潑水導(dǎo)致2死2重傷!3D打印為何發(fā)生粉塵爆炸?
來源:四川應(yīng)急
2023年9月14日14時許,上海漢邦聯(lián)航激光科技有限公司(以下簡稱漢邦公司)發(fā)生粉塵爆燃事故,截至9月17日事故造成2人死亡、2人重傷(重傷人員燒傷面積分別為90%和70%)。
事故單位基本情況
漢邦公司成立于2017年,注冊資本4146萬,為民營企業(yè),現(xiàn)有員工89人,主要從事金屬粉床激光增材制造(以下簡稱金屬3D打?。┭b備的研發(fā)和銷售,2022年銷售總收入約1.5億元。
事故發(fā)生地點為漢邦公司研發(fā)中心車間,涉事粉塵為鋁合金粉塵(Al含量87%,Mg含量9%,Si含量1.5%)。
漢邦公司采用的金屬3D打印工藝流程(見圖2)為:成型室內(nèi),在基板上將金屬粉末鋪成微米級粉塵層,在激光作用下使粉塵熔化并迅速固化在基板上。通過層層堆疊“打印”,完成工件制造。
金屬3D打印設(shè)備配套除塵系統(tǒng)用于成型室除塵,除塵系統(tǒng)采用一級旋風(fēng)除塵器和二級濾筒除塵器。打印設(shè)備及配套除塵系統(tǒng)在氬氣保護下運行(見圖3、圖4)。
2次爆燃還原事故經(jīng)過
9月14日,作業(yè)人員準(zhǔn)備在車間內(nèi)更換濾筒除塵器的濾芯。
11時32分,濾筒除塵器發(fā)生第一次爆燃。作業(yè)人員立即滅火,爆燃未進一步擴散。
13時40分,作業(yè)人員將該濾筒除塵器轉(zhuǎn)移至車間外更換濾芯。
14時01分,作業(yè)人員打開濾筒除塵器。
14時02分,作業(yè)人員向濾筒除塵器濾芯潑水,濾筒除塵器發(fā)生第二次爆燃。
事故原因初步分析
經(jīng)現(xiàn)場勘查、問詢?nèi)藛T、查看監(jiān)控錄像,初步判斷事故原因為:
上午11時30分許,在更換濾筒除塵器濾芯前,作業(yè)人員對濾芯進行“濕化”處理,將自來水噴入濾芯和收塵桶內(nèi),水與鋁合金粉塵接觸發(fā)生放熱反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,由于收塵桶體積小,桶內(nèi)累積氫氣濃度較高,在作業(yè)人員進行收塵桶拆卸操作時,因靜電或機械撞擊等原因引起收塵桶內(nèi)局部爆燃。收塵桶與除塵器腔體之間用蝶閥隔離,本次局部爆燃未傳播至腔體內(nèi)。
下午14時02分許,作業(yè)人員將濾筒除塵器轉(zhuǎn)移至車間外,在打開箱門后,疑似作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)濾芯區(qū)域存在高溫冒煙現(xiàn)象,隨后作業(yè)人員直接向濾芯潑水,在高溫條件下迅速造成反應(yīng)失控,引發(fā)粉塵自燃和迸射,導(dǎo)致箱體內(nèi)發(fā)生爆燃,致使周邊員工燒傷。目前事故確切原因還在進一步調(diào)查中。
金屬3D打印領(lǐng)域安全風(fēng)險提示
據(jù)悉,金屬3D打印中大多使用的是微米級鋁粉,不僅具有易燃屬性,遇水反應(yīng)放出氫氣的速度也比一般鋁材迅速的多↓↓↓
據(jù)專家介紹,鋁粉和水反應(yīng)釋放氫氣的同時還會產(chǎn)生熱量,當(dāng)水量足夠時,熱量能夠及時耗散,不會造成熱量累積;但在半干半濕狀態(tài)下,因?qū)嵝阅懿睿磻?yīng)放出的熱量很容易在鋁粉堆中累積,從而出現(xiàn)溫度升高的現(xiàn)象,溫度越高,鋁粉和水的反應(yīng)越激烈,累積的熱量也越多,往往將導(dǎo)致鋁粉的自燃。
針對這些燃爆風(fēng)險,建議采取以下防護措施↓↓↓
一是強化過程風(fēng)險管控。建議金屬3D打印及其過濾工序采用惰性氣體保護方式,并實時監(jiān)測氧濃度數(shù)據(jù),確保相關(guān)工序在低氧濃度下運行,避免制造過程中發(fā)生燃燒爆炸事故。
二是及時清理和處置廢棄粉料。生產(chǎn)完畢后,在清理和處置過程中,應(yīng)避免往過濾器、收塵桶等密閉空間使用水進行局部“濕化”處理;若使用大量水對廢棄粉料進行浸泡處置,應(yīng)在開放空間進行,防止氫氣累積。
三是加強應(yīng)急處置。當(dāng)生產(chǎn)或處置過程中出現(xiàn)鋁粉著火情況,火情較輕時可使用沙子覆蓋滅火,滅火過程應(yīng)避免揚塵;無滅火條件、涉火設(shè)備可搬離至安全區(qū)域時,可讓其自行燃燒;嚴(yán)禁使用水或泡沫滅火劑滅火,避免事故后果擴大化。
粉塵爆炸安全提示
粉塵爆炸,是由可燃性粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)遇到熱源(明火或高溫)而引發(fā)的,粉塵爆炸極具危害性,往往會造成較大人員傷亡。
粉塵爆炸的五要素
助燃性氣體:一定的氧含量是粉塵燃燒的基礎(chǔ)。
可燃性粉塵:可與助燃?xì)怏w發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒的粉塵。
點火源:能使局部粉塵云的溫度驟增發(fā)生燃燒的高溫?zé)嵩础?/p>
粉塵云:懸浮在空中且達到爆炸下限的可燃性粉塵云。
密閉空間:粉塵云被限制在了相對密閉的空間。
粉塵爆炸的特點
多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點。
第一次爆炸氣浪,會把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚起來,在爆炸后短時間內(nèi)爆炸中心區(qū)會形成負(fù)壓,周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補進來,與揚起的粉塵混合,從而引發(fā)二次爆炸。二次爆炸時,粉塵濃度會更高。
粉塵涉爆企業(yè)安全管理相關(guān)規(guī)定
粉塵涉爆企業(yè)具體指哪些企業(yè)?
