消除安全隱患 確保制冷設備安全運行

王 書 張 河(張家口市特種設備監督檢驗所 張家口 075000)

消除安全隱患 確保制冷設備安全運行

王 書 張 河
(張家口市特種設備監督檢驗所 張家口 075000)

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

制冷設備 事故分析 安全隱患 防范措施

1 冷風機管帽脫落事故

2011年8月28日22時05分，河北省某農產品開發有限公司2#冷凍庫內一臺高效節能冷風機的上層回氣管管帽突然脫落，導致制冷系統內的氨氣大量泄漏，造成在冷庫內工作人員中毒5死3傷。專家組對事故現場及實物進行勘查，對當班操作工進行詢問，并查閱了相關的資料和標準并認定：2#冷凍庫內的高效節能冷風機的上層回氣集氣管（規格為φ89mm）管帽與管子焊接接頭內部存在嚴重缺陷，焊接質量不合格，是造成這次事故的主要原因。

1.1 事故冷風機信息

1）事故設備名稱：高效節能冷風機

2）制造廠家：山東某制冷設備有限公司

3）產品編號：0505075

4）制造日期：2005年5月

5）設備型號：GTLSJ-800

6）冷卻面積：800m2

7）設計壓力：1.4MPa

8）設計溫度：38℃

1.2 破壞部位

上層回氣集氣管（規格為φ89×4）管帽與管子焊接接頭產生斷裂破壞，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

宏觀檢查發現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遠小于應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 高效節能冷風機設計、制造中存在的問題

1）冷風機在使用中從工藝上分析有可能產生超壓現象，但冷風機在設計上未設置安全泄放裝置。如果在冷風機上設置一個安全閥，即可有效保證冷風機安全運行。

2）冷風機的制造標準JB/T 7658.6—2006《氨制冷裝置用輔助設備第6部分：空氣冷卻器》[1]中只規定各焊縫表面應無裂紋、氣孔、弧坑和夾渣，未規定焊縫內部的質量要求。因此空氣冷卻器制造檢驗要求不夠嚴格，回氣集氣管帽與管子焊后未要求做無損檢測。專家組認為制造單位應該按照JB/T 4730[2]的要求，采取X射線檢測的方法檢測焊縫內部是否存在超標缺陷，并且確保焊接接頭質量符合標準要求，才能防止事故發生。

2 速凍隧道機管帽脫落事故

2013年8月31日10時50分左右，位于寶山城市工業園區內的上海某冷藏實業有限公司，發生氨泄漏事故，造成15人死亡，7人重傷，18人輕傷。

2.1 事故經過

8月31日約10時45分，氨壓縮機房操作工在氨調節站進行熱氨融霜作業。10時48分20秒起，單凍機生產線區域內的監控錄像顯示現場陸續發生約7次輕微震動，單次震動持續時間約1～6s不等。10時50分15秒，正在進行融霜作業的單凍機回氣集管北端管帽脫落，導致氨泄漏。

2.2 現場勘查情況

1）氨泄漏發生在水產加工車間的1號速凍隧道機頂部回氣集合管（規格φ159×5mm），由于該集合管北端封頭與直管連接焊縫發生斷裂，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，從內向外有放射條紋。

2.3 鑒定情況

1）根據化學成分測試分析，管帽材質為15號鋼，回氣集管材質為20號鋼，焊接材料相當于E4303。

2）經斷口掃描電鏡分析，斷口呈河流狀解理斷裂，符合脆性開裂的特征；未發現疲勞起裂和纖維斷口起裂現象。分析表明斷裂是瞬時發生的。

2.4 事故直接原因

嚴重違規采用熱氨融霜方式(原設計為水融霜），導致發生液錘現象，壓力瞬間升高，致使存有嚴重焊接缺陷的單凍機回氣集管管帽脫落，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存在嚴重焊接缺陷，焊接質量不合格而造成的。

