行為安全視角下的氨泄漏事故分析

許素睿副教授 胡廣霞

（中國勞動關系學院 安全工程學院，北京 100048）

0 引言

氨因其價格低廉和制備方便被廣泛應用于食品加工業和鹽化工企業[1]。但氨易燃易爆、有毒有害，在生產、儲存和運輸過程中經常由于不當操作導致破損發生泄漏，且由于其極易迅速擴散，在泄漏發生后易形成大面積的危險區域，不僅對廠區內部和鄰近區域人員的生命和財產造成重大損失，并會對生態環境造成不可逆損害。

2013年6月3日，吉林省長春市寶源豐禽業有限公司因氨氣泄漏爆炸，導致121人死亡、76人受傷，主廠房及內部生產設備全部損毀，直接經濟損失1.82億元[2]。同年8月31日，上海市寶山區翁牌冷藏實業有限公司發生液氨泄漏，造成15人死亡、25人受傷，直接經濟損失2510萬元[3]。我國接連發生的這兩起大型氨泄漏事故，造成逾百人死亡、超億元損失的惡劣后果，引起了安全工作者的高度重視[4-5]。鑒于此，本文將對這兩起事故的事故原因以行為安全為基礎分析事故致因機理，為涉氨區域的安全管理體系建設、人員的不安全動作控制等安全工作提供理論依據，幫助預防和控制氨泄漏事故。

1 理論基礎

1.1 行為安全理論基礎

行為安全認為事故是行為鏈的運行結果，安全工作的主要目的是預防事故，就需要控制行為鏈的各個環節[6-7]。事故致因“2-4”模型（即24Model）是基于行為安全理論，在Heinrich事故致因鏈[8]、Reason瑞士奶酪模型[9]等的基礎上提出的現代事故致因鏈。行為安全事故致因鏈至少有以下5種用途[10]：給出事故分析的方法和技術路線；給出事故分析的結果；事故責任劃分的依據；事故預防策略制定的根據；給出安全監察的方法。

事故致因“2-4”模型[11-15]中的2是指事故發生分為組織和個人2個層面，4是指導、運行、習慣性、一次性4個階段的行為發展過程，安全文化（根源原因）的指導行為指導安全管理體系（根本原因）的運行行為，間接導致個人的習慣性行為（間接原因），從而在某次事故中引發出一次性不安全動作和物態（直接原因）最終導致事故的發生，完整24Model，如圖1。

圖1 事故致因“2-4”模型Fig.1 Accident causation 24Model

通過事故統計與分析，可以證明事故致因“2-4”模型具有應用于化工事故分析的可行性和有效性[16]，分析結果有助于涉氨企業的安全管理實踐。應用24Model分析化工行業事故不僅能找到根本原因，還能夠確定導致安全工作失誤的原因，從而合理地制定預防氨泄漏事故的對策措施[17]。

1.2 氨泄漏特性

1.2.1 氨危險性質

氨容易制造、價格低廉，易溶于水，是工業常用制冷劑。氨蒸汽有強烈的刺激性臭味，但無色的性質導致不易發現其泄漏點。液氨是在高壓或低溫下儲存的，一旦發生泄漏，液氨迅速從液相變氣相，氨氣和液氨微粒混合物及其分解物在一定濃度遇明火會燃燒和爆炸。液氨噴濺到人體皮膚上會引起凍傷；空氣中氨氣濃度達到0.5%～0.6%時，吸入人體會導致中毒；而濃度達到500～700mg/L時，人會“閃電式”死亡。

1.2.2 泄漏危險性質

（1）在許多企業中，在冷庫、速凍車間及相鄰的包裝車間等低溫車間工作的員工較多，且有的企業為節約成本，低溫車間與冷庫等廠房中沒有單獨的氨制冷系統，一旦車間內部發生氨泄漏事故，工廠內部及鄰近區域的氨氣濃度會迅速升高，致使人員中毒或喪失行動能力，甚至遇到火源會發生爆炸。

