原创《金属粉尘闪火和氢气连环爆炸》：本论文主要论述了金属粉尘闪火论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
英国GKN集团旗下的海格纳士公司（美国Hoeganaes有限公司,在中国设有工厂）是全球领先的铁基粉末产品制造商,产品广泛应用于全球的粉末冶金、化工及焊接等行业.海格纳士公司位于美国田纳西州加勒廷市的工厂在2011年1月31日到5月27日的几个月时间内先后3次发生爆炸事故,共造成5人死亡、3人受伤.
生产工艺
该工厂主要收购废钢进行熔化,然后添加各种辅料加工成满足用户要求的产品.主打产品Ancorsteel 1000?超过99%的成分都是铁.熔化的铁经过冷却后再磨成粗粉,然后通过传送带进入一个很长的退火炉退火以增加其延展性.炉内提供了一个氢气环境帮助铁粗粉脱氧以提高其抗氧化性能.氢气是通过布设在地板下面地沟里的输气管供给退火炉的.地沟上面盖着金属盖板.粗粉经过退火炉后变成了饼状,再经破碎、磨粉最终成为细粉PM成品.成品的颗粒直径主要在45～150 μm之间,大约相当于人类毛发的粗细.
事故描述
1.第1次事故：2011年1月31日（造成2人死亡）
PM产品在生产车间通过螺旋输送机、斗式提升机等进行输送.斗式提升机容易被拉偏,拉偏会增加电机负荷,大到一定程度就会导致电机停机.2011年1月31日5时,工厂值班的操作员怀疑12号提升机跑偏,于是就叫了一个电工和机修工检查一下该设备.他们现场勘察后觉得不像是跑偏,于是就通知控制室的值班员重启.提升机重启时的振动将设备上沉积的细铁粉激起到空中,几乎同时就起了火,火焰迅疾将其中一人吞没.两人都严重烧伤,被救护车立刻送到当地医院抢救.其中一人2天后死亡,另一人将近3个月后抢救无效死亡.
2.第2次事故：2011年3月29日（造成1人受伤）
作为退火炉改进项目的一部分,海格纳士的一名工程师和外部承包商的一名员工一起更换一段炉子的点火器.更换点火器后,在重新连接天然气管线时两人遇到了一点麻烦.当工程师用锤子敲击管线接口想把它连上去时,激起了设备表面上沉积的铁粉,粉尘云弥漫在他头顶上方.几乎同时,他就被吞没在火焰中.他迅速从梯子上跳落下来拼命摆脱火球,拣了一条命.但他的两条大腿造成一级和二级烧伤,脸部轻度烧伤,另外身上还有刮伤.虽然该工程师穿着海格纳士自己设计的防护服,包括阻燃材料制成的裤子、衬衫和夹克衫等,但是没有起到明显的保护作用.
3.第3起事故：2011年5月27日（3人死亡,2人受伤）
2011年5月27日6时许,1号炉附近的操作员们听到了气体泄露的嘶嘶声.他们断定声音来自炉子下面的地沟,里面除了炉子的排气管之外,还有氢气、氮气和冷却水出水管线.维护部门派出了6名机修工来处理.当维护人员在寻找泄露源时,有一名现场操作人员站在旁边.不久之前工厂里曾经在别处发现过氮气泄露.虽然维护人员知道地沟里布设有氢气管线,但是他们估计可能还是氮气泄露.因此,就试图直接打开金属盖板检查.刚刚吊起第一块盖板,机械摩擦火花就点燃了泄漏的氢气,引起了剧烈爆炸.
事故过后,调查人员在地沟里被腐蚀的氢气管线上发现了一个约3 in×7 in（约7.62 cm×17.78 cm）的大洞.氢气爆炸产生的巨大压力将设备和建筑物上沉积的大量铁粉激起到空中,紧接着就发生了爆燃.粉尘燃烧的余烬像雨一样落到各处,到处都是粉尘闪火.
氢气爆炸和接踵而来的铁粉闪火造成4名机修工和那名退火操作工受伤.不到一周,其中2名重伤者在医院死亡.事故后大约7周,第3名伤者死亡.事后很难推断究竟是氢气还是铁粉对人员伤亡造成的影响更大.
4.应急反应
在过去的12年里,包括这3起事故,当地消防部门已经从海格纳士的这家工厂接报30次各类事故.在每次事故发生后、当地消防队赶到前,工厂志愿者会对伤者实施最初的救助.工厂志愿者每年都会参加急救相关的培训,以应对消防队和EMS到来之前的事故初期救助.
事故现场铁粉的可燃性或爆炸性分析
1.事故调查中进行的粉尘可燃性试验
根据美国消防协会NFPA 484《易燃金属、金属电源及金属粉尘标准》,加工金属粉尘的工厂或设施要对金属粉尘进行二选一筛查试验,以判定该金属粉尘是否可燃,进而确定所适用的标准.
试验结果显示,该厂加工的铁粉是可燃粉尘,适用NFPA 484. 尽管和其他粉尘相比爆炸性较弱,但是符合美国职业安全和健康管理局（OSHA）给出的可燃性定义,点燃后产生的闪火或爆燃足以对人员造成伤害甚至死亡.
2.海格纳士曾经委托进行的粉尘测试
应保险审核的要求,该厂曾经在2009年和2010年分别委托进行过铁粉取样测试.2010年的取样样品跟事故现场的粉尘类似.试验结果和事故调查阶段送检的结果接近,两者的结论一致.
3.最小点燃能量MIE
最小点燃能量的确定：连续电弧可以点燃当时的取样样品,而500 mJ的点燃源点不着.测试结论是：最小点燃能量MIE大于500 mJ.
点燃源分析
对于第3起事故,据目击者证实,2011年5月27日的氢气爆炸是由叉起地沟盖时产生的机械火花点燃的.这是成立的,氢气的最小点燃能量MIE只有0.02 mJ,而金属和金属碰撞产生的机械火花能量轻易就可以达到几个mJ.
对于第1起铁粉闪火事故,站在地面的一个目击者证实,事发当时曾听到“电声”.驱动12号斗式提升机的电机可能是点燃源,由于电源线布线导管没有紧固在电机接线盒上、它的电线裸露在外,也没有接地.并且距离粉尘云释放源就在几英尺之内.2010年委托测试显示,铁粉样品的最小点燃能量MIE大于500 mJ,连续电弧可以点燃铁粉样品.事后经检查,在电机接线盒的里面和电机外壳的外面都发现了电弧留下的痕迹.
防火防爆策略
彻底地认识到危险是有效管理可燃性粉尘危险的关键.一旦认识到了危险,针对粉尘物料本身、工艺设备以及作业规程等,采用分级控制策略就可以防止粉尘引起的火灾和爆炸.
金属粉尘闪火论文参考资料：
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