从悲剧中学习：2001-2016年美国压力相关事故教训总结
《Compilation of Pressure-related Incident Summaries》该文档是 2016 年 6 月修订的《压力相关事故摘要汇编》，核心目的是通过分析 2001-2016 年美国境内主要的238 起压力相关事故，总结错误教训以提升 Argonne 的安全水平；事故涉及压力容器、管道、气瓶等设备，诱因包括操作失误、设备故障、未遵循安全规范等，造成死亡、烧伤、截肢等严重后果，同时附录提供了启动天然气设备的 10 大致命错误、责任判定树、国家锅炉和压力容器检验员委员会报告等内容，强调遵循ASME 压力 vessel 规范、完善 LTV 程序、加强设备检查维护等安全措施的重要性。 通过理解过去发生的错误并防止重复，提升 Argonne 的安全水平，最终实现 “零伤害” 工作场所，需结合全员安全承诺与综合安全管理体系。 所有涉及压力设备（包括压力容器、压力源及相关硬件）的设计、制造、测试、检验、维护、维修、操作及在压力设备区域工作的人员。 依据《联邦法规汇编》10 CFR 851，包含所有压力容器、压力源（低温、气动、液压、真空）及相关硬件。 1事故整体概况 统计维度 具体内容 事故总数 238 起 时间范围 2001-2016 年 地域范围 主要发生在美国 事故设备类型 压力容器（锅炉、储罐等）、管道（蒸汽、燃气、水管等）、气瓶（压缩气体、液氮等）、真空系统、干燥器等 主要伤亡类型 死亡、烧伤（一至三度）、骨折、截肢、窒息、眼损伤等 2典型事故案例及诱因分析 （一）高后果事故案例 场景：技术人员拆除磁体冷却水系统盲板法兰时，法兰与水组合冲击工人致其死亡，另一人轻伤。 诱因：压缩空气阀关闭导致高压水（~325 psig）压缩管道内空气，储存能量达 140 万 ft-lbf（相当于 0.4kg TNT）。 场景：墨西哥湾油井爆炸，11 人死亡，造成严重环境破坏。 诱因：防喷器液压泄漏、电池没电，且企业忽视此前测试发现的问题。 场景：北卡罗来纳州 Slim Jim 生产厂爆炸，4 人死亡、3 人重伤、67 人就医。 诱因：新水管启动时室内管道吹扫天然气，气体积聚后引爆，相关规范未要求室外排气及可燃气体检测。 （二）主要事故诱因分类 未泄压操作：如 2015 年 Hanford 消防站消防员在气瓶未完全泄压时拆卸接头，软管弹出致面部划伤。超压操作：2015 年太平洋西北国家实验室干燥器（额定 125 psi）因调节器误设 250 psi 而失效。误操作阀门：2014 年萨凡纳河核解决方案公司错装阀门手柄，导致阀门状态与标识不符。 安全阀失效：2015 年费米实验室安全阀在校准至 1650 psig 时弹向天花板，砸中员工头部致挫伤和割伤。管道腐蚀：2008 年 11 月蒸汽冷凝水管因腐蚀减薄 50%，阀门断裂致工人面部、颈部和手臂烧伤。气瓶损坏：2009 年 8 月 Airgas 公司氧气气瓶在 2350 psi 填充时破裂，致工人双腿截肢。 无系统专属程序：2015 年磁体冷却水系统事故中，缺乏确认系统零能量的详细 LTV 程序。未遵循标准：2010 年生物质蒸汽厂锅炉管道未按 ASME I 节规范安装，材料无合格证明。培训不足：2015 年 SLAC 工作人员虽有压力系统经验，但未接受特定设备充排气培训，致真空泵爆炸。 3关键安全教训与建议 制定系统专属 LTV 程序：需明确确认系统零能量步骤，参考 OSHA 1910.147 最佳实践，涵盖低温、高压、高压电等高危项，明确锁具移除流程。遵循权威标准：严格执行ASME 规范（如 ASME B31.3 管道测试标准、ASME A13.1 标识标准），确保设备安装、测试、维护合规。完善 P&ID 图：生成详细管道和仪表图，确保工作人员理解流体流向、阀门编号及 “常开 / 常闭” 状态。设备压力验证：启动前确认系统及组件压力等级，避免超压使用（如 2015 年干燥器事故教训）。安全装置配置：安装压力表、温度计、安全阀等，确保在施工和运行阶段均能监测能量（如 2015 年磁体冷却水系统需增设仪表）。设计审查与隔离：工程设计中纳入正隔离点（如截止阀、盲板、排放阀组合），考虑气动阀失效模式，确保执行器符合要求。全员系统知识培训：确保人员掌握所有阀门、指示灯含义，了解设备潜在风险（如 2015 年 SLAC 事故强调特定设备培训）。强化安全意识：鼓励员工质疑工作流程，发现隐患及时上报，避免因经验主义忽视风险（如 2009 年液氮杜瓦罐事故中科学家误判泄压状态）。