2026年6月14日,安徽一家煤化工企业的尿素装置主框架。一条DN15的二氧化碳放空管爆裂,两人经抢救无效死亡,四人受伤。
事故报告详见异常工况处置不当致2死4伤!安徽昊源阜阳分公司“6·14”管道爆炸事故报告
爆裂瞬间,现场出现了疑似干冰升华的团雾。
在这之前大约52分钟,8点40分前后,这条管子已经开始振动、发出异响。班组上去查了,车间主任联系了修建科和化机车间,几个人先后到三楼看那条管子。
从头到尾,DCS上那只阀的阀位反馈,一直是0%。
▲ 图1:一个阀位信号能回答什么、不能回答什么(点开可放大)
这篇文章想讲清楚一件事:那个0%没有说谎,它只是回答不了当时真正要问的问题。
01阀位0%,这句话是准确的
气动调节阀的阀位反馈,来自执行机构的行程,或者定位器的输出轴。
它测的是阀杆走了多远。0%的意思是:阀杆回到了全关位置,行程到位了。
这个信息是准确的。
问题在于,工艺要的「关」,和仪表报的「关」,中间还差一段。
阀芯落到阀座上,只完成了第一步。密封要靠预紧力把两个密封面压紧。密封面被介质冲蚀出沟槽、被颗粒垫住、软密封老化变硬,阀杆照样能走到0%,密封面照样合不严。
这一段,行程信号一个数都不会变。
所以内漏在DCS上不产生任何信息。
这块表没有坏,也没有测错。它只是一个位置传感器,而泄漏发生在密封面上。两者之间隔着几毫米,也隔着一整类物理量。
要看见内漏,得测另外的东西:阀后的压力、阀后的温度、双阀中间腔的压力、阀体的振动或超声。这些东西,通常一个都没有。
功能安全里有个词专门描述这类失效,叫隐蔽失效。
它的定义是:在下一次需要它动作之前,没有任何东西会让它暴露。
它平时完全不表现,一直攒着,直到某一天另一个独立的坏同时发生,两件事凑成一次事故。
这次是内漏攒着,攒到管道堵死、超压爆裂。
02五步,每一步都安静
调查报告给出的直接原因只有一句话。把这句话拆开,是五步。
每一步都值得问一句:这时候,有什么信号能看见它。
▲ 图2:五步静默链,每步缺的是哪个信号(点开可放大)
第一步,串气。
DN150气动调节角阀内漏,14.5兆帕的二氧化碳持续漏进后面的常压放空管。
此刻有什么信号?阀位行程正常。放空管上没有流量计,也没有压力表。
第二步,节流降温。
气体从 14.5兆帕降到接近常压,节流膨胀,温度骤降。
此刻有什么信号?常压管段不设温度测点。高压段倒是有一个壁温,但它测的是阀前,不是阀后。
第三步,凝华。
温度越过二氧化碳的三相点,气体不再经过液态,直接变成固体,也就是干冰。
此刻有什么信号?管内是气相还是固相,管子外面看不出来。
第四步,积聚堵塞。
干冰在弯头处堆积,通流面积越来越小。这条放空管有多个弯头,每一个都是堆积点。
此刻有什么信号?没有压差,没有流量,堵塞是渐进的,没有任何一个数在变小。
第五步,正反馈。
通流面积缩小,上游还在漏,管内压力继续升,节流继续降温,干冰结得更快。
到这一步,人才听见振动和异响。此时距爆裂只剩52分钟。
五步连起来看,会发现一个规律:每一步需要的信号,都不在仪表的点表里。
信号没有被噪声淹掉,报警值也没有设错。这条链上的五个位置,本来就没有安排人去测。
03干冰是降压降出来的
很多人第一反应是「天冷结冰」。这个事故发生在6月,不存在天气问题。
干冰的生成条件写在二氧化碳的相图上,跟季节无关。
三相点在0.518兆帕、零下56.6度。低于这个压力,液态二氧化碳不存在。
▲ 图3:二氧化碳的四个状态,卡在哪个区间(点开可放大)
正常工况下,14.5兆帕、常温的二氧化碳是密相状态。它从阀门那道缝里漏出去,压力瞬间掉到接近常压。
这一掉,跨过了三相点。液态来不及存在,直接凝华成固体。同时节流本身吸热,温度会掉到零下70度上下。
