抽风管爆炸事故的调查与分析
1 事故基本情况
2004年1月2是14时，东莞市茶山镇某电路板厂正在安装新的生产设备，由于新的生产设备与原来的抽风管道不配套，故让工人在抽风管上用电动砂轮机切割挖孔，结果在切割过程中发生了爆炸，造成2人死亡，5人受伤。
2事故原因调查与分析
2.1爆炸点的确认
经过对该厂有关人员询问和事故现场查看得知，事发当时，两个工人正在抽风管上用电动砂轮机切割挖孔，突然一声巨响，抽风管爆炸，两名工人被抛到距切割的抽风管3～4m远的地上，一人当场死亡，另一人在送往医院的途中死亡。在切割的抽风管底下作业的人员受了重伤，受伤人员的后背上嵌入许多抽风管的细碎粒子。由此确认：爆炸点就是正在进行切割的抽风管。见图1。
图1 爆炸点工艺流程
注：其中1，2，3，4，5为采样点
2.2点火源的分析
根据对事故发生情况的调查得知，当时事发现场有7名工人正在作业，其中5名工人在搬运设备，与点火源没有关系；另2名工人用电动砂轮机切割抽风管，导致抽风管发生爆炸。抽风管为非金属材料，用电动砂轮机切割时摩擦产生高热，同时摩擦产生静电，静电积累到一定程度导致放电而产生静电火花，高热和静电火花是导致本次爆炸的点火源。
2.3爆炸物的分析
为查明抽风管内引起爆炸的物质，调查组在进行爆炸物分析时采取了事故原因穷举法。该方法为列出所有可能引发爆炸的物质，画出鱼刺图（如图2所示），然后逐个加以分析，在排除与发生爆炸事故无关的物质后，留下难以排除的即为可能引发爆炸的物质。
图2 爆炸物分析（穷举法）鱼刺图
a）可燃气体：在事故现场了解到，该厂在安装新的生产机器期间已经停产三四天，抽风系统也停止了工作，抽网管 内存在可燃气体的可能性很小；另外，根据对事故现场的勘察，可燃气体发生爆炸之后的破坏力不可能使机器上留下那么深的坑凹。据以上两点可以判断，抽风管内发生爆炸的不是可燃气体。
b）可燃气体：发生爆炸事故的车间在工艺上使用氨水等物质。氨水挥发出的氨蒸气，或者存在其它可燃性蒸气，有可能被抽风系统抽入抽风管内与空气混合，引发爆炸。但是在生产过程中的蒸气已被抽风系统抽到大气中，在安装新生产机器时已经停产，抽风管内不可能存在可燃蒸气。
c）间接形成可燃气体；根据该车间所用原料与工艺，间接形成可燃气体的可能性较小。
d) 粉尘爆炸：支持粉尘爆炸的可能性有以下两点：一是粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力状态持续时间长、释放能量大，破坏力强（从事故现场破坏的痕迹可以看出其破坏程度较强）；二是该厂的抽风管自1999年建成投产后一直没有清理过，抽风管内有可燃粉尘存在的可能性。但是，粉尘爆炸需要具备3个条件：一是存在可燃粉尘；二是可燃粉尘必须悬浮在空气当中，与空气形成爆炸性混合物并达到爆炸极限范围；三是必须有足够的点火能量。经过对现场抽风管内的情况查看、分析认为，抽风管内不具备发生粉尘爆炸的第2个条件，故排除了粉尘爆炸的可能性。
e) 固体物质：抽风管内壁上存在蓝绿色固体物质，这种物质发生爆炸的可能性最大。
在事故现场有代表性地采集了5个样品（选择地点见图1），对其进行燃烧爆炸试验，以确定爆炸物质。