（2）高壓液氨在泄漏過程中，變為氨氣和液氨微粒在空氣中呈濃霧狀快速擴散；同時大幅度降低周邊環境溫度，導致泄漏區域很快會被白色霧狀漂浮物籠罩，難以確定泄漏點位置和泄漏形式。

（3）在火災情況下，高溫會使制冷管道中的液氨迅速汽化，壓力升高導致管道爆裂，造成更大規模的氨泄漏；而當氨泄漏沒達到爆炸極限時遇火源會產生閃火現象，達到爆炸極限時遇火源就會發生蒸氣云爆炸。同時大跨度鋼結構廠房易坍塌，且內壁多設置有極易燃燒的保溫層材料會產生大量有毒煙氣[3]。

2 事故致因途徑建立與分析

2.1 吉林寶源豐氨泄漏爆炸事故

2.1.1 事故概述

2013年6月3日，吉林省長春市寶源豐公司第一廠房發生特別重大氨火災爆炸事故。當日早5時50分左右，該廠有395人進廠工作。20min后，車間女更衣室附近人員發現上方有煙氣和火苗，接著有人發現主廠房南面中間位置上方有黑色濃煙。員工對其進行初期撲救想要滅火，但火焰順著廠房吊頂從南面蔓延北面。同時火勢還沿廠房墻面等向下方蔓延至廠房附屬區，并且接著向周圍的速凍車間、主車間和冷庫車間燃燒。大火燃燒引發的高溫高熱致使主廠房附近冷庫和螺旋速凍機的液氨運輸管道發生爆炸，廠房屋頂毀壞，以至于大量氨氣迸出，加劇火焰燃燒[2]。

2.1.2 事故原因定位

采用24Model分析吉林寶源豐氨泄漏火災爆炸事故，可系統科學的定位事故原因，如圖2。

圖2 吉林寶源豐氨泄漏爆炸事故致因分析Fig.2 Accident analysis of Baoyuanfeng ammonia leakage in Changchun city

（1）直接原因（一次性行為）。

導致此次吉林省寶源豐禽業有限公司發生氨泄漏火災爆炸事故的直接原因，包括一線操作人員和監管人員的不安全動作以及氨相關設備的不安全物態。

①操作人員在氨設備周圍違規安裝布設電氣設備及線路，主廠房內電纜明敷，二車間的電線未使用橋架、槽盒和安全防護管，為電線短路埋下重大事故隱患。

②公司監管人員違規鎖閉南部主通道的西側安全出口和二車間西側直通室外的安全出口。

③主廠房內大量使用聚氨酯泡沫保溫材料和聚苯乙烯夾芯板。聚氨酯泡沫燃點低、燃燒速度極快，聚苯乙烯夾芯板燃燒的滴落物具有引燃性，且燃燒后產生高溫有毒煙氣。

④主廠房內沒有報警裝置，沒有廣播裝置。

（2）間接原因（習慣性行為）。

導致氨泄漏爆炸事故中人員做出不安全動作和存在不安全物態的原因包括安全知識、安全意識、安全習慣、安全生理、安全心理。

①安全知識不足。寶源豐公司操作人員不具有“電氣線路、設備滅火首先要斷開電源”的安全知識；員工不具備“重大隱患事故發生后要及時疏散附近人群”這一安全常識。

②安全習慣不佳。公司員工沒有“事故發生后要及時告知其他相關人員”的安全習慣，只顧自己倉促逃跑。

③安全意識不高。一線員工沒有意識到吸入大量氨氣能致人死亡，也沒有意識到氨氣空氣混合物遇明火會產生爆炸；公司管理者根本沒有“以人為本、安全第一”的安全意識。

（3）根本原因（運行行為）。

根本原因主要為寶源豐公司安全管理體系缺欠，可能有以下幾點因素：

①制度制定和執行缺欠。寶源豐公司未按規定建立特種設備安全技術檔案，未按要求每月定期自查并記錄，未在安全檢驗合格有效期屆滿前1個月向特種設備檢驗檢測機構提出定期檢驗要求；沒有有效的安全防護制度措施。

