氨制冷壓力管道典型事故及監(jiān)管重點(diǎn)分析

賈 強(qiáng),梁 旭,王 磊

( 1.北京市豐臺(tái)區(qū)特種設(shè)備檢測(cè)所，北京 100161；2.北京市西城區(qū)特種設(shè)備檢測(cè)所，北京 100055 )

近兩年由于吉林德惠寶源豐禽業(yè)有限公司、上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)有限公司連續(xù)發(fā)生涉氨安全事故，事故造成的傷亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失巨大，氨制冷壓力管道的安全引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。氨制冷壓力管道事故的頻繁發(fā)生，一方面是由于我國經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度較快，相關(guān)行業(yè)對(duì)于制冷系統(tǒng)的需求大幅提升，無論是冷庫的數(shù)量還是使用頻率都較以前有一定程度上的增加；另一方面就是作業(yè)人員素質(zhì)參差不齊，使用單位安全措施、應(yīng)急預(yù)案不夠規(guī)范，加上監(jiān)管和檢驗(yàn)方面的原因?qū)е铝耸鹿实陌l(fā)生。本文對(duì)幾種典型的氨制冷壓力管道事故案例加以分析，通過對(duì)事故原因分析和國內(nèi)國外事故分析對(duì)比，找出防止氨制冷壓力管道事故發(fā)生的監(jiān)管措施。

1 幾種典型的事故原因分析

1.1 閥門等管道元件質(zhì)量不合格或老化引起的事故

2003年2月，漳州市東山縣華農(nóng)股份有限公司冷凍庫內(nèi)液氨管道閘閥發(fā)生泄漏嚴(yán)重事故。經(jīng)查,檢修人員檢修時(shí)，閥門突然爆炸，引起液氨大量泄漏，導(dǎo)致1人死亡，2人重傷，直接經(jīng)濟(jì)損失約5萬元。

事故原因：該管道閥門未見產(chǎn)品合格證及相關(guān)安裝資料；安裝單位未取得相應(yīng)資質(zhì)，未經(jīng)審批無證安裝；檢修人員違章帶壓檢修，材料選用不當(dāng)。

關(guān)于冷庫壓力管道使用灰鑄鐵閥門曾引發(fā)多起事故，TSG D0001-2009《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道》[1]對(duì)于鑄鐵管道元件的使用溫度和設(shè)計(jì)壓力進(jìn)行了規(guī)定，使用單位可以按照實(shí)際情況選取適合的閥門材料。壓力管道元件的選用是影響到壓力管道的安全質(zhì)量重要因素，在安裝時(shí)一定要選用有資質(zhì)的廠家生產(chǎn)的符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求的壓力管道元件。

1.2 作業(yè)人員違反操作規(guī)程引發(fā)的事故

2008年2月，上海某制冰有限公司操作人員違章檢修，擅自切割液氨管道，導(dǎo)致液氨泄漏。雖未造成人員中毒，但為了確保周圍人員安全，緊急疏散了泄漏區(qū)域附近的28戶住戶。

事故原因：管道作業(yè)人員嚴(yán)重違反操作規(guī)程，擅自切割存有液氨的壓力管道。

該事故說明冷庫管理者和員工不具備基本操作技能和安全意識(shí)。違反操作規(guī)程還可能引發(fā)的事故有：

1)冷庫商品堆垛作業(yè)碰撞制冷設(shè)備管道發(fā)生爆裂跑氨事故。

2)違規(guī)焊接作業(yè)、壓力試驗(yàn)導(dǎo)致的著火燃燒爆炸事故。

3)滿液導(dǎo)致的爆炸。凡是制冷系統(tǒng)有可能發(fā)生滿液或者液體充滿度過高的液體管道容器，嚴(yán)禁同時(shí)將其進(jìn)出兩端閥門關(guān)閉，以免閥門或管道容器等發(fā)生爆裂跑氨事故。

