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熔接金屬火花火災案例分析

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fire409 發表於 2006-11-14 07:39:01 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
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壹、前言:
  u$ I( N( K3 O0 c+ j) X施工中常發生因熔接作業引起火災的案件,由於此類火災現場有明顯的動火證明,於進行火災原因調查時,其調查方向較明確,且比較容易證明、確認。但類似案件仍不斷在作業疏忽中發生,似乎也顯示此類案件並不會因肇因明確、調查容易,而能有效預防、或抑止該類火災的發生,這的確也是預防工作應注意改進的重點。以下就以新竹縣最近的熔接金屬火花火災案例,來說明火災發生經過,並針對此類案件提出火災預防對策。
0 A0 Q! j) L2 L& L, X- P2 c貳、火災概要:
0 b7 \7 k' r4 d1 v0 W某日午後14時,工人開始下午的頂樓加蓋鋼骨結構工程。由於施工位置緊鄰馬路,為方便作業,工程車停放於緊鄰施工建築物旁道路,電銲機等施工工具均直接吊掛至3樓。而乙炔及氧氣鋼瓶較重,因此放置工程車載貨平台上,再利用橡皮軟管延伸熔桿火炬至建築物3樓作業。1 g0 P, g) a* u. f0 s: Y
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現場施工作業使用電銲機及氧乙炔氣切割器,施工人員突然發現火勢從車後載貨平台上氧乙炔橡皮軟管起火燃燒;雖迅速以乾粉滅火器滅火,但因鋼瓶開關閥燒熔,無法將火勢熄滅,造成工程車延燒,車頭全毀。& \7 w& y* L! o* \; n/ }
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$ C( x' S% p# ]鋼瓶閥受燒情形" S' a+ A. s, u  K! D+ n& k
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參、現場燃燒後情形:
+ L5 B1 H" n5 h工程車車車頭全毀,車頭前方烤漆完整,前擋風玻璃破裂,車頂上方受燒燻黑,散熱水箱罩完好,前保險桿完好。駕駛座艙內部燒毀,方向盤下端受燒彎曲變形,右側助手座後方鐵板受燒變色泛白。載貨平台下方電池、油箱及四個車輪完好未受燒。
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車頭後方載貨平台僅右前方木質地板燒穿,其餘完整。燒穿位置平放乙炔及氧氣鋼瓶,並有乾粉噴灑過的痕跡。經調查,載貨平台上共載有乙炔鋼瓶2瓶、氧氣鋼瓶1瓶,乙炔及氧氣的壓力調節器2個。# I# e9 N5 ?2 S* [

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工程車後方載貨平台右前方燒穿,橡皮高壓軟管燒斷1 I+ B0 [  \6 a" S
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- n* `$ ~+ H2 e6 h* d鋼瓶瓶身受燒情形
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肆、熔接火花特性:7 v0 N7 r  E, W: A
此案例因作業需要使用電弧熔接(arc welding)及氣體熔接(gas welding)即電銲機及氧乙炔切斷器,茲分別介紹如下:
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電銲機種類多樣,本案例所使用電銲機係為攜帶輕便、操作簡單、成本低、且戶外、室內均可使用的遮蔽金屬電銲機(SMAW),為目前最廣泛被使用的電銲機。電銲機相關套件包括電銲機、電極把手、電極、電線及接地夾,其負極為消耗性電極,正極為欲熔接工件。熔接熱量由電弧所供給,而熔接時的溫度隨著電源種類、電流密度及熔接金屬的種類而定。由於電弧所產生的熱量使電極呈熔融之狀態,所以電銲時電弧中心溫度相當高,約可達4,000至7,000℃,所噴射出火花的溫度為2,000至3,000℃。
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氧乙炔切斷器係利用氣體燃燒火焰加熱工件表面使其產生氧化鐵,氧化鐵繼續燃燒而造成熔融之熔渣火花噴出,達到金屬切割的目的,但此種氣體切斷器僅限使用於含鐵材料的切割。氧乙炔切割時火焰之最高溫度可達3,500℃,而飛出火花的溫度則較母材溫度低,但也有約1,500℃。6 d& E0 `( Z  ?

