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  3. 某造船廠爆炸事故詳細調查報告(2)

    1)事故發生前作業過程情況

    8月3日,油漆工對船艙內部進行了一次底漆的噴涂,根據相關筆錄及詢問,8月3號大概用4桶(每桶14kg)底漆846-1環氧瀝青防銹漆,4桶(每桶8kg)846-A環氧瀝青固化劑,109聚氨酯專用稀釋劑(5kg)。8月4日,即事故當天,5﹕30左右油漆工對船艙又進行了一次面漆噴涂,噴涂用料及配比為:1桶(14kg)開林牌846-2環氧瀝青防銹漆(甲組份)+1桶(8kg)開林牌846-A環氧瀝青固化劑-乙組份+1/4桶(3.75kg)開林牌109聚氨酯專用稀釋劑(簡稱:1桶油漆+1桶固化劑+1/4桶稀釋劑),此油漆、固化劑、稀釋劑由上海開林科技有限公司委托上海天涵化工氣體有限公司生產。當天上午共用4桶油漆(含固化劑、稀釋劑),船艙內噴涂工作至11﹕30左右結束,悶艙表面的孔洞未密閉。

    (2)事故發生前人員分布情況

    根據現場視頻錄像以及相關筆錄可以基本確定爆炸前,相關遇難工作人員的分布情況。焊工組(2名焊工、1名幫工)于1330左右開始在船艙表面工作,對打撈桿上的爬梯進行焊接或其他的工作,具體視頻中顯示,14:45分左右幫工傅某某拿著梯子走入爆炸船體附近,14:49分電焊工季某某從車間外面走入爆炸船體附近,于145009發生燃爆事故,爆炸時還有一名工人在事故船發動機艙后面的艙內鋪設地板,廠區其他船臺和區域均有人員分布。

    事故原因分析

    事故爆炸類型認定

    按照物質爆炸前后化學物質發生的變化分為物理爆炸和化學爆炸。通過前述對于船體作業過程情況以及爆炸后的痕跡與現狀可以看出,在相對密閉的船艙內部進行了底漆和面漆的噴涂后,油漆可以在較短時間內揮發出一定量的不同種類的燃燒性氣體,由于空間較為封閉,短時間進行噴漆的量足夠大,揮發出的氣體沒能夠得到充分擴散,在船艙密閉箱體內就形成了爆炸性環境,在遇到高溫、火源等情況下就有發生化學爆炸的可能性。

    (1)物理爆炸可能性

    所謂的物理爆炸是指由于液體變成蒸汽或者氣體迅速膨脹,壓力急速增加,并大大超過容器的極限壓力而發生的爆炸,如蒸汽鍋爐、液化氣鋼瓶等的爆炸,發生物理爆炸必須存在兩個必要條件是:相對密閉的空間和由于物理變化造成的瞬時的壓力升高。對于船艙體來說,可以看作為相對封閉的空間,但是并不存在瞬間的物態變化造成的壓力的變化,可以排除物理爆炸的可能性。

    (2)化學爆炸可能性

    所謂的化學爆炸是物質在短時間內以極高的速度進行放熱化學反應,形成其它物質,產生大量高溫、高壓氣體和能量而引起的爆炸現象。按照爆炸反應相的不同,分為固相爆炸、氣相爆炸和液相爆炸。此次爆炸事故涉及的主要作業過程是事故前一天和事故當天的底漆和面漆噴涂過程。涉及到的油漆物質主要包括,846-1環氧瀝青防銹漆,846-2環氧瀝青防銹漆,846-A環氧瀝青固化劑,109聚氨酯專用稀釋劑。上述幾種物質均為液態混合物,不存在固體成分,因此首先排除固體爆炸;對于液相爆炸來說,主要包括聚合爆炸、液相混合爆炸等形式的爆炸,例如硝酸與甘油、液氧與煤粉等混合的爆炸,此種狀態下的上述兩種油漆表面干燥時間在30℃狀態時,不會超過2h,不可能發生劇烈的液相的聚合反應和局部的劇烈反應,所以也排除液相爆炸的可能性;因此,可以確定此次爆炸是氣體爆炸,具體揮發出來的氣體成分及其含量會在后面氣體成分與含量中進行詳細描述。

