一、事故概況

　　2007年5月4日0時02分，阜陽市昊源化工集團有限公司液氨球罐區,向2號液氨球罐輸送液氨的進口管道中安全閥裝置的下部截止閥發生破裂，管道內液氨向外泄漏，造成33人因呼入氨氣出現中毒和不適,住院治療和觀察。事故發生后，該公司進行緊急處置，用9.5分鐘時間，制止了泄漏。

　　事故發生時，截止閥底部發生破裂，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責建設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(主要為農民工，其中有2名婦女和1名8歲男童)，江蘇江都市橋臺工業設備安裝公司人員2人，潁東區陳油坊行政村(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,9人處于中癥狀態,10人留院觀察。

　　事故發生后，阜陽市政府組成了安監、質監等部門參加的調查組，對事故進行調查，事故閥門委托合肥通用機械研究院進行鑒定。省安監、質監、環保、衛生等部門派人趕赴現場指導事故調查和傷員搶救工作。

　　二、事故調查

　　(一)工廠情況

　　安徽昊源化工集團有限公司始建于1970年，由原阜陽化工總廠改制而成，是股權結構多元化的大型化工企業。公司下設塑業、制氣、機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6.83億元，主要產品有尿素、碳酸氫銨、甲醇、嗎啉以及余熱發電30MW和塑料編織袋等。是一個典型的危險化學品生產經營企業。

　　該公司原生產能力為：尿素合成氨系統(18萬噸/年液氨聯產7萬噸/年甲醇，含1臺400米3液氨球罐)。已取得危險化學品生產許可。

　　(二)新建、擴建項目情況

　　2005年來該公司進行生產新建與擴建，其中40萬噸/年尿素生產裝置(含20萬噸/年尿素生產裝置一套、2臺6M50壓縮機、650米3液氨球罐2臺、φ1800氨合成系統一套，在建的φ1600甲醇合成系統一套、變壓吸附脫碳裝置和脫硫裝置各1套)。該建設項目已完成20萬噸/年的尿素的投產，項目已簽訂安全預評價合同，未進行安全設施設計、竣工安全驗收、試生產方案未進行備案。

　　液氨球罐群屬于40萬噸/年尿素生產裝置技術改造項目內容。包括：2臺650米3液氨球罐和附屬液氨管線。

　　(三)設計、制造、安裝、使用情況

　　該套液氨管道系統是安徽昊源化工集團有限公司設計室設計(有管道設計許可，證號：SPG皖007-08)，江蘇江都市僑臺工業設備安裝公司安裝(安裝許可證號：GAZ蘇—005—07)。

　　該管線系統2005年8月安裝，管道安裝未進行安全性能監督檢驗。

　　該管線系統2006年8月方投入運行，使用未辦理使用登記手續。截止事故發生共運行近9個月時間。

　　該崗位作業人員業經考試發證，持證上崗。

　　球罐設計壓力2.6Mpa，設計溫度-15-50℃;液氨管道設計，取液氨管道工作壓力2.3Mpa，實際運行壓力(查生產記錄)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有截止閥。

　　選用上海宏祥空調設備廠(原名：朱行閥門廠)制造的J41B-2.5-80 截止閥(Dg80，Pg25，材質為灰口鐵)。同時購置的同規格型號的閥門有4只，并于2005年8月13日進行了試漏試驗，2005年8月安裝到系統上，安裝后，系統分別進行了水壓試驗(試驗壓力3.75MPa)和氣密性試驗(試驗壓力2.875MPa)，2006年8月與系統同時投入使用。

　　(四)事故過程

　　5月3日11:45左右,安徽昊源化工集團聯合車間合成工段四班班長和一班班長進行交接班倒罐操作，操作結束離開現場后，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#氨罐進口管一安全閥下部截止閥閥體突然開裂，液氨泄漏。

　　兩人發現氨泄漏后，一班班長跑到Φ1800mm合成崗位關閉放氨閥，四班班長跑到合成崗位迅速佩戴空氣呼吸器到氨庫關閉2#氨罐進口閥，崗位操作人員佩戴防氨毒面具關閉補充氣閥，進行緊急停車處理。從泄漏發生至關閉閥門處理結束，歷時約9分半鐘左右，泄漏氨量約5.5米3左右，事故發生時安全閥未啟跳。

