阜陽市液氨壓力管道泄漏事故案例

1、阜陽市液氨壓力管道泄漏事故案例一、事故概況2007年5月4日0時02分，阜陽市昊源化工集團(tuán)有限公司液氨球罐區(qū),向2號液氨球罐輸送液氨的進(jìn)口管道中安全閥裝置的下部截止閥發(fā)生破裂，管道內(nèi)液氨向外泄漏，造成33人因呼入氨氣出現(xiàn)中毒和不適,住院治療和觀察。事故發(fā)生后，該公司進(jìn)行緊急處置，用9.5分鐘時間，制止了泄漏。事故發(fā)生時，截止閥底部發(fā)生破裂，底部一塊直徑100mm的圓形閥體外殼破裂飛出，液氨大量泄漏。事故截止閥的破裂口直對正北方向，而西北方向的30-35米處，由阜陽市水利建筑安裝工程公司負(fù)責(zé)建設(shè)的涼水塔工地正在施工，造成33名人員中毒和不適 ，中毒人員中，阜陽市水利建筑安裝工程公司人員29人（主

2、要為農(nóng)民工，其中有2名婦女和1名8歲男童），江蘇江都市橋臺工業(yè)設(shè)備安裝公司人員2人，潁東區(qū)陳油坊行政村(承包鍋爐出渣人員)1人，此外，還有昊源化工集團(tuán)公司保安1人。5月7日上午11時，受傷人員中,8人重度中毒（其中3人切開喉管治療），14人中度中毒，4人住院觀察。截止5月14日，28名中毒者9人處于重癥狀態(tài),9人處于中癥狀態(tài),10人留院觀察。事故發(fā)生后，阜陽市政府組成了安監(jiān)、質(zhì)監(jiān)等部門參加的調(diào)查組，對事故進(jìn)行調(diào)查，事故閥門委托合肥通用機(jī)械研究院進(jìn)行鑒定。省安監(jiān)、質(zhì)監(jiān)、環(huán)保、衛(wèi)生等部門派人趕赴現(xiàn)場指導(dǎo)事故調(diào)查和傷員搶救工作。二、事故調(diào)查（一）工廠情況安徽昊源化工集團(tuán)有限公司始建于1970年，由原

3、阜陽化工總廠改制而成，是股權(quán)結(jié)構(gòu)多元化的大型化工企業(yè)。公司下設(shè)塑業(yè)、制氣、機(jī)械制造等四個子公司，占地面積52萬平方米，員工1400余人，擁有總資產(chǎn)6.83億元，主要產(chǎn)品有尿素、碳酸氫銨、甲醇、嗎啉以及余熱發(fā)電30MW和塑料編織袋等。是一個典型的危險化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)。該公司原生產(chǎn)能力為：尿素合成氨系統(tǒng)（18萬噸/年液氨聯(lián)產(chǎn)7萬噸/年甲醇，含1臺400米3液氨球罐）。已取得危險化學(xué)品生產(chǎn)許可。（二）新建、擴(kuò)建項目情況2005年來該公司進(jìn)行生產(chǎn)新建與擴(kuò)建，其中40萬噸/年尿素生產(chǎn)裝置（含20萬噸/年尿素生產(chǎn)裝置一套、2臺6M50壓縮機(jī)、650米3液氨球罐2臺、1800氨合成系統(tǒng)一套，在建的1600

4、甲醇合成系統(tǒng)一套、變壓吸附脫碳裝置和脫硫裝置各1套）。該建設(shè)項目已完成20萬噸/年的尿素的投產(chǎn)，項目已簽訂安全預(yù)評價合同，未進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計、竣工安全驗收、試生產(chǎn)方案未進(jìn)行備案。液氨球罐群屬于40萬噸/年尿素生產(chǎn)裝置技術(shù)改造項目內(nèi)容。包括：2臺650米3液氨球罐和附屬液氨管線。（三）設(shè)計、制造、安裝、使用情況該套液氨管道系統(tǒng)是安徽昊源化工集團(tuán)有限公司設(shè)計室設(shè)計（有管道設(shè)計許可，證號：SPG皖007-08），江蘇江都市僑臺工業(yè)設(shè)備安裝公司安裝（安裝許可證號：GAZ蘇00507）。 該管線系統(tǒng)2005年8月安裝，管道安裝未進(jìn)行安全性能監(jiān)督檢驗。該管線系統(tǒng)2006年8月方投入運行，使用未辦理使用登記

