氨制冷压力管道典型事故及监管重点分析

贾 强,梁 旭,王 磊

( 1.北京市丰台区特种设备检测所，北京 100161；2.北京市西城区特种设备检测所，北京 100055 )

近两年由于吉林德惠宝源丰禽业有限公司、上海翁牌冷藏实业有限公司连续发生涉氨安全事故，事故造成的伤亡人数和经济损失巨大，氨制冷压力管道的安全引起了社会的广泛关注。氨制冷压力管道事故的频繁发生，一方面是由于我国经济增长速度较快，相关行业对于制冷系统的需求大幅提升，无论是冷库的数量还是使用频率都较以前有一定程度上的增加；另一方面就是作业人员素质参差不齐，使用单位安全措施、应急预案不够规范，加上监管和检验方面的原因导致了事故的发生。本文对几种典型的氨制冷压力管道事故案例加以分析，通过对事故原因分析和国内国外事故分析对比，找出防止氨制冷压力管道事故发生的监管措施。

1 几种典型的事故原因分析

1.1 阀门等管道元件质量不合格或老化引起的事故

2003年2月，漳州市东山县华农股份有限公司冷冻库内液氨管道闸阀发生泄漏严重事故。经查,检修人员检修时，阀门突然爆炸，引起液氨大量泄漏，导致1人死亡，2人重伤，直接经济损失约5万元。

事故原因：该管道阀门未见产品合格证及相关安装资料；安装单位未取得相应资质，未经审批无证安装；检修人员违章带压检修，材料选用不当。

关于冷库压力管道使用灰铸铁阀门曾引发多起事故，TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程——工业管道》[1]对于铸铁管道元件的使用温度和设计压力进行了规定，使用单位可以按照实际情况选取适合的阀门材料。压力管道元件的选用是影响到压力管道的安全质量重要因素，在安装时一定要选用有资质的厂家生产的符合法规标准要求的压力管道元件。

1.2 作业人员违反操作规程引发的事故

2008年2月，上海某制冰有限公司操作人员违章检修，擅自切割液氨管道，导致液氨泄漏。虽未造成人员中毒，但为了确保周围人员安全，紧急疏散了泄漏区域附近的28户住户。

事故原因：管道作业人员严重违反操作规程，擅自切割存有液氨的压力管道。

该事故说明冷库管理者和员工不具备基本操作技能和安全意识。违反操作规程还可能引发的事故有：

1)冷库商品堆垛作业碰撞制冷设备管道发生爆裂跑氨事故。

2)违规焊接作业、压力试验导致的着火燃烧爆炸事故。

3)满液导致的爆炸。凡是制冷系统有可能发生满液或者液体充满度过高的液体管道容器，严禁同时将其进出两端阀门关闭，以免阀门或管道容器等发生爆裂跑氨事故。

4)热氨融霜引发的事故。

热氨融霜应严格按照操作规程进行。热氨融霜时，要特别小心先缓慢开启冲霜回液阀，然后缓慢开启热氨冲霜阀，并且要控制进入蒸发器的压力不得过大。如果热氨冲霜阀开启过快，压力过大而造成蒸发器等管道阀门内前后压力差过大，极可能造成积存在管内的冷冻机油及氨液急速运动而产生所谓的“液锤”撞击，致使管道阀门等爆裂而发生跑氨事故。上海翁牌冷藏实业有限公司液氨泄漏事故的直接原因就是：严重违规采用热氨融霜方式，导致发生液锤现象，压力瞬间升高，致使存有严重焊接缺陷的单冻机回气集管管帽脱落，造成氨泄漏。

1.3 管道外部腐蚀引发的事故

2008年9月兰州市红古区青土坡的花庄镇蔬菜保鲜仓库液氨泄漏。22时30分用于蔬菜保鲜的循环液氨装置的一截管道突然破裂，大量液氨泄漏，无人员伤亡。

事故原因：管道外部腐蚀。该冷库属于私人所有，制冷设备使用条件比较恶劣，该事故的管道腐蚀是由于外部使用条件导致。

大多数这类事故就是由于跑冷结霜，造成管道腐蚀致使管壁变薄失效，发生破裂。管道保冷层如果设计、施工质量不过关，日常管理维护不当，就会出现严重结露滴水现象而发生管道腐蚀。由于腐蚀穿孔在防潮保冷层里面发生，一般难以检查发现，天长日久就会使制冷剂大量泄漏。我们安装监检和定期检验中应检查保冷层的保冷情况。

