde los aspectos de tecnología de procesos, gestión de producción, estado del equipo, calidad de la materia prima, operaciones de producción, etc. , y finalmente se determinó y se confirmó la causa del accidente, es decir, el separador de la Unidad 2 en la Sección 3 fue el primer equipo en sufrir combustión y explosión. La base principal es:

(1) Declaraciones orales de las partes. El operador de la máquina III-2+ informó que tomaría muestras de nitratos y residuos ácidos del equipo de producción a las 19:00 horas y las enviaría a la sala de análisis físico-químicos, para regresar a su trabajo alrededor de las 19:15.

Cuando descubrió que el separador de la máquina ш-2+ estaba humeando, abrió el dispositivo separador de agua de lluvia y la válvula de derivación del agua de refrigeración del nitrificador para enfriarlo según fuera necesario, y luego fue a la sala de control de instrumentos para buscar.

(2) El testimonio del líder del escuadrón. El jefe de turno admitió que el operador de la máquina III-2+ le informó que el separador estaba humeando alrededor de las 19:15, por lo que condujo a los otros dos trabajadores al taller de nitrificación. Al ver un humo espeso saliendo del separador de la máquina III-2+, ordenó a los trabajadores que abrieran la válvula de circulación frente a la máquina y agregaran ácido sulfúrico concentrado para enfriar aún más. Sin embargo, esta medida no funcionó. El humo en el taller era asfixiante y ellos y otros se retiraron a la puerta del taller. Luego vieron llamas saliendo de entre la boca del separador y la cubierta superior. Pensaron que "no era bueno" e inmediatamente corrieron fuera del terraplén a prueba de explosiones. Tan pronto como salieron de la alcantarilla, hubo una explosión detrás de ellos.

(3) Pruebas circunstanciales del personal relevante. El operador de la máquina III-1 confirmó que regresaba de enviar muestras de la sala de análisis a las 19:15 y vio salir humo del separador de la máquina III-2+, por lo que se acercó y preguntó al operador de la máquina. Máquina III-2+: "¿La temperatura es alta?" Respuesta: "No demasiado alta". Regresó a su puesto. Más tarde, vi al líder del escuadrón dando instrucciones a varios trabajadores para que tomaran medidas para enfriar y suprimir el humo. Pero el humo se hizo cada vez más fuerte, por lo que se retiró fuera del taller. Tan pronto como vio el incendio, salió corriendo del terraplén de tierra a prueba de explosiones de una alcantarilla cercana.

(4) Evidencia física. Se encontraron algunos fragmentos de registros completos en la sala de control de instrumentos colapsada, y los datos mostrados después de que se restableció el subsidio demostraron que alrededor de las 19:00 de ese día, la concentración de ácido nítrico de la máquina de nitrificación de tres etapas era demasiado alta. Según los reglamentos técnicos, la concentración de ácido nítrico de la máquina ш-2+ es del 1,0% al 3,5%, mientras que el valor registrado es del 7,9%. Según las regulaciones del proceso, las máquinas III-4+ y III-7+ representaron entre el 2,0% y el 4,0%, mientras que las máquinas III-5+ registradas representaron el 12,6%, que es dos o tres veces mayor que las regulaciones del proceso. Esto llevó al caos tecnológico, el punto de congelación más bajo avanzó y la máquina más violenta fue el III-2+, que proporcionó evidencia física concluyente del primer humo, fuego y explosión del III-2+.

(5) Análisis a partir de la forma del cráter. Según el estudio y mapeo del cráter, la línea de contorno más profunda tiene forma de suela de zapato y la boca tiene forma de pera, su eje principal forma un ángulo de aproximadamente 5° con el eje principal de la máquina de nitrificación, lo que indica que. El origen de la explosión son varias máquinas antes de la nitrificación en tres etapas. Por los fenómenos de humo y fuego mencionados por los trabajadores, se determinó que se trataba de una máquina ø-2+. Explotó primero y su onda de choque hizo que varias máquinas se movieran en diversos grados y luego explotó. Aunque cada avión explotó casi simultáneamente, el desplazamiento regular antes de la explosión inclinó el cráter.