5、手續(xù)。截止事故發(fā)生共運行近9個月時間。該崗位作業(yè)人員業(yè)經(jīng)考試發(fā)證，持證上崗。球罐設(shè)計壓力2.6Mpa，設(shè)計溫度-15-50；液氨管道設(shè)計，取液氨管道工作壓力2.3Mpa，實際運行壓力（查生產(chǎn)記錄）2.2-2.3Mpa。液氨管線直徑為133mm，在管線上配有安全閥，安全閥與管道之間設(shè)有截止閥。選用上海宏祥空調(diào)設(shè)備廠（原名：朱行閥門廠）制造的J41B-2.5-80 截止閥（Dg80，Pg25，材質(zhì)為灰口鐵）。同時購置的同規(guī)格型號的閥門有4只，并于2005年8月13日進(jìn)行了試漏試驗，2005年8月安裝到系統(tǒng)上，安裝后，系統(tǒng)分別進(jìn)行了水壓試驗（試驗壓力3.75MPa）和氣密性試驗（試驗壓力2.875M

6、Pa），2006年8月與系統(tǒng)同時投入使用。（四）事故過程5月3日11:45左右,安徽昊源化工集團(tuán)聯(lián)合車間合成工段四班班長和一班班長進(jìn)行交接班倒罐操作，操作結(jié)束離開現(xiàn)場后，行至11萬變電所時（5月4日0:02分，聽到氨庫方向一聲異常響聲，2#氨罐進(jìn)口管一安全閥下部截止閥閥體突然開裂，液氨泄漏。兩人發(fā)現(xiàn)氨泄漏后，一班班長跑到1800mm合成崗位關(guān)閉放氨閥，四班班長跑到合成崗位迅速佩戴空氣呼吸器到氨庫關(guān)閉2#氨罐進(jìn)口閥，崗位操作人員佩戴防氨毒面具關(guān)閉補(bǔ)充氣閥，進(jìn)行緊急停車處理。從泄漏發(fā)生至關(guān)閉閥門處理結(jié)束，歷時約9分半鐘左右，泄漏氨量約5.5米3左右，事故發(fā)生時安全閥未啟跳。事故現(xiàn)場位于昊源化工集團(tuán)

7、廠區(qū)西北角氨儲罐區(qū)，罐區(qū)四周分別是：北部是冷卻塔施工現(xiàn)場，西部是廠區(qū)圍墻，南部是脫碳裝置安裝施工工地，東部是廠區(qū)空地，西北角距罐區(qū)約60米處是阜陽市水利建筑安裝工程公司冷卻塔施工臨時工棚，冷卻塔北部、南部各有一條安全疏散通道，其中南部通道被冷卻塔施工土方堆積堵塞。事故當(dāng)天風(fēng)向為西南風(fēng)，事故發(fā)生時冷卻塔施工現(xiàn)場和工棚內(nèi)共有29人。經(jīng)計算，這次泄漏液氨量達(dá)5.5米3，若按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下液氨比重0.771計,泄漏液氨達(dá)4.24噸（當(dāng)時球罐介質(zhì)溫度為16)。與我省2007年4月8日銅陵發(fā)生的液氨罐車安全閥撞斷事故比,銅陵事故罐車安全閥撞斷,導(dǎo)致安全閥接口氣相泄漏時間達(dá)4小時36分鐘,泄漏液氨1.85噸。而

8、本次事故泄漏時間僅有9分30秒，足可見液相泄漏的危害性更大。事故發(fā)生后，安徽昊源化工集團(tuán)立即啟動了“氨泄漏應(yīng)急救援預(yù)案”，并向市政府和有關(guān)部門進(jìn)行了報告，在進(jìn)行緊急停車處理的同時，對事故現(xiàn)場周圍人員進(jìn)行緊急疏散，并與趕到的公安、消防、醫(yī)療人員一起對現(xiàn)場及周圍進(jìn)行搜尋和救護(hù)，將中毒人員立即送有關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)觀察救治。由于當(dāng)班工人處置熟練迅速果斷，沒有造成更大危害。（五）現(xiàn)場調(diào)查查該公司生產(chǎn)操作記錄，該管道實際運行壓力為2.2-2.3Mpa ，沒有發(fā)現(xiàn)有超壓情況的證據(jù)。 發(fā)生事故的液氨工藝管線總長267米,規(guī)格為133×7,安裝安全閥的支管規(guī)格為89×4.5。安全閥型號為:A41H