2 r1 S  J- t7 V6 |火花熔渣直徑0.4公分以下者,因粒子較小,溫度下降快,墜地後會保持原球型;而直徑超過0.5公分的粒子掉落地面時,會因重力撞擊碎裂成較小粒子散開,而小粒子飛散的距離可達10公尺以上。此時火花與可燃物接觸時,可燃物起火的可能性非常高。
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火花對可燃性液體而言,高分子油品例如柴油、機油的引火後續燃性低,起火後容易熄火,但仍有引發火災的危險性,而易燃性液體的起火可能性則非常大。火花對液化石油氣及乙炔氣而言,也非常容易引火燃燒,在瓦斯管上方集中落下火花時,則會造成瓦斯管的起火燃燒。$ T. e. Y) C3 x# l' a3 V8 l) A; X
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再者,電銲熔接所使用的熔銲電擊(熔接棒)或氧乙炔氣體切割後的金屬一樣含有高溫,對可燃性物質亦有著火的危險性。由於火花熔渣為球型結構,掉落地面時容易轉動,也因此必須注意掉入細縫引發火災的危險性。$ p( v6 [  |  f# k' p& Z+ J

. Y) S/ L2 A7 K5 x伍、起火原因調查:
. p0 {0 h# u: h/ S據現場作業人員筆錄及現場燃燒後狀況,研判火勢由工程車載貨平台右前方起火,向車頭(駕駛座)延燒。故起火處為工程車載貨平台右前方,而該處正放置開關閥開啟中的氧乙炔鋼瓶。+ a1 T2 Y: _* E! h, N4 J4 T5 u

; ^: P6 o. h! i3 _; l9 I起火當時作業人員在車旁上方3樓進行電銲熔接及氧乙炔切割作業,電銲火花掉落下方5公尺車上所積載氧氣、乙炔橡皮軟管及鋼瓶,導致橡皮管碳化、破裂,瓦斯外洩起火燃燒,火勢並向前方駕駛座艙延燒。
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( i! ]( w# ~: r: U陸、結論與建議:6 x1 `  N* |7 G# l) x8 r
雖然國內目前專業技術士證照設有電銲及氣銲技術士科目,且必須經過學科及術科檢定合格才能領取證照,但從學科測驗中可以發現,預防熔接火災方面的知識並不受到重視,更何況是自行學習執業的熔接技術人員。
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% |! o. D% A9 ?+ ?5 _2 [為預防此類火災的發生,在此提供國內外相關熔接火災預防安全作業規定,供相關人員參考及宣導:3 d* {9 F- f- U0 {. P
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1、於廠外進行熔接作業時,作業場所應設置在附近沒有可燃物的安全位置。如無法設置在上述安全位置時,應移開作業位置附近10公尺內的所有可燃物。若無法清除或移開可燃物時,應使用防火毯將可燃物完全蓋住,以避免可燃物與火花接觸,發生火災危險。若無法達成上述要求,嚴禁執行熔接作業。$ p" V4 L; Q1 U% d% |
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2、在廠區中進行銲接作業前,必須依動火作業規定事先申請辦理動火作業許可證,經有關部門審核,同意後才可施工。
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3、樓地板貫穿部及隔間牆開口部,均應加防火毯覆蓋保護,以避免火花飛出、掉落,造成人員傷害或引發可燃物。作業時應派員監視,並設置滅火器,以應不時之需;並於貫穿水平及垂直區劃的另一空間增設1名監督員,以控制潛在的危險。
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. u2 i  e% ?1 d8 u( T5 F9 X4、熔接火災經常發生在停火之後一段時間,且起火處通常與作業處所有一段距離,因此監督員應於動火當天工作結束後,徹底檢查該區域30分鐘至1小時,以確認無悶燒狀況存在。! {  T6 T* o0 b) a  b% H
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5、任何裝有、或疑似裝有易燃性或毒性物質的密閉容器,均有物質殘留容器的可能,逕行操作將會有起火、爆炸或中毒的可能,故於測試合格、徹底清潔、洗淨、開通氣孔等安全確認前,不可進行切割或熔接。
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6、嚴禁在裝有高壓氣體之容器旁及上方進行銲接(如氧氣瓶、乙炔鋼瓶、貯氣筒等)。; d' x8 k6 b, B: m+ c* `9 n6 c
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7、不可在木質地板上進行電銲,必要時應先用石棉板或防火毯鋪於地板上再行施工。
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部分參考書目:; k) X# ~, O  P6 g/ h' x8 p6 o
熔接學卅陳金富、林宏昌卅全華科技圖書股份有限公司
% m; x* H& H: i$ q; b- r3 n新火災調查教本第6卷卅日本東京消防廳卅東京防災指導協會% ^# j2 Q- O6 `6 i
火災原因調査要領--微小火源火災編卅財団法人消防科学総合センター
4 I6 w4 b4 p: DRegulations (Standards - 29 CFR) General requirements.-- 1910. 252卅Welding, Cutting, and Brazing卅U.S. Department of Labor Occupational Safety & Health Administration (OSHA)
+ C: L$ c1 H. l3 wIOSH安全資料表--動火作業--類號:SDS-P-002卅勞工安全衛生研究所
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