2. Causa del accidente

El equipo de investigación utilizó un análisis de árbol de fallas para encontrar la causa del accidente, lo cual fue muy efectivo. A partir de la secuencia y la relación causal, los expertos trazaron un diagrama de bloques del programa de las condiciones que pueden provocar accidentes de combustión y explosión durante el proceso de nitrificación. Muestra la relación lógica entre los factores que provocaron el accidente. Luego, identifique el estado y el grado de influencia de varios factores uno por uno, elimine los factores irrelevantes, conserve los factores relevantes y explore más a fondo los factores relevantes hasta que se confirme la causa del accidente.

Después de analizar los gráficos uno por uno, se detectan algunos factores irrelevantes como fugas en el serpentín de refrigeración, interrupción o insuficiencia del agua de refrigeración, fallo del mezclador, fallo del instrumento, impurezas en las materias primas, etc. , se eliminan, dejando varios factores relevantes, y se pueden clasificar dos "cadenas causales de accidentes", como se muestra en la Figura 5-1.

En la primera "cadena causal de accidentes", los puntos clave son la proporción de alimentación incorrecta y las condiciones caóticas del proceso, todas causadas por una alta concentración de ácido nítrico. En este momento, la reacción de nitrificación es intensa y los reactivos que no han reaccionado lo suficiente en la máquina de nitrificación se elevan al separador para continuar la reacción. Sin embargo, no hay un serpentín de enfriamiento ni un dispositivo de agitación en el separador, lo que puede causar fácilmente la reacción. el nitrato se descomponga y se incendie debido al sobrecalentamiento local. Según la investigación, este fenómeno ocurrió antes del accidente. El día del accidente se descubrió una fuga en las válvulas de ácido nítrico de las máquinas ш-6+ y III-7+ durante el turno de producción diurno. Después de que comience el segundo turno a las 16:30, el técnico de instrumentos realizará el mantenimiento a las 17:00. Sin embargo, el ácido nítrico que se filtró al sistema de nitrificación hizo que la concentración de ácido nítrico en la solución de reacción fuera demasiado alta y el contenido de ácido nítrico en la máquina ø-2+ alcanzó 7,09.

En la segunda "cadena causal del accidente", el punto clave es que el líquido de reacción entra en contacto con sustancias inflamables inesperadas, como hilo de algodón, aceite lubricante, guantes o juntas de goma, etc., que reaccionará con el ácido nítrico en la reacción de oxidación fuerte, produciendo humo e incendiándose. Después de una cuidadosa investigación. Antes del accidente no cayó ningún hilo de algodón. Pero una mayor investigación lo reveló. El embalaje entre el borde del separador y la cubierta superior es cuerda de amianto que no cumple con los requisitos técnicos. Contacto con ácido mixto de ácido nítrico de alta temperatura y alta concentración. Un incendio pudo haber causado el accidente. Como se mencionó anteriormente, los trabajadores agregaron una gran cantidad de ácido sulfúrico concentrado a la máquina para enfriarla y suprimir el humo, lo que aumentó la posibilidad de contacto entre el ácido y la cuerda de asbesto.

Cuerdas de amianto que no cumplen requisitos técnicos. Después de la investigación, se descubrió que fue reemplazado durante la revisión del equipo en un mes determinado. En circunstancias normales, las cuerdas de amianto no son inflamables, pero las cuerdas de amianto residuales que se encuentran en los lugares de accidentes de explosión y las cuerdas de amianto restantes utilizadas en pequeños almacenes de artesanías pueden encenderse con cerillas. El análisis y la inspección realizados por la estación provincial de supervisión de salud y seguridad laboral demostraron que esta cuerda de amianto solo contiene un 50% de amianto y el resto es fibra y grasa inflamables. Para probar el efecto de esta cuerda de amianto mezclada con ácido nítrico, el equipo de investigación realizó una prueba de simulación, que demostró que esta cuerda de amianto reaccionó violentamente con la concentración especificada de ácido nítrico mezclado con ácido durante el proceso, liberando una gran cantidad de color amarillo. humo, y la temperatura subió de 110°C a 150°C. El uso de esta cuerda de amianto puede provocar incendios por nitratos.