9、-40（微啟式安全閥）.DN80 PN40，事故發(fā)生時安全閥沒有起跳.對事故截止閥上部的安全閥進(jìn)行試驗，安全閥開啟壓力為2.5Mpa，符合要求。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)該事故閥門底部脆斷飛出，斷口呈園型，直徑100mm，現(xiàn)場搜尋，未找到閥體底部爆炸碎片。對斷口表面目視檢查發(fā)現(xiàn)有一處原始陳舊裂紋，深度超過閥門壁厚的2/3。從事故截止閥的外形看，全啟狀態(tài)下的閥桿有一段呈金屬本色，說明事故狀態(tài)下，截止閥處于半關(guān)閉或全關(guān)閉狀態(tài)，否則該段閥桿會有銹蝕痕跡。由此，有疑似關(guān)閉的嫌疑。三、事故分析（一）事故閥門鑒定分析委托合肥通用機(jī)械研究院進(jìn)行技術(shù)鑒定。經(jīng)該院鑒定分析，存在以下問題；1、宏觀檢查結(jié)果表明，閥體底部在爆裂時

10、整體脫落，斷裂部位未見塑性變形，呈明顯脆斷特征。目視檢查斷口，有一長42mm，深8.5mm,陳舊性裂紋，延內(nèi)壁向外壁擴(kuò)展，該部位實測壁厚為11mm，裂紋深度為壁厚的77%。2、對事故閥門斷裂處進(jìn)行厚度測量，最小厚度為8.8mm。最大厚度為12.6mm。閥體厚度不均勻。3、對于公稱壓力為2.5Mpa，公稱直徑為80mm的球墨鑄鐵截止閥和鑄鋼截止閥， GB12233-89通用閥門 鐵制截止閥與升降式止回閥規(guī)定閥體最小壁厚分別為10mm和9.9mm，而事故截止閥的閥體最小壁厚僅為8.8mm，明顯偏薄。4、該事故截止閥公稱直徑80mm，公稱壓力2.5Mpa。GB12233-89通用閥門 鐵制截止閥與升

11、降式止回閥對于閥體材料為灰鑄鐵的截止閥推薦最高壓力等級為1.6Mpa等級。對于公稱直徑80mm，公稱壓力2.5Mpa的鐵制截止閥GB12233-89規(guī)定閥體材料應(yīng)選用比灰鑄鐵性能更好的球墨鑄鐵或鑄鋼。5、化學(xué)成分分析：閥體材料碳含量為4.75%,超過GB9439中對灰鑄鐵碳含量3.8%的要求。6、拉伸試驗結(jié)果：閥體鑄件抗拉強(qiáng)度僅為71Mpa，低于GB9439對灰鑄鐵中最低牌號HT100的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度不低于100Mpa的要求。7、沖擊試驗結(jié)果：閥體鑄件常溫沖擊功僅為2J左右，幾乎沒有韌性。8、硬度試驗時，試件一壓就裂。9、微觀斷口檢查，目視檢查發(fā)現(xiàn)的陳舊裂紋斷口上具有陳舊性斷口特征，該部位應(yīng)為啟

12、裂處，斷口上石墨斷面占有很大比例。閥體斷口呈現(xiàn)三個部位：啟裂區(qū)、擴(kuò)展區(qū)和交匯區(qū)。啟裂在陳舊裂紋部位，交匯在斷口突出的臺階處。啟裂部位有致密的泥狀腐蝕產(chǎn)物，其他部位為疏松的Fe2O3，為斷口受污染后的新鮮腐蝕產(chǎn)物。 斷口內(nèi)大量片狀石墨。石墨與鋼相比，其機(jī)械性能低，因而可以將其視為無數(shù)個微裂紋，這些微裂紋將金屬基體割裂，當(dāng)受到外力時，在裂紋尖端引起應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生破裂。在灰鑄鐵中石墨越多，片狀石墨越大，分布越不均勻，則強(qiáng)度和塑性就越低。（二）液氨輸送工藝分析阜陽昊源化工集團(tuán)公司的液氨輸送工藝是：從冷交換器出口排除的液氨，通過氣動薄膜調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，由將高壓轉(zhuǎn)換為中壓后，液氨從放氨管線進(jìn)入液氨球罐。為

