消除安全隐患 确保制冷设备安全运行

王 书 张 河(张家口市特种设备监督检验所 张家口 075000)

消除安全隐患 确保制冷设备安全运行

王 书 张 河
(张家口市特种设备监督检验所 张家口 075000)

文章对两起氨制冷设备回气集气管端管帽脱落，导致氨气大量泄漏，造成人员伤亡事故案例进行分析，找出了两起事故同样的原因。为了防止同类事故的发生，消除管理盲区和事故隐患，从设计、制造、检验、管理等方面提出了防范措施，供制冷设备设计、制造、使用、安全监察部门参考。

制冷设备 事故分析 安全隐患 防范措施

1 冷风机管帽脱落事故

2011年8月28日22时05分，河北省某农产品开发有限公司2#冷冻库内一台高效节能冷风机的上层回气管管帽突然脱落，导致制冷系统内的氨气大量泄漏，造成在冷库内工作人员中毒5死3伤。专家组对事故现场及实物进行勘查，对当班操作工进行询问，并查阅了相关的资料和标准并认定：2#冷冻库内的高效节能冷风机的上层回气集气管（规格为φ89mm）管帽与管子焊接接头内部存在严重缺陷，焊接质量不合格，是造成这次事故的主要原因。

1.1 事故冷风机信息

1）事故设备名称：高效节能冷风机

2）制造厂家：山东某制冷设备有限公司

3）产品编号：0505075

4）制造日期：2005年5月

5）设备型号：GTLSJ-800

6）冷却面积：800m2

7）设计压力：1.4MPa

8）设计温度：38℃

1.2 破坏部位

上层回气集气管（规格为φ89×4）管帽与管子焊接接头产生断裂破坏，具体破坏位置见图1、图2。图3为脱落的管帽。

1.3 破坏部位断口宏观检查

宏观检查发现断口处存在以下缺陷：

1）焊缝根部未熔合（见图4）。事故部位具有脆性断裂断口的有效截面积远远小于应该熔透的全截面的面积。

2）断口表面存在夹渣、气孔缺陷（见图4）。

图1 焊接接头破坏位置

图2 焊接接头破坏位置

图3 脱落的管帽

图4 根部缺陷

1.4 高效节能冷风机设计、制造中存在的问题

1）冷风机在使用中从工艺上分析有可能产生超压现象，但冷风机在设计上未设置安全泄放装置。如果在冷风机上设置一个安全阀，即可有效保证冷风机安全运行。

2）冷风机的制造标准JB/T 7658.6—2006《氨制冷装置用辅助设备第6部分：空气冷却器》[1]中只规定各焊缝表面应无裂纹、气孔、弧坑和夹渣，未规定焊缝内部的质量要求。因此空气冷却器制造检验要求不够严格，回气集气管帽与管子焊后未要求做无损检测。专家组认为制造单位应该按照JB/T 4730[2]的要求，采取X射线检测的方法检测焊缝内部是否存在超标缺陷，并且确保焊接接头质量符合标准要求，才能防止事故发生。

2 速冻隧道机管帽脱落事故

2013年8月31日10时50分左右，位于宝山城市工业园区内的上海某冷藏实业有限公司，发生氨泄漏事故，造成15人死亡，7人重伤，18人轻伤。

2.1 事故经过

8月31日约10时45分，氨压缩机房操作工在氨调节站进行热氨融霜作业。10时48分20秒起，单冻机生产线区域内的监控录像显示现场陆续发生约7次轻微震动，单次震动持续时间约1～6s不等。10时50分15秒，正在进行融霜作业的单冻机回气集管北端管帽脱落，导致氨泄漏。

2.2 现场勘查情况

1）氨泄漏发生在水产加工车间的1号速冻隧道机顶部回气集合管（规格φ159×5mm），由于该集合管北端封头与直管连接焊缝发生断裂，管帽脱落后被冲出的水平距离约3.5m。

2）管帽与回气集管对接接头焊接处均未见坡口，管帽开口端凹凸不平。断口均为新鲜断痕，整周断口颜色一致，无塑性变形；断口焊缝有明显气孔，从内向外有放射条纹。

2.3 鉴定情况

1）根据化学成分测试分析，管帽材质为15号钢，回气集管材质为20号钢，焊接材料相当于E4303。

2）经断口扫描电镜分析，断口呈河流状解理断裂，符合脆性开裂的特征；未发现疲劳起裂和纤维断口起裂现象。分析表明断裂是瞬时发生的。

2.4 事故直接原因

严重违规采用热氨融霜方式(原设计为水融霜），导致发生液锤现象，压力瞬间升高，致使存有严重焊接缺陷的单冻机回气集管管帽脱落，造成氨泄漏。

以上两起事故均是由于回气集气管与管帽焊接的焊缝内存在严重焊接缺陷，焊接质量不合格而造成的。

3 事故预防措施

为了进一步贯彻落实特种设备安全的法律法规，保障氨制冷装置中的特种设备（压力容器和压力管道）安全，根据《国务院安委会关于深入开展涉氨制冷企业液氨使用专项治理的通知》（安委[2013]6号）[3]的要求，国家质检总局2013年11月提出涉氨特种设备治理工作指导意见,请各地结合实际组织实施。