Sin embargo, una prueba de control con cuerdas de amianto que cumplían los requisitos técnicos apenas mostró reacción alguna.

El equipo de investigación también descubrió la principal forma en que el fuego se extendió y expandió después de que se incendiara el separador III-2+. Una es que el fuego se propaga a través del tubo de escape de humos; la otra es que el fuego se transmite a través de los paneles bajos de madera del techo.

Del fuego a la explosión. La razón principal es que no se tomaron a tiempo medidas de emergencia para la alimentación segura. Según las regulaciones, la máquina de nitrificación debe tener tres conjuntos de dispositivos de alimentación de seguridad, a saber, control remoto, automático y manual. En caso de incendio, el dispositivo de alimentación de seguridad se puede abrir a tiempo y los materiales se pueden colocar en la piscina de seguridad. . Sin embargo, esta fábrica es una fábrica antigua con una larga historia, tecnología atrasada, equipos obsoletos, edificios bajos, baja automatización de la producción y malas condiciones de seguridad intrínseca. No hay ningún dispositivo de alimentación de seguridad automático en la máquina de nitrificación. El operador y el líder del escuadrón no agregaron ingredientes manualmente. Tanto es así que pasó del fuego a la explosión.

A modo de resumen, la causa de este accidente se puede resumir en la siguiente: el accidente se debió a la fuga de las válvulas de ácido nítrico de las máquinas III-6+ y III-7+, lo que provocó la el contenido de ácido nítrico en el sistema de nitrificación sea demasiado alto y el punto de congelación más bajo para avanzar. La máquina III-2+ reaccionó violentamente y emitió humo. En ese momento, el nitrato en el separador de la máquina III-2+ se incendió porque el ácido nítrico de alta temperatura y alta concentración mezclado con la cuerda de asbesto (que contiene una gran cantidad de fibras combustibles y grasa) no cumplió con el proceso. requisitos. También puede deberse a la intensa reacción en el separador y al sobrecalentamiento local, que provoca que el nitrato se descomponga y se incendie. Después de que estalló el incendio, las condiciones de seguridad intrínsecas de la máquina de nitrificación eran deficientes. No había ningún dispositivo de alimentación automático y ningún trabajador podía alimentar manualmente el material, por lo que el incendio se convirtió en una explosión. Al mismo tiempo, este accidente tiene mucho que ver con las lagunas en la gestión de la fábrica. Los dirigentes no prestaron suficiente atención a la seguridad; hubo muchos problemas con los procesos y equipos de producción y las soluciones inadecuadas los trabajadores tuvieron poca disciplina laboral y abandonaron sus puestos; trabajos sin autorización; además, el uso de productos que no cumplieran con los requisitos técnicos para cuerdas de amianto. Por lo tanto, este enorme accidente de explosión fue un accidente de responsabilidad en condiciones deficientes de seguridad intrínseca.

3. División de Responsabilidad y Manejo de Accidentes

1. Responsabilidad Directa

(1) Niu, el operador de la máquina de nitrificación número 2 en la Sección 3. , descubrió que luego de que el separador de la máquina No. 1 emitiera humo, se abrieron la válvula de diluvio y la válvula de derivación de agua de enfriamiento para enfriarse, sin embargo, luego de descubrir que el separador estaba en llamas, se escapó del lugar sin tomar medidas. La medida clave fue descargar los materiales en la piscina de seguridad, provocando que el fuego se extendiera y provocara una explosión. Por tanto, Niu debería ser directamente responsable de este accidente. Después de la investigación, se le impuso la sanción de expulsión de la fábrica y libertad condicional. Se recomienda su entrega a las autoridades judiciales para su procesamiento penal.

