氮气使用安全
HSE 2006-027
氮气是我们日常呼吸空气中的一种主要组成分，在空气中的含量（体积比）约为78%。在工业中，氮气主要作为惰性气体用作设备的惰化--通常是把其中存留的氧气、可燃气体、有毒气体等置换出来，减少潜在的火灾、爆炸的可能性，从而提高系统安全性。在绝大多数的条件下氮气都不会和其他的物质发生反应或对其他物质的理化性质造成影响），最常见的是用于油舱的惰化保护。同时，由于它的保护作用，也被用于保护设备免受氧气、或其他具氧化作用气体的腐蚀。
大量的存在自然界中、大量的用于各行业，这种情况也导致了人们在一些场合中使用氮气非常随意，因为观念中这是一种普通的没有危害的气体，我们天天都在接触它。但是，大家忽略的一点是--氮气只有在和适量氧气混合的情况下对人体才是安全的。
由于氮气无色无嗅，其含量不能被简易设备直接测出，因此控制含氮环境的安全性只能依靠检测氧气含量来完成，如果环境中氮气含量过高（氧气含量过低），就会发生窒息事故。
在氮气造成的事故案例中可以看出，事故的发生地点多样--包括工厂流程、实验室、医疗中心等；其中62%是发生在化工、炼油生产装置、食品生产和储存设施、制造业以及其他工业企业。将近65%的事故是发生在设施维修、保养工作中，典型的事故是在维修保养罐车、材料储罐等工作过程中发生氮气窒息。事故调查显示，缺少正确使用氮气的知识、缺少对氮气潜在隐患的了解是造成氮气窒息事故的主要原因之一；而良好的作业习惯和安全意识是减少此类事故发生的重要方面。
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以下通过对事故案例的分析，进一步提出安全使用氮气和氮气安全管理的措施。
一、氮气窒息事故分析。
（一）工作前没有探测氧气含量是造成事故的重要致因。71%的事故发生在充氮的密闭空间或其附近位置。在事故调查中都明确显示，没有在进入密闭空间前或在其附近工作前进行氧气含量的测试。以下列举出在密闭空间氮气窒息的几起典型事故案例：
案例1：某承包商公司的几名员工负责对一个槽罐车进行清洗。完成清洗作业后，业主把罐车封闭进行冲氮置换。3名承包商工人离开场地后发现有工具遗留在罐车内，就返回现场，打开人孔。一名工人进入罐车后随即倒地，另一人赶快进入罐内救援，进入后也马上昏倒。第三名工人叫来救援人员后把伤员就出送往医院，经检查两人都已窒息死亡。
案例2：某化工厂检修工在甲醇车间放空总管安装膨胀节。在他弯腰拿起材料时吸入了放空管中的氮气，随即昏迷并倒在管口。所幸被安全带拉住。后被送到急救中心，抢救后恢复意识。
上述两起典型案例中，造成事故的主要方面包括： 1、 缺少对作业环境氧气含量的监测；
2、 没有隔离充氮气的设备，也没有在上面悬挂警示标示； 3、 工作许可证控制不力，包括：未经许可擅自进入罐内作业；灌充
氮气的设备没有和相关工作人员进行沟通；
4、 没有对工作人员进行有关氮气窒息危害的培训，员工缺少氮气危
害的风险意识；
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5、 应急预案、救援措施制定的不合理，执行不力。
在受限空间内造成的窒息事故救援方式是难点，但是应该认识到，在开放空间内发生的人员窒息晕倒事故存在着另一种潜在风险—救援人员不能意识到存在窒息的风险，而这种情况可能会给救援人员带来伤害，甚至可能造成事态扩大。
（二）氮气、空气的误用导致窒息事故的发生。氮气、压缩空气通常使用高压气瓶冲装。在某些工厂、设施由于使用量大，通常会安装空气压缩机和造氮机，既保证量的充足，又能降低操作成本。但是，由于气瓶和管线标示不清的问题，也会造成气体的误用，从而造成危险。
案例3：承包商工人在进行打磨除锈作业中使用头盔式呼吸罩，气源是厂内自供的压缩空气。在连接压缩空气管线时，操作人员误将氮气管线接上。造成两名工人因窒息昏迷。
案例4：在某个罐内进行刷漆作业的工人使用瓶装的压缩空气持续向罐内供气。在一段时间休息后，他们在进入罐内作业前发现原来的3个压缩空气瓶内的压力不足，就换了另外3个气瓶进行供气。但是所换的气瓶是氮气。这个失误导致了2名工人死亡。
上述事故案例中，应引起重视的几个关键问题是： 1、
标示不清晰。氮气管线和其他管线的标示难于区分，氮气瓶和压缩空气瓶的标示也模糊不清，无法分辨； 2、
操作人员在没有确认气体性质的情况下错误接驳管线供气，造成事故； 3、
不同性质气体的接口、丝扣相同，不能避免误操作。
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二、安全使用氮气的几点建议。
（一）警示警告系统和连续的氧气含量监测。
对正在进行充氮气置换、或长期使用氮气作惰化的设备或装置，应该在外面醒目位置标注警告性提示，如下图1、图2所示。对于充装氮气的设备装置，应在可能有人进入的人孔、通道，以及可能有人员接近的排放口附近悬挂标示。对于容积较大的设备，建议使用机械隔离方式，建立围栏使之最大限度的减少人员进入的可能性。
图1
DO NOT ENTER 请勿进入 NITROGEN ATMOSPHERE 正在充氮气置换 DANGER ASPHYXIATION 窒息危险 NITROGEN ATMOSPHERE 正在充氮气置换 图2
密闭空间的空气质量，特别是氧气含量的监测是非常重要的。一般要求的氧气含量应该在19.5—23.5%之间。过低的氧含量会造成缺氧昏迷，过高的氧含量会造成氧中毒。在人员进入作业空间前，应进行空气检测，氧气含量、可燃气体含量或其他可能存在的有毒有害气体含量均应被检测到。
（二）现场氮气管理的要求
使用瓶装氮气时，要求所有气瓶上的标示应清晰可见，气瓶存储应分区分类放置，并在明显位置挂牌提示。建议在收到气瓶后，进行内容物的检测，以确保使用的是正确的气体。
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如果是现场制造、通过管线输送的氮气，管线应该有明显的颜色标志区分，并在管线接口阀门位置标注明显的字迹（在管线上或标志牌上标注），以便于区分。建议使用与其他管线不同形式的接头，以避免误操作的可能性。
（三）加强安全使用氮气的培训
安全使用氮气的良好作业习惯是通过培训、实践等步骤一步步实现的。通常在培训中应该注意和强调以下几点：
1、 必要设备的使用培训。了解在密闭空间使用通风系统、排风系统和空气在线检测设备的必要性，以及设备对空气质量安全的重要性。 2、 氮气的窒息危险。在使用氮气进行置换的设备环境中，造成窒息事故的主要原因和事故案例。
3、 强调工作中沟通的重要性。工作许可证系统中的交叉工作的管理、不同作业部门/公司之间的交流和协调。在充氮气的设备附近工作的人员的告知和培训。
4、 对氮气瓶接口、氮气管线接口采用特殊尺寸的接头，以防止误操作的可能性。
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