液氮容器爆炸事故預(yù)防

潘六林

液氮是一種特殊的工業(yè)制成品，具有超低溫性、膨脹性、無(wú)嗅和無(wú)毒等特性。隨著液氮在精密工業(yè)、醫(yī)藥、食品等方面的廣泛應(yīng)用，在沖裝和儲(chǔ)存液氮的過(guò)程中，液氮容器爆炸的事故也屢屢發(fā)生。如何預(yù)防液氮容器爆炸事故的發(fā)生，成為液氮容器使用企業(yè)必須面對(duì)的一道安全課題。

事故案例

2008年5月17日早7：45左右，某市照明電器有限責(zé)任公司的2名當(dāng)班工人像往常一樣進(jìn)入摩托燈具車(chē)間做生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作，突然車(chē)間內(nèi)一臺(tái)YDZ-100型液氮容器罐在靜態(tài)下爆炸，2名工人被炸成重傷，經(jīng)醫(yī)院搶救無(wú)效死亡。

該省特種設(shè)備檢查院及相關(guān)專(zhuān)家對(duì)爆炸容器殘骸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)筒體表面縱向焊縫上存在一條長(zhǎng)15mm穿透性缺陷，增壓管底部脫落口處有約5mm未焊透。專(zhuān)家根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果做出認(rèn)定，該液氮容器外筒體爆炸原因是內(nèi)筒體液氮泄漏到夾層中，液氮在短時(shí)間內(nèi)迅速氣化，導(dǎo)致夾層空間壓力升高。當(dāng)壓力升高至夾套材料強(qiáng)度極限時(shí)，容器外筒體發(fā)生爆炸。

危險(xiǎn)因素

事故發(fā)生后，事故調(diào)查人員通過(guò)對(duì)這起事故的分析，幫助企業(yè)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、汲取教訓(xùn)，研究和掌握液氮容器的安全性能，從根本上制定防止事故發(fā)生的對(duì)策和措施，確保液氮儲(chǔ)存的安全。

液氮屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，液氮容器的爆炸輕則會(huì)造成設(shè)備損毀、重則導(dǎo)致人員傷亡的慘重后果。所以液氮容器在使用過(guò)程中的安全性應(yīng)該引起高度重視。導(dǎo)致液氮容器爆炸事故的原因，主要有以下幾個(gè)方面。

1.外界環(huán)境影響

（1）高溫高壓

液氮是由空氣壓縮冷卻制成，氣化時(shí)能恢復(fù)為氮?dú)?。每升液氮?dú)饣?，溫度上?5℃，體積膨脹約為180倍。當(dāng)外部溫度壓力超出罐體應(yīng)承受的冷卻溫度和壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸。

（2）碰撞震動(dòng)

液氮容器罐體有專(zhuān)項(xiàng)防震設(shè)計(jì)，除靜置貯存外，還可在充裝狀態(tài)下運(yùn)輸使用。但液氮罐體在受到劇烈碰撞和震動(dòng)后，會(huì)引起保溫層或其他部件破損，外部環(huán)境會(huì)直接影響氣化物，造成爆炸。

（3）密封通風(fēng)不良

如果液氮使用和貯存環(huán)境通風(fēng)不好，會(huì)引起室內(nèi)氮?dú)夂鸵谎趸獨(dú)怏w含量濃度積聚不散，達(dá)到爆炸極限，從而引發(fā)爆炸。

2.質(zhì)量因素

（1）選材不當(dāng)

液氮容器罐體一般采用純鋁箔和不銹鋼冷熱軋鋼板制作，如果這些主要材料的規(guī)格和質(zhì)量不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)不到冷凍液氮的承受條件，則極有可能發(fā)生爆炸。

（2）保溫差

液氮罐由內(nèi)外雙膽組成，內(nèi)膽外表纏繞著多層絕熱體，一旦反射材料與隔熱材料脫落，就會(huì)造成相鄰反射材料與外膽直接接觸，使內(nèi)膽的液氮迅速膨脹氣化，直至發(fā)生爆炸。

（3）閥門(mén)、儀表等附件陳舊老化

在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，如果對(duì)液氮罐的閥門(mén)、儀表等附件不注意經(jīng)常檢修和更換，一旦這些附件陳舊老化，就會(huì)造成溫度升高或液氮泄漏，發(fā)生爆炸。

3.人為因素

（1）儲(chǔ)運(yùn)不當(dāng)

液氮罐貯存種類(lèi)一般可分為貯存罐和運(yùn)輸罐2種。貯存罐主要用于室內(nèi)液氮的靜置貯存，不宜在工作狀態(tài)下作遠(yuǎn)距離運(yùn)輸使用。

（2）使用不當(dāng)

