曾凡小，吳新偉

（湖南省特種設(shè)備檢驗檢測研究院，湖南 長沙 410117）

2017 年9 月12 日上午8 點30 分左右，某機(jī)關(guān)醫(yī)院值班護(hù)士聽到護(hù)士站氧壓報警儀發(fā)出低壓報警后，進(jìn)入供氧站（供氧系統(tǒng)原理如圖1 所示）更換氧氣瓶。值班護(hù)士確認(rèn)正在使用的5 個高壓氧氣瓶（靠窗戶側(cè)）氧氣已用完，先后關(guān)閉這5 個氧氣瓶上的控制閥，以及匯流排上的截止閥④和截止閥②。接著關(guān)閉靠門側(cè)的5 個高壓氧氣瓶（氧氣早已用完）上的控制閥，以及匯流排上的截止閥③和截止閥①。然后拆下靠門側(cè)的5 個空氧氣瓶，換上5 個新充裝好的高壓氧氣瓶。之后，先后打開截止閥①、截止閥③、各氣瓶上的控制閥，再依次從右往靠門側(cè)開啟這5 個新?lián)Q的氧氣瓶瓶閥，在開啟第5 個（最靠近門側(cè)）高壓氧氣瓶瓶閥時，聽到事故減壓閥發(fā)出“吱吱”異響，隨即冒出火星，并發(fā)出“砰”的一聲，高壓減壓閥閥蓋熔斷炸開，并有大量霧氣涌出，事故現(xiàn)場照片如圖2 所示。事故發(fā)生后，醫(yī)院相關(guān)人員及時撥打了119 報警，并疏散所有病人，所幸未造成人員傷亡。

圖1 供氧站供氧系統(tǒng)原理圖

1 供氧站基本情況

該供氧站于2004 年建立并投入使用，匯流排及其配套的減壓閥在此之前已在該單位其他地方使用了兩年，匯流排主要技術(shù)參數(shù)如下。

圖2 供氧站事故現(xiàn)場照片

1.1 匯流排管道參數(shù)(表1)

表1 匯流排管道參數(shù)表

1.2 匯流排上減壓閥參數(shù)(表2)

表2 減壓閥參數(shù)表

2 事故原因分析

2.1 減壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

該供氧站減壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖3 所示，由高壓減壓閥和低壓減壓閥組成，其中高壓減壓閥調(diào)壓系統(tǒng)從上往下主要由調(diào)節(jié)螺釘、調(diào)節(jié)彈簧、蝶形膜片、閥桿、進(jìn)氣閥門和復(fù)位彈簧6 部分組成，主要承壓部件為閥蓋和閥座。工作時，通過控制調(diào)節(jié)螺釘?shù)纳舷聛碚{(diào)節(jié)輸出氣體壓力的大小。該供氧站高壓氧氣瓶輸出氧氣壓力為12.5 ～15MPa，經(jīng)過減壓系統(tǒng)兩級減壓后變?yōu)?.02 ～0.6MPa 進(jìn)入病房。

經(jīng)核實，事故減壓閥型號：YQJ-11 型，進(jìn)氣壓力P1≤15MPa，其結(jié)構(gòu)如下圖3 所示。

圖3 供氧站減壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

2.2 宏觀檢查

對發(fā)生事故的高壓減壓閥（以下簡稱事故閥門）和匯流排上的另一個高壓減壓閥（以下簡稱非事故閥門）進(jìn)行了詳細(xì)的解體檢查，如圖4 ～圖13 所示，其中事故閥門的調(diào)節(jié)彈簧已完全燒毀。此外，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)匯流排未設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置。

圖4 事故閥門現(xiàn)場照片

圖 5 事故閥門閥蓋部分脫落照片

從圖4、圖5 可以看出，事故閥門斷口呈深灰色，閥蓋下部尤為明顯。閥蓋上部和下部之間有一部分被燒毀熔斷，上部分掉落在閥門下方不遠(yuǎn)處。

從圖6、圖7 可以看出，事故閥門內(nèi)蝶形膜片已大部分燒毀，只剩下閥蓋與閥座擰緊貼合的一圈，調(diào)節(jié)彈簧已完全燒毀不見。

圖6 事故閥門內(nèi)部照片圖

圖7 非事故閥門內(nèi)部照片

從圖8 可以看出，事故閥門閥座底部出氣孔部分熔化，原先單獨存在的小出氣孔已經(jīng)連成一片；從圖9 可以看出，事故閥門內(nèi)的閥桿尖端已經(jīng)被燒毀，斷口呈綠色，非事故閥門內(nèi)閥桿尖端有灰塵等污垢存在。

圖8 事故閥門閥座內(nèi)部照片

圖9 事故閥門與非事故閥門 閥桿照片

從圖10 ～圖13 可以看出，事故閥門內(nèi)進(jìn)氣閥的尖端已被燒毀，橡膠墊圈被腐蝕1/3 左右，有大量腐蝕產(chǎn)物，呈銅綠色；非事故閥門內(nèi)進(jìn)氣閥結(jié)構(gòu)完整，但閥體上有明顯的一層油脂狀污物附著。

