安徽省阜阳市应急管理局公布了《阜阳颍东昊源化工阜阳新材料分公司“6·14”一般管道爆炸事故调查报告》(以下简称报告),该事故造成2人死亡、4人受伤。
笔者把事故经过、现场勘察和原因分析三部分对着读了一遍。报告给出的最终原因已经很明确,高压CO2经阀门内漏进入常压放空管,节流降温后凝华成干冰,干冰在管内积聚,压力上升,温度下降,管道发生脆性爆裂。
但对现场管理人员来说,本次事故中更该关注的是异响出现以后的这段时间操作人员的应对。报告记录的发现时间为8时40分许,爆裂时间为9时32分19秒,两者相隔约52分钟。报告在原因分析中写的是约40分钟。两个时间点均带有约数,本文不对其作进一步推算。可以确定的是,现场有一段时间没有把无关人员撤出异常区域。
1. 异响出现后,现场发生了什么
报告显示, 事故当天车间主任通过对讲机联系修建科、化机车间派人到场。车间副主任兼安全员、修建科人员和化机车间工人先后到三楼查看管道振动。二楼也有设备员、维修人员在排查。
9时5分许,监控视频显示,一名工艺员到了蒸汽伴热疏水站附近。随后有人按要求稍微打开末端导淋阀。事故发生前,疏水站下方持续有水流出,蒸汽冒出量逐渐增大。
这段记录说明,现场已经注意到伴热和疏水情况,但人员还在装置主框架内继续查振动。此时,高压CO2是否已持续窜入常压放空管,管内温度和压力处于什么状态,现场并没有得到确认。
《化工企业生产过程异常工况安全处置准则》明确要求,现场情况不明且未完成风险评估、未采取防护措施时,人员不得进入现场。现场初步具备进入条件后,进入侦查人员一般控制在2人,最多不超过6人;同一部位原则上不进行交叉作业。
报告认定,现场人员没有及时退守,安全员到场后也没有及时疏散无关人员。爆裂发生时,二、三楼仍有多名人员在巡检和排查管道振动。
异常情况出现后,人员越多,暴露面就越大。这个判断不取决于后来有没有爆裂,现场当时已经缺少继续靠近的安全条件。
2. 高压气体怎样进入常压放空管
涉事管道前段为高压CO2系统,操作压力约14.5MPa。DN150气动调节角阀后方接的是常压放空管,管径由DN150变为DN300,最终接至消音器。
调查发现,DN150气动调节角阀发生内漏。检测时,该阀以水为介质、试验压力14.4MPa时,正向泄漏量为1250mL/min。报告据此认定,高压CO2经内漏阀门持续进入常压管段。
从高压侧漏入常压侧,CO2会经历快速降压。报告分析,高压CO2在节流过程中发生强烈焦耳-汤姆逊降温,部分气体凝华为干冰。放空管有多处弯头,干冰容易在弯头位置沉积,放空通道被堵住后,后续进入的CO2无法排出。
压力往上走,温度往下掉。
管道本身采用20钢。检测报告显示,试样在-25℃出现冷脆现象,吸收能量明显下降。报告认为,低温和超压共同作用,最终造成脆性爆裂。
这里有三个容易被忽视的细节。
第一,事故当天放空管流量显示为零,主管道压力和流量也没有明显变化。阀门内漏随后仍被检验证实。对高压窜低压部位来说,DCS画面上的零流量不能单独作为没有泄漏的依据。
第二,涉事放空管在当年2月做过壁厚检测,未发现壁厚减薄。壁厚没有问题,不能证明这段管道不会经历低温、堵塞和超压。
第三,放空管设有蒸汽伴热和保温,但报告认定伴热效果不足。疏水站持续排出冷凝水,成为判断伴热管道积液较多的一项现场证据。伴热系统通着蒸汽,不等于伴热效果已经满足要求。
3. 企业现在该把哪些资料找出来
这起事故涉及的并非只有一个内漏阀门。高压侧和低压侧之间的阀组、弯头、伴热、疏水、监测、巡检制度和现场人员,都在同一时段出现了问题。
企业可以从四份资料开始查。
第一份是工艺流程图和管道仪表流程图。把所有高压介质通向低压放空、排凝、泄压、排液和消音设施的连接点找出来。每个连接点都要写清高低压两侧的设计压力、正常状态、阀门编号、旁路情况和下游是否可能形成封闭管段。
第二份是阀门台账和检维修记录。重点看控制阀、切断阀、旁路阀的密封性能检查怎么做,试验介质、试验压力、结果和处理记录是否齐全。阀门长期处于锁关或锁开状态,也要有对应的检查要求。
第三份是伴热、保温和疏水设施检查记录。记录里不能只写外观正常,应能看出伴热管是否畅通、疏水器是否正常、低点是否排凝、保温是否完好。对可能发生凝华、结冰或低温的介质,伴热效果需要有适合本装置的确认方式。
第四份是异常工况处置卡。异响、异常振动、持续冒汽、结霜、排放状态改变,这类信号出现后,谁报告、谁研判、哪些人员退出、谁负责现场警戒、哪些人员可以进入,都要写得清楚。没有确认安全条件时,不把排查人员持续安排在装置内。
4. 处置异常管道,现场人员怎么控制
调查报告提到,事故单位未投用人员定位中的人员聚集风险预警功能,也没有有效划定人员聚集报警区域和阈值。
人员定位系统能不能减少伤害,关键看报警出现后有没有人处理。系统画面上有定位点,现场却不断增加排查人员,人员定位只留下了记录,没有发挥应有作用。
对高压气体、低温介质、放空管堵塞等异常情况,车间应把人员控制写进处置程序。
发现异常的岗位人员负责报告和提示周边人员离开。
值班管理人员负责判断装置是否需要降负荷、隔离、停车或采取其他工艺处置,并安排现场警戒。
进入现场的人数、个人防护和携带的检测报警工具,应符合企业程序和风险评估要求。其他巡检、检维修和搬运任务应暂停,避免在同一装置区交叉进行。
这类安排需要在平时演练。真正出现异响和振动时,现场不能靠临时喊人、临时猜测原因。
5. 一次资料研读留下的思考
这份报告让笔者重新看了一眼常压放空管。
它在正常生产时可能长期备用,设计上也未被辨识为压力管道。可一旦上游高压介质经阀门窜入,下游管段面对的是另一种工况。外观、壁厚和常规巡检都可能没有明显异常,低温和超压却已经在管内形成!
管道发出异响、出现振动,原因尚未查清时,把无关人员撤出装置区,通常比增加人员上楼检查更稳妥。
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