長(zhǎng)期使用的液氮罐，如果在使用操作過(guò)程中未做定期維修檢查和保養(yǎng)，設(shè)備就會(huì)存在不安全隱患，可能造成爆炸事故。

在操作液氮罐時(shí)，如果未將排氣閥打開(kāi)或打開(kāi)程度不夠，液氮經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的自然蒸發(fā)后，內(nèi)筒壓力升高。此時(shí)若沒(méi)有安全保護(hù)裝置，壓力持續(xù)升高，就有可能導(dǎo)致增壓管底部接管原有缺陷處開(kāi)裂。一旦液氮滲漏到夾層空間后氣化，夾層壓力迅速升高，就會(huì)導(dǎo)致外筒體爆炸。

部分液氮罐操作人員未經(jīng)安全教育，僅憑師傅口頭傳授操作技能后就上崗操作，安全素質(zhì)和技能較差，也容易發(fā)生事故。

（3）液氮泄漏

在內(nèi)膽里的液氮長(zhǎng)期不能正常排出，或者大量滲漏到夾層空間氣化，也有可能導(dǎo)致液氮容器發(fā)生爆炸。

安全控制措施

對(duì)液氮容器的安全使用，應(yīng)從以下幾個(gè)方面予以保證。

1.投入使用前檢查核對(duì)

液氮容器在投入使用前，應(yīng)對(duì)其外觀、標(biāo)志標(biāo)識(shí)、產(chǎn)品合格證、使用說(shuō)明書(shū)等進(jìn)行檢查核對(duì)，容器的壓力儀表應(yīng)定期送計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，合格后才能使用。容器的安全閥、爆破片等安全裝置要保證完好，確保無(wú)異常情況后方可投入使用。

2.充填前檢查外殼有無(wú)缺陷

液氮罐在充填前，要檢查外殼有無(wú)凹陷，真空排氣口是否完好。若被碰壞，則真空度會(huì)降低，嚴(yán)重時(shí)進(jìn)氣不能保溫，這樣罐體上部會(huì)結(jié)霜，液氮損耗大，失去繼續(xù)使用的價(jià)值。

3.使用過(guò)程中隨時(shí)檢查罐體的使用情況

在使用過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)檢查罐體的使用情況。在罐內(nèi)有液氮的前提下，如果發(fā)現(xiàn)罐體瓶蓋和上部有水珠或結(jié)霜情況，則說(shuō)明罐體質(zhì)量有問(wèn)題，應(yīng)立即停止使用。在罐體瓶蓋和上部出現(xiàn)無(wú)水珠或結(jié)霜現(xiàn)象時(shí)，用手觸摸外殼，感覺(jué)上部冷、下部熱，說(shuō)明罐體質(zhì)量有問(wèn)題，即液氮日增損較大，應(yīng)注意觀察，防止液氮耗損完后，造成所貯物質(zhì)損壞，此時(shí)最好停止使用；若上下溫度一致，說(shuō)明罐體質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題。使用過(guò)程中要經(jīng)常檢查；可以用肉眼觀測(cè)，也可以用手觸摸外殼，若發(fā)現(xiàn)外表掛霜，應(yīng)停止使用。特別是頸管內(nèi)壁附霜結(jié)冰時(shí)不宜用小刀等尖利器具去刮，以防頸管內(nèi)壁受損，造成真空不良。

4.注意存放液氮容器的方式

液氮罐要存放在通風(fēng)良好的陰涼處，不能在太陽(yáng)光下直曬。另外，無(wú)論在使用或存放時(shí)，液氮罐均不能傾斜、橫放、倒置、堆壓、相互撞擊或與其他物件碰撞，要做到輕拿輕放，并始終保持直立。

5.建立日常維護(hù)記錄

生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位應(yīng)當(dāng)制定液氮容器有關(guān)安全生產(chǎn)的規(guī)章制度和安全操作規(guī)程，建立容器定期檢查和日常維護(hù)記錄。

6.配備專(zhuān)兼職管理人員

使用單位要明確管理部門(mén)，配備必要的專(zhuān)兼職管理人員，定期對(duì)在用液氮容器進(jìn)行維護(hù)檢查，發(fā)現(xiàn)故障或隱患應(yīng)立即停用，發(fā)生事故及時(shí)上報(bào)。如果容器在使用中出現(xiàn)表面結(jié)霜、結(jié)露現(xiàn)象，應(yīng)立即泄壓并停止使用，迅速查明原因，排除故障后方可重新投入使用。

7.未經(jīng)安全培訓(xùn)合格不得上崗作業(yè)

生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的主要負(fù)責(zé)人、安全管理人員和設(shè)備作業(yè)人員應(yīng)接受必要的安全培訓(xùn)，熟悉有關(guān)安全生產(chǎn)規(guī)章制度和安全操作規(guī)程，具備必要的安全生產(chǎn)知識(shí)，掌握本崗位的安全操作技能，增強(qiáng)預(yù)防事故、控制危害和應(yīng)急處理能力。未經(jīng)安全生產(chǎn)培訓(xùn)合格的從業(yè)人員不得上崗作業(yè)。

編輯韓 穎