温岭槽罐车爆炸为何威力如此之大?过程安全专家推断爆炸原因(二)

来源:
2020-07-02
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苏徳亮

DEKRA德凯过程安全与组织可靠性项目总监



上一篇文章中,我们还原了爆炸的全过程,从本期开始,我们将逐一回答第一篇文章所留下的疑问。

首先,我们回归到事件的时间线(仅使用随槽罐车进入下匝道车辆的行车记录仪时间为准)
16:55:34 槽罐车进入匝道。
16:55:46 槽罐车封头处发生了失效, 部分槽罐车飞出了屏幕,并开始在事发地点散发白雾。
16:57:32   散发的白雾在将近三分钟后被点燃,首先发生了一次小的爆炸,产生了火光,并形成了持续燃烧。在第一次爆炸后十秒,发生了更为剧烈的二次爆炸。

DEKRA德凯认为最为剧烈的那一次爆炸并不是第一次爆炸,也不是两次,而至少是第三次,后续或许还有第四次爆炸。


第一次爆炸:物理爆炸
在上一篇文章中,第一次爆炸是物理爆炸,也被称作沸腾液体膨胀爆炸(BLEVE)。这类爆炸有一个非常明显的特征,就是它爆炸的时候还没有着火同时爆炸发生后,会形成大量的白雾,此处的白雾其实就是水汽。

视频1:物理爆炸


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视频2:物理爆炸产生大量白雾,并没有看见火光

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那么我们回归到上篇文章留下的第一个问题:在物理爆炸后,并没有马上看到火光,这是为什么?

答案:因为槽罐车被撕为两段,液化石油气泄露。但是液化石油气的气化是需要吸收大量的热的,因此在现场冷凝出大量的水雾。此时现场没有被点燃,是因为液化石油气的浓度过高,而没有足够的氧气助燃。在这片水雾当中上没有完全挥发的石油气液体持续挥发,造成水雾向外扩散,相信如果有人在现场,此时也要觉得瞬间冷上好几度。


第二次爆炸:化学爆炸


紧接着,在白雾弥散以后三分钟出来了火光,这时候发生了第二次爆炸。这次爆炸虽然剧烈,但是并没有能够摧毁拍摄车辆的前挡风玻璃。而且这次可燃蒸气云爆炸的燃烧过程是在氧气不足的情况下发生的。我们为什么说此时的氧气是不足的,没有充分燃烧?

答案:因为通过顶部燃烧产生的黄烟来证明,当发生充分燃烧时,液化石油气是不会产生烟雾的。

视频3:第二次爆炸产生了浓浓黄烟


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第三次爆炸:最为剧烈的化学爆炸

在已经发生了第二次爆炸后,周围已经有明显的火光在燃烧。这时候,我们就能解释为何会发生两次不同强度的蒸汽云爆炸?


因为石油气的持续燃烧能够给尚未挥发的液化石油气液体提供热量,加速了可燃气的挥发,同时燃烧也扰动了气流,让更多的氧气补充进入可燃气团。最终发生了剧烈的化学爆炸。


此次爆炸的剧烈程度是非常少见的,以至于让笔者在最初误认为,这并不是一次液化石油气的爆炸,而可能是爆炸物的爆炸现象。那么如何来判断一次爆炸的剧烈程度?我们可以看下方视频看到有一个冲击波在向外向上扩展

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这种情况下在冲击波的下缘可以看到一圈火光跟随。这种爆炸冲击波较弱,损坏也较小。而另一种爆炸,由于其爆炸产生的冲击波速度远大于燃烧速度,所以在它的下面是看不到任何火光,冲击波的速度极快。这种爆炸一般出现在不需要氧气的爆炸物的爆炸,比如说TNT的爆炸。


从上面的视频,可以看到此次爆炸的冲击波,远远超前于火焰的速度,这是一次非常剧烈的爆炸,从那个破坏程度,我们也可以看到在这个冲击波的正面,是80米以外的民居,这些民居的屋顶和外墙被彻底摧毁了。爆炸甚至波及了另外一条街以外的厂房地区,并且造成了此次事故最严重的损失。为什么距离相当的民居和车辆的玻璃受到了完全不同等级的损坏?


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答案:可能藏在高速路下匝道所采用的土夯基础上。从事故现场的截图来看,事故正好发生在了高速下匝道土夯段和高架段交汇处。


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如果槽罐车向后飞出,很有可能大量的液化石油气落在了土夯基础一侧,当被点燃爆炸时冲击波向土夯基础侧的冲击波被阻止,在这一方向上的爆破阻止同时导致了反方向上的成倍加强。这其实就是定向爆破的原理,也是战场上为什么要挖战壕的原因,这个土夯基础就像战壕一样保护下匝道上的车辆。同时也正好解释了,为何我们可以看到向上的冲击波如此快速,以及对面的民居损害如此严重。


第四次爆炸:残余液化石油气爆炸

为什么我们说还有可能发生第四次爆炸?我们不要忘记飞出去的槽罐车的后半截车厢和槽罐本体所造成的影响。


从下图中,我们可以看到槽罐的损坏部位是靠近车头一侧,大家可以注意看槽罐上的文字方向。同时可以看到这个落地槽罐的右侧是被它砸毁的房屋,但是这个房屋不仅仅是砸毁的状况,它的一楼结构上还有很多是因为超压而导致的破损,我们可以预测飞出去的槽罐当中仍然残余有部分的液化石油气,在这里挥发,并且发生了第四次的化学爆炸,而这个位置距离事发地400多米远。


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至此,我们已经逐步分析了四次爆炸,下一期,我们将分析从现有的证据还可以得到哪些更详细的信息。


(以上内容由一个过程安全专家的小团体讨论,苏德亮整理。本文图片和视频均取自网络,如有侵权,请联系删减)

上一期:

温岭槽罐车爆炸为何威力如此之大?过程安全专家推断爆炸原因(一)

下一期:

温岭槽罐车爆炸为何威力如此之大?(三)现场分布还原分析

温岭槽罐车爆炸为何威力如此之大?(终)



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