圖10 事故閥門進(jìn)氣閥與 底座照片

圖11 非事故閥門進(jìn)氣閥與 底座照片

圖12 事故閥門內(nèi)進(jìn)氣閥照

圖13 非事故閥門內(nèi)進(jìn)氣閥照片

綜合圖4 ～圖13 可以看出：（1）事故減壓閥破壞形式為燒損，閥門內(nèi)調(diào)節(jié)彈簧已全部融化，閥蓋上部、蝶形膜片大部分融化，進(jìn)氣閥門與閥桿接觸處的兩個尖端均已燒毀。

（2）事故減壓閥內(nèi)進(jìn)氣閥門墊圈已被腐蝕，有大量腐蝕產(chǎn)物。

（3）非事故減壓閥內(nèi)進(jìn)氣閥上有油脂狀污物積聚。

2.3 能譜分析

對事故閥門的殼體、蝶形膜片、閥桿、進(jìn)氣閥門、非事故閥門內(nèi)閥桿上的粉塵分別取樣進(jìn)行能譜分析，檢查相應(yīng)部位的化學(xué)成分。分析結(jié)果顯示事故減壓閥的材質(zhì)未見明顯異常，其化學(xué)成分符合GB/T 5231-2001《加工銅及銅合金化學(xué)成分和產(chǎn)品形狀》的相關(guān)規(guī)定，但非事故減壓閥的閥桿上檢測到了由C、O 元素組成的粉塵，由于事故減壓閥和非事故減壓閥的使用工況、年限均相同，可以推斷事故減壓閥的閥桿上也應(yīng)該聚積了粉塵。

2.4 紅外光譜分析

對非事故減壓閥內(nèi)進(jìn)氣閥上油污狀物質(zhì)進(jìn)行了紅外光譜分析，檢測結(jié)果顯示進(jìn)氣閥門上的污物為有機(jī)油污。事故減壓閥與該減壓閥使用工況、年限均相同，因此推斷事故減壓閥進(jìn)氣閥門上也存在這種有機(jī)油污。

2.5 氧氣成分分析

對發(fā)生事故時開啟的5 瓶高壓氧氣瓶中的3 瓶進(jìn)行氣質(zhì)分析，檢驗結(jié)果均符合GB 8982-2009《醫(yī)用及航空呼吸用氧》的要求。

3 事故原因推斷

綜合宏觀檢查、能譜分析、紅外光譜分析和氧氣成分分析可知，本次事故的破壞形式為燒損，事故減壓閥的材質(zhì)未見明顯異常，氧氣瓶內(nèi)氧氣成分未見明顯異常。但從非事故減壓閥內(nèi)閥桿上粉塵的能譜分析和進(jìn)氣閥上污物的紅外光譜分析可以看出二者接觸的區(qū)域（從減壓系統(tǒng)原理圖可以看出二者相互接觸）存在C、O 元素組成的粉塵和有機(jī)油污。由于事故減壓閥與非事故減壓閥使用工況、年限均相同，因此可以推斷事故閥門相應(yīng)部位也存在這種粉塵和有機(jī)油污。此外，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)供氧站匯流排未設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置。

本次事故的破壞形式為燒損，而燃燒的三個基本要素是著火點、助燃物質(zhì)和可燃物質(zhì)，在本次事故中，上述三個要素均有條件滿足。

3.1 著火點

本次事故的著火點可能來自如下兩個方面。

（1）供氧管路系統(tǒng)無靜電接地裝置，靜電可能在閥桿尖端與進(jìn)氣閥門尖端接觸處聚集而產(chǎn)生火花。

（2）進(jìn)氣閥門尖端有油脂類物質(zhì)積聚，在高純度氧氣作用下快速氧化放熱而自燃。

3.2 助燃物質(zhì)

氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，它在氧化反應(yīng)中提供氧，是一種常用的氧化劑，醫(yī)用氧氣的純度達(dá)99%以上，是強(qiáng)助燃物。

3.3 可燃物

進(jìn)氣閥門上積聚的有機(jī)油污、與進(jìn)氣閥門接觸的閥桿上積聚的C、O 元素組成的粉塵是最初的可燃物，在油污、灰塵快速燃燒放熱后，銅質(zhì)蝶形膜片和鍍鋅的調(diào)節(jié)彈簧在高純度氧氣環(huán)境下成為可燃物，劇烈燃燒，在氧氣流作用下成噴射狀而形成事故場面。

綜上所述，減壓閥使用時間過長（15 年）使其內(nèi)部聚積油污、粉塵和供氧管路未設(shè)置靜電接地裝置是事故發(fā)生的主要原因。

4 預(yù)防和安全措施

（1）定期更換匯流排上的減壓閥或定期對減壓閥內(nèi)部進(jìn)行清洗，避免閥門內(nèi)油脂、灰塵積聚。

（2）制造或安裝單位在裝配之前對所有管路系統(tǒng)包括減壓閥進(jìn)行徹底的脫脂清洗。

（3）供氧管路系統(tǒng)應(yīng)按照GB50030-2013《氧氣站設(shè)計規(guī)范》的要求設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置。

（4）供氧站應(yīng)單獨設(shè)置，不應(yīng)與病房在同一棟樓內(nèi)，以避免或減少氧氣事故造成人員傷亡。此外供氧站應(yīng)通風(fēng)良好、禁止堆放雜物、禁止使用可能產(chǎn)生火花的電氣設(shè)備。

（5）規(guī)范供氧站作業(yè)管理，更換氧氣瓶最好由專人操作，作業(yè)人員經(jīng)培訓(xùn)后上崗。