4)熱氨融霜引發(fā)的事故。

熱氨融霜應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。熱氨融霜時(shí)，要特別小心先緩慢開啟沖霜回液閥，然后緩慢開啟熱氨沖霜閥，并且要控制進(jìn)入蒸發(fā)器的壓力不得過大。如果熱氨沖霜閥開啟過快，壓力過大而造成蒸發(fā)器等管道閥門內(nèi)前后壓力差過大，極可能造成積存在管內(nèi)的冷凍機(jī)油及氨液急速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生所謂的“液錘”撞擊，致使管道閥門等爆裂而發(fā)生跑氨事故。上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)有限公司液氨泄漏事故的直接原因就是：嚴(yán)重違規(guī)采用熱氨融霜方式，導(dǎo)致發(fā)生液錘現(xiàn)象，壓力瞬間升高，致使存有嚴(yán)重焊接缺陷的單凍機(jī)回氣集管管帽脫落，造成氨泄漏。

1.3 管道外部腐蝕引發(fā)的事故

2008年9月蘭州市紅古區(qū)青土坡的花莊鎮(zhèn)蔬菜保鮮倉庫液氨泄漏。22時(shí)30分用于蔬菜保鮮的循環(huán)液氨裝置的一截管道突然破裂，大量液氨泄漏，無人員傷亡。

事故原因：管道外部腐蝕。該冷庫屬于私人所有，制冷設(shè)備使用條件比較惡劣，該事故的管道腐蝕是由于外部使用條件導(dǎo)致。

大多數(shù)這類事故就是由于跑冷結(jié)霜，造成管道腐蝕致使管壁變薄失效，發(fā)生破裂。管道保冷層如果設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量不過關(guān)，日常管理維護(hù)不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)露滴水現(xiàn)象而發(fā)生管道腐蝕。由于腐蝕穿孔在防潮保冷層里面發(fā)生，一般難以檢查發(fā)現(xiàn)，天長(zhǎng)日久就會(huì)使制冷劑大量泄漏。我們安裝監(jiān)檢和定期檢驗(yàn)中應(yīng)檢查保冷層的保冷情況。

1.4 事故應(yīng)急處置不當(dāng)引發(fā)的事故

2009年6月北京某公司管道爆裂導(dǎo)致氨氣泄漏。晚18時(shí)，正值白晚班交接，突然聽到兩聲巨響，更衣室上方的氨氣管道噴出巨大白煙，眼前根本看不到任何東西，所散發(fā)的氨氣味讓人睜不開眼睛，而且氣味刺鼻，很快，就感覺到頭很暈。巨響聲后，車間內(nèi)被滾滾白煙籠罩，泄漏后的氨氣刺鼻刺眼，車間內(nèi)的許多工人朝車間大門跑去。慌亂中，部分工人從二樓跳下逃生。

事故原因：發(fā)生泄漏的液氨管道位置是一轉(zhuǎn)彎處預(yù)留的接頭，接頭爆裂導(dǎo)致大量液氨泄漏氣化；該廠工人不清楚管道排布情況，不清楚事故發(fā)生后的應(yīng)急手段和安全通道。

這起事故的重點(diǎn)在于事故發(fā)生后的應(yīng)急預(yù)案是否合理到位，平時(shí)有無預(yù)先演練。尤其這種生產(chǎn)企業(yè)，工人較密集，生產(chǎn)資料較多，在發(fā)生事故后如何使損失減小到最低程度，是管理者在平時(shí)應(yīng)該著重研究的問題。例如對(duì)工人進(jìn)行安全教育，讓他們充分了解制冷系統(tǒng)構(gòu)造，熟悉事故發(fā)生后的逃生手段等等。

1.5 液氨充裝時(shí)發(fā)生的事故

2009年8月遼寧撫順某化工廠液氨輸送軟管泄漏事故。8時(shí)40分左右，遼寧撫順某化工廠一輛載有30噸液態(tài)氨的罐裝車在向赤峰制藥集團(tuán)土霉素車間輸送液態(tài)氨過程中，車帶連接管道突然發(fā)生破裂，導(dǎo)致發(fā)生氨氣泄漏。氨氣泄漏事故共有246名藥廠工作人員、事故處置人員及周邊群眾到醫(yī)院接受治療。其中，有21人確診中毒住院治療(有3人較重但無生命危險(xiǎn))，88人有刺激性反應(yīng)門診觀察，137人離院回家。