该指导意见适用于以氨为介质的制冷装置中的压力容器和压力管道（以下简称涉氨压力容器和压力管道）。涉氨压力容器包括贮氨器、冷凝器、油分离器、集油器、中间冷却器、低压循环贮氨器、氨液分离器等；涉氨压力管道包括制冷系统中输送氨介质的液相管和气相管。冷却间、冻结间、冷藏间、冰库等冷间内设置的蒸发排管、其他形式的蒸发或冷交换设备及设备本体范围的管道不适用本指导意见。

笔者认为虽然冷库内设置的蒸发排管、其他形式的蒸发或冷交换设备不属于特种设备，但由于其事故频发，存在严重安全隐患，应该参照质检特函【2013】61号“国家质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见”[4]进行治理整顿。具体要求如下：

3.1 涉氨设备和管道的设计制造安装要求

●3.1.1 基本要求

涉氨设备和新建、扩建、改建的涉氨制冷管道的设计、制造、安装单位应具备相应资质，应按照相应安全技术规范和标准规定进行设计、制造、安装。

●3.1.2 涉氨制冷管道的设计

1）设计文件的内容应符合《压力管道安全技术监察规程——工业管道》（TSG D0001—2009）[5]的规定。制冷管道的设计应按《冷库设计规范》（GB 50072—2010）[6]执行。

2）制冷管道的对接接头必须采用全焊透的焊接工艺（如氩弧焊打底等）。

3）制冷管道焊接接头无损检测应按照JB/T 4730的规定执行。

4）如果需要采用热氨融霜工艺，必须设置有效的防止产生超压、液击的控制装置。

5）修订《氨制冷装置用辅助设备第6部分：空气冷却器》JB/T 7658.6—2006标准，在标准中增加对焊接接头进行无损检测的要求。

3.2 对在用制冷管道定期检验

1）在用制冷管道检验应参照《在用工业管道定期检验规程》（试行）（国质检锅[2003]108号，以下简称《工业管道检规》）[7]进行。对检验发现的问题进行整改。

2）对于确实无法停机的系统，在确保人员安全的情况下，可以在不停机的状态下，对制冷管道进行检验，检验项目一般应包括资料审查、宏观检验、剩余壁厚抽查、埋藏缺陷抽查，以及安全附件检查。必要时，应进行压力试验。

3）宏观检查或表面无损检测发现有缺陷的管道，要进行焊接接头埋藏缺陷检测。

4）对于埋藏缺陷、剩余壁厚抽查，应重点对高风险的、具备作业空间的管道，进行适当比例的抽查。

5）有保温层的制冷管道，须对保温层存在破损、脱落、跑冷等现象的部位进行壁厚检测。

3.3 企业安全管理方面应做好以下工作

1）企业应建立健全并落实液氨使用的有关安全管理制度和安全操作规程。

2）涉及液氨制冷的特种作业人员，应经过液氨使用管理及应急处置等有关安全知识的培训并取得相关特种作业操作证。

3）企业应建立健全液氨泄漏等事故应急救援预案，并定期组织演练。

4 结束语

综上所述，冷库内设置的蒸发排管、其他形式的蒸发或冷交换设备及设备本体范围的管道也应该参照质检特函【2013】61号“国家质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见”进行治理整顿，做好氨制冷企业安全管理工作，只有这样，才能消除管理盲区和事故隐患，确保冷库内所有制冷设备安全运行，保证人民生命和财产安全。

[1] JB/T 7658.6—2006 氨制冷装置用辅助设备第6部分：空气冷却器标准[S].

[2] JB/T 4730—2005 承压设备无损检测[S].

[3] 国务院安委会关于深入开展涉氨制冷企业液氨使用专项治理的通知（安委[2013]6号）[Z].

[4] 国家质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见（质检特函【2013】61号）[Z].

[5] TSG D0001—2009 压力管道安全技术监察规程——工业管道[S].

[6] GB 50072—2010 冷库设计规范[S].

[7] 在用工业管道定期检验规程（试行）（国质检锅[2003]108号）[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

王书(1962～)，男，本科，副所长，高级工程师，从事特种设备检验工作。

2015-04-14）