    事故爆炸點位置的確定

    事故爆炸起始位置點的確定對于后續點火源的判斷會起到重要的作用。以下對于爆炸位置點的確定主要通過兩個方面來進行。

    (1)船體破壞程度

    通過對現場人員受傷害位置、船體、輕質屋頂以及隔墻等的破壞程度,參考下面的圖1,圖中圈出來的兩節船艙破壞最嚴重,如下圖2所示,此兩節船艙上表面有一根從機艙開始到船頭的打撈桿,打撈桿呈梯形,兩端固定在船上,從船尾到船頭呈現一定的角度,中間部分橫向架設在預設好半圓形凹槽口里,半圓形狀凹槽口位于兩節破壞最為嚴重的中間部分,即下圖兩個橢圓中間部位,爆炸后此處可以明顯看出,打撈桿被抬起又落下,如下圖3所示。

    圖1 船艙受破壞最嚴重的部位示意圖

    圖2 鋼板最嚴重撕裂位置船艙

    (2)沖擊波破壞艙體開裂方向

    對于相對封閉的有限空間里發生爆炸后超過80%的能量通過沖擊波的作用進行了釋放,其他部分通過氣體膨脹做功、聲光等能量進行作用。對于在無邊界限制自由空間的爆炸,產生的沖擊波衰減呈現一定的規律,等壓波面呈現球面狀由近及遠作用于物體。對于此船艙發生的爆炸來看,呈現以圖11交匯點(即圖4中箭頭所指的方向的圓圈位置)為中心,沿四個不同方向造成了破壞,從而使爆炸產生的能量得到了釋放。從沖擊波作用來看,可以初步判定爆炸最初發生的位置船艙。通過對于破壞最為嚴重的位置的分析和沖擊波作用方式的分析,大概可以判斷出,此次爆炸發生的初始位置為圖1標出的兩節船艙的中間位置。爆炸位置的確定對于點火源的確定和排除有決定性作用。

    圖3 中間凹槽口位置

    圖4 沖擊波破壞泄壓方向和破壞起始位置示意圖

    爆炸氣體分析

    明確爆炸的氣體的成分以及含量是此次事故分析最為重要的部分,因此對于此次事故中可能產生爆炸性氣體的工藝與作業過程進行了詳細的分析。

    據初步分析,此次事故發生前的一段時間里,存在的主要工作過程為相對密閉的船艙體內進行的刷漆工作,主要分為兩次兩個時間段進行,83日進行了底漆的噴涂,84日上午進行了面漆噴涂,事故發生在84日下午船艙內部。眾所周知,油漆及其揮發物氣體大部分都是可燃物,且大部分揮發性氣體密度大于空氣,在一定時間段內會產生積存,在相對密閉空間內會發出來的混合氣體可能會達到爆炸最低下限,在一定點火源的作用下,極易發生爆炸?;诖?,對于油漆中涉及到的物質及其在一定溫度下揮發可能產生的氣體進行了實驗室測試。

    (1)實驗室測試方案

    測試樣品:846-1環氧瀝青防銹漆、846-2環氧瀝青防銹漆(甲組分)、846-A環氧瀝青固化劑(乙組分)、109聚氨酯專用稀釋劑。測試項目:主要包括油漆混合物和各混合前的單體物質的揮發氣成分和閃點的測試,見下表所示。

    1 測試項目

    測試樣品

    測試項目1

    測試項目2

    846-1環氧瀝青防銹漆

    定性定量測試

    閃點

    846-2環氧瀝青防銹漆(甲組分)

    定性定量測試

    閃點

    846-A環氧瀝青固化劑(乙組分)

