消除安全隱患 確保制冷設(shè)備安全運(yùn)行

王 書 張 河(張家口市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所 張家口 075000)

消除安全隱患 確保制冷設(shè)備安全運(yùn)行

王 書 張 河
(張家口市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所 張家口 075000)

文章對兩起氨制冷設(shè)備回氣集氣管端管帽脫落，導(dǎo)致氨氣大量泄漏，造成人員傷亡事故案例進(jìn)行分析，找出了兩起事故同樣的原因。為了防止同類事故的發(fā)生，消除管理盲區(qū)和事故隱患，從設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、管理等方面提出了防范措施，供制冷設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、使用、安全監(jiān)察部門參考。

制冷設(shè)備 事故分析 安全隱患 防范措施

1 冷風(fēng)機(jī)管帽脫落事故

2011年8月28日22時(shí)05分，河北省某農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司2#冷凍庫內(nèi)一臺高效節(jié)能冷風(fēng)機(jī)的上層回氣管管帽突然脫落，導(dǎo)致制冷系統(tǒng)內(nèi)的氨氣大量泄漏，造成在冷庫內(nèi)工作人員中毒5死3傷。專家組對事故現(xiàn)場及實(shí)物進(jìn)行勘查，對當(dāng)班操作工進(jìn)行詢問，并查閱了相關(guān)的資料和標(biāo)準(zhǔn)并認(rèn)定：2#冷凍庫內(nèi)的高效節(jié)能冷風(fēng)機(jī)的上層回氣集氣管（規(guī)格為φ89mm）管帽與管子焊接接頭內(nèi)部存在嚴(yán)重缺陷，焊接質(zhì)量不合格，是造成這次事故的主要原因。

1.1 事故冷風(fēng)機(jī)信息

1）事故設(shè)備名稱：高效節(jié)能冷風(fēng)機(jī)

2）制造廠家：山東某制冷設(shè)備有限公司

3）產(chǎn)品編號：0505075

4）制造日期：2005年5月

5）設(shè)備型號：GTLSJ-800

6）冷卻面積：800m2

7）設(shè)計(jì)壓力：1.4MPa

8）設(shè)計(jì)溫度：38℃

1.2 破壞部位

上層回氣集氣管（規(guī)格為φ89×4）管帽與管子焊接接頭產(chǎn)生斷裂破壞，具體破壞位置見圖1、圖2。圖3為脫落的管帽。

1.3 破壞部位斷口宏觀檢查

宏觀檢查發(fā)現(xiàn)斷口處存在以下缺陷：

1）焊縫根部未熔合（見圖4）。事故部位具有脆性斷裂斷口的有效截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于應(yīng)該熔透的全截面的面積。

2）斷口表面存在夾渣、氣孔缺陷（見圖4）。

圖1 焊接接頭破壞位置

圖2 焊接接頭破壞位置

圖3 脫落的管帽

圖4 根部缺陷

1.4 高效節(jié)能冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造中存在的問題

1）冷風(fēng)機(jī)在使用中從工藝上分析有可能產(chǎn)生超壓現(xiàn)象，但冷風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)上未設(shè)置安全泄放裝置。如果在冷風(fēng)機(jī)上設(shè)置一個安全閥，即可有效保證冷風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行。

2）冷風(fēng)機(jī)的制造標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7658.6—2006《氨制冷裝置用輔助設(shè)備第6部分：空氣冷卻器》[1]中只規(guī)定各焊縫表面應(yīng)無裂紋、氣孔、弧坑和夾渣，未規(guī)定焊縫內(nèi)部的質(zhì)量要求。因此空氣冷卻器制造檢驗(yàn)要求不夠嚴(yán)格，回氣集氣管帽與管子焊后未要求做無損檢測。專家組認(rèn)為制造單位應(yīng)該按照J(rèn)B/T 4730[2]的要求，采取X射線檢測的方法檢測焊縫內(nèi)部是否存在超標(biāo)缺陷，并且確保焊接接頭質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，才能防止事故發(fā)生。

2 速凍隧道機(jī)管帽脫落事故

2013年8月31日10時(shí)50分左右，位于寶山城市工業(yè)園區(qū)內(nèi)的上海某冷藏實(shí)業(yè)有限公司，發(fā)生氨泄漏事故，造成15人死亡，7人重傷，18人輕傷。

