1998年7月21日下3點30分，在江西某棉紡織廠新建的冰室里，一只無縫液氨鋼瓶，在靜置狀態發生爆炸，造成3人急性中毒，其中2人死亡，1人搶救脫險，經濟損失達30余萬元。

    1、概況

    此鋼瓶系"上01，S3.0型"1971年2月制造的液氨無縫鋼瓶，標定容積為40L，無原始技術資料。鋼瓶檢驗有效期為1997年5月至1999年5月。檢驗單位具有相應資格，其檢驗記錄完整。鋼瓶容積測定為39.5L，最小壁厚為4.6mm。

    發生事故這天，氣溫26~36℃。上午10時許，發生爆炸的氨瓶連同另外6只同規格的氨瓶，一并由棉紡織廠的勞動服務公司李某，以制冰室要用氨為由，從氨廠勞動服務公司下屬的鋼瓶檢驗站租賃，并由該檢驗站充灌液氨140kg。因該鋼瓶檢驗站，在充灌過程中，采用的方法是嚴禁使用的"減量法"，即：從200kg的大氨瓶中取氨液，每只小氨瓶均灌裝20kg，用大氨瓶重量扣除20kg秤量掌握，沒有考慮小氨瓶的容積大小和殘液量多少。液氨從大氨瓶向小氨瓶充灌，七瓶液氨全部充灌完的時間約在11點15分。然后放在帶棚的五菱貨車上運輸。氨瓶全部臥放加防護罩和防震圈，分二層。因為時值中午，午飯后，汽車抵達棉紡廠，已是下午3點15分鐘。然后采取三人抬一瓶的做法卸車，將氨瓶抬進制冰室。當臥放了五瓶后，因排放不下，另外二瓶立放在近處。緊接著便開始將第一瓶氨液向冰機內卸灌。在第一瓶氨液卸灌過程中，一只立放的液氨鋼瓶猛烈爆炸，氨瓶沿瓶身縱向撕開580mm，氨瓶失穩，高速翻轉，角閥撞擊另一只該棉紡織廠自備的空氨瓶肩上，斷裂后飛脫擊斷一工作人員的腳，爆炸的氨氣從爆破口沖出，將室內的一些構筑平臺掀翻，打斷，部分擊碎。同時，大量氨氣將三個工作人員包圍。其中一人采用閉氣閉目摸索沖至室出口門邊，但因房門向里開，室內壓力比外大氣高，形成背壓一時打不開，昏倒在門邊地上。發生爆炸后，因一時無防毒面具，延誤時機，倒在室的二人終因吸氨量大，死亡，而停倒在門邊的人，經長達一個多月的治療，已脫離危險。

    2、爆炸現場檢查

    (1)爆炸鋼瓶具有明顯的塑性變形，爆破口處比正常處直徑增大9.2%，開裂總長580mm，最大開口間距71mm，爆破無碎片，爆破口壁厚明顯減薄，最薄點為3.8mm，破口宏觀檢查，韌性爆破的纖維區、放射區和剪切唇特征明顯。

    (2)制冰室內壁上及爆炸鋼瓶壁面，均未發現燃燒和化學爆炸痕跡。

    (3)爆炸的鋼瓶角閥斷離，其沖擊地面和撞擊閑置空氨瓶肩處的痕跡十分清晰、吻合。鋼瓶撞擊的墻面缺損位置與尺寸均能相符。部分室內構筑物倒塌。

    (4)對現場液氨鋼瓶重量保留完整的5只氨瓶中，有一只超標準多裝0.9kg。有2只氨瓶超期使用。

    3、爆炸氨瓶檢查與分析

    (1)金相檢查：執行GB224—87，對爆破口處制取試樣，作金相對比檢查，斷定基本組織為回火索氏體+鐵素體，且晶粒均勻細密，晶粒度級別達到11~12級，脫碳層厚度0.08~0.10mm正常，材質情況良好。

    (2)化學成份分析：對材料進行化學成份分析的結果是：C：0.23%，Mn：1.59%，Si：0.20%，V：0.09%，S：0.8%，P：0.019%，相當于20MnV。