    定性定量測試

    閃點

    109聚氨酯專用稀釋劑

    定量測試

    閃點

    混合物(846-2、846-A、109

    定性定量測試

    閃點

    其中混合物由1桶(14kg)846-1/2環氧瀝青防銹漆(甲組分)+ 一桶(8kg)846-A環氧瀝青固化劑(乙組分)+1/4桶(3.75kg)109聚氨酯專用稀釋劑,其比例為14:8:3.75=56:32:15。

    (2)實驗室定性測試結果分析

    對于上面的測試項目進行氣體成分的定性測試,定性測試結果如下表所示。

    表2 846-A環氧瀝青固化劑2號樣(液體)

    成分序號

    成分名稱

    成分序號

    成分名稱

    1

    環戊烯

    9

    聯三甲苯

    2

    乙醇

    10

    噻吩

    3

    11

    茚滿

    4

    甲苯

    12

    5

    乙苯

    13

    氧茚

    6

    二甲苯

    14

    7-甲基苯并呋喃

    7

    異丙苯

    15

    苯丙烯醛

    8

    3-乙基甲苯

    16

    對甲苯腈

    17



    表3 846-1環氧瀝青防銹漆3號樣(液體)

    成分序號

    成分名稱

    成分序號

    成分名稱

    1

    甲苯

    5

    三甲苯

    2

    乙苯

    6

    四甲苯

    3

    二甲苯

    7

    4

    異丙苯

    8

    1-甲基萘

    表4 846-2環氧瀝青防銹漆4號樣(液體)

    成分序號

    成分名稱

    成分序號

    成分名稱

    1

    甲苯

    3

    二甲苯

    2

    乙苯

    4

    異丙苯

    表5 面漆5號樣(混合物846-2、846-A、109)

    成分序號

    成分名稱

    成分序號

    成分名稱

    1

    乙醇

    4

    乙酸丁酯

    2

    5

    乙苯

    3

    甲苯

    6

    二甲苯

    從定性結果分析來看,油漆噴涂后會在船艙體內產生多種可燃燒爆炸的氣體,主要包括苯類物質和一些醇、酯類物質,因此可以基本確定此次爆炸為油漆揮發氣體爆炸。另一方面說明,油漆揮發出的混合氣體在船艙內達到了氣體的爆炸極限,但是具體濃度范圍是多少,需要對揮發出的混合氣體的濃度范圍進行計算,因此對于定性得到的揮發氣體組分結果進行定量測試。

    (3)實驗室定量測試結果分析

    從上面表2到表5的定性測試結果來看,按一定比例混合而成的油漆及其單體物質,揮發出的可燃氣體主要為苯系物和部分醇、脂類物質,除此之外揮發氣體中還含有萘、茚類物質,在油漆混合比例中,主要以846-1和846-2環氧瀝青防銹漆為主,這兩種防銹漆揮發出來的氣體組分主要為甲苯、乙苯、二甲苯和異丙苯;其次用量較大的為846-A環氧瀝青固化劑,其揮發出的氣體組分相對較多,但是與表5按一定比例混合后的油漆揮發出來組分進行對比可以發現,846-A環氧瀝青固化劑揮發出的氣體也以苯系物和醇類物質為主,因此主要定量測試其揮發出的苯系物和醇類物質的量;油漆組分中,使用量最小的為109聚氨酯專用稀釋劑,由于其揮發出的氣體成分比較確定,直接對環己酮和二甲苯兩種組分進行了定量測試。定性定量測試主要采用氣-質聯用檢測依據,測試方案具體可見下表6。

    表6 定量測試方案

    物質

    定量測試組分

    1號樣 109聚氨酯專用稀釋劑

    環己酮、二甲苯

    2號樣 846-A環氧瀝青固化劑(液體)

    乙醇、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、異丙苯

    3號樣 846-1環氧瀝青防銹漆(液體)