所以判断一条管线有没有这个风险,先看一个数:压差。
凡是「高压侧通过一道阀,接到常压或低压侧」的位置,都是候选。
放空管、取样管、排污管、导淋管、安全阀入口、双阀之间的短节,都算。
这类位置有一个共同特征:正常生产时它是空的、常压的、备用的,所以没人给它配测点。
一旦那道阀开始漏,它就变成了整条链上最危险的一段,而仪表对它的了解,还停留在「备用」两个字上。
04监测加在了高压侧
这次事故的调查报告里,有一处细节值得每个仪表人停一下。
报告写到,事故单位在截止阀与调节阀组之间,增设了管道外壁温度监测,并远传至DCS。
也就是说,他们想过温度这件事,也真的加了点。
但常压那一段,55米长的DN300放空管,没有温度,也没有压力。
▲ 图4:一只点加在了高压侧,沉默发生在低压侧(点开可放大)
这个位置选择是可以理解的。高压段是工艺管线,有参数、有联锁、有点表编号,加一个测点顺理成章。
常压放空管是「备用」的,平时没有工艺参数,按点表逻辑,它不属于需要监测的对象。
可失效恰恰发生在这一侧。
阀前壁温能告诉你什么?能告诉你阀前的介质温度是否正常。它不能告诉你,阀后正在结冰。
这就是仪表配置里最常见的一种错位:测点跟着工艺参数走,风险跟着失效位置走,两者不重合。
再往深一层,这条管子还落在一个制度缝里。
报告写明,这条常压放空管设计时未列入压力管道辨识范围,不需要使用前的压力管道监督检验许可。
它做过壁厚检测,结果正常。但壁厚检测看的是腐蚀减薄,看不见堵塞。
于是这条管子同时缺三样东西:没有工艺测点,没有压力管道定期检验,也没有堵塞监测。
三样都缺,它就成了一段没有任何信息的位置。
05伴热装了,不等于伴热有效
这条放空管有伴热。
三根DN20的蒸汽伴热管,0.5兆帕、160度的低压蒸汽,从消音器下方进入,由上往下跟着管道走,最后汇到一层的疏水站。
事故前,现场注意到伴热和疏水情况后,有人按要求稍微打开了末端导淋阀。疏水站下方持续有水流出,蒸汽冒出量逐渐增大。
蒸汽是通的,可这条管子还是堵了。
原因不复杂:伴热补的是散热,补不了节流冷量。一条常压管在环境里散热,几百瓦到几千瓦,伴热完全够。
但 14.5兆帕的二氧化碳节流到常压,那股冷量是另一个量级,而且集中在漏点下游几十厘米内。
伴热是沿管子均匀铺的,冷量是集中在一个点爆出来的。这两件事在空间上就对不上。
所以「伴热有效」不能用「有蒸汽冒出来」来证明。
最直接的判据是温度:弯头外壁、变径处、低点,这几个位置的壁温,在最小伴热工况下能不能守住。
测法很简单。红外测温枪扫一遍,或者在弯头外壁贴一支热电偶,接个温度记录仪,冬天最冷的那几天连续记72小时。
数据拿到手,这条管子的伴热到底够不够,就不用再争了。没有数据的时候,所有人都会说「蒸汽是通的」。
06内漏是可以量的
这起事故里,涉事阀门后来做了内漏试验。以水为介质,试验压力14.4兆帕,正向泄漏量1250毫升每分钟。
这个数是什么概念?可以拿标准算一下。
GB/T 4213给了Ⅴ级密封的最大允许泄漏量算式:1.8×10?? 乘以压差(千帕)乘以公称通径(毫米),单位是升每小时。
DN150、压差按14.4兆帕代入,算出来约0.389升每小时,也就是6.5毫升每分钟。
实测1250,是它的190倍左右。
要说清楚的是,这是用标准公式做的量级对照,用来说明「漏得已经远超一台合格阀」,不代表这台阀的设计泄漏等级就是Ⅴ级。具体等级要看设计文件和订货技术条件。
这个对照的意义在于:内漏可以测,只是没人去测。
它有一个可以算的合格线,有一个可以测的实测值,两者一比就能判。
现场能做的检测,按侵入程度排,大致三种。
