液氮容器爆炸原因分析

　　2008年5月17日7：45时左右，某市照明电器有限责任公司摩托灯具车间一台YDZ-100型液氮容器罐在静态时突然发生爆炸，当场造成2名工人死亡。

　　一、事故经过

　　当日7：30时左右，2名当班工人象往常一样进入该公司摩托灯具车间正在做生产前的准备工作，7： 45时左右，车间内100升的液氮罐突然发生爆炸，2名工人当场被炸成重伤，经送医院抢救无效死亡。事发后，安监、质监、公安等部门组成的事故技术调查组对事故现场进行了勘查，确认该起事故是由车间内的一台100升液氮容器罐爆炸所致。受事故调查组委托，省特种设备安全监督检验研究院及时组织有关专家对该容器残骸进行了现场检验和分析。

　　二、原因分析

　　省特检院及专家对该容器残骸进行现场检测检验发现，内筒体表面纵向焊缝上存在一条长15毫米穿透性缺陷，增压管底部脱落口处有约5毫米长的未焊透，并认定：该液氮容器外筒体爆炸原因是因内筒体液氮泄漏到夹层中，液氮在短时间内迅速汽化，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，致使容器外筒体发生爆炸。

　　1、爆炸现场情况：外筒上封头爆炸后飞出，外筒筒体炸为平板，断口基本沿焊缝和热影响区撕裂，压力表脱落，爆破片堵塞，未见排气阀和安全阀。内筒体基本完好，仅上下封头局部变形，内筒体顶部中心接管断裂，增压盘管拉直，出液管和增压管管口拉断。爆炸后的容器残骸上已无任何产品标识。

　　2、容器基本情况：使用单位未能提供出厂资料，现场也未见任何产品标识。经对某低温液体材料公司销售单位的询问，该容器于2004年底从外省某公司购买， 2005年初使用。在生产相同产品（灯泡）的其他厂家收集到同类型产品（液氮容器）的使用说明书，说明书上的容器规格、性能表中表明，YDZ-100型液氮容器的相关参数为：容量100升，工作压力<0.1MPa，静态日蒸发率<1.4%，直径×高度为Φ550mm×1250mm。通过对操作工的询问，也证实了该容器操作压力<0.1MPa。同时据反映，公司曾于2007年夏天对该容器抽过一次真空，年底或2008年初，该容器外壳距下环缝200mm处有结霜现象，面积大致为Φ50mm的圆。事故发生前，该容器曾于5月16日9：00时左右充装过100L液氮，使用至5 月16 日16： 30时下班，估计容器内尚存液氮量应在30L左右。

　　3、对该容器进行了以下项目的检验： ①宏观检查：该容器对接焊缝高度普遍低于母材约0.1-0.2mm，内筒体顶部中心接管焊脚高度偏低，增压管底部接管有约5mm长的未焊透。 ②外观几何尺寸测量：外筒体直径约550mm，总高约1250mm；内筒体直径约490mm，总高约650mm。 ③壁厚测定：内筒筒体壁厚1.5mm,内筒封头壁厚2.5mm；外筒筒体壁厚1.9mm，外筒封头壁厚3.0mm。 ④渗透检测：内筒体外表面距上环缝210mm处纵缝有一长15mm的条形缺陷显示，后用内视镜观察内表面相应部位，也有缺陷痕迹显示，说明缺陷为穿透性。

　　4、容器外筒体爆炸原因分析：该液氮容器因内筒体液氮泄漏到夹层中，液氮在短时间内迅速汽化，导致夹层空间压力升高，当压力升高到一定程度时，致使容器外筒体发生爆炸。

　　分析认为内筒体液氮泄漏到夹层中可能的原因有以下几种：

　　①、由于纵缝存在15mm长的穿透性缺陷，内筒氮气（气相）渗入夹层中，使夹套真空度受损，绝热效果降低，导致内筒压力升高，由于无安全保护装置，使其压力在升高过程中，无法得到控制，当压力升高到一定值时，使增压管底部接管原有缺陷处开裂，液氮渗漏到夹层空间后汽化，夹层压力迅速升高导致外筒体爆炸。

　　②增压管底部接管原有缺陷处由于长期使用导致开裂，液氮渗漏到夹层空间后汽化，夹层压力迅速升高导致外筒体爆炸。

　　③16日下班后，工人未将排气阀打开或开度不够，使液氮经过十几个小时的自然蒸发后，内筒压力升高，由于无安全保护装置，压力继续升高，增压管底部接管原有缺陷处开裂，液氮渗漏到夹层空间后汽化，夹层压力迅速升高导致外筒体爆炸。

　　④设备未按规定定期维护保养。车间长期使用液氮罐，几乎每天有人操作，但在使用操作过程中没有能按照《使用说明》定期维修检查和保养，设备存在不安全的隐患，本质安全性不高，容器周边安全环境差。

　　⑤职工操作素质技能差。液氮罐操作工人未能经过必要的针对性的安全教育上岗，仅凭师傅口头传授操作技能。工人操作素质和技能较差，无安全操作规程，现场作业没有明确规定，导致班组工人安全操作存在漏洞。