液氨鋼瓶充裝過程中爆炸原因分析

趙福興 錢英豪 周鵬飛（江蘇省特種設備安全監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鋼瓶瓶體發生撕裂，鋼瓶內氨氣發生泄漏，造成3名職工液氨凍傷和吸入性損傷；在現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名職工右眼化學性灼傷。

1 現場情況描述

1.1 事發時生產線實際情況

通過充裝室監控畫面顯示，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發生了縱向開裂，鋼瓶保持整體狀態,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生了明顯的變形，由此推斷在鋼瓶發生爆炸的過程中，壓力急劇上升，嚴重超過了壓力表量程。說明在4#鋼瓶充裝的過程中，發生了過量充裝的行為，而從監控錄像來看，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、閥門與往復式低溫液體泵連接，往復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充裝液氨的數量。每個充裝點有壓力表、充氣閥、排氣閥，總管上有放空閥。

2.2 充裝工藝設計資料審查

按照GB 14193-2009《液化氣體氣瓶充裝規定》5.1條規定，衡器應設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條件》8.3條規定液化石油氣、液氯和液氨氣體充裝站應配備具有在超裝時自動切斷功能的計量衡器。

審查充裝工藝在設計資料及充裝現場，衡器并未按照規定設置氣瓶超裝切斷氣源的自動聯鎖裝置及報警裝置，當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現，帶來很大的安全隱患。另外往復式低溫液體泵管路未設置安全回流閥，造成泵出口壓力不能控制在安全狀態。

2.3 爆炸鋼瓶資料審查

發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，下次檢驗日期為2016年，報告結論合格。鋼瓶材質為HP345，有制造許可證、型式試驗報告及出廠技術資料。從鋼瓶爆炸發生脹粗開裂，而鋼瓶依然保持整體狀態來看,鋼瓶本身并無質量問題。

2.4 充裝質量資料審查

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定》的規定。

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 設計時，衡器未按照GB 14193-2009《液化氣體氣瓶充裝規定》及GB27550-2011《氣瓶充裝站安全技術條件》的規定設置氣瓶超裝切斷氣源的自動聯鎖保護裝置及報警裝置，當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，是導致事故發生的主要原因。

往復式低溫液體泵管路未設置安全回流閥，造成泵出口壓力不能控制在安全狀態，存在巨大的安全隱患，是導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，提高安全意識及操作技能。

3.2.2 往復式低溫液體泵管路加裝安全回流閥。

衡器增加設置氣瓶超裝切斷氣源的自動聯鎖裝置，并安裝報警裝置。