(2) Después de enterarse de que el separador de la unidad 2 de la segunda sección estaba echando humo, Zhang, el líder de turno del segundo grupo de nitrificación, ordenó a los trabajadores que tomaran algunas medidas de enfriamiento, pero no supervisó el mecánicos cuando el separador se incendió. Encendió el interruptor de descarga de seguridad del nitrificador y no tomó otras medidas correctivas. En lugar de eso, gritó tan fuerte que todos huyeron del lugar. También debería asumir la responsabilidad principal de este accidente. Después de la investigación, lo expulsaron de la fábrica y lo pusieron en observación. Se recomienda su entrega a las autoridades judiciales para su procesamiento penal.

2. Responsabilidad indirecta

(1) Liu, el director de la segunda fábrica, como organizador de la producción y primera persona responsable de la seguridad de la producción en la segunda fábrica, no lo hizo a conciencia. implementar el principio de las "cinco simultaneidades de producción segura". La línea de producción de TNT se cerró al cabo de un año y se reanudó el 1 de febrero del año siguiente. Debido a una preparación insuficiente, la producción, la tecnología y el equipo fueron anormales durante mucho tiempo, y la producción se detuvo por mantenimiento 7 veces después de 9 días. Las máquinas individuales se apagan con frecuencia y las válvulas, juntas y tuberías de enfriamiento se reemplazan y reparan muchas veces. No prestó suficiente atención a estos problemas y no los resolvió; también interrumpió el sistema de turnos nocturnos sin autorización; los trabajadores de la segunda sucursal tenían una disciplina laboral laxa y un ausentismo grave que no se corrigió a tiempo. Por lo tanto, él es el principal responsable del accidente. Después de la investigación, lo destituyeron del puesto de director de la fábrica y lo mantuvieron en la fábrica para observación.

(2) Jin, el director de la fábrica principal, solo sirvió como director durante 15 días, pero la explosión causó numerosas víctimas y enormes pérdidas de propiedad, lo que provocó un mal impacto político. Como primer responsable de la producción de seguridad en la planta principal, él debería asumir la responsabilidad indirecta del liderazgo en este accidente. Después de la investigación, se impusieron deméritos administrativos.

(3) Li, el subdirector a cargo de la producción y seguridad de la fábrica principal, tiene ciertas responsabilidades de liderazgo como persona a cargo de la producción y seguridad de la empresa.

(4) Durante la investigación del accidente, se descubrió que el relleno utilizado entre el separador y la campana nitrificadora era una cuerda de asbesto inflamable, que fue una de las principales razones del incendio del separador. La persona que provocó el uso de esta cuerda de asbesto es indirectamente responsable del accidente y debe ser investigada más a fondo y se deben tomar medidas disciplinarias.

(5) La línea de producción de TNT de esta fábrica se construyó durante el período de los títeres japoneses. Aunque se ha mejorado muchas veces después de la liberación, la situación de tecnología atrasada, equipos obsoletos, bajo nivel de control de automatización y riesgos de accidentes graves se ha vuelto cada vez más prominente. La fábrica y las autoridades competentes han informado a los superiores en numerosas ocasiones solicitando mejoras técnicas de seguridad. Sin embargo, el plan de renovación no se aprobó hasta tres años antes del accidente y la inversión no se aprobó hasta un año antes del accidente. Justo cuando la nueva línea de producción estaba en construcción y la antigua línea de producción estaba a punto de ser desmantelada, se produjo una grave explosión. Por lo tanto, la empresa superior y los departamentos superiores pertinentes también deben asumir cierta responsabilidad por este accidente.