1.4 事故应急处置不当引发的事故

2009年6月北京某公司管道爆裂导致氨气泄漏。晚18时，正值白晚班交接，突然听到两声巨响，更衣室上方的氨气管道喷出巨大白烟，眼前根本看不到任何东西，所散发的氨气味让人睁不开眼睛，而且气味刺鼻，很快，就感觉到头很晕。巨响声后，车间内被滚滚白烟笼罩，泄漏后的氨气刺鼻刺眼，车间内的许多工人朝车间大门跑去。慌乱中，部分工人从二楼跳下逃生。

事故原因：发生泄漏的液氨管道位置是一转弯处预留的接头，接头爆裂导致大量液氨泄漏气化；该厂工人不清楚管道排布情况，不清楚事故发生后的应急手段和安全通道。

这起事故的重点在于事故发生后的应急预案是否合理到位，平时有无预先演练。尤其这种生产企业，工人较密集，生产资料较多，在发生事故后如何使损失减小到最低程度，是管理者在平时应该着重研究的问题。例如对工人进行安全教育，让他们充分了解制冷系统构造，熟悉事故发生后的逃生手段等等。

1.5 液氨充装时发生的事故

2009年8月辽宁抚顺某化工厂液氨输送软管泄漏事故。8时40分左右，辽宁抚顺某化工厂一辆载有30吨液态氨的罐装车在向赤峰制药集团土霉素车间输送液态氨过程中，车带连接管道突然发生破裂，导致发生氨气泄漏。氨气泄漏事故共有246名药厂工作人员、事故处置人员及周边群众到医院接受治疗。其中，有21人确诊中毒住院治疗(有3人较重但无生命危险)，88人有刺激性反应门诊观察，137人离院回家。

此事故的直接原因有3点：一是液氨罐车自带卸车金属软管存在质量问题。据现场观察，卸车金属软管表面老化、磨损严重，局部有鼓包现象。二是罐体的紧急切断阀失灵。在调查过程中，罐车司机、押运员称：在液氨泄漏后，司机马上到车尾部关闭紧急切断阀，但阀门失灵，没能切断泄漏源。三是液氨罐车可能存在超“核定载重”充装现象。从相关资料看，该液氨罐车核定载重24.3吨，实际充装约30吨。

这起事故告诫我们，在罐车检验中要注重紧急切断阀的和气液相接管的检查项目，平时罐车负责人员要定期对连接软管、紧急切断阀等关键部件进行保养调试。

1.6 由于管道焊接质量引发的事故

管道焊接质量引发的事故案例很多。2013年8月上海翁牌冷藏实业有限公司液氨泄漏事故造成15人死亡，7人重伤，18人轻伤。其事故原因之一就是在施工阶段质量失控，由于焊接未开坡口带来了未焊透缺陷的安全隐患。

焊接质量是保证管道运行安全的重要因素，考虑到氨制冷压力管道的安全性以及低温段运行后保冷层拆除检验比较困难等因素，《质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见(质检特函[2013]61号)》[2]对于新装管道的无损检测比例进行了适当提高。为防止管道焊接质量引发的事故其实归结到底，关键是要在安装监检时提高焊接质量、提高无损检测的有效性。

2 监管重点分析

2.1 近年来我国氨制冷压力管道事故原因分析

通过对2000年以来，国内可统计的30余起氨制冷压力管道事故来看，事故类型绝大多数属于泄漏，有三起为管道爆炸；事故的案发环节主要为系统的管道、阀门和接头损坏。责任环节集中在设备管理、元件采购与保养、工人操作等方面。以下分别是案发环节和责任环节的分布图：

图1 案发环节分布

图2 责任环节分布

由图1、图2可以看出，三种主要的案发环节和责任环节分布都比较平均。就压力管道本身来说，阀门、压力管道本体、接头接管可以说是事故发生率最高的三类部件。

压力管道本身元件的质量问题、安装问题以及磨损老化固然是事故发生的客观原因和直接原因，但主观因素是管理人员、作业人员并没有尽到相应的责任。就以上列举的几起事故，以及图2可以看出，由于管理不当和操作失误引起的事故占大多数。其中管理人员主要的责任就是没有对设备定期进行检修保养，任由某些缺陷发展成为事故隐患，也不重视国家颁布的标准法规，并没有制定相应的应急预案和救援措施，导致事故发生后难以控制，损失扩大。操作人员体现的问题主要集中在技术不熟练、对氨系统的危险性了解不够，缺乏事故发生后必要的自救互救措施。