此事故的直接原因有3點(diǎn)：一是液氨罐車自帶卸車金屬軟管存在質(zhì)量問題。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，卸車金屬軟管表面老化、磨損嚴(yán)重，局部有鼓包現(xiàn)象。二是罐體的緊急切斷閥失靈。在調(diào)查過程中，罐車司機(jī)、押運(yùn)員稱：在液氨泄漏后，司機(jī)馬上到車尾部關(guān)閉緊急切斷閥，但閥門失靈，沒能切斷泄漏源。三是液氨罐車可能存在超“核定載重”充裝現(xiàn)象。從相關(guān)資料看，該液氨罐車核定載重24.3噸，實(shí)際充裝約30噸。

這起事故告誡我們，在罐車檢驗(yàn)中要注重緊急切斷閥的和氣液相接管的檢查項(xiàng)目，平時(shí)罐車負(fù)責(zé)人員要定期對(duì)連接軟管、緊急切斷閥等關(guān)鍵部件進(jìn)行保養(yǎng)調(diào)試。

1.6 由于管道焊接質(zhì)量引發(fā)的事故

管道焊接質(zhì)量引發(fā)的事故案例很多。2013年8月上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)有限公司液氨泄漏事故造成15人死亡，7人重傷，18人輕傷。其事故原因之一就是在施工階段質(zhì)量失控，由于焊接未開坡口帶來了未焊透缺陷的安全隱患。

焊接質(zhì)量是保證管道運(yùn)行安全的重要因素，考慮到氨制冷壓力管道的安全性以及低溫段運(yùn)行后保冷層拆除檢驗(yàn)比較困難等因素，《質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于氨制冷裝置特種設(shè)備專項(xiàng)治理工作的指導(dǎo)意見(質(zhì)檢特函[2013]61號(hào))》[2]對(duì)于新裝管道的無損檢測(cè)比例進(jìn)行了適當(dāng)提高。為防止管道焊接質(zhì)量引發(fā)的事故其實(shí)歸結(jié)到底，關(guān)鍵是要在安裝監(jiān)檢時(shí)提高焊接質(zhì)量、提高無損檢測(cè)的有效性。

2 監(jiān)管重點(diǎn)分析

2.1 近年來我國氨制冷壓力管道事故原因分析

通過對(duì)2000年以來，國內(nèi)可統(tǒng)計(jì)的30余起氨制冷壓力管道事故來看，事故類型絕大多數(shù)屬于泄漏，有三起為管道爆炸；事故的案發(fā)環(huán)節(jié)主要為系統(tǒng)的管道、閥門和接頭損壞。責(zé)任環(huán)節(jié)集中在設(shè)備管理、元件采購與保養(yǎng)、工人操作等方面。以下分別是案發(fā)環(huán)節(jié)和責(zé)任環(huán)節(jié)的分布圖：

圖1 案發(fā)環(huán)節(jié)分布

圖2 責(zé)任環(huán)節(jié)分布

由圖1、圖2可以看出，三種主要的案發(fā)環(huán)節(jié)和責(zé)任環(huán)節(jié)分布都比較平均。就壓力管道本身來說，閥門、壓力管道本體、接頭接管可以說是事故發(fā)生率最高的三類部件。