《工貿(mào)企業(yè)粉塵防爆安全規(guī)定》第二條 存在可燃性粉塵爆炸危險的冶金、有色、建材、機械、輕工、紡織、煙草、商貿(mào)等工貿(mào)企業(yè)(以下簡稱粉塵涉爆企業(yè))的粉塵防爆安全工作及其監(jiān)督管理,適用本規(guī)定。
企業(yè)粉塵防爆安全管理制度應(yīng)當(dāng)包括哪些?
《工貿(mào)企業(yè)粉塵防爆安全規(guī)定》第七條 粉塵涉爆企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合企業(yè)實際情況建立和落實粉塵防爆安全管理制度。粉塵防爆安全管理制度應(yīng)當(dāng)包括下列內(nèi)容:
(一)粉塵爆炸風(fēng)險辨識評估和管控;
(二)粉塵爆炸事故隱患排查治理;
(三)粉塵作業(yè)崗位安全操作規(guī)程;
(四)粉塵防爆專項安全生產(chǎn)教育和培訓(xùn);
(五)粉塵清理和處置;
(六)除塵系統(tǒng)和相關(guān)安全設(shè)施設(shè)備運行、維護及檢修、維修管理;
(七)粉塵爆炸事故應(yīng)急處置和救援。
粉塵涉爆企業(yè)重大隱患判定標(biāo)準(zhǔn)
相關(guān)企業(yè)哪些情形被判定為重大事故隱患?
《工貿(mào)企業(yè)重大事故隱患判定標(biāo)準(zhǔn)》第十一條 存在粉塵爆炸危險的工貿(mào)企業(yè)有下列情形之一的,應(yīng)當(dāng)判定為重大事故隱患:
(一)粉塵爆炸危險場所設(shè)置在非框架結(jié)構(gòu)的多層建(構(gòu))筑物內(nèi),或者粉塵爆炸危險場所內(nèi)設(shè)有員工宿舍、會議室、辦公室、休息室等人員聚集場所的;
(二)不同類別的可燃性粉塵、可燃性粉塵與可燃?xì)怏w等易加劇爆炸危險的介質(zhì)共用一套除塵系統(tǒng),或者不同建(構(gòu))筑物、不同防火分區(qū)共用一套除塵系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)互聯(lián)互通的;
(三)干式除塵系統(tǒng)未采取泄爆、惰化、抑爆等任一種爆炸防控措施的;
(四)鋁鎂等金屬粉塵除塵系統(tǒng)采用正壓除塵方式,或者其他可燃性粉塵除塵系統(tǒng)采用正壓吹送粉塵時,未采取火花探測消除等防范點燃源措施的;
(五)除塵系統(tǒng)采用重力沉降室除塵,或者采用干式巷道式構(gòu)筑物作為除塵風(fēng)道的;
(六)鋁鎂等金屬粉塵、木質(zhì)粉塵的干式除塵系統(tǒng)未設(shè)置鎖氣卸灰裝置的;
(七)除塵器、收塵倉等劃分為20區(qū)的粉塵爆炸危險場所電氣設(shè)備不符合防爆要求的;
(八)粉碎、研磨、造粒等易產(chǎn)生機械點燃源的工藝設(shè)備前,未設(shè)置鐵、石等雜物去除裝置,或者木制品加工企業(yè)與砂光機連接的風(fēng)管未設(shè)置火花探測消除裝置的;
(九)遇濕自燃金屬粉塵收集、堆放、儲存場所未采取通風(fēng)等防止氫氣積聚措施,或者干式收集、堆放、儲存場所未采取防水、防潮措施的;
(十)未落實粉塵清理制度,造成作業(yè)現(xiàn)場積塵嚴(yán)重的。
來源:應(yīng)急管理部、中國安全生產(chǎn)網(wǎng)等
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2024-08-27