　　事故現場位于昊源化工集團廠區西北角氨儲罐區，罐區四周分別是：北部是冷卻塔施工現場，西部是廠區圍墻，南部是脫碳裝置安裝施工工地，東部是廠區空地，西北角距罐區約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。事故當天風向為西南風，事故發生時冷卻塔施工現場和工棚內共有29人。

　　經計算，這次泄漏液氨量達5.5米3，若按標準狀態下液氨比重0.771計,泄漏液氨達4.24噸(當時球罐介質溫度為16℃)。與我省2007年4月8日銅陵發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,導致安全閥接口氣相泄漏時間達4小時36分鐘,泄漏液氨1.85噸。而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。

　　事故發生后，安徽昊源化工集團立即啟動了“氨泄漏應急救援預案”，并向市政府和有關部門進行了報告，在進行緊急停車處理的同時，對事故現場周圍人員進行緊急疏散，并與趕到的公安、消防、醫療人員一起對現場及周圍進行搜尋和救護，將中毒人員立即送有關醫療機構觀察救治。由于當班工人處置熟練迅速果斷，沒有造成更大危害。

　　(五)現場調查

　　查該公司生產操作記錄，該管道實際運行壓力為2.2-2.3Mpa ，沒有發現有超壓情況的證據。

　　發生事故的液氨工藝管線總長267米,規格為Φ133×7,安裝安全閥的支管規格為Φ89×4.5。

　　安全閥型號為:A41H-40(微啟式安全閥).DN80 PN40，事故發生時安全閥沒有起跳.對事故截止閥上部的安全閥進行試驗，安全閥開啟壓力為2.5Mpa，符合要求。

　　現場檢查發現該事故閥門底部脆斷飛出，斷口呈園型，直徑100mm，現場搜尋，未找到閥體底部爆炸碎片。對斷口表面目視檢查發現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，全啟狀態下的閥桿有一段呈金屬本色，說明事故狀態下，截止閥處于半關閉或全關閉狀態，否則該段閥桿會有銹蝕痕跡。由此，有疑似關閉的嫌疑。

　　三、事故分析

　　(一)事故閥門鑒定分析

　　委托合肥通用機械研究院進行技術鑒定。經該院鑒定分析，存在以下問題;

　　1、宏觀檢查結果表明，閥體底部在爆裂時整體脫落，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，延內壁向外壁擴展，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規定閥體材料應選用比灰鑄鐵性能更好的球墨鑄鐵或鑄鋼。

　　5、化學成分分析：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、拉伸試驗結果：閥體鑄件抗拉強度僅為71Mpa，低于GB9439對灰鑄鐵中最低牌號HT100的標準抗拉強度不低于100Mpa的要求。

　　7、沖擊試驗結果：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，目視檢查發現的陳舊裂紋斷口上具有陳舊性斷口特征，該部位應為啟裂處，斷口上石墨斷面占有很大比例。

　　閥體斷口呈現三個部位：啟裂區、擴展區和交匯區。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物，其他部位為疏松的Fe2O3，為斷口受污染后的新鮮腐蝕產物。

　　斷口內大量片狀石墨。石墨與鋼相比，其機械性能低，因而可以將其視為無數個微裂紋，這些微裂紋將金屬基體割裂，當受到外力時，在裂紋尖端引起應力集中，容易產生破裂。在灰鑄鐵中石墨越多，片狀石墨越大，分布越不均勻，則強度和塑性就越低。