个人防护装备（PPE）：实验室等场景需全程佩戴防护装备，如护目镜、面罩等（2009 年杜瓦罐事故教训）。 4附录关键内容 涵盖未设置吹扫点、隔离点不足、管道支撑不当、垫片复用、材料不合规、氮气使用不当、排气位置错误、采样设备错误、管道完整性未验证、设备启动流程不规范等，强调需遵循 OSHA 1910、NFPA 54 等规范。 用于判定事故中个人行为的责任，从 “行为是否故意”“是否明知违规”“是否通过替代测试”“是否有不安全行为史” 等维度，区分无责、疏忽误差、故意违规等情况，建议由团队而非个人使用以减少主观性。 设备类型 检查总数 违规数 违规率 高压 / 高温锅炉 18,184 1,251 7% 低压蒸汽锅炉 11,700 2,051 18% 热水加热 / 供应锅炉 62,526 8,900 14% 压力容器 56,383 1,634 3% 饮用水加热器 11,656 1,249 11% 1992-2001 年事故统计：127 人死亡（年均 13 人）、720 人受伤（年均 72 人），23,338 起事故（年均 2,334 起），人为错误是首要原因（83% 事故由人为疏忽或知识不足导致，69% 受伤、60% 死亡归因于此），非燃烧压力容器致死最多（64 人）。 1984-1995 年 DOE 相关 155 起事故，成本超 250 万美元，80% 伤害源于气瓶搬运，16% 为设备 / 材料问题，建议加强气瓶搬运培训、定期检查、避免污染。 2009 年 11 月 CSB 主席呼吁各州采用ASME 压力 vessel 规范，指出 11 个州未强制遵循该规范，强调规范对预防容器爆炸的重要性。 4. 关键问题 问题 1：1992-2001 年美国锅炉和压力容器事故中，人为错误的影响程度如何？有哪些具体表现？ 答案：人为错误是该时期事故的首要原因，具体影响如下： 事故占比：83% 的事故（共 23,338 起）直接由人为疏忽或知识不足导致，包括低水位状态、不当安装、不当维修、操作失误、维护不良。 伤亡占比：69% 的受伤事件（共 720 人受伤）和 60% 的死亡事件（共 127 人死亡）归因于人为因素。 具体表现：低水位状态和操作失误 / 维护不良连续 10 年位居锅炉事故原因前两位，仅 1998-2000 年操作失误 / 维护不良超过低水位状态；非燃烧压力容器事故中，操作失误 / 维护不良也是首要原因，其次是设计 / 制造缺陷、不当安装。 问题 2：文档中多次提及的 LTV 程序（Lockout-Tagout Verification）在压力设备安全中作用是什么？需包含哪些核心内容以避免事故？ 答案：LTV 程序（锁定 - 挂牌验证程序）是确保压力设备在维护、维修等操作前处于零能量状态的关键程序，可有效预防因设备残留压力导致的爆炸、冲击等事故，核心内容需包括： ：系统专属、详细的分步流程，明确如何通过仪表、排气等方式确认系统无残留压力（如 2015 年磁体冷却水系统事故因缺乏该程序导致高压积聚）。 ：针对低温介质（如液氮）、高压（如 325 psig 及以上）、高压电等高危场景，制定专项泄压、隔离步骤。 ：清晰界定人员角色与职责，明确锁具 / 挂牌的安装、移除流程（尤其是非原安装者移除时的审批程序）。 ：参考 OSHA 1910.147 最佳实践，确保程序合规性，避免与通用安全程序混淆，需突出设备专属操作细节。 问题 3：为预防压缩气瓶事故（如破裂、爆炸、泄漏），文档中提出的关键安全措施有哪些？ 答案：基于文档中多起气瓶事故（如 2009 年氧气气瓶破裂、2008 年丙烷气瓶爆炸），预防压缩气瓶事故的关键措施包括： ：使用专用存储车（带固定杆、宽厚底座）或运输卡车（用链条 / 绳索固定），避免倾倒（如 2014 年气瓶未固定从手推车跌落致调节器断裂）。 ：定期检查气瓶腐蚀、阀门损坏、泄漏情况，验证水压测试日期，拒绝使用有篡改痕迹或标签不清的气瓶（如 2006 年氦气瓶因标签不可辨被误充致爆炸）。 ：避免超压填充：严格按气瓶额定压力填充，使用合格调节器（如 2009 年氧气气瓶在 2350 psi 填充时破裂）。 泄漏检测：填充前后检查阀门、接头泄漏，如 2010 年 1 月萨凡纳河设施 5/8 乙炔气瓶阀门泄漏引发小火。 ：确保人员掌握气瓶特性（如惰性气体窒息风险、易燃气体点火风险），了解紧急处理流程（如泄漏时关闭阀门、撤离区域），避免因操作经验不足导致失误（如 2015 年工作人员未培训特定气瓶充排气流程）。 来源：气瓶设计的小工程师