    (3)材料機械性能檢測：按照GB228—76標準，制取試件試驗，其爆炸后鋼瓶材料的(b=901MPa、(5=16%、ψ=35%。某氣瓶爆破實驗后與爆破實驗前，(b會發生變化，爆破后的(b要偏大30~50MPa。主要原因是爆破后的鋼瓶嚴重塑性變形，材料隨其滑移面上的碎晶塊和附近的晶格的強烈扭曲，增大了滑移阻力，從而導致強度和硬度上升，塑性和韌性下降。由此我們可以認定鋼瓶爆破前的(b=861MPa。這個數值也符合20MuV的(b>800MPa的要求。(4)盛裝的液氨純度達99。96%，為一級品，排除了由于氨氣質量問題引起化學爆炸的可能。

    (5)氨瓶爆破壓力的計算：

    ①氨瓶壁厚：由于鋼瓶爆破后的壁厚發生減薄，再選 用爆破后的實測最小壁厚3.8mm就不合適。而原檢驗資料S＇min=4.6mm一個數值。因此，我們根據作拉伸試件試驗前后壁厚實際減薄率14.94%，結合鋼瓶爆破口處Smin=3.8mm進行還原計算，原最小壁厚：Smin=S＇min/1-14.94%=3.8/1-14.94%=4.47mm

    ②計算Pb值

    選用(b=861MPa、Smin=4.47mm，D0=219mm(檢驗記錄中查取)則Pb=2(b·Smin/D0-Smin=2×4.47×861/219-4.47=35.8MPa

    (6)如果液氨鋼瓶裝滿液氨，則隨實際可能達到的溫差變化形成的膨脹壓力值可按下列確定：

    溫差的確定：由于采用了減量自流法充裝工藝使得實際氨液溫差值并非大氣溫差。

    根據現場檢查，采用減量自流法充灌液氨的管道長，流動的液體在管道中吸熱蒸發，即在有液態氨灌進小氨瓶的同時，也灌入一定的氣態氨，使小氨瓶內壓力快速增高，這樣，要滿足氨液順利地灌入小氨瓶中，必須間斷性人為地制造一個壓力差，即將小氨瓶的氣壓快速排放，使得氨瓶內氨液在來不及吸收大氣傳導的熱量用于蒸發的情況下，以釋放氣化潛熱的方式，達到維持排氣量，從而導致氣壓快速下降，同時氨液溫度也對應地下降。為了達到快速自流灌裝目的，其小氨瓶入口處內外壓差要求達0.3MPa以上。

    綜上分析，要使氨液從大氨瓶流入小氨瓶中，其大氨瓶的壓力至少要比小氨瓶內的壓力高0.2+0.3=0.5MPa以上。而這壓差主要依賴小氨瓶快速排氨后氨液釋放汽化潛熱來實現，從而造成小氨瓶中的氨液溫度相應地下降。有資料顯示，液氨的溫度每升高1℃，則飽和壓力升高0.03MPa，因此，在整個充裝氨液的過程中，由于小氨瓶人為制造的壓力降形成的溫度降約為1/0.03×0.5=16.7℃。

    由于當天的所溫為26~36℃，而下午3點通常為最高氣溫時間，所以大氣溫差取10℃，加上氨液充灌人為形成的溫度降16.7℃，故實際氨液從充灌完畢至氨瓶爆炸時的溫差為26.7℃。

    ②氨液最大膨脹壓力計算：

    氨液溫度在20~40℃時，氨體積膨脹系數p=2.57×10-3，壓縮系數Z=1.58×10-4，(t取26.7℃。

    由公式計算氨瓶滿液后壓力增量(p：

    (p=(-3(/Z+Fv·(t

     =2.57×10-3-3×1.2×10-5/1.58×10-4+1.94×10-5×26.7

     =366kgf/cm2=35.9MPa。

    通過上述分析，這起液氨鋼瓶爆炸的根本原因，即違章充裝，導致氨液滿后膨脹，而發生超壓爆炸。從剩余鋼瓶秤重過程中，也確實發現超裝現象。