液氨钢瓶充装过程中爆炸原因分析

赵福兴 钱英豪 周鹏飞（江苏省特种设备安全监督检测研究院苏州分院,江苏 苏州 215031）

2015年6 月30日9时46分，某公司高纯氨车间充装岗位在充装液氨过程中，一只53kg钢瓶瓶体发生撕裂，钢瓶内氨气发生泄漏，造成3名职工液氨冻伤和吸入性损伤；在现场施救和处置过程中，另有3名职工轻度冻伤和吸入性损伤，1名职工右眼化学性灼伤。

1 现场情况描述

1.1 事发时生产线实际情况

通过充装室监控画面显示，2015年6月30日上午8：44时超纯氨车间充装岗位两名操作工把四只100L相同液氨钢瓶放在充装台上（从左侧开始依次把它们编号为1#、2#、3#、4#），并把充装管道连接在钢瓶上（见图1.a）。9时03分03秒1#、2#钢瓶开始充装，同时起动往复式低温液体泵。9时07分3#、4#钢瓶开始充装。9时27分31秒1#钢瓶充装完毕，9时28分53秒2#钢瓶充装完毕。9时42分40秒3#钢瓶充装完毕。9时44分35秒叉车进入充装车间（见图1.b）。9时45分45秒4#钢瓶爆炸（钢瓶编号为231573），瓶内液氨大量泄漏（见图1.d）。图1.c为爆炸前瞬间照片，三名操作工都在关注刚刚放上充装台的钢瓶，并无留意到正在充装的4#钢瓶。

1.2 钢瓶爆炸后情况

图2为钢瓶爆炸后图片，从图2.a可以看出钢瓶筒体发生了明显的胀粗，从图2.b可以看出在钢瓶焊缝附近的热影响区发生了纵向开裂，钢瓶保持整体状态,未形成爆炸碎片。观察裂口断面，有明显剪切唇，并向两端延伸，出现放射状撕裂人字型花纹，属于延性破裂。由以上基本可以推断钢瓶属于超压爆破。

图1 监控视频画面

图2 钢瓶爆炸后图片

图3为钢瓶爆炸后充装台压力表，可以看出压力表指针发生了明显的变形，由此推断在钢瓶发生爆炸的过程中，压力急剧上升，严重超过了压力表量程。说明在4#钢瓶充装的过程中，发生了过量充装的行为，而从监控录像来看，并未见到任何超装报警及超装保护装置动作。

图3 爆炸后充装台压力表

2 资料审查

2.1 充装工艺流程

从高纯氨贮槽底部出口通过管径为1/2”的316L无缝钢管、阀门与往复式低温液体泵连接，往复式低温液体泵出口管通过管径为1/2”和阀门连接到充装台，充装台有8个充装点，管径为1/4”，通过阀门和电子称重控制钢瓶内充装液氨的数量。每个充装点有压力表、充气阀、排气阀，总管上有放空阀。

2.2 充装工艺设计资料审查

按照GB 14193-2009《液化气体气瓶充装规定》5.1条规定，衡器应设置有气瓶超装报警或自动切断气源的连锁装置。GB27550-2011《气瓶充装站安全技术条件》8.3条规定液化石油气、液氯和液氨气体充装站应配备具有在超装时自动切断功能的计量衡器。

审查充装工艺在设计资料及充装现场，衡器并未按照规定设置气瓶超装切断气源的自动联锁装置及报警装置，当衡器称重失灵或人员疏忽等其它因素造成过量充装时时，进液阀不能自动切断，操作人员也无法及时发现，带来很大的安全隐患。另外往复式低温液体泵管路未设置安全回流阀，造成泵出口压力不能控制在安全状态。

2.3 爆炸钢瓶资料审查

发生爆炸的钢瓶编号为231573，有检验合格证，公称容积100L，最大装液量53kg，公称压力3.0MPa，在检验有效期内，下次检验日期为2016年，报告结论合格。钢瓶材质为HP345，有制造许可证、型式试验报告及出厂技术资料。从钢瓶爆炸发生胀粗开裂，而钢瓶依然保持整体状态来看,钢瓶本身并无质量问题。

2.4 充装质量资料审查

审查充装单位气瓶充装许可证，有效期至2019年5月。审查充装及检查人员资格、充装工艺规程、衡器计量检测证书、充装前检查记录均等资料均符合GB 14193-2009《液化气体气瓶充装规定》的规定。

3 爆炸原因综合分析及建议

3.1 爆炸原因综合分析

3.1.1 通过操作现场视频回看，钢瓶在爆炸前，一人在将其它一只钢瓶与充装台连接，另外两人在观望，忽视了正在充装中的4#钢瓶，在人工切断充装阀门前，液氨通过液体泵一直向钢瓶充装，直到钢瓶内全部被液氨充满、充爆。人为的疏忽是造成此次事故的直接原因。

3.1.2 设计时，衡器未按照GB 14193-2009《液化气体气瓶充装规定》及GB27550-2011《气瓶充装站安全技术条件》的规定设置气瓶超装切断气源的自动联锁保护装置及报警装置，当衡器称重失灵或人为疏忽时，进液阀不能自动切断，也不能及时报警，是导致事故发生的主要原因。

往复式低温液体泵管路未设置安全回流阀，造成泵出口压力不能控制在安全状态，存在巨大的安全隐患，是导致本次事故的间接原因。

3.2 建议

3.2.1 加强人员安全培训，提高安全意识及操作技能。

3.2.2 往复式低温液体泵管路加装安全回流阀。

衡器增加设置气瓶超装切断气源的自动联锁装置，并安装报警装置。