2.2 国内外事故对比分析

相对于国内，国际上一些发达国家(例如美国)对于氨制冷系统事故的防护措施和处理方式更加先进，事故死亡率也较低。事实上，我国未经过官方统计和上报的氨制冷系统事故数量应该相当可观。而对于美国来说，从表1可以看出，经过OSHA(职业安全与卫生条例管理局)统计的2000～2006年的事故数量约为43起，与我国2000～2008年可以查知的事故数量相当，远少于上世纪90年代的117起。但死亡人数较我国同期少，为13人。而就该项死亡人数来看，美国在上世纪90年代的平均水平较高，大约和我国近10年相当。另外，事故数量应与一段时间内的国内设备保有量作为参考，在经济发展较快的阶段，一个国家所保有的制冷设备肯定也会随之增加，从而提高了事故的发生概率，同时事故的发生也会引起国家相应的重视，所以应从宏观的层面提出解决方案来降低事故发生率和死亡率。值得肯定的是，我国近年来经济发展较快，虽然事故发生率并未有明显变化，但伤亡率逐步降低，可以看作是制冷系统使用方管理逐步严格、应急预案更加有效快速地实施的结果。所以相关部门下一步的工作是排查隐患、规范操作，进一步降低事故的发生概率，减小经济损失。

表1 OSHA统计美国氨泄漏事故表[3]

2.3 监管重点分析

通过事故的比较、分析，我们归纳出了几个事故隐患点：

1)压力管道安全质量、安装使用单位资质、操作人员素质；

2)日常使用管理、事故应急预案实施(包括对于周边非使用单位人员保护)；

3)第三方监督检验；

4)使用成本、修理、报废和更新周期。

这些隐患点，也可以称之为安全监管要点，分为“非规范可控要点”和“规范可控要点”。

其中，规范可控要点指的是严格按照国家、行业企业标准规程执行，能够避免安全隐患出现的要点。包括：

1)压力管道安全质量：压力管道元件质量和安装质量符合要求。

2)安装使用单位资质：依照国家法律法规取证；

3)操作人员素质：培训取证上岗，定期进行操作技能及安全教育；

4)日常使用：一切人员按照操作规程进行；

5)应急预案实施：事故发生时，能够正确遵循预案撤离、最小化人员伤亡。

而与之相对应的，有些要点是无法预知或全部可控的，称之为“非规范可控要点”，它们存在着一定的偶然性，也就是风险，有时需要进行相应的风险评估。例如：

1)制冷系统、承压部件某些部位的腐蚀失效情况：目前的技术并不能对设备使用中所有部件的情况进行100%全面检验；

2)冷库周边人员应急疏散：周边人员不受冷库管理者控制，一旦发生事故很难及时有效地组织撤离或者防护；

3)使用成本、修理、报废和更新周期：企业要求本身收益最大的生产管理方式导致了企业会考虑制冷设备的使用频率、维修保养频率、检验次数，这都会对事故的发生造成影响。例如：停机检验既耽误生产，又会支出相当数额的检验费用。当设备发现问题后，如何决定修理或报废更新等等，都是不确定的因素。

从事故统计中可以看出，由于规范可控要点失效所造成的事故，通常发生于管理方式落后、所处区域欠发达的企业。其事故特点是：企业管理漏洞多、事故原因多样化，人员伤亡程度高但影响范围不广，造成直接经济损失较大。这些事故通过加强对企业安全生产的监督管理可以避免。

对于管理更加正规的工业体系、或者企业来说，事故的发生原因多为非规范可控要点。大多数为不可预知的压力管道腐蚀失效、系统超压等。此类事故发生率较低，死亡率也较低，但一般由于冷库所处位置人员较为稠密，经济体较发达，所以事故的影响力会增大，造成的间接经济损失更多。

3 结束语

氨制冷系统中的压力管道部分是涉氨企业特种设备安全监管的重点。通过分析可以看到，近年来事故类型从多样化、人员伤亡大、影响范围小向单一化、人员伤亡小、影响范围大过渡；事故原因从“规范可控要点”向“非规范可控要点”过渡；避免事故的方法从传统的加强监管、检验合格向进行合理的风险评估方向过渡。风险和事故永远不可能完全根除，相关工作人员应致力于用有限的成本把安全风险控制到最低，人员伤亡控制到最小。毕竟对于制冷系统的使用者来说，保证安全是必要的，但不是最终目的，如何在保证相对安全的前提下提高生产效率才是企业发展的根本。

[1] TSGD0001-2009，压力管道安全技术监察规程-工业管道篇[S].

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

(1)国家检验检疫总局.质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见(质检特函[2013]61号)，2013，11，4