壓力管道本身元件的質(zhì)量問題、安裝問題以及磨損老化固然是事故發(fā)生的客觀原因和直接原因，但主觀因素是管理人員、作業(yè)人員并沒有盡到相應(yīng)的責(zé)任。就以上列舉的幾起事故，以及圖2可以看出，由于管理不當(dāng)和操作失誤引起的事故占大多數(shù)。其中管理人員主要的責(zé)任就是沒有對(duì)設(shè)備定期進(jìn)行檢修保養(yǎng)，任由某些缺陷發(fā)展成為事故隱患，也不重視國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，并沒有制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案和救援措施，導(dǎo)致事故發(fā)生后難以控制，損失擴(kuò)大。操作人員體現(xiàn)的問題主要集中在技術(shù)不熟練、對(duì)氨系統(tǒng)的危險(xiǎn)性了解不夠，缺乏事故發(fā)生后必要的自救互救措施。

2.2 國內(nèi)外事故對(duì)比分析

相對(duì)于國內(nèi)，國際上一些發(fā)達(dá)國家(例如美國)對(duì)于氨制冷系統(tǒng)事故的防護(hù)措施和處理方式更加先進(jìn)，事故死亡率也較低。事實(shí)上，我國未經(jīng)過官方統(tǒng)計(jì)和上報(bào)的氨制冷系統(tǒng)事故數(shù)量應(yīng)該相當(dāng)可觀。而對(duì)于美國來說，從表1可以看出，經(jīng)過OSHA(職業(yè)安全與衛(wèi)生條例管理局)統(tǒng)計(jì)的2000～2006年的事故數(shù)量約為43起，與我國2000～2008年可以查知的事故數(shù)量相當(dāng)，遠(yuǎn)少于上世紀(jì)90年代的117起。但死亡人數(shù)較我國同期少，為13人。而就該項(xiàng)死亡人數(shù)來看，美國在上世紀(jì)90年代的平均水平較高，大約和我國近10年相當(dāng)。另外，事故數(shù)量應(yīng)與一段時(shí)間內(nèi)的國內(nèi)設(shè)備保有量作為參考，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的階段，一個(gè)國家所保有的制冷設(shè)備肯定也會(huì)隨之增加，從而提高了事故的發(fā)生概率，同時(shí)事故的發(fā)生也會(huì)引起國家相應(yīng)的重視，所以應(yīng)從宏觀的層面提出解決方案來降低事故發(fā)生率和死亡率。值得肯定的是，我國近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，雖然事故發(fā)生率并未有明顯變化，但傷亡率逐步降低，可以看作是制冷系統(tǒng)使用方管理逐步嚴(yán)格、應(yīng)急預(yù)案更加有效快速地實(shí)施的結(jié)果。所以相關(guān)部門下一步的工作是排查隱患、規(guī)范操作，進(jìn)一步降低事故的發(fā)生概率，減小經(jīng)濟(jì)損失。

表1 OSHA統(tǒng)計(jì)美國氨泄漏事故表[3]

2.3 監(jiān)管重點(diǎn)分析

通過事故的比較、分析，我們歸納出了幾個(gè)事故隱患點(diǎn)：

1)壓力管道安全質(zhì)量、安裝使用單位資質(zhì)、操作人員素質(zhì)；

2)日常使用管理、事故應(yīng)急預(yù)案實(shí)施(包括對(duì)于周邊非使用單位人員保護(hù))；

3)第三方監(jiān)督檢驗(yàn)；

4)使用成本、修理、報(bào)廢和更新周期。

這些隱患點(diǎn)，也可以稱之為安全監(jiān)管要點(diǎn)，分為“非規(guī)范可控要點(diǎn)”和“規(guī)范可控要點(diǎn)”。

其中，規(guī)范可控要點(diǎn)指的是嚴(yán)格按照國家、行業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程執(zhí)行，能夠避免安全隱患出現(xiàn)的要點(diǎn)。包括：

1)壓力管道安全質(zhì)量：壓力管道元件質(zhì)量和安裝質(zhì)量符合要求。

2)安裝使用單位資質(zhì)：依照國家法律法規(guī)取證；

3)操作人員素質(zhì)：培訓(xùn)取證上崗，定期進(jìn)行操作技能及安全教育；

4)日常使用：一切人員按照操作規(guī)程進(jìn)行；

5)應(yīng)急預(yù)案實(shí)施：事故發(fā)生時(shí)，能夠正確遵循預(yù)案撤離、最小化人員傷亡。

而與之相對(duì)應(yīng)的，有些要點(diǎn)是無法預(yù)知或全部可控的，稱之為“非規(guī)范可控要點(diǎn)”，它們存在著一定的偶然性，也就是風(fēng)險(xiǎn)，有時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。例如：