2.1 事故經(jīng)過

8月31日約10時(shí)45分，氨壓縮機(jī)房操作工在氨調(diào)節(jié)站進(jìn)行熱氨融霜作業(yè)。10時(shí)48分20秒起，單凍機(jī)生產(chǎn)線區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控錄像顯示現(xiàn)場陸續(xù)發(fā)生約7次輕微震動，單次震動持續(xù)時(shí)間約1～6s不等。10時(shí)50分15秒，正在進(jìn)行融霜作業(yè)的單凍機(jī)回氣集管北端管帽脫落，導(dǎo)致氨泄漏。

2.2 現(xiàn)場勘查情況

1）氨泄漏發(fā)生在水產(chǎn)加工車間的1號速凍隧道機(jī)頂部回氣集合管（規(guī)格φ159×5mm），由于該集合管北端封頭與直管連接焊縫發(fā)生斷裂，管帽脫落后被沖出的水平距離約3.5m。

2）管帽與回氣集管對接接頭焊接處均未見坡口，管帽開口端凹凸不平。斷口均為新鮮斷痕，整周斷口顏色一致，無塑性變形；斷口焊縫有明顯氣孔，從內(nèi)向外有放射條紋。

2.3 鑒定情況

1）根據(jù)化學(xué)成分測試分析，管帽材質(zhì)為15號鋼，回氣集管材質(zhì)為20號鋼，焊接材料相當(dāng)于E4303。

2）經(jīng)斷口掃描電鏡分析，斷口呈河流狀解理斷裂，符合脆性開裂的特征；未發(fā)現(xiàn)疲勞起裂和纖維斷口起裂現(xiàn)象。分析表明斷裂是瞬時(shí)發(fā)生的。

2.4 事故直接原因

嚴(yán)重違規(guī)采用熱氨融霜方式(原設(shè)計(jì)為水融霜），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。

以上兩起事故均是由于回氣集氣管與管帽焊接的焊縫內(nèi)存在嚴(yán)重焊接缺陷，焊接質(zhì)量不合格而造成的。

3 事故預(yù)防措施

為了進(jìn)一步貫徹落實(shí)特種設(shè)備安全的法律法規(guī)，保障氨制冷裝置中的特種設(shè)備（壓力容器和壓力管道）安全，根據(jù)《國務(wù)院安委會關(guān)于深入開展涉氨制冷企業(yè)液氨使用專項(xiàng)治理的通知》（安委[2013]6號）[3]的要求，國家質(zhì)檢總局2013年11月提出涉氨特種設(shè)備治理工作指導(dǎo)意見,請各地結(jié)合實(shí)際組織實(shí)施。

該指導(dǎo)意見適用于以氨為介質(zhì)的制冷裝置中的壓力容器和壓力管道（以下簡稱涉氨壓力容器和壓力管道）。涉氨壓力容器包括貯氨器、冷凝器、油分離器、集油器、中間冷卻器、低壓循環(huán)貯氨器、氨液分離器等；涉氨壓力管道包括制冷系統(tǒng)中輸送氨介質(zhì)的液相管和氣相管。冷卻間、凍結(jié)間、冷藏間、冰庫等冷間內(nèi)設(shè)置的蒸發(fā)排管、其他形式的蒸發(fā)或冷交換設(shè)備及設(shè)備本體范圍的管道不適用本指導(dǎo)意見。

筆者認(rèn)為雖然冷庫內(nèi)設(shè)置的蒸發(fā)排管、其他形式的蒸發(fā)或冷交換設(shè)備不屬于特種設(shè)備，但由于其事故頻發(fā)，存在嚴(yán)重安全隱患，應(yīng)該參照質(zhì)檢特函【2013】61號“國家質(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”[4]進(jìn)行治理整頓。具體要求如下：

3.1 涉氨設(shè)備和管道的設(shè)計(jì)制造安裝要求

●3.1.1 基本要求

涉氨設(shè)備和新建、擴(kuò)建、改建的涉氨制冷管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝單位應(yīng)具備相應(yīng)資質(zhì)，應(yīng)按照相應(yīng)安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、安裝。

●3.1.2 涉氨制冷管道的設(shè)計(jì)

1）設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容應(yīng)符合《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道》（TSG D0001—2009）[5]的規(guī)定。制冷管道的設(shè)計(jì)應(yīng)按《冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50072—2010）[6]執(zhí)行。

2）制冷管道的對接接頭必須采用全焊透的焊接工藝（如氬弧焊打底等）。

3）制冷管道焊接接頭無損檢測應(yīng)按照J(rèn)B/T 4730的規(guī)定執(zhí)行。

4）如果需要采用熱氨融霜工藝，必須設(shè)置有效的防止產(chǎn)生超壓、液擊的控制裝置。

5）修訂《氨制冷裝置用輔助設(shè)備第6部分：空氣冷卻器》JB/T 7658.6—2006標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)中增加對焊接接頭進(jìn)行無損檢測的要求。

3.2 對在用制冷管道定期檢驗(yàn)

1）在用制冷管道檢驗(yàn)應(yīng)參照《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》（試行）（國質(zhì)檢鍋[2003]108號，以下簡稱《工業(yè)管道檢規(guī)》）[7]進(jìn)行。對檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行整改。

2）對于確實(shí)無法停機(jī)的系統(tǒng)，在確保人員安全的情況下，可以在不停機(jī)的狀態(tài)下，對制冷管道進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目一般應(yīng)包括資料審查、宏觀檢驗(yàn)、剩余壁厚抽查、埋藏缺陷抽查，以及安全附件檢查。必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

3）宏觀檢查或表面無損檢測發(fā)現(xiàn)有缺陷的管道，要進(jìn)行焊接接頭埋藏缺陷檢測。

4）對于埋藏缺陷、剩余壁厚抽查，應(yīng)重點(diǎn)對高風(fēng)險(xiǎn)的、具備作業(yè)空間的管道，進(jìn)行適當(dāng)比例的抽查。

5）有保溫層的制冷管道，須對保溫層存在破損、脫落、跑冷等現(xiàn)象的部位進(jìn)行壁厚檢測。

3.3 企業(yè)安全管理方面應(yīng)做好以下工作

1）企業(yè)應(yīng)建立健全并落實(shí)液氨使用的有關(guān)安全管理制度和安全操作規(guī)程。

2）涉及液氨制冷的特種作業(yè)人員，應(yīng)經(jīng)過液氨使用管理及應(yīng)急處置等有關(guān)安全知識的培訓(xùn)并取得相關(guān)特種作業(yè)操作證。

3）企業(yè)應(yīng)建立健全液氨泄漏等事故應(yīng)急救援預(yù)案，并定期組織演練。

4 結(jié)束語

綜上所述，冷庫內(nèi)設(shè)置的蒸發(fā)排管、其他形式的蒸發(fā)或冷交換設(shè)備及設(shè)備本體范圍的管道也應(yīng)該參照質(zhì)檢特函【2013】61號“國家質(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”進(jìn)行治理整頓，做好氨制冷企業(yè)安全管理工作，只有這樣，才能消除管理盲區(qū)和事故隱患，確保冷庫內(nèi)所有制冷設(shè)備安全運(yùn)行，保證人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

[1] JB/T 7658.6—2006 氨制冷裝置用輔助設(shè)備第6部分：空氣冷卻器標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JB/T 4730—2005 承壓設(shè)備無損檢測[S].

[3] 國務(wù)院安委會關(guān)于深入開展涉氨制冷企業(yè)液氨使用專項(xiàng)治理的通知（安委[2013]6號）[Z].

[4] 國家質(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）[Z].

[5] TSG D0001—2009 壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道[S].

[6] GB 50072—2010 冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7] 在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程（試行）（國質(zhì)檢鍋[2003]108號）[Z].

Eliminate the Hidden Safety Danger and Ensure the Safe Operation of Refrigerant Equipment

Wang Shu Zhang He
（Zhangjiakou special equipment supervision and inspection institute Zhangjiakou 075000）

The article analyze the tube end cap off accident of gas return and collection pipe in two ammonia refrigerant equipments, leading to leakage of a large amount of ammonia, resulting in casualty accident case. It is found that the reasons of these two accidents are the same. In order to prevent the occurrence of similar accident, eliminate blind spots of management and hidden dangers of accidents, precautionary measures considering design, manufacturing, inspection, management and other aspects are proposed, that could be as reference for the unit of refrigeration equipment design, manufacturing, usage, safety supervision.

Refrigerant equipment Accident analyze Hidden safety danger Preventive action

X933.4

B

1673-257X(2015)12-0015-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.12.003

王書(1962～)，男，本科，副所長，高級工程師，從事特種設(shè)備檢驗(yàn)工作。

2015-04-14）