②人員管理缺欠。特種設備操作人員資質作假，公司沒有成立應急救援隊伍。

③培訓教育缺欠。寶源豐公司未對員工進行安全培訓，員工缺乏消防安全常識和撲救初期火災的能力；雖然制定了事故應急預案，但從未組織開展過應急疏散演練。

④安全責任制不到位。沒有逐級簽訂包括消防在內的安全責任書，企業法人、總經理及車間、班組負責人都不知道自己的安全職責，沒有認真履行《消防法》、《安全生產法》等的規定。

⑤風險評估及措施缺欠。未按照國家規定對重大危險源進行辨識、評估、登記建檔、備案，未對存在的重大隱患進行排查整改消除；未設置安全警示標識和配備必要的應急救援設備。

（4）根源原因（指導行為）。

造成事故的根源原因是寶源豐公司安全文化欠缺，導致公司形成重生產、重產值、重利益、要錢不要安全的氛圍，未按照原設計施工，嚴重違反安全生產方針和安全生產法律法規，為了金錢利益而無視員工生命。公司整體忽視安全的重要作用，尤其是2010年該公司發生多起火災事故后，沒有認真吸取教訓、加強消防安全工作和徹底整改存在的事故隱患。

寶源豐公司在安全文化建設中缺失“一切事故均可預防”、“安全融入管理”、“安全決定于安全意識”、“安全部門作用”、“員工參與程度”、“安全制度執行方式”、“安全創造經濟效益”、“安全培訓需求”、 “應急能力”等元素。

2.2 上海翁牌冷藏公司氨泄漏事故

2.2.1 事故概述

2013年8月31日10時40分左右，上海翁牌公司員工有約24人在單凍機生產線區域作業，38人在水產加工整理車間作業。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[3]。

2.2.2 事故原因定位

采用24Model分析上海翁牌冷藏公司氨泄漏爆炸事故，可系統科學的定位事故原因，如圖3。

圖3 上海翁牌冷藏公司氨泄漏事故致因分析Fig.3 Accident analysis of Wongpai ammonia leakage in Shanghai city

（1）直接原因（一次性行為）。

導致此次上海翁牌冷藏公司發生氨泄漏的直接原因，包括一線操作人員和監管人員的不安全動作以及氨相關設備的不安全物態。

①融霜人員違章操作。嚴重違規采用熱氨融霜方式，未排除蒸發器內的液氨導致發生液錘現象，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。

②翁牌冷藏公司監管人員違規施工和違規生產，搭建違法構筑物（即后用于堆放物品及放置單凍機生產線的事發現場）。

③管帽與回氣集管焊接接頭存在嚴重焊接缺陷，導致其在壓力波動過大或瞬間升高時極易產生低應力脆斷。

④水融霜設備缺失，無法按規程進行水融霜作業，違規進行氨融霜。

（2）間接原因（習慣性行為）。

①安全知識不足。翁牌公司操作人員對氨的化學性質認識不足，不知道當熱氨充入留有液氨的管道時，液氨會發生急劇汽化引起液錘現象；不具備“重大事故隱患發生后要及時疏散附近人群”這一安全常識。

②安全習慣不佳。操作人員不具備認真觀察監控設備的安全習慣，事故發生前2min內，單凍機生產線附近陸續發生約7次輕微震動，但操作人員忽視這些信號，沒有警惕防止氨泄漏的安全習慣。

③安全意識不高。翁牌公司操作人員對氨具有的危險性沒有足夠的意識，只知道氨對人體的眼、鼻、喉等有刺激作用，不知道吸入大量氨氣能致人死亡；翁牌公司管理人員在主體建筑竣工驗收后，擅自將原單凍機生產線區域、預留的水產精深加工區域及部分水產加工整理車間改為冷庫等，人為增添安全隱患，安全意識差。