1)制冷系統(tǒng)、承壓部件某些部位的腐蝕失效情況：目前的技術(shù)并不能對(duì)設(shè)備使用中所有部件的情況進(jìn)行100%全面檢驗(yàn)；

2)冷庫周邊人員應(yīng)急疏散：周邊人員不受冷庫管理者控制，一旦發(fā)生事故很難及時(shí)有效地組織撤離或者防護(hù)；

3)使用成本、修理、報(bào)廢和更新周期：企業(yè)要求本身收益最大的生產(chǎn)管理方式導(dǎo)致了企業(yè)會(huì)考慮制冷設(shè)備的使用頻率、維修保養(yǎng)頻率、檢驗(yàn)次數(shù)，這都會(huì)對(duì)事故的發(fā)生造成影響。例如：停機(jī)檢驗(yàn)既耽誤生產(chǎn)，又會(huì)支出相當(dāng)數(shù)額的檢驗(yàn)費(fèi)用。當(dāng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)問題后，如何決定修理或報(bào)廢更新等等，都是不確定的因素。

從事故統(tǒng)計(jì)中可以看出，由于規(guī)范可控要點(diǎn)失效所造成的事故，通常發(fā)生于管理方式落后、所處區(qū)域欠發(fā)達(dá)的企業(yè)。其事故特點(diǎn)是：企業(yè)管理漏洞多、事故原因多樣化，人員傷亡程度高但影響范圍不廣，造成直接經(jīng)濟(jì)損失較大。這些事故通過加強(qiáng)對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)的監(jiān)督管理可以避免。

對(duì)于管理更加正規(guī)的工業(yè)體系、或者企業(yè)來說，事故的發(fā)生原因多為非規(guī)范可控要點(diǎn)。大多數(shù)為不可預(yù)知的壓力管道腐蝕失效、系統(tǒng)超壓等。此類事故發(fā)生率較低，死亡率也較低，但一般由于冷庫所處位置人員較為稠密，經(jīng)濟(jì)體較發(fā)達(dá)，所以事故的影響力會(huì)增大，造成的間接經(jīng)濟(jì)損失更多。

3 結(jié)束語

氨制冷系統(tǒng)中的壓力管道部分是涉氨企業(yè)特種設(shè)備安全監(jiān)管的重點(diǎn)。通過分析可以看到，近年來事故類型從多樣化、人員傷亡大、影響范圍小向單一化、人員傷亡小、影響范圍大過渡；事故原因從“規(guī)范可控要點(diǎn)”向“非規(guī)范可控要點(diǎn)”過渡；避免事故的方法從傳統(tǒng)的加強(qiáng)監(jiān)管、檢驗(yàn)合格向進(jìn)行合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方向過渡。風(fēng)險(xiǎn)和事故永遠(yuǎn)不可能完全根除，相關(guān)工作人員應(yīng)致力于用有限的成本把安全風(fēng)險(xiǎn)控制到最低，人員傷亡控制到最小。畢竟對(duì)于制冷系統(tǒng)的使用者來說，保證安全是必要的，但不是最終目的，如何在保證相對(duì)安全的前提下提高生產(chǎn)效率才是企業(yè)發(fā)展的根本。

[1] TSGD0001-2009，壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道篇[S].

[2] Hazards of Ammonia Releases at Ammonia Refrigeration Facilities,United States Enviromental Protection Agency,2001

(1)國家檢驗(yàn)檢疫總局.質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于氨制冷裝置特種設(shè)備專項(xiàng)治理工作的指導(dǎo)意見(質(zhì)檢特函[2013]61號(hào))，2013，11，4