    甲苯、乙苯、二甲苯、異丙苯

    4號樣 846-2環氧瀝青防銹漆(液體)

    甲苯、乙苯、二甲苯、異丙苯

    5號樣 面漆(混合物846-2、846-A、109)

    乙醇、苯、甲苯、乙苯、二甲苯

    從定量測試結果來看,83號和4號兩次噴漆后揮發出來的氣體在艙體空間內形成了爆炸環境,通過對比混合前和混合后揮發出來的氣體類型和其定量信息,以混合后油漆揮發出的氣體作為后面計算極限濃度的基礎,其揮發出氣體的濃度計算的詳細過程見附件1。

    表7 定量測試結果

    物質

    定量測試組分占比例

    1號樣  109聚氨酯專用稀釋劑

    二甲苯(732mg/g)

    2號樣 846-A環氧瀝青固化劑(液體)

    乙醇(6mg/g)、苯(5mg/g)、甲苯(7mg/g)、乙苯(22mg/g)、二甲苯(105mg/g)、異丙苯(0.4mg/g)

    3號樣 846-1環氧瀝青防銹漆(液體)

    甲苯(0. 5mg/g)、乙苯(78mg/g)、二甲苯(61mg/g)、異丙苯(0.3mg/g)

    4號樣 846-2環氧瀝青防銹漆(液體)

    甲苯(0.5mg/g)、乙苯(61mg/g)、二甲苯(32mg/g)、異丙苯(0.2mg/g)

    5號樣  面漆(混合物846-2、846-A、109)

    乙醇(2mg/g)、苯(2mg/g)、甲苯(3mg/g)、乙苯(69mg/g)、二甲苯(185mg/g)

    點火源分析

    通過上面對于設備工藝生產過程,爆炸發生初始位置,氣體成分以及含量的分析,基本確定了氣體爆炸的種類和濃度,對于氣體爆炸來說,點火源的存在是發生氣體爆炸的另一個必要因素。從事發時人員作業情況、工藝物料以及現場存在的可能產生火源的因素等,可以初步的分析出引起本次氣體爆炸的點火源可能為明火、高溫、電焊火花。下面逐一對本次事故可能存在的點火源進行分析排除確定。

    1)明火

    所謂明火即指現場存在動火作業,且動火作業的火源可以直接點燃有限空間內的可燃性氣體,引發爆炸。據現場觀察,現場存在幾處焊條,證明有過動火焊接作業,焊條都位于船艙體靠近側面的船艙上表面,在船艙內部未發現焊條,通過視頻和作業過程留下的焊點來看,其焊接過程是船艙體上表面進行,不可能存在直接明火點燃船艙內部氣體的條件;另外現場也未發現相關煙頭等可能的明火源,相關口供也佐證了無吸煙行為,因此排出吸煙的可能性。通過上面的分析可以排除明火直接引發爆炸的可能性。

    2)高溫

    爆炸當天天氣悶熱,室外溫度達到39℃,艙體內部溫度按照經驗判斷可能會達到40℃以上,混合后的油漆未測得閉杯閃點溫度,其他能測得的單體物質閃點溫度接近40℃左右。閃點指在規定的加熱條件下,并按一定的間隔用火焰在加熱油品所逸出的蒸氣和空氣混合物上劃過,能使油面發生閃火現象的最低溫度,自燃點是把油品加熱到很高的溫度后,使其與空氣接觸,在不同引火的條件下,油品因劇烈的氧化而產生火焰自行燃燒的最低溫度。一般來說自燃點要高于閃點,通常經驗來分析,在此種氣體環境中,發生自燃的可能性較小,可以排除此類點火源。