（3）根本原因（運行行為）。

根本原因主要為翁牌公司安全管理體系缺欠，可能有以下幾點因素：

①設備布局管理不當。操作人員在熱氨融霜控制閥門時，無法同時對融霜的關鍵計量設備進行監測；在氨制冷設備及其管道附近，設置加工車間組織生產。

②人員管理缺欠。擅自安排臨時用工，未對其進行安全三級教育。翁牌公司8月15日新招錄57人，未簽訂勞動合同和安排安全培訓就組織工人進行加工作業，未告知作業場所存在的危險因素。

③培訓教育缺欠。公司管理人員及特種作業人員未取證上崗，未對操作人員進行有針對性的安全教育和培訓。

④規章制度缺欠。翁牌公司安全生產責任制、安全生產規章制度及安全技術操作規程不健全，無單凍機熱氨融霜的操作規程。

⑤風險評估及措施缺欠。未按有關法規和國家標準對氨及其管線這一重大危險源進行辨識；未設置安全警示標識和配備必要的應急救援設備。

（4）根源原因（指導行為）。

此次事故中的根源原因則是上海翁牌公司安全文化缺欠、安全思想認識不到位，致使管理者缺乏安全思想，企業安全管理體系缺欠，也使該公司員工沒有形成合格的安全意識、安全素質等，進一步導致其做出不安全動作、導致不安全物態，最終導致事故造成嚴重的人身傷亡和財產損失。

上海翁牌冷藏公司在安全文化建設中缺失“安全的重要度”、“一切事故均可預防”、“安全融入管理”、“安全決定于安全意識”、“安全制度執行方式”、“安全創造經濟效益”、“安全培訓需求”、“管理體系作用”、 “應急能力”等元素。

3 對策措施研究

通過對以上兩起氨事故的行為安全分析，可以發現導致氨泄漏及后續火災爆炸事故的原因在不同層階存在共性，因此涉氨操作人員及安全監管人員應根據事故致因分析結果依次解決事故的根源、根本、間接原因，更有效消除事故的直接原因，達到初期預控，從而預防氨泄漏事故的發生。

（1）氨泄漏事故一般會先有輕微泄漏，但操作人員通常對其沒有及時的應對反應，導致事故擴大化發展；因此其應提升對異常情況的敏感度以及在緊急情況下的操作能力。

（2）氨氣一旦泄漏到空氣中很難被及時發現，涉氨企業須對氨相關設備設施做好動態安全監測，任何微小異常都應迅速上報，采取應急響應措施。

（3）氨泄漏事故的原因最終通常都存在氨設備設施的違規布置以及操作人員的違規操作，因此嚴格遵守國家監管規定和安全操作規程可極大地控制氨事故的發生。

（4）涉氨區域操作人員和管理人員對氨本身、涉氨設備、電氣、管道等的安全知識不足，安全應急習慣、安全意識的缺失，人為的增添了許多安全隱患。公司及監管部門應加大對涉氨區域操作人員和管理人員有關氨危險性、安全習慣和安全意識、以及心理生理素質的教育培訓。

（5）安全規章制度的完善、應急培訓的加強以及詳細的風險評估對氨相關企業安全管理體系的建設至關重要；同時，企業要重視安全文化氛圍的建立與提高。

4 結論

（1）以2起典型的氨泄漏事故為例，從行為安全視角研究發現運用事故致因“2-4”模型可準確定位氨泄漏事故的原因，其4個行為階段能幫助進行詳細原因分析。

（2）氨泄漏事故的直接原因主要是操作人員在涉及液氨和特種作業中的違章操作和氨設備的不安全物態；間接原因為員工對于氨危險性認識的不足、較差的安全習慣及不佳的安全心理；根本原因是安全管理組織程序的缺失和制度執行不力；而根源可追溯到員工對特定安全文化元素理解不到位。

（3）針對涉氨制冷企業存在的安全問題，提出實用性對策措施和建議，為提高涉氨制冷企業安全管理水平提供理論依據與技術參考。