第一种,离线试压。阀门下线,按GB/T 4213的程序打水压,量泄漏。最准,但要停车、要拆。
第二种,在线升压法。把阀关死,阀后一段隔离,看这段的压力在多长时间内涨到多少。不用拆,但要有一段可以隔离的容积,还要有压力表。
第三种,双阀中间腔。两道阀串联时,在中间腔加一块压力表或压力开关,任何一道漏,中间腔就会起压。这是最便宜的做法,也是最少人做的做法。
三种方法有一个共同前提:得有人把这件事排进计划。
07那 52 分钟,人为什么没退
这一节尽量只讲事实,不评判人。
现场听到管道振动、异响,第一反应是查振动源。车间主任通过对讲机联系修建科、化机车间派人到场,多人先后到三楼查看,二楼也有设备员和维修人员在排查。
这是技术人员最正常的职业本能:看见异常,上前确认。
问题在于,「管线堵塞」和「设备剧烈振动」,恰好是必须按紧急处置程序退守的情形。
《化工企业生产过程异常工况安全处置准则(试行)》4.1.1 写得很直接:操作单元出现飞温、压力骤变、管线堵塞、介质互串、设备剧烈振动等异常情况,应按紧急处置程序及时退守到安全状态。
同一份文件4.2.1写:现场情况不明、未完成风险评估、未采取防护措施时,任何人不得进入;初步确定可进入后,最多 2 人佩戴防护装备进入侦查。
调查报告也指出,事故单位未按规定及时通知日常巡检人员停止进入异常装置区域,安全员到场后未及时疏散无关人员。
规定写得很清楚。现场缺的是一层翻译。
把「听到振动」翻译成「这条管子可能堵了,堵了会超压,超压会爆」,中间那条链,没有人接上。
一个仪表工听到振动,脑子里第一反应是「哪台泵、哪个阀、哪个轴承」。
一个工艺员听到振动,第一反应是「流量是不是脉动、管线是不是有气锤」。
没有人第一反应是「这段管子可能已经被固体堵住,正在憋压」。
因为这条链的五步,前面四步都没有数。没有数,就没有人会往那个方向想。
这也是隐蔽失效最狠的地方:它不仅骗过了仪表,也骗过了人的判断。
08让沉默的地方出个声
回到仪表专业能做的事。三件,都很具体。
▲ 图5:三个沉默点,各加一个什么信号(点开可放大)
第一件,给阀一个内漏信号。
最便宜的是双阀中间腔加压力表。凡是高压侧接常压或低压侧的关键阀,只要有两道阀串联,中间腔就该有一块表。
没有双阀的,做在线升压试验:关阀、隔离阀后段、看压力上涨速率,一年一次,记进台账。
关键是形成单阀趋势。同一台阀,今年的升压速率比去年快一倍,就是该修的信号。
第二件,给管一个堵塞信号。
常压放空管最容易加的是壁温。弯头外壁、变径处、低点,这三处各贴一支,接进DCS或者独立记录仪。
壁温掉到零下,说明有节流;壁温持续下降,说明干冰在长。这两个都是可以设报警的。
另一个信号是伴热电流。伴热带断了、回路断了,电流会掉。这个信号不需要新增测点,很多伴热回路本来就有电流表,只是没人看。
再有一个是压力。常压管上加一块低压压力表,量程不用大,0到1兆帕足够。它平时指零,一旦起压就是异常。这一块表可能比什么都管用。
第三件,给人一条判据。
把「管线堵塞、设备剧烈振动」直接写进班组的异常工况处置卡,写成一句能背下来的话:听到不明振动,先退到安全区,再判断。
这一条不需要采购,不需要立项,一张卡片、一次班前会就能落地。
这一条管的是动作。懂不懂技术,在那一刻反而是次要的。
三件事有一个共同点:加的都是信号。
信号是事实,报警是判断。先把事实拿到手,判断才有依据。
这条链上缺的是五个位置上的五个数。报警器,一个都不缺。
那只阀没有说谎。它说的是「我走到位了」,没说的是「我关严了没有」。
这两句话之间,隔着几毫米的密封面,也隔着那条链上52分钟。
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