13、了了解工藝情況，我們專去與昊源公司同生產(chǎn)工藝的安徽四方化工集團(tuán)公司進(jìn)行調(diào)研，與工藝、設(shè)備人員進(jìn)行了座談，并延液氨輸送管線查看了液氨管線輸送流程。安徽四方集團(tuán)的液氨輸送工藝是：1、氫氮氣在合成塔（P設(shè)32Mpa）反應(yīng)成為合成氣（10-20%氨氣，80-90%氫氮氣），合成氣經(jīng)過分離后，進(jìn)入冷交換器（P設(shè)32Mpa，殼程與管程壓差為2.0Mpa），在冷交換器進(jìn)一步冷卻后，液氨從冷交換器低部流出。、高壓減壓閥進(jìn)口連接冷交換器底部出口管，出口連接放氨總管（直徑133mm），經(jīng)過高壓減壓閥減壓，液氨壓力由32Mpa減為2.2-2.6Mpa，減壓后的液氨通過放氨總管，進(jìn)入中繼槽。生產(chǎn)過程中冷交換器出口閥門

14、的開與關(guān)，采取GCS（中心儀表控制室）自動控制和操作人員手動控制（在儀表失靈時）。、中繼槽為16米的臥式儲罐（P設(shè)2.55Mpa），其起到緩沖、計量、保持液位，防止氫氮氣竄入的作用。中繼槽設(shè)安全閥、放空管、流量計、電磁氣動閥、液位計，安全閥開啟壓力設(shè)定為2.75Mpa。、從中繼槽出來的液氨，通過流量計，進(jìn)入液氨管道輸送至液氨球罐（P設(shè)2.45Mpa）。由于少量合成尾氣（氫、氮氣）也隨液氨進(jìn)入氨儲存系統(tǒng)，由此，放氨管線、中繼槽和液氨球罐的系統(tǒng)壓力不單純是液氨的飽和蒸汽壓。而是飽和蒸汽壓加上尾氣的壓力。因此對這類液氨系統(tǒng)的設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗等，應(yīng)與氨制冷系統(tǒng)的壓力容器、壓力管道有所區(qū)別。

15、阜陽昊源化工集團(tuán)公司的液氨輸送管道中間沒有設(shè)置緩沖裝置。據(jù)了解，我省還有一些尿素生產(chǎn)企業(yè)使用此種工藝。此外昊源化工集團(tuán)公司的安全閥設(shè)計配置不當(dāng)。該管線介質(zhì)為液氨，而安全閥選擇為微啟式安全閥，直接安裝在管道上，一旦液氨介質(zhì)超壓，安全閥起跳，由于介質(zhì)汽化吸熱，容易造成安全閥凍結(jié)，失去安全泄放作用。在合成氨生產(chǎn)實際中，每班要進(jìn)行產(chǎn)量指標(biāo)考核，因此需要對生產(chǎn)液氨進(jìn)行計量。安徽四方公司由于配置了中繼槽，具有計量功能。而阜陽昊源公司沒有計量裝備，采取各班生產(chǎn)的液氨分別輸送到不同球罐的方法計量。這樣就產(chǎn)生了在交接班時需要切換球罐的液氨進(jìn)口閥門，企業(yè)稱為倒罐作業(yè)。在倒罐作業(yè)中，若操作不當(dāng)，極易造成液氨管線系統(tǒng)

16、超壓。舉一例說明：如甲班為小夜班，乙班為大夜班，甲班生產(chǎn)的液氨輸送到1號球罐，乙班生產(chǎn)的液氨輸送2號球罐，在甲班與乙班交接班倒罐作業(yè)時，正常操作是先打開2號球罐的進(jìn)口閥，再關(guān)閉1號球罐的進(jìn)口閥。如果操作程序顛倒，先關(guān)閉1號球罐的進(jìn)口閥，再打開2號球罐的進(jìn)口閥，則造成液氨管線急速超壓（此時的超壓是液態(tài)超壓，由于液體的可壓縮性小，會在較短的時間內(nèi)液氨管道壓力急劇升高，就像水壓試驗）。這種作業(yè)完全靠人工控制，在化肥企業(yè)，此類超壓情況時有發(fā)生，通常的形態(tài)是安全閥起跳。對阜陽昊源公司5.事故調(diào)查中，沒有發(fā)現(xiàn)有超壓情況的證據(jù)，按照以事實為依據(jù)，以法律為準(zhǔn)繩的事故調(diào)查原則，和無證據(jù)不判定的準(zhǔn)則，排除超壓原因