3 事故預防措施

為了進一步貫徹落實特種設備安全的法律法規，保障氨制冷裝置中的特種設備（壓力容器和壓力管道）安全，根據《國務院安委會關于深入開展涉氨制冷企業液氨使用專項治理的通知》（安委[2013]6號）[3]的要求，國家質檢總局2013年11月提出涉氨特種設備治理工作指導意見,請各地結合實際組織實施。

該指導意見適用于以氨為介質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、低壓循環貯氨器、氨液分離器等；涉氨壓力管道包括制冷系統中輸送氨介質的液相管和氣相管。冷卻間、凍結間、冷藏間、冰庫等冷間內設置的蒸發排管、其他形式的蒸發或冷交換設備及設備本體范圍的管道不適用本指導意見。

筆者認為雖然冷庫內設置的蒸發排管、其他形式的蒸發或冷交換設備不屬于特種設備，但由于其事故頻發，存在嚴重安全隱患，應該參照質檢特函【2013】61號“國家質檢總局特種設備局關于氨制冷裝置特種設備專項治理工作的指導意見”[4]進行治理整頓。具體要求如下：

3.1 涉氨設備和管道的設計制造安裝要求

●3.1.1 基本要求

涉氨設備和新建、擴建、改建的涉氨制冷管道的設計、制造、安裝單位應具備相應資質，應按照相應安全技術規范和標準規定進行設計、制造、安裝。

●3.1.2 涉氨制冷管道的設計

1）設計文件的內容應符合《壓力管道安全技術監察規程——工業管道》（TSG D0001—2009）[5]的規定。制冷管道的設計應按《冷庫設計規范》（GB 50072—2010）[6]執行。

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按照JB/T 4730的規定執行。

4）如果需要采用熱氨融霜工藝，必須設置有效的防止產生超壓、液擊的控制裝置。

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

3.2 對在用制冷管道定期檢驗

1）在用制冷管道檢驗應參照《在用工業管道定期檢驗規程》（試行）（國質檢鍋[2003]108號，以下簡稱《工業管道檢規》）[7]進行。對檢驗發現的問題進行整改。

2）對于確實無法停機的系統，在確保人員安全的情況下，可以在不停機的狀態下，對制冷管道進行檢驗，檢驗項目一般應包括資料審查、宏觀檢驗、剩余壁厚抽查、埋藏缺陷抽查，以及安全附件檢查。必要時，應進行壓力試驗。

3）宏觀檢查或表面無損檢測發現有缺陷的管道，要進行焊接接頭埋藏缺陷檢測。

4）對于埋藏缺陷、剩余壁厚抽查，應重點對高風險的、具備作業空間的管道，進行適當比例的抽查。

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

3.3 企業安全管理方面應做好以下工作

1）企業應建立健全并落實液氨使用的有關安全管理制度和安全操作規程。

2）涉及液氨制冷的特種作業人員，應經過液氨使用管理及應急處置等有關安全知識的培訓并取得相關特種作業操作證。

3）企業應建立健全液氨泄漏等事故應急救援預案，并定期組織演練。

4 結束語

綜上所述，冷庫內設置的蒸發排管、其他形式的蒸發或冷交換設備及設備本體范圍的管道也應該參照質檢特函【2013】61號“國家質檢總局特種設備局關于氨制冷裝置特種設備專項治理工作的指導意見”進行治理整頓，做好氨制冷企業安全管理工作，只有這樣，才能消除管理盲區和事故隱患，確保冷庫內所有制冷設備安全運行，保證人民生命和財產安全。

[1] JB/T 7658.6—2006 氨制冷裝置用輔助設備第6部分：空氣冷卻器標準[S].

[2] JB/T 4730—2005 承壓設備無損檢測[S].

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

[4] 國家質檢總局特種設備局關于氨制冷裝置特種設備專項治理工作的指導意見（質檢特函【2013】61號）[Z].

[5] TSG D0001—2009 壓力管道安全技術監察規程——工業管道[S].

[6] GB 50072—2010 冷庫設計規范[S].

[7] 在用工業管道定期檢驗規程（試行）（國質檢鍋[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，從事特種設備檢驗工作。

2015-04-14）