　　(二)液氨輸送工藝分析

　　阜陽昊源化工集團公司的液氨輸送工藝是：從冷交換器出口排除的液氨，通過氣動薄膜調節閥調節，由將高壓轉換為中壓后，液氨從放氨管線進入液氨球罐。

　　為了了解工藝情況，我們專去與昊源公司同生產工藝的安徽四方化工集團公司進行調研，與工藝、設備人員進行了座談，并延液氨輸送管線查看了液氨管線輸送流程。

　　安徽四方集團的液氨輸送工藝是：

　　1、氫氮氣在合成塔(P設32Mpa)反應成為合成氣(10-20%氨氣，80-90%氫氮氣)，合成氣經過分離后，進入冷交換器(P設32Mpa，殼程與管程壓差為2.0Mpa)，在冷交換器進一步冷卻后，液氨從冷交換器低部流出。

　　2、高壓減壓閥進口連接冷交換器底部出口管，出口連接放氨總管(直徑133mm)，經過高壓減壓閥減壓，液氨壓力由32Mpa減為2.2-2.6Mpa，減壓后的液氨通過放氨總管，進入中繼槽。生產過程中冷交換器出口閥門的開與關，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)。

　　3、中繼槽為16米3的臥式儲罐(P設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，安全閥開啟壓力設定為2.75Mpa。

　　4、從中繼槽出來的液氨，通過流量計，進入液氨管道輸送至液氨球罐(P設2.45Mpa)。

　　由于少量合成尾氣(氫、氮氣)也隨液氨進入氨儲存系統，由此，放氨管線、中繼槽和液氨球罐的系統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的設計、制造、安裝、使用、檢驗等，應與氨制冷系統的壓力容器、壓力管道有所區別。

　　阜陽昊源化工集團公司的液氨輸送管道中間沒有設置緩沖裝置。據了解，我省還有一些尿素生產企業使用此種工藝。此外昊源化工集團公司的安全閥設計配置不當。該管線介質為液氨，而安全閥選擇為微啟式安全閥，直接安裝在管道上，一旦液氨介質超壓，安全閥起跳，由于介質汽化吸熱，容易造成安全閥凍結，失去安全泄放作用。

　　在合成氨生產實際中，每班要進行產量指標考核，因此需要對生產液氨進行計量。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，采取各班生產的液氨分別輸送到不同球罐的方法計量。這樣就產生了在交接班時需要切換球罐的液氨進口閥門，企業稱為倒罐作業。在倒罐作業中，若操作不當，極易造成液氨管線系統超壓。

　　舉一例說明：如甲班為小夜班，乙班為大夜班，甲班生產的液氨輸送到1號球罐，乙班生產的液氨輸送2號球罐，在甲班與乙班交接班倒罐作業時，正常操作是先打開2號球罐的進口閥，再關閉1號球罐的進口閥。如果操作程序顛倒，先關閉1號球罐的進口閥，再打開2號球罐的進口閥，則造成液氨管線急速超壓(此時的超壓是液態超壓，由于液體的可壓縮性小，會在較短的時間內液氨管道壓力急劇升高，就像水壓試驗)。這種作業完全靠人工控制，在化肥企業，此類超壓情況時有發生，通常的形態是安全閥起跳。

　　對阜陽昊源公司5.事故調查中，沒有發現有超壓情況的證據，按照以事實為依據，以法律為準繩的事故調查原則，和無證據不判定的準則，排除超壓原因。

　　四、事故初步結論

　　綜上分析，這是一起典型的是一起危險化學品泄漏事故和特種設備重大事故，也是一起危險化學品安全責任事故和特種設備安全責任事故。

　　(一)事故直接原因

　　截止閥存在原始缺陷，在應力作用下,加之材料沒有韌性,裂紋擴展，在達到臨界尺寸時，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，導致閥體在低溫下發生低應力脆性斷裂，液氨大量泄漏。

　　(二)事故主要原因

　　在制造、安裝、使用等環節上的違章違規(略涉及安全生產三同時部分)。

　　1、管道元件設計選型錯誤，設計違標

　　(1)該管道系將合成系統液氨輸送至液氨球罐的工藝管道，液氨球罐的設計壓力為2.6Mpa，液氨管道的設計應當與球罐設計壓力同等級或略高，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》規定，對閥體材料為灰鑄鐵的鐵制截止閥的可用壓力登記，標準推薦最高選用到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，標準規定閥體材料應選用球墨鑄鐵或鑄鋼。

2、制造違標，產品質