液氨鋼瓶充裝過程中爆炸原因分析

趙福興 錢英豪 周鵬飛（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢測研究院蘇州分院,江蘇 蘇州 215031）

2015年6 月30日9時46分，某公司高純氨車間充裝崗位在充裝液氨過程中，一只53kg鋼瓶瓶體發(fā)生撕裂，鋼瓶內(nèi)氨氣發(fā)生泄漏，造成3名職工液氨凍傷和吸入性損傷；在現(xiàn)場施救和處置過程中，另有3名職工輕度凍傷和吸入性損傷，1名職工右眼化學(xué)性灼傷。

1 現(xiàn)場情況描述

1.1 事發(fā)時生產(chǎn)線實際情況

通過充裝室監(jiān)控畫面顯示，2015年6月30日上午8：44時超純氨車間充裝崗位兩名操作工把四只100L相同液氨鋼瓶放在充裝臺上（從左側(cè)開始依次把它們編號為1#、2#、3#、4#），并把充裝管道連接在鋼瓶上（見圖1.a）。9時03分03秒1#、2#鋼瓶開始充裝，同時起動往復(fù)式低溫液體泵。9時07分3#、4#鋼瓶開始充裝。9時27分31秒1#鋼瓶充裝完畢，9時28分53秒2#鋼瓶充裝完畢。9時42分40秒3#鋼瓶充裝完畢。9時44分35秒叉車進入充裝車間（見圖1.b）。9時45分45秒4#鋼瓶爆炸（鋼瓶編號為231573），瓶內(nèi)液氨大量泄漏（見圖1.d）。圖1.c為爆炸前瞬間照片，三名操作工都在關(guān)注剛剛放上充裝臺的鋼瓶，并無留意到正在充裝的4#鋼瓶。

1.2 鋼瓶爆炸后情況

圖2為鋼瓶爆炸后圖片，從圖2.a可以看出鋼瓶筒體發(fā)生了明顯的脹粗，從圖2.b可以看出在鋼瓶焊縫附近的熱影響區(qū)發(fā)生了縱向開裂，鋼瓶保持整體狀態(tài),未形成爆炸碎片。觀察裂口斷面，有明顯剪切唇，并向兩端延伸，出現(xiàn)放射狀撕裂人字型花紋，屬于延性破裂。由以上基本可以推斷鋼瓶屬于超壓爆破。

圖1 監(jiān)控視頻畫面

圖2 鋼瓶爆炸后圖片

圖3為鋼瓶爆炸后充裝臺壓力表，可以看出壓力表指針發(fā)生了明顯的變形，由此推斷在鋼瓶發(fā)生爆炸的過程中，壓力急劇上升，嚴(yán)重超過了壓力表量程。說明在4#鋼瓶充裝的過程中，發(fā)生了過量充裝的行為，而從監(jiān)控錄像來看，并未見到任何超裝報警及超裝保護裝置動作。

圖3 爆炸后充裝臺壓力表

2 資料審查

2.1 充裝工藝流程

從高純氨貯槽底部出口通過管徑為1/2”的316L無縫鋼管、閥門與往復(fù)式低溫液體泵連接，往復(fù)式低溫液體泵出口管通過管徑為1/2”和閥門連接到充裝臺，充裝臺有8個充裝點，管徑為1/4”，通過閥門和電子稱重控制鋼瓶內(nèi)充裝液氨的數(shù)量。每個充裝點有壓力表、充氣閥、排氣閥，總管上有放空閥。

2.2 充裝工藝設(shè)計資料審查

按照GB 14193-2009《液化氣體氣瓶充裝規(guī)定》5.1條規(guī)定，衡器應(yīng)設(shè)置有氣瓶超裝報警或自動切斷氣源的連鎖裝置。GB27550-2011《氣瓶充裝站安全技術(shù)條件》8.3條規(guī)定液化石油氣、液氯和液氨氣體充裝站應(yīng)配備具有在超裝時自動切斷功能的計量衡器。

審查充裝工藝在設(shè)計資料及充裝現(xiàn)場，衡器并未按照規(guī)定設(shè)置氣瓶超裝切斷氣源的自動聯(lián)鎖裝置及報警裝置，當(dāng)衡器稱重失靈或人員疏忽等其它因素造成過量充裝時時，進液閥不能自動切斷，操作人員也無法及時發(fā)現(xiàn)，帶來很大的安全隱患。另外往復(fù)式低溫液體泵管路未設(shè)置安全回流閥，造成泵出口壓力不能控制在安全狀態(tài)。

2.3 爆炸鋼瓶資料審查

發(fā)生爆炸的鋼瓶編號為231573，有檢驗合格證，公稱容積100L，最大裝液量53kg，公稱壓力3.0MPa，在檢驗有效期內(nèi)，下次檢驗日期為2016年，報告結(jié)論合格。鋼瓶材質(zhì)為HP345，有制造許可證、型式試驗報告及出廠技術(shù)資料。從鋼瓶爆炸發(fā)生脹粗開裂，而鋼瓶依然保持整體狀態(tài)來看,鋼瓶本身并無質(zhì)量問題。

2.4 充裝質(zhì)量資料審查

審查充裝單位氣瓶充裝許可證，有效期至2019年5月。審查充裝及檢查人員資格、充裝工藝規(guī)程、衡器計量檢測證書、充裝前檢查記錄均等資料均符合GB 14193-2009《液化氣體氣瓶充裝規(guī)定》的規(guī)定。

3 爆炸原因綜合分析及建議

3.1 爆炸原因綜合分析

3.1.1 通過操作現(xiàn)場視頻回看，鋼瓶在爆炸前，一人在將其它一只鋼瓶與充裝臺連接，另外兩人在觀望，忽視了正在充裝中的4#鋼瓶，在人工切斷充裝閥門前，液氨通過液體泵一直向鋼瓶充裝，直到鋼瓶內(nèi)全部被液氨充滿、充爆。人為的疏忽是造成此次事故的直接原因。

3.1.2 設(shè)計時，衡器未按照GB 14193-2009《液化氣體氣瓶充裝規(guī)定》及GB27550-2011《氣瓶充裝站安全技術(shù)條件》的規(guī)定設(shè)置氣瓶超裝切斷氣源的自動聯(lián)鎖保護裝置及報警裝置，當(dāng)衡器稱重失靈或人為疏忽時，進液閥不能自動切斷，也不能及時報警，是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。

往復(fù)式低溫液體泵管路未設(shè)置安全回流閥，造成泵出口壓力不能控制在安全狀態(tài)，存在巨大的安全隱患，是導(dǎo)致本次事故的間接原因。

3.2 建議

3.2.1 加強人員安全培訓(xùn)，提高安全意識及操作技能。

3.2.2 往復(fù)式低溫液體泵管路加裝安全回流閥。

衡器增加設(shè)置氣瓶超裝切斷氣源的自動聯(lián)鎖裝置，并安裝報警裝置。