17、。四、事故初步結(jié)論綜上分析，這是一起典型的是一起危險化學(xué)品泄漏事故和特種設(shè)備重大事故，也是一起危險化學(xué)品安全責(zé)任事故和特種設(shè)備安全責(zé)任事故。（一）事故直接原因截止閥存在原始缺陷，在應(yīng)力作用下,加之材料沒有韌性,裂紋擴(kuò)展，在達(dá)到臨界尺寸時，裂紋貫穿，液氨泄漏，由于液氨汽化吸收熱量，造成截止閥溫度降低，導(dǎo)致閥體在低溫下發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂，液氨大量泄漏。（二）事故主要原因在制造、安裝、使用等環(huán)節(jié)上的違章違規(guī)（略涉及安全生產(chǎn)三同時部分）。1、管道元件設(shè)計選型錯誤，設(shè)計違標(biāo)（1）該管道系將合成系統(tǒng)液氨輸送至液氨球罐的工藝管道，液氨球罐的設(shè)計壓力為2.6Mpa，液氨管道的設(shè)計應(yīng)當(dāng)與球罐設(shè)計壓力同等級或略高

18、，而該管道截止閥的選型為Pg2.5，降低了一個壓力等級。（2）按照GB12233-1989通用閥門鐵制截止閥與升降式止回閥規(guī)定，對閥體材料為灰鑄鐵的鐵制截止閥的可用壓力登記，標(biāo)準(zhǔn)推薦最高選用到1.6Mpa，而事故截止閥的公稱壓力卻為2.5Mpa，公稱通徑為80mm。對于公稱壓力為2.5Mpa，公稱通徑為80mm的鐵制截止閥，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定閥體材料應(yīng)選用球墨鑄鐵或鑄鋼。2、制造違標(biāo)，產(chǎn)品質(zhì)量低劣（1）如1、（2）款所述，該截止閥制造單位違反標(biāo)準(zhǔn)，制造超過標(biāo)準(zhǔn)推薦范圍之外的Pg25，Dg80的灰鑄鐵截止閥。（2）按照灰鑄鐵最低牌號HT100的要求，事故截止閥存在碳含量超標(biāo)、抗拉強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值、閥體實

19、際最小壁厚小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最小壁厚、閥體壁厚不均勻等質(zhì)量問題。3、安裝違規(guī)，壓力管道安裝未履行備案手續(xù)，安裝未進(jìn)行監(jiān)督檢驗國家質(zhì)檢總局壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗規(guī)則（國質(zhì)檢鍋200283號）規(guī)定：新建、改建、擴(kuò)建的壓力管道（含附屬設(shè)施及安全保護(hù)裝置，下同）應(yīng)進(jìn)行安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗；壓力管道安裝開工前，建設(shè)單位應(yīng)填寫壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗申報書向地方安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)辦理備案手續(xù)。而該壓力管道于2005年8月開始安裝，工程建設(shè)單位一直沒有履行安裝監(jiān)督檢驗申報備案手續(xù)，安裝未經(jīng)安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗就投入運行。4、違規(guī)使用國家質(zhì)檢總局壓力管道使用登記管理規(guī)則（試行）（國質(zhì)檢鍋2003213號）規(guī)定，壓力

20、管道均應(yīng)進(jìn)行使用登記；新建、擴(kuò)建、改建壓力管道在投入使用前或者使用后30個工作日內(nèi)，使用單位應(yīng)當(dāng)填寫壓力管道使用登記申請書和壓力管道使用注冊登記匯總表，向安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)申請辦理使用登記。該壓力管道2006年8月投用至今，沒有辦理壓力管道使用登記手續(xù)。（三）事故次要原因昊源公司和阜陽水利建筑安裝公司危險化學(xué)品生產(chǎn)場所和施工現(xiàn)場管理混亂，在危險化學(xué)品危險區(qū)域設(shè)置建筑工人工棚，無關(guān)人員進(jìn)入生產(chǎn)、施工現(xiàn)場，疏散通道被人為堵塞等。五、防范對策（一）需要肯定的工作從另一個角度看，這起事故的應(yīng)急處置是成功的。今年3月份，該企業(yè)就在事故發(fā)生地點，組織了液氨泄漏事故應(yīng)急演練，演練時模擬的事故條件與這起事故形態(tài)相似，事故發(fā)生時，由于當(dāng)班人員經(jīng)過演練，應(yīng)急處置得當(dāng)，1名工人報警，1名工人關(guān)閉出口閥門，另1名工人穿