IV. Lecciones sobre accidentes y medidas preventivas

De este catastrófico accidente de explosión debemos extraer las siguientes lecciones:

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(1) Los talleres de producción de mercancías peligrosas deben cumplir con los requisitos de protección contra incendios y explosiones. En el taller donde se produjo la explosión, la línea de producción de nitrificación estaba dispuesta principalmente en el edificio oeste de una estructura de ladrillo y madera. La cubierta separadora estaba a sólo 1,7 m de los paneles de madera del techo, lo que hacía que los paneles de madera del techo fueran conductores de incendios.

Además, el edificio principal del taller de nitrificación tiene un techo pesado de hormigón armado. Cuando explota, se formarán grandes objetos voladores que se estrellarán contra los edificios circundantes, hiriendo a las personas y provocando desastres secundarios.

(2) Para mejorar la seguridad intrínseca y el nivel de automatización de los equipos de producción de mercancías peligrosas, no solo el equipo de producción debe tener dispositivos de protección de seguridad completos, como alarmas automáticas, alimentación automática, etc., sino también También se debe reducir al máximo el número de operadores in situ.

(3) El diseño del proceso del taller de producción de mercancías peligrosas debe ser ordenado y fácil de operar. Propicio para una evacuación segura. El taller donde ocurrió el accidente estaba densamente equipado y tenía tuberías entrecruzadas, lo que hacía incómodo para los trabajadores operar desde la escalera de hierro. Tampoco es propicio para la evacuación.

(4) El taller de mercancías peligrosas debe disponer de una distancia de seguridad suficiente con respecto a los edificios circundantes. Las enormes víctimas y pérdidas materiales provocadas por este incidente están directamente relacionadas con la distribución irrazonable de la fábrica, las distancias de seguridad insuficientes y el deterioro de la mayoría de los talleres.

2. En términos de gestión de producción y seguridad.

(1) La producción de mercancías peligrosas debe tener una gestión estricta de los equipos de proceso. Antes del accidente en el taller de nitrificación, el equipo fallaba muchas veces y las válvulas y juntas eran reemplazadas y reparadas muchas veces, lo que provocaba frecuentes arranques y paradas, lo que provocaba un desorden en el proceso. Sin embargo, los cuadros directivos y los técnicos no lo resolvieron a tiempo. , sentando las bases para posibles accidentes. En el futuro, debemos seguir estrictamente las condiciones técnicas especificadas en el proceso para reducir las fluctuaciones del proceso, hacer nuestro mejor esfuerzo para mejorar la tasa de integridad del equipo y reducir o incluso eliminar posibles accidentes.

(2) La producción de mercancías peligrosas debe tener una estricta disciplina laboral y está estrictamente prohibido faltar al trabajo y abandonar el trabajo. Según la investigación, 6 de los 34 trabajadores abandonaron sus puestos a la media hora del accidente.

(3) Realizar periódicamente educación para mejorar la concientización en seguridad y simulacros sobre las capacidades antiaccidentes de los trabajadores (capacidades de respuesta a emergencias ante señales de accidente). Antes del accidente, los trabajadores y el jefe de cuadrilla estaban muy ansiosos y huyeron del lugar sin tomar a tiempo las medidas de alimentación manual, por lo que el incendio se convirtió en una explosión.

(4) Producción de materiales auxiliares. Por ejemplo, la resistencia al fuego y a los ácidos de los cables de amianto se puede probar antes de utilizarlos en la producción.

(5) Los cuadros dirigentes deben organizar y dirigir la producción para lograr las "cinco simultaneidades de la producción segura", es decir, planificación simultánea, disposición simultánea, inspección simultánea, resumen simultáneo y evaluación simultánea del trabajo de seguridad y trabajo de producción. Hasta cierto punto, este accidente estuvo relacionado con la falta de implementación por parte de los líderes de la fábrica de las "Cinco medidas simultáneas de seguridad en la producción".