    3)電焊火花

    通過視頻、相關口供以及現場焊條和氣瓶等來分析,現場進行了氣焊作業,另外通過現場觀察,在確定的初始爆炸點范圍內,在船艙體上表面有一個與艙體內部相通的人孔,距離人孔大約2-3m范圍內,可以在打撈桿下表面找到焊點,如下圖15所示,而且相關口供也證明受傷人員有一名仰臥在存在焊點的打撈桿下方,證明在此處進行了焊接打撈桿上的扶梯工作,因此焊接過程中,存在火花通過人孔落入達到爆炸極限船艙內部的可能性,因此,氣焊產生的火花點火源無法排除,并且可能性非常大。除了上述幾類點火源,現場其他電器火源以及靜電等可能的點火源產生的可能性更小,在此不做具體分析,可以排除,因此通過分析來看,進行氣焊產生的電火花成為點火源的可能性最高。

    圖15爆炸最嚴重范圍內連接梯上的焊點圖

    圖16爆炸最嚴重范圍內船艙上表面人孔圖

    事故分析結論

    事故直接原因

    通過分析,下面這幾個方面為最終導致爆炸事故發生的幾個基本條件,包括可燃氣體、助燃氣體、點火源以及相對密閉的空間等。

    1)可燃氣體

    主要的燃爆性氣體為船艙內進行油漆噴涂后短時間內揮發出來的可燃氣體,主要氣體成分包括苯類和醇、酯類物質,由于船艙為相對密閉空間,且大部分揮發出來的氣體濃度大于空氣濃度,在船艙內形成了集聚,達到了爆炸極限。

    (2)助燃氣體

    船艙艙體為相對封閉的空間,空間里存在足夠的空氣,與揮發產生的可燃氣體可以形成爆炸性氣體。

    (3)氣體積聚

    在正常敞開式船艙進行油漆噴涂作業時,通風良好一般不會發生揮發性氣體的集聚。事故發生的船體為此工廠頭一次進行加工此類打撈船,船體具有相對密閉的船艙,事故發事前,剛進行完油漆噴涂作業,據相關資料查驗,所使用油漆涂料在一定溫度下經過幾個小時后便可以固化,此階段會揮發出大量的可燃氣體,經過實驗室頂空實驗和質譜聯用分析,揮發出大部分氣體密度要大于空氣,并且并沒有經過前置通風,因此,在相對密閉的船艙體內形成了足夠的集聚條件。

    (4)點火源

    此次事故的點火源為距離初始爆炸位置較近處進行氣焊作業時產生的火花通過船艙上表面的人孔進入到相對密閉艙體內引起的爆炸。

    (5)相對受限空間

    船艙體內相互連通,但與外界通過上表面幾個人孔進行連通,為封閉的相對的密閉空間,整體可以看作為受限空間。總結得到,本次事故一起由于新建船只存在較為封閉的船艙,在經過前后兩天連續船艙內部油漆涂裝作業,油漆揮發氣與船艙內的空氣形成了爆炸性混合氣體,當可燃氣體達到一定濃度后,進行船艙上方表面焊接作業過程中產生的火花進入船艙引起爆炸,造成2人死亡1人重傷的事故。

    事故間接原因

    此次事故是一起非常典型的安全生產事故,其間接原因主要是管理上的欠缺、相關單位和人員安全意識的低下、現場生產組織混亂等原因,總結起來有以下幾點。

    (1)作業方案準備不足

    在進行相關電焊作業階段,應該有非常完整作業方案,而此次電焊作業沒有較為詳細的作業方案,更不存在對作業方案可行性特別是安全性的評估,而是按照以往的經驗對新噴涂過油漆的船體進行作業,最終造成了事故的發生。

    (2)安全培訓不到位

    據相關人員的口供描述,事故造成傷亡的三名工人,雖參加過相關作業培訓,但是安全生產培訓不到位,未能引起注意,對如何避免和防范事故的發生并沒有相關培訓記錄,由于自身知識能力有限,本身對生產過程中可能存在的危險因素也意識不足,造成了生產過程中的麻痹大意,意識不夠,準備不足。

    (3)安全管理責任不清,制度不全

    紹興松陵船廠有限公司安全生產管理水平較低,對其他施工方的安全監管也不到位。具體來說,紹興松陵船廠有限公司主要負責安全生產的為廠長和班組長等相關管理人員,但是對于電焊作業的安全管理缺乏相關的制度制定,安全管理不到位,危險因素認識不徹底,導致不能及時發現和指出現場出現的一些安全隱患,對外包作業行為缺乏相關安全管理措施。

    (4)安全意識淡薄

    從調查以及相關口供資料分析中可以看出,紹興松陵船廠有限公司作業人員安全意識較為淡薄,特別對于新建的密閉艙的船只,相關負責人員在工廠管理制度制定、相關安全制度制定等方面的考慮嚴重不足,存在極大的僥幸心理。對于生產過程中的危險因素認識就更加的不到位,現場工作人員由于自身能力水平有限又缺乏相關安全培訓,對危險的意識更加的不足。這些都是事故發生的間接原因。

    事故教訓

    (1)作業方案欠妥當

    企業進行相關特種作業時,應該有完整的作業流程與方案,對于作業過程中可能存在的危險因素需要辨識清楚,并進行相關安全評估。此次爆炸事故,對于艙體表面進行焊接作業前,沒有對噴過油漆的艙體進行充分通風,致使船艙內可燃氣體達到爆炸極限,并且管理人員和操作人員沒有進行相關超限判斷,存在很大的盲目和僥幸心里,致使爆炸事故的發生。

    (2)安全專業能力低,對潛在危險因素意識不到位

    在整個事故的調查階段,一線生產工作人員,對事故的發生原因缺乏最為基礎的安全意識和思考。也正是由于安全專業能力低導致對相關危險因素意識嚴重不足,進而難以制定行之有效的安全管理制度與方案,對現場作業階段安全管理與監督的減弱,最終導致了事故的發生,所以說人的意識與思考指導人的行為與方式,最終導致事故的發生也不言而喻,教訓嚴重。

    (3)現場生產管理混亂

    從整個事故分析來看,不但細節的管理沒做到位,一些最為基本的安全管理都沒有做到位,特別是針對各個生產環節的安全生產管理制度的制定與監督,現場人員一些危險行為都存在。因此,這種麻痹大意使各種危險因素逐漸增多,最終導致了事故的發生。

    結束語

    此次事故分析,通過多次現場勘查、采樣檢測、模擬計算、調查取證資料查閱等方法,分析了本次氣體爆炸事故中可燃氣體的類型、來源、濃度、初始爆炸點位置等;從事故發生時的作業過程情況、現場條件等情況提出可能出現的各種點火源,采用排除法對點火源進行分析確定。本次事故分析,從爆炸發生的條件出發,逐一明確爆炸發生的基本要素。經過本次事故原因的分析,從中得出事故單位在安全管理、培訓、責任落實的不足,吸取事故教訓,為類似作業過程的安全管理等提供經驗建議。

    附件:艙體內爆炸性氣體濃度計算

    能夠發生氣體爆炸的最為重要的一個因素就是存在達到爆炸極限濃度的爆炸性氣體環境。前面對于氣體成分的分析已經確定油漆中可以揮發出來可燃氣體,但是爆炸空間范圍內的氣體濃度需要進一步通過相關計算來確定。上面分析中,通過對比混合前和混合后的油漆揮發出來的氣體進行對比,可以確定以混合樣品作為分析對象更加貼近實際情況,這里針對混合樣揮發出來的幾種氣體濃度進行計算說明。

    (1)混合性氣體濃度爆炸上下限計算理論

    混合可燃氣體的爆炸極限一般通過下面兩種方法進行計算。萊夏特爾定律。對于兩種或多種可燃蒸氣混合物,已知每種可燃氣體的爆炸極限和所占空間的體積分數,那么根據萊夏特爾定律,可以算出與空氣相混合的氣體的爆炸極限。用Pn表示一種可燃氣在混合物中的體積分數,則:

    理查特里定律。理查特里認為,復雜組成的可燃氣體或蒸氣混合的爆炸極限,可根據各組分已知的爆炸極限按下式求之。該式適用于各組分間不反應、燃燒時無催化作用的可燃氣體混合物。

    (2)事故爆炸氣體濃度爆炸上下限計算

    此次事故參入爆炸的氣體為五種,分別為乙醇(C2H6O)、苯(C6H6)、甲苯(C7H8)、乙苯(C8H10)、二甲苯(C8H10)。其爆炸上下限為LC2H6O)=3%,L(C2H6O)=19%;L(C6H6=1.2%,L(C6H6=8%;L(C7H8)=1.2%,L(C7H8=7%;L(C8H10=1.0%;L(C8H10=6.7%;L(C8H10)=1.09%,L(C8H10=6.6%。

    此外還需要對五種氣體所占空間體積分數進行分析。前面表7中可以得到每種氣體單位質量揮發出來的含量分別為乙醇(2mg/g)、苯(2mg/g)、甲苯(3mg/g)、乙苯(69mg/g)、二甲苯(185mg/g),三種氣體分子量分別為46、78、92、106、106。根據氣體狀態平衡方程,可得到五種氣體的體積分數分別為,33.8%、20.0%、16.9%、14.7%、14.7%。因為這幾種爆炸性氣體相互之間不會發生反應,所以選取理查特里定律進行計算?;旌蠚怏w的爆炸上下限計算如下。

    此次發生爆炸的混合氣體的爆炸極限范圍為1.42%-9.09%。

    (3)氣體爆炸上下限修正

    爆炸極限不是一個固定值,它隨著各種因素的變化而變化。影響爆炸極限因素主要包括初始溫度、初始壓力、惰性介質及雜質和容器等。在此次爆炸事故中,艙體內的溫度較高,初始溫度對于爆炸極限的影響會很大,其他的相關因素這里不作考慮。下面為爆炸下限的與溫度之間的理論公式。

    式中溫度t 時的氣體的爆炸下限,為25℃ 時的下限。本次事故發生的烘箱溫度范圍在40℃-50℃左右。這里假設烘箱的溫度為40℃,那么對上面計算得到的爆炸極限計算后為1.40%-9.00%。

    (4)事故爆炸空間內氣體濃度計算分析

    前文中對于爆炸位置的分析已經明確了爆炸發生在船體艙體的中間部分,即艙體4和艙體5位置,整個艙體為相對密閉的空間,但是艙體與艙體之間連通,揮發出的氣體會在船艙體內形成集聚。根據上面對于艙體長寬高的描述,以及其破壞情況,此處計算假設揮發出的氣體充滿了艙3(長3.0m*5.2m*2.0m)、艙4(4.0m*5.2m*2.0m)、艙5(4.5m*5.2m*2.0m)和艙6(長3.0m*5.2m*2.0m),可以得到艙體的體積為150800L。根據相關筆錄等信息表明,事故前一天和當天總共使用了混合后的油漆大概為196kg。假設油漆中的上述五種氣體全部揮發,而且揮發出來的氣體全部積聚在此兩節艙體內,此空間里揮發出來的氣體的體積為

    其中k是根據氣體平衡狀態方程得出的,其他變量不變的情況下,體積與溫度呈正比關系,標準狀況下為0℃,烘箱里的溫度一般恒定在40℃左右,所以在溫度下,單位摩爾質量的體積會增大。則可以得出揮發出來的爆炸氣體的體積為12611.8L。那么可以得出最后揮發出來的氣體濃度占假設空間的體積分數為

    n=12611.8/150800=8.34%

    可以看出在此情況下,其最終揮發出來的爆炸氣體濃度高于混合氣體的爆炸下限,為爆炸上限的90%左右,處于爆炸極限范圍內,此時遇到點火源會發生爆炸,且會釋放出較大的爆炸能量。