液氮容器爆炸事故预防

潘六林

液氮是一种特殊的工业制成品，具有超低温性、膨胀性、无嗅和无毒等特性。随着液氮在精密工业、医药、食品等方面的广泛应用，在冲装和储存液氮的过程中，液氮容器爆炸的事故也屡屡发生。如何预防液氮容器爆炸事故的发生，成为液氮容器使用企业必须面对的一道安全课题。

事故案例

2008年5月17日早7：45左右，某市照明电器有限责任公司的2名当班工人像往常一样进入摩托灯具车间做生产前的准备工作，突然车间内一台YDZ-100型液氮容器罐在静态下爆炸，2名工人被炸成重伤，经医院抢救无效死亡。

该省特种设备检查院及相关专家对爆炸容器残骸进行现场检验时发现，内筒体表面纵向焊缝上存在一条长15mm穿透性缺陷，增压管底部脱落口处有约5mm未焊透。专家根据现场检验结果做出认定，该液氮容器外筒体爆炸原因是内筒体液氮泄漏到夹层中，液氮在短时间内迅速气化，导致夹层空间压力升高。当压力升高至夹套材料强度极限时，容器外筒体发生爆炸。

危险因素

事故发生后，事故调查人员通过对这起事故的分析，帮助企业总结经验、汲取教训，研究和掌握液氮容器的安全性能，从根本上制定防止事故发生的对策和措施，确保液氮储存的安全。

液氮属于危险化学品，液氮容器的爆炸轻则会造成设备损毁、重则导致人员伤亡的惨重后果。所以液氮容器在使用过程中的安全性应该引起高度重视。导致液氮容器爆炸事故的原因，主要有以下几个方面。

1.外界环境影响

（1）高温高压

液氮是由空气压缩冷却制成，气化时能恢复为氮气。每升液氮气化，温度上升15℃，体积膨胀约为180倍。当外部温度压力超出罐体应承受的冷却温度和压力时就会发生爆炸。

（2）碰撞震动

液氮容器罐体有专项防震设计，除静置贮存外，还可在充装状态下运输使用。但液氮罐体在受到剧烈碰撞和震动后，会引起保温层或其他部件破损，外部环境会直接影响气化物，造成爆炸。

（3）密封通风不良

如果液氮使用和贮存环境通风不好，会引起室内氮气和一氧化氮气体含量浓度积聚不散，达到爆炸极限，从而引发爆炸。

2.质量因素

（1）选材不当

液氮容器罐体一般采用纯铝箔和不锈钢冷热轧钢板制作，如果这些主要材料的规格和质量不符合规范标准要求，达不到冷冻液氮的承受条件，则极有可能发生爆炸。

（2）保温差

液氮罐由内外双胆组成，内胆外表缠绕着多层绝热体，一旦反射材料与隔热材料脱落，就会造成相邻反射材料与外胆直接接触，使内胆的液氮迅速膨胀气化，直至发生爆炸。

（3）阀门、仪表等附件陈旧老化

在长期使用过程中，如果对液氮罐的阀门、仪表等附件不注意经常检修和更换，一旦这些附件陈旧老化，就会造成温度升高或液氮泄漏，发生爆炸。

3.人为因素

（1）储运不当

液氮罐贮存种类一般可分为贮存罐和运输罐2种。贮存罐主要用于室内液氮的静置贮存，不宜在工作状态下作远距离运输使用。

（2）使用不当

长期使用的液氮罐，如果在使用操作过程中未做定期维修检查和保养，设备就会存在不安全隐患，可能造成爆炸事故。

在操作液氮罐时，如果未将排气阀打开或打开程度不够，液氮经过长时间的自然蒸发后，内筒压力升高。此时若没有安全保护装置，压力持续升高，就有可能导致增压管底部接管原有缺陷处开裂。一旦液氮渗漏到夹层空间后气化，夹层压力迅速升高，就会导致外筒体爆炸。

部分液氮罐操作人员未经安全教育，仅凭师傅口头传授操作技能后就上岗操作，安全素质和技能较差，也容易发生事故。

（3）液氮泄漏

在内胆里的液氮长期不能正常排出，或者大量渗漏到夹层空间气化，也有可能导致液氮容器发生爆炸。

安全控制措施

对液氮容器的安全使用，应从以下几个方面予以保证。

1.投入使用前检查核对

液氮容器在投入使用前，应对其外观、标志标识、产品合格证、使用说明书等进行检查核对，容器的压力仪表应定期送计量检定机构检验，合格后才能使用。容器的安全阀、爆破片等安全装置要保证完好，确保无异常情况后方可投入使用。

2.充填前检查外壳有无缺陷

液氮罐在充填前，要检查外壳有无凹陷，真空排气口是否完好。若被碰坏，则真空度会降低，严重时进气不能保温，这样罐体上部会结霜，液氮损耗大，失去继续使用的价值。

3.使用过程中随时检查罐体的使用情况

在使用过程中，应随时检查罐体的使用情况。在罐内有液氮的前提下，如果发现罐体瓶盖和上部有水珠或结霜情况，则说明罐体质量有问题，应立即停止使用。在罐体瓶盖和上部出现无水珠或结霜现象时，用手触摸外壳，感觉上部冷、下部热，说明罐体质量有问题，即液氮日增损较大，应注意观察，防止液氮耗损完后，造成所贮物质损坏，此时最好停止使用；若上下温度一致，说明罐体质量没有问题。使用过程中要经常检查；可以用肉眼观测，也可以用手触摸外壳，若发现外表挂霜，应停止使用。特别是颈管内壁附霜结冰时不宜用小刀等尖利器具去刮，以防颈管内壁受损，造成真空不良。

4.注意存放液氮容器的方式

液氮罐要存放在通风良好的阴凉处，不能在太阳光下直晒。另外，无论在使用或存放时，液氮罐均不能倾斜、横放、倒置、堆压、相互撞击或与其他物件碰撞，要做到轻拿轻放，并始终保持直立。

5.建立日常维护记录

生产经营单位应当制定液氮容器有关安全生产的规章制度和安全操作规程，建立容器定期检查和日常维护记录。

6.配备专兼职管理人员

使用单位要明确管理部门，配备必要的专兼职管理人员，定期对在用液氮容器进行维护检查，发现故障或隐患应立即停用，发生事故及时上报。如果容器在使用中出现表面结霜、结露现象，应立即泄压并停止使用，迅速查明原因，排除故障后方可重新投入使用。

7.未经安全培训合格不得上岗作业

生产经营单位的主要负责人、安全管理人员和设备作业人员应接受必要的安全培训，熟悉有关安全生产规章制度和安全操作规程，具备必要的安全生产知识，掌握本岗位的安全操作技能，增强预防事故、控制危害和应急处理能力。未经安全生产培训合格的从业人员不得上岗作业。

编辑韩 颖