分别点燃5个样品，2，3，4，5号样品都没有发生燃烧，只有1只样品发生爆炸。故初步判断1号样品为爆炸物。由于1号样品中混有许多物质，需进一步试验。在点燃的条件下，反复几次试验，最终观察到是黏附在抽风管内壁上的蓝绿色固体物质发生爆炸，并且爆炸之后在石棉网上留下的爆炸痕迹与事故爆炸现场的爆炸痕迹极其相似。故判断黏附在抽风管内壁上的蓝绿色固体物为爆炸物，此次爆炸为固体物质爆炸。
2.4爆炸物组成的确定
将蓝绿色固体物质送往华南理工大学测试中心进行检测，检测结果是：①送检样品为复杂的混合物，从形态和颜色上可以判断存在铜盐，是逐步沉积形成了该样品。②由红外显微镜对送检样品各个不同颜色及形貌的微小区域进行检测，各处的红外光谱存在明显变化或差异，进一步说明该样品系复杂混合物。由这些红外光谱特征可以判断样品中存在：氢氧化肼、碳酸盐、硫酸盐、叠氮化合物、重氮盐，还存在少量的硝基化合物、硝酸盐以及少量的有机物特别是含氮有机物。
物质的爆炸性与其化学结构有密切关系，有的物质容易发生爆炸，而有的物质就不容易发生爆炸。也就是说，具有某些特定原子团的化合物容易爆炸，这样的原子团被称为“爆炸性基团”。送检混合物中的叠氮化合物含有－N＝N＝N－的基团，重氮盐含有－N＝N－的基团，硝基化合物含有－NO2的基团，这些都属于爆炸性基团，很不稳定，容易被活化，当受到外界能量（高热、摩擦、撞击等）的作用时，它们的键很容易断裂，从而激发起爆炸反应，发生爆炸。由此判断混合物中叠氮化合物、重氮盐、硝基化合物为爆炸性物质。另外，送检混合物中还存在少量的硝酸盐，根据该厂所用原料和工艺分析认为硝酸盐中主要存在硝酸铜和硝酸铵，据国家标准《常用危险化学品的分类及标志》（GB13690-1992）得知，硝酸铜、硝酸铵都属于危险化学品中第5.1类氧化剂，其危险特性是：遇明火、高热会引起燃烧爆炸。由此判断送检混合物中硝酸盐也是爆炸性物质。
综上分析，送检混合物中叠氮化合物、重氮盐、硝基化合物、硝酸盐均为爆炸性物质；这些爆炸物质中有的内含氧化剂，另外排风管内存在大量空气（含有氧气）；电动砂轮切割机切割风管时摩擦产生高温和静电，由此构成了化学爆炸的3个条件，最后导致抽风管爆炸事故的发生。
2.5爆炸物的形成
对发生爆炸车间所用原料和工艺进行分析认为，爆炸物是以烟雾形式被抽风系统抽入管道内逐渐沉积、积累，形成固体吸附在管壁上。在形成过程中还有可能是不同的化合物同时或先后吸附、积累在管壁上，并相互发生化学反应，最终形成了复杂的混合物。具体分析如下：
在一定温度下，氨水与有机烃类助剂反应生成伯胺，在酸洗中硝酸分解产生亚硝酸，伯胺在强酸存在下，能与亚硝酸反应，生成重氮盐。
在蚀刻、剥A、剥B工艺中，盐酸与锡、铜反应生成氯化亚锡和氯化亚铜。重氮盐在盐酸、氯化亚锡存在易被还原生成肼。
氨水与硝酸反应生成易爆硝酸铵。
硝酸与铜离子反应生成硝酸铜和硝酸亚铜等。
3 建议
a） 生产车间的抽风管道应定期进行清理，防止吸附沉积形成爆炸物。
b） 生产车间禁止一切火源、热源。
c） 进行动火作业时，首先辨识危险，有危险应排除危险确认安全后才能作业。
d） 企业安全生产管理人员应进行安全培训，使之具有与本单位所从事的生产活动相应的安全知识和管理能力。
e） 建立健全安全生产规章制度以及各个环节的操作规程。
落实安全生产责任制，在各自工